DE10048281A1 - Mix vibrating for forming and compacting places mix in hold on table for vibrating non-harmonically by forces fluctuating at different frequencies. - Google Patents
Mix vibrating for forming and compacting places mix in hold on table for vibrating non-harmonically by forces fluctuating at different frequencies.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Vibrationseinwir kung auf Gemenge, bevorzugt zur Formgebung und Verdichtung von Betongemengen, wobei mechanische Schwingungen auf eine das Gemenge enthaltende Form übertragen werden und aufgrund der dabei auf das Gemenge einwirkenden Kräfte das Gemenge geformt und verdichtet wird.The invention relates to a method and an arrangement for vibration batching, preferably for shaping and compacting concrete batches, whereby mechanical vibrations are transferred to a form containing the batch become and due to the forces acting on the batch is shaped and compressed.
Im Stand der Technik sind Anordnungen und Verfahren zur Verdichtung und Formge bung von Gemengen unterschiedlicher Konsistenz, darunter von Betongemengen, be kannt. Dabei haben außer quasistatischen Verfahren, wie Pressen, Walzen und Extru dieren, vor allem auch dynamische Verfahren Bedeutung erlangt, bei denen mechani sche Schwingungen oder Stöße zur Verdichtung und Formgebung genutzt werden.The prior art includes arrangements and methods for compression and molding Practice batches of different consistency, including concrete batches known. In addition to quasi-static processes such as pressing, rolling and extrusion dieren, especially dynamic processes, in which mechani vibrations or shocks can be used for compression and shaping.
Ein einfaches, sich durch Zuverlässigkeit auszeichnendes und deshalb weit verbreitetes Prinzip, nach dem die harmonischen Schwingungen erzeugt und auf das Gemenge übertragen werden, beruht auf einer rotierenden Unwucht, die mit der Aufnahmeform für das Gemenge mechanisch in Verbindung steht. Im einfachsten Fall ist ein Elektro motor mit symmetrisch an den Wellenenden angebrachten Unwuchtmassen vorgese hen. Dieser klassische Unwuchterreger erzeugt eine harmonische Kraftfunktion in zwei senkrecht zur Drehachse stehenden Koordinatenrichtungen.A simple, reliable and therefore widely used product Principle according to which the harmonic vibrations are generated and applied to the batch transmitted, is based on a rotating unbalance, which with the recording form for the batch is mechanically connected. In the simplest case is an electric Motor with symmetrical unbalanced masses attached to the shaft ends hen. This classic unbalance exciter creates a harmonious force function in two Coordinate directions perpendicular to the axis of rotation.
Schwingungserreger mit rotierenden Unwuchten sind beispielsweise unter der Bezeich nung Vibrator oder Außenrüttler handelsüblich. Sie sind u. a. beschrieben in Wam bach/Schneider: "Außenrüttler - Grundlagen und praktische Anwendungen der Rüttel technik", Verlag moderne Industrie, Landsberg, Deutschland, 1992. Hier sind bei spielsweise Vorrichtung zum Erzeugen gerichteter Schwingungen beschrieben, bei de nen wenigstens zwei Fliehgewichte mit im wesentlichen gleicher Drehzahl gegensinnig um zueinander parallele Achsen rotieren, dabei eine harmonische Schwingung erzeu gen, diese zunächst auf einen gemeinsamen Träger und von dort auf eine Konsole übertragen, die als Rütteltisch oder Vibrationsplatte ausgestaltet sein kann.Vibration exciters with rotating imbalances are for example under the designation Vibrator or external vibrator customary in the trade. You are u. a. described in Wam Bach / Schneider: "External vibrators - basics and practical applications of the vibrators technik ", Verlag Moderne Industrie, Landsberg, Germany, 1992. Here are at example described device for generating directed vibrations, de NEN at least two flyweights in opposite directions with substantially the same speed rotate around axes parallel to each other, thereby generating a harmonic vibration gene, first on a common carrier and from there to a console transferred, which can be designed as a vibrating table or vibrating plate.
Bei der Formgebung und Verdichtung des Gemenges laufen grundsätzlich folgende
Vorgänge ab:
Zunächst werden in einem "Ordnungsvorgang" die Reibungs- und Adhäsionskräfte zwi
schen den Gemengekörnern verringert bzw. aufgehoben und es erfolgt eine Umord
nung des Kornverbandes. Hohlräume zwischen den Größtkörnern werden durch kleine
re Bestandteile gefüllt. Bei Einhaltung der Korngrößenverteilung entsprechend der ein
gebrachten Sieblinien streben die festen Bestandteile den dichtesten Kornverband an.The following processes generally take place when shaping and compacting the batch:
First, the friction and adhesive forces between the batch grains are reduced or eliminated in an "order process" and there is a rearrangement of the grain structure. Voids between the largest grains are filled by small re-components. If the grain size distribution is adhered to according to the sieve lines introduced, the solid components aim for the densest grain structure.
Im Verlaufe des Prozesses geht der "Ordnungsvorgang" über in einen "Ausscheidungs vorgang", bei dem die Umordnung des Kornverbandes, die mit der Vibrationseinwir kung verbundene temporäre Verflüssigung des Betongemenges und auch gravitatori sche Kräfte zur Entweichung von Lufteinschlüssen und überflüssigem Wasser aus dem Gemenge führen.In the course of the process, the "order process" changes into an "excretion" process ", in which the rearrangement of the grain structure, which interacts with the vibration Temporary liquefaction of the concrete mix and gravitatori forces to escape air pockets and excess water from the Run a batch.
Es ist jedoch bekannt, daß diese Art der Vibrationseinwirkung Grenzen hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Formgebung und Verdichtung von Gemengen hat.However, it is known that this type of vibration exposure has limits their effect on the shaping and compaction of batches.
Wegen der verhältnismäßig "schonenden" harmonischen Einwirkung lassen sich nur solche Gemenge mit hinreichendem Ergebnis verdichten, die eine fließfähige bis plasti sche Konsistenz haben. Derartige Gemengeeigenschaft aber setzen insbesondere bei Betongemengen einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt voraus. Dagegen ist es wegen der anzustrebenden möglichst hohen Endfestigkeit jedoch eher wünschenswert, den Wassergehalt im Betongemenge niedrig zu halten.Because of the relatively "gentle" harmonic effect can only compress such batches with sufficient result that a flowable to plasti consistency. However, such a mixture property is particularly important Concrete quantities ahead of a relatively high water content. It's against it because of the striving for the highest possible ultimate strength, it is rather desirable to keep the water content in the concrete quantity low.
Bei der Herstellung von Betonprodukten mit steifen Betongemengen als Ausgangsstoff hat sich deshalb die Formgebung und Verdichtung mittels Schockwirkung als geeigne tes Verfahren etabliert. Dabei erfolgt eine mechanische Einwirkung durch Stoßvorgänge auf das zu verarbeitende Gemenge, die hinsichtlich der wirkenden Kräfte und Be schleunigungen deutlich über denen bei der harmonischen Vibrationswirkung liegen. In the production of concrete products with stiff concrete quantities as the starting material the shape and compression by means of a shock effect has therefore proven to be suitable established process. A mechanical impact is caused by impact processes on the batch to be processed, the regarding the acting forces and loading accelerations are significantly higher than the harmonic vibration effect.
Wegen der enormen Kräfte, die dabei auch auf alle Teile und Baugruppen der Ferti gungseinrichtung wirken, unterliegen derartige Maschinen einer hohen mechanischen Belastung mit den damit zusammenhängenden Nachteilen der Ermüdung, des Ver schleißes, der Energieverluste sowie der Lärmemission.Because of the enormous forces that also affect all parts and assemblies of the Ferti such a machine are subject to high mechanical Burden with the associated disadvantages of fatigue, ver wear, energy losses and noise emissions.
Um die Verarbeitung von Betongemengen mit möglichst niedrigem - idealerweise op timalem - Wassergehalt bei ausreichenden, die Maschine nur so stark wie nötig bela stenden dynamischen Einwirkungskenngrößen und bei möglichst geringer Umweltbela stung wie Lärmemission, spezifischem Energieverbrauch usw. betreiben zu können ist es wünschenswert, die Vorteile der harmonischen Vibrationsverdichtung mit den guten Verdichtungswirkungen der Schockeinwirkung in geeigneter Weise zu verbinden, ohne deren Nachteile in gleichem Maße in Kauf nehmen zu müssen.In order to process concrete quantities with the lowest possible - ideally op timalem - water content when sufficient, only load the machine as much as necessary constant dynamic impact parameters and with the lowest possible environmental impact equipment such as noise emissions, specific energy consumption, etc. it is desirable to take advantage of harmonic vibration compression with the good Combine compression effects of shock in a suitable manner without to have to accept their disadvantages in equal measure.
Bereits bekannte technische Lösungen beruhen erstens auf der gezielten Erzeugung von Erregerkraftfunktionen mittels zwangserregter Systeme, wie Kurvengetriebe, Ser vohydraulik und ähnlich und zweitens auf der Vibrationserzeugung mit mehreren, mit unterschiedlichen Frequenzen betriebenen Unwuchterregern.Well-known technical solutions are based firstly on the targeted generation excitation force functions using positively excited systems, such as cam gears, Ser vohydraulik and similar and secondly on the vibration generation with several, with unbalance exciters operated at different frequencies.
Derartige Lösungsansätze besitzen entscheidende Nachteile. Im ersten Fall sind sie technisch sehr aufwendig und damit sehr teuer, denn die zwangserregte Schwingungs erzeugung bedingt insbesondere bei größeren Kraftimpulsen einen entsprechend di mensionierten mechanischen Aufbau, der den Kraftfluß über die Vibrationseinrichtung bzw. über ein ausreichend dimensioniertes Fundament schließt.Such approaches have decisive disadvantages. In the first case they are technically very complex and therefore very expensive, because the force-excited vibration Generation requires a corresponding di, especially with larger force impulses dimensioned mechanical structure, the power flow through the vibration device or closes on a sufficiently dimensioned foundation.
Im zweiten Fall wird die Generierung einer definierten Erregerkraftfunktion in schwer kontrollierbarer Weise beeinflußt durch die Anzahl und Anbringungsorte der Einzeler reger und die schwingungstechnische Kopplung der Einzelerreger über den Aufbau der. Vibrationsverdichtungseinrichtung. Die zuverlässige Erzeugung einer definierten Erre gerkraftfunktion ist auf diese Weise nicht möglich.In the second case, the generation of a defined excitation force function becomes difficult controllably influenced by the number and location of the individual exciter and the vibration coupling of the individual exciters via the structure of the. Vibration compacting device. The reliable generation of a defined path Force function is not possible in this way.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Anordnung zur Ausübung des Verfahrens anzugeben, mit denen die Vibrationseinwirkung auf Gemenge unterschied licher Konsistenz, insbesondere Formgebung und Verdichtung von Betongemengen mit steifer Konsistenz, verbessert wird. Starting from this prior art, the invention is based on the object a method of the type mentioned above and an order to exercise the Specify the method by which the vibration effect on batch differed liche consistency, in particular shaping and compaction of concrete quantities stiff consistency, is improved.
Erfindungsgemäß wird zur Vibrationseinwirkung auf Gemenge, bevorzugt zur Formge bung und Verdichtung von Betongemengen, mit Schwingungen auf das Gemenge ein gewirkt, die in ihrem zeitlichen Verlauf nichtharmonisch sind und die durch eine nicht harmonisch und nicht stoßartig auf- und abschwellende Erregerkraft erzeugt werden.According to the invention, the effect of vibration on the batch, preferably the batch Practice and compaction of concrete batches, with vibrations on the batch knitted, which are not harmonious in their temporal course and which are not by one Harmonic and not abruptly rising and decongesting excitation force are generated.
Bevorzugt wird die Erregerkraft als Resultierende aus mindestens zwei mit unter schiedlichen Frequenzen f1 und f2 jeweils harmonisch auf- und abschwellenden dyna mischen Massekräften gewonnen. Dabei kann beispielsweise eine erste Massekraft mit einer Frequenz im Bereich f1 = 10 Hz bis 200 Hz und eine zweite Massekraft mit einer von f1 abweichenden Frequenz f2 < 10 Hz auf- und abschwellen.Preferably, the excitation force is obtained as a resultant from at least two dynamic mass forces that rise and fall in harmony with different frequencies f 1 and f 2 . For example, a first mass force with a frequency in the range f 1 = 10 Hz to 200 Hz and a second mass force with a frequency f 2 deviating from f 1 <10 Hz can swell up and down.
Eine besonders vorteilhafte Verfahrensweise bei der nichtharmonischen Schwingungs einwirkung auf das Gemenge erfolgt erfindungsgemäß durch impulsförmige Abschnit te, die in den zeitlichen Verlauf der Schwingungskurve eingeordnet sind. Diese impuls förmigen Abschnitte haben im Unterschied zu Stoßimpulsen, wie sie beispielsweise beim Gegeneinanderschlagen von festen Körpern entstehen, weniger steile Flanken.A particularly advantageous procedure for non-harmonic vibration The mixture is influenced according to the invention by means of a pulse-shaped section te, which are classified in the time course of the vibration curve. This impulse shaped sections have in contrast to shock pulses, such as when solid bodies strike against each other, there are less steep flanks.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sollen als harmonische Schwingun gen sinusförmig verlaufende und als nichtharmonische Schwingungen nicht-sinusför mig verlaufende Schwingungen verstanden werden.In connection with the present invention are intended as harmonic vibrations against sinusoidal and non-harmonic as non-harmonic vibrations moderate vibrations can be understood.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst mit einer Anordnung zur Vibrations einwirkung auf Gemenge, vorzugsweise Betongemengen, umfassend eine Schwin gungsquelle mit Mitteln zur Erzeugung einer schwingenden Erregerkraft und einen Schwingtisch, der zwecks Schwingungsübertragung starr mit der Schwingungsquelle verbunden ist und auf dem eine das Gemenge aufnehmende Form befestigt ist, wobei in der Schwingungsquelle mehrere unausgeglichene Getriebe vorgesehen sind und durch diese Getriebe Massekräfte generiert werden, aus denen eine nichtharmonisch und nicht stoßartig auf- und abschwellende Erregerkraft resultiert, die zur Übertragung auf den Schwingtisch vorgesehen ist.The object of the invention is further achieved with an arrangement for vibrations action on batches, preferably concrete batches, comprising a Schwin supply source with means for generating a vibrating excitation force and Vibration table that is rigid with the vibration source for the purpose of vibration transmission is connected and on which a batch-receiving form is attached, wherein several unbalanced gears are provided in the vibration source and mass forces are generated by these gears, from which a non-harmonic and does not result in a surge and decongestant excitation force that leads to transmission is provided on the swing table.
In einer Ausgestaltung der Anordnung sind in der Schwingungsquelle zwei unausgegli chene Getriebe zur Erzeugung jeweils einer harmonisch auf- und abschwellenden Mas sekraft vorhanden. In one embodiment of the arrangement, two are unbalanced in the vibration source gears to generate a harmoniously rising and falling Mas security available.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Anordnung sind ein erstes Getriebe zur Erzeugung einer mit einer Frequenz im Bereich f1 = 10 Hz bis 200 Hz auf- und ab schwellenden Massekraft und ein zweites Getriebe Erzeugung einer mit einer von f1 abweichenden Frequenz f2 < 10 Hz auf- und abschwellen Massekraft vorgesehen.In a particularly preferred embodiment of the arrangement, a first gear unit for generating a mass force that swells up and down with a frequency in the range f 1 = 10 Hz to 200 Hz and a second gear unit that generates a frequency f 2 <10 that deviates from f 1 Hz up and down mass force provided.
Dabei kann mindestens eines der Getriebe alternativ als exzentrische Schubkurbel, als Unrundgetriebe oder in Form einer Kurbelschwinge ausgebildet sein.At least one of the gears can alternatively be used as an eccentric thrust crank Non-circular gear or in the form of a crank arm.
Erfindungsgemäß werden also nichtharmonische Schwingungen mittels einer nicht harmonischen Erregerkraft erzeugt, die ihrerseits wiederum als Resultierende aus meh reren dynamischen Massekräften gewonnen wird. Vorteilhaft werden die dynamischen Massekräfte mit unausgeglichenen Getrieben generiert, worunter im vorliegenden Zu sammenhang Getriebe zu verstehen sind, von denen auf- und abschwellende Masse kräfte ausgehen.According to the invention, therefore, non-harmonic vibrations are not generated by means of a harmonic excitation force, which in turn results from meh dynamic dynamic forces is obtained. The dynamic ones are advantageous Mass forces generated with unbalanced gears, including in the present Zu gears are to be understood, of which rising and falling mass running out of strength.
Die gezielte Generierung dieses vorteilhaften nichtharmonischen Erregerkraftzeitver laufes mit unausgeglichenen Getrieben weicht in ihrer Wirkungsweise von den bekann ten Mehrfrequenzvibratoren mit gleichförmig rotierenden Unwuchten ab.The targeted generation of this advantageous non-harmonic excitation force time ver Running with unbalanced gears differs in their mode of action from the known multi-frequency vibrators with uniformly rotating imbalances.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Anordnung wird dem zu verdichtenden Gemenge die Schwingungsenergie in einer Weise zugeführt, die einmal die Vorteile der Verdichtungswirkungen harmonischer Schwingungen ausnutzt und zum anderen durch die Überlagerung mit überhöhten Impulsen ausübt, wodurch eine innerhalb des gesamten Gemengevolumens gleichmäßige Verdichtung erzielt und auch eine hochgenaue Formgebung bewirkt wird.This is achieved with the method according to the invention and the associated arrangement condensing batches the vibrational energy supplied in a way that once takes advantage of the compression effects of harmonic vibrations and on the other hand through the superimposition with inflated impulses, which causes a achieved uniform compression within the entire batch volume and also a highly precise shaping is effected.
Außer dieser vorteilhaften Wirkung tritt noch ein weiterer Effekt ein:
Insbesondere Betongemenge bestehen aus Zuschlagsstoffen mit unterschiedlicher
Korngröße, die sich lose und statistisch verteilt im Gemenge einlagern. Die Umgebung
eines jeden Korns hat elastische Eigenschaften. Damit bildet jedes Korn im Zusam
menwirken mit seiner Umgebung ein schwingfähiges System.In addition to this beneficial effect, there is another effect:
Concrete batches in particular consist of aggregates with different grain sizes, which are stored loose and statistically distributed in the batch. The area around each grain has elastic properties. In cooperation with its surroundings, each grain forms an oscillatory system.
Dieses "Feder-Masse-System" besitzt bedingt durch seine Schwingfähigkeit auch cha rakteristische Eigenfrequenzen in Abhängigkeit von seiner Masse und Federsteifigkeit. Die Massen der verschiedenartigen Kornbestandteile des zu verdichtenden Gemenges haben differenzierte Eigenfrequenzen der einzelnen Körnungen zur Folge, wobei davon auszugehen ist, daß eine optimale Verdichtung dann eintritt, wenn die von der Schwin gungsquelle ausgehenden Frequenzen annähernd der Eigenfrequenz der anzuregen den Bestandteile des Gemenges entsprechen.Due to its ability to vibrate, this "spring-mass system" also has cha characteristic natural frequencies depending on its mass and spring stiffness. The masses of the different grain components of the mixture to be compacted result in different natural frequencies of the individual grits, of which it can be assumed that optimal compaction occurs when the Schwin source to excite approximate the natural frequency of the excitation correspond to the components of the batch.
Daraus folgt, daß in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Korngrößen und den da mit verbundenen verschiedenartigen Eigenfrequenzen der Bestandteile des Gemenges die mehrfrequente Schwingungsanregung vorteilhaft ist und das angestrebte Ergebnis verbessert.It follows that depending on the different grain sizes and there with connected different natural frequencies of the components of the batch the multi-frequency vibration excitation is advantageous and the desired result improved.
Es ist allgemein bekannt, daß jede periodische Funktion in eine Fourierreihe mit reinen harmonischen Bestandteilen zerlegt werden kann. Umgekehrt kann aus einzelnen har monischen Schwingungen eine periodische nichtharmonische Funktion generiert wer den.It is generally known that every periodic function is in a Fourier series with pure harmonic components can be disassembled. Conversely, individual har monic vibrations who generates a periodic non-harmonic function the.
Bei Abstimmung der Fourierkoeffizienten der harmonischen Bestandteile einer periodi schen nichtharmonischen Funktion auf die Eigenfrequenzen der einzelnen Korngrößen des zu verdichtenden Gemenges wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine optimale Anregung aller Kornbestandteile und damit eine bestmögliche Wirkung auf die Formgebung und Verdichtung des Gemenges erreicht.When matching the Fourier coefficients of the harmonic components of a periodi non-harmonic function on the natural frequencies of the individual grain sizes of the mixture to be compressed is a by the arrangement according to the invention optimal excitation of all grain components and thus the best possible effect the shape and compression of the batch is achieved.
Da analog zu den Einrichtungen mit harmonischen Schwingungen mechanische Bela stungen der Bauelemente weitestgehend vermieden werden und geringe Lärmemission entsteht, vereinigt die erfindungsgemäße Anordnung die Vorteile der harmonischen Vibrationsverdichtung mit der hohen Qualität des verdichteten Endproduktes bei An wendung einer Schockvibration.As with the devices with harmonic vibrations, mechanical bela The components are largely avoided and low noise emissions arises, the arrangement according to the invention combines the advantages of harmonic Vibration compaction with the high quality of the compacted end product at An shock vibration.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become. Show in the accompanying drawings
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Anordnung, Fig. 1 shows the basic structure of the arrangement,
Fig. 2 den Zeitverlauf einer nichtharmonischen Erregerkraftfunktion, Fig. 2 shows the time course of a non-harmonic excitation force function,
Fig. 3 die Prinzipdarstellung einer der Schwingungserzeugung dienenden exzentri schen Schubkurbel Fig. 3 shows the schematic diagram of a vibration-generating eccentric push crank
Fig. 4 die Prinzipdarstellung einer der Schwingungserzeugung dienenden Kurbel schwinge Fig. 4 shows the schematic diagram of a crank serving to generate vibration
Fig. 5 die Prinzipdarstellung eines der Schwingungserzeugung dienenden Unrundge triebes Fig. 5 shows the principle of a vibration generating Unrundge gear
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung mit einer Schwingungsquelle 1, von der vorwiegend in Richtung einer Erregerkraft 2 nichtharmonische Schwingungen ausge hen. Die Schwingungsquelle 1 ist starr mit einem Schwingtisch 3 verbunden, der eine Form 4 trägt, die zur Aufnahme des zu verdichtenden Gemenges ausgebildet ist und die eine nicht näher dargestellte Innenkontur aufweist, welche die äußere geometrische Form des Endproduktes verkörpert. Fig. 1 shows the arrangement according to the invention with a vibration source 1 , from the predominantly in the direction of an excitation force 2 out of harmonic vibrations. The vibration source 1 is rigidly connected to a vibrating table 3 , which carries a shape 4 which is designed to accommodate the batch to be compressed and which has an inner contour, not shown, which embodies the outer geometric shape of the end product.
Über zwei symmetrisch zu seinem Flächenschwerpunkt angeordnete Federelemente 5 und 6 ist der Schwingtisch 3 gegen eine erdfeste Auflage 7 abgestützt.The vibrating table 3 is supported against an earth-fixed support 7 by means of two spring elements 5 and 6 arranged symmetrically to its center of area.
In der Schwingungsquelle 1 sind zwei unausgeglichene Getriebe (in Fig. 1 nicht darge stellt) zur Erzeugung jeweils einer harmonisch auf- und abschwellenden dynamischen Massekraft vorhanden. Dabei sind die Getriebe so ausgelegt, daß eine dieser dynami schen Massekräfte beispielhaft mit einer Frequenz f1 = 100 Hz und die andere mit einer Frequenz f2 = 10 Hz auf- und abschwillt. Aus der Überlagerung dieser beiden dynami schen Massekräfte miteinander resultiert eine nichtharmonisch, aber auch nicht stoßar tig auf- und abschwellende Erregerkraft, die über den Schwingtisch 3 übertragen wird und auf das Gemenge einwirkt.In the vibration source 1 there are two unbalanced gears (not shown in FIG. 1) for generating a harmoniously rising and falling dynamic mass force. The gears are designed so that one of these dynamic mass forces, for example with a frequency f 1 = 100 Hz and the other swells with a frequency f 2 = 10 Hz. The superimposition of these two dynamic mass forces with one another results in a non-harmonic, but also not shock-like, swelling and declining excitation force, which is transmitted via the vibrating table 3 and acts on the mixture.
Fig. 2 zeigt beispielhaft den zeitlichen Verlauf einer nichtharmonischen Erregerkraft funktion, die als Resultierende von fünf harmonischen Frequenzen entsteht. Die von der Schwingungsquelle 1 ausgehenden nichtharmonischen Schwingungen, die über den Schwingtisch 3 sowie die Form 4 auf das zu verdichtende Gemenge übertragen werden kommen, als periodisch gemäßigte Kraftverläufe in der Größenordnung einer harmonischen Vibration mit überlagerten erhöhten Impulsen 8 zur Wirkung auf das Gemenge, wobei eine durch den Impuls 8 bewirkte Disharmonie zu einer verbesserten Verdichtung des Gemenges beiträgt. Fig. 2 shows an example of the time course of a non-harmonic excitation function, which arises as a resultant of five harmonic frequencies. The non-harmonic vibrations emanating from the vibration source 1 , which are transmitted to the batch to be compressed via the vibrating table 3 and the mold 4 , as periodically moderate force curves in the order of magnitude of a harmonic vibration with superimposed increased impulses 8 for the effect on the batch, one of which disharmony caused by impulse 8 contributes to an improved compaction of the mixture.
Mindestens eines der in der Schwingungsquelle 1 enthaltenen Getriebe kann gemäß Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 ausgeführt sein. Dort sind alternative Ausführungen von unaus geglichenen Getrieben dargestellt, wie beispielsweise in Form einer exzentrischen Schubkurbel (Fig. 3), einer Kurbelschwinge (Fig. 4) und eines Unrundgetriebes (Fig. 5), die insbesondere zur Erzeugung des Impulses 8 (vgl. Fig. 2) geeignet sind. At least one of the transmission contained in the vibration source 1, according to Fig. 3, Fig. 4 and Fig. Be executed. 5 There alternate embodiments are shown of unspoken geglichenen transmissions, such as in the form of an eccentric crank (Fig. 3), a rocker arm (Fig. 4) and an eccentric transmission (Fig. 5), which in particular for the generation of the pulse 8 (see Fig. . 2 are suitable).
Bei Drehung der nach Fig. 3 und Fig. 4 gestalteten Kurbelarme 9 und 10 um einen Drehpunkt 11 wird entsprechend ihrer Dimensionierung in Abhängigkeit von der Zeit der Impuls 8 erzeugt und in Y-Richtung auf das zu verdichtende Gemenge übertragen.Upon rotation of the designed according to Fig. 3 and Fig. 4 crank arms 9 and 10 about a pivot point 11 of its dimensioning is accordingly generated as a function of time of the pulse 8 and transferred in the Y direction to the mixture to be compacted.
Unter Verwendung eines Unrundgetriebes nach Fig. 5 wird der Impuls 8 über zwei Un rundzahnräder 12 und 13, die auf einer Wälzgerade 14 in einem Wälzpunkt 1 5 ablau fen, erzeugt. Dabei werden Drehmomente von einem Motor 16 über eine Welle 17, die beiden Unrundzahnräder 12 und 13 sowie über eine weitere Welle 17 auf eine Un wuchtmasse 18 übertragen. Die Unwuchtmasse 18 erzeugt aufgrund ihrer unausgegli chenen Rotation Schwingungen, deren Frequenz von der Drehzahl und deren Amplitu de von der Masse abhängig sind.Using a non-circular gear according to Fig. 5, the pulse 8 has two Un around toothed wheels 12 and 13, the ablau fen on a straight pitch 14 pitch point in a 1 5, is generated. Torques are transmitted from a motor 16 via a shaft 17 , the two non-circular gears 12 and 13 and via a further shaft 17 to an unbalanced mass 18 . The unbalanced mass 18 generates vibrations due to their unbalanced rotation, the frequency of which depends on the speed and the amplitude of the mass.
Auf diese Weise wird eine erste dynamische Massekraft erzeugt, die mit der Frequenz f1 < 10 Hz auf- und abschwillt. Diese wird mit einer zweiten dynamischen Massekraft überlagert, die auf ähnliche Weise erzeugt wird, jedoch mit einer höheren Frequenz f2 und einer geringeren Amplitude. Aus diesen beiden dynamischen Massekräften resul tiert eine Erregerkraft, die beispielhaft wie in Fig. 2 dargestellt schwingt und wie oben beschriebenen auf das Gemenge einwirkt. In this way, a first dynamic inertia force is generated, which swells up and down with the frequency f 1 <10 Hz. This is superimposed with a second dynamic mass force, which is generated in a similar manner, but with a higher frequency f 2 and a lower amplitude. An excitation force results from these two dynamic mass forces, which vibrates as shown in FIG. 2 and acts on the mixture as described above.
11
Schwingungsquelle
vibration source
22
Erregerkraft
exciting force
33
Schwingtisch
vibrating table
44
Form
shape
55
, .
66
Federelement
spring element
77
erdfeste Auflage
earth-proof edition
88th
Impuls
pulse
99
, .
1010
Kurbelarme
crank arms
1111
Drehpunkt
pivot point
1212
, .
1313
Unrundzahnräder
Non-circular gears
1414
Wälzgerade
straight pitch
1515
Wälzpunkt
pitch point
1616
Motor
engine
1717
Wellen
waves
1818
Unwuchtmasse
unbalanced mass
Claims (9)
eine Schwingungsquelle mit Mitteln zur Erzeugung einer schwingenden Erreger kraft und
einen Schwingtisch (3), der zwecks Schwingungsübertragung starr mit der Schwingungsquelle verbunden ist und auf dem eine das Gemenge aufnehmende Form (4) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Schwingungsquelle (1) mehrere unausge glichene Getriebe vorgesehen sind, wobei durch diese Getriebe Massekräfte generiert werden, aus denen eine nichtharmonisch und nicht stoßartig auf- und ab schwellende Erregerkraft resultiert, die zur Übertragung auf den Schwingtisch (3) vorgesehen ist.4. Arrangement for the action of vibrations on batches, preferably for shaping and compacting concrete batches, comprising
a vibration source with means for generating a vibrating force and
a vibrating table ( 3 ) which is rigidly connected to the vibration source for the purpose of transmitting vibrations and on which a mold ( 4 ) receiving the batch is fastened,
characterized in that several unbalanced gears are provided in the vibration source ( 1 ), whereby mass forces are generated by these gears, from which a non-harmonic and not jerky up and down excitation force results, which is intended for transmission to the vibrating table ( 3 ) is.
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| DE (1) | DE10048281A1 (en) |
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