DE102004014722B3

DE102004014722B3 - Seismische Quelle und Verfahren zur Erzeugung seismischer Schwingungen

Info

Publication number: DE102004014722B3
Application number: DE200410014722
Authority: DE
Inventors: Günter BORM; Rüdiger Giese; Peter Otto; Ulrich Polom
Original assignee: Institut fur Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben; GeoForschungsZentrum Potsdam
Current assignee: HELMHOLTZ-ZENTRUM POTSDAM DEUTSCHE GEOFORSCHUN, DE; LEIBNIZ-INSTITUT FUER ANGEWANDTE GEOPHYSIK, DE
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2024-03-26

Abstract

Es wird eine seismische Quelle (1) zur Erzeugung von seismischen Schwingungen, insbesondere von Kompressionswellen, in Erdmaterial (7) beschrieben, die einen Schwingungserzeuger (2), eine Übertragungseinrichtung (5) zum Aufsetzen auf das Erdmaterial (7), wobei der Schwingungserzeuger (2) an der Übertragungseinrichtung (5) befestigt ist und auf diese wirkt, um Schwingungen in das Erdmaterial (7) einzuleiten, und eine Stützeinrichtung (3), über die auf die Übertragungseinrichtung (5) eine Vorspannung gegenüber dem Erdmaterial (7) aufbringbar ist, umfasst, wobei zwischen der Stützeinrichtung (3) und der Übertragungseinrichtung (5) ein Vorspannfederelement (8) zur Aufbringung der Vorspannung vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine seismische Quelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Erzeugung seismischer Schwingungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 21.

Seismische Schwingungserzeuger haben einen breiten Anwendungsbereich im Bauwesen und in der Geologie. Besondere Vorteile bieten dabei Schwingungserzeuger, die bestimmte Schwingungsformen, beispielsweise Sinuswellen, erzeugen können. So werden verschiedene Frequenzen von unterschiedlichen Bodenschichten beispielsweise unterschiedlich gut übertragen oder reflektiert. Daher lässt sich mit Schwingungserzeugern, die fähig sind, Signale mit verschiedenen Frequenzen zu erzeugen, eine qualitativ hochwertige Erkundung von Erdmaterial durchführen. Dabei ist besonders das sogenannte "Sweepen" von Bedeutung, bei dem ein Frequenzbereich kontinuierlich durchfahren wird.

Eine andere Anwendungsmöglichkeit für Schwingungserzeuger ist die Anregung von Bauwerken, wie beispielsweise Brücken, um diese auf Resonanzfrequenzen zu untersuchen. Auch bei diesen Anwendungen sind Schwingungserzeuger von Vorteil, die eine Schwingungsanregung mit verschiedenen Frequenzen oder auch überlagerten Frequenzen durchführen können.

In US 6 488 117 B1 ist eine Schwingungsquelle beschrieben, die aus einem Rahmen besteht, an dem ein piezoelektrischer, magnetostriktiver oder elektrodynamischer Schwingungserzeuger befestigt ist. Der Rahmen wird mit einer Vorspannkraft gegen das Erdmaterial gedrückt. Das in US 6 488 117 B1 beschriebene Gerät hat den Nachteil, dass damit Frequenzen nur bis etwa 1.600 Hz erzeugbar sind. Es ist jedoch wünschenswert, wesentlich höhere Frequenzen erzeugen zu können, um genauere Bodenuntersuchungen durchzuführen. Auch ist die maximal erreichbare Frequenz ein Maß für die Qualität der Sinusschwingung, d.h. je höher die maximal erzeugbare Frequenz des Gerätes ist, umso genauer entspricht das abgegebene Schwingungssignal dem Ansteuerungssignal des Schwingungserzeugers. Dies ist wichtig, da beispielsweise die Auswertung erschwert wird, falls eine verzerrte Sinusschwingung in den Boden eingeleitet wird.

Aus der US 4 804 062 ist eine Bodenplatten-Baugruppe für einen seismischen Schwingungserzeuger bekannt, wobei die Bodenplatte gegenüber einer Stützeinrichtung durch elastische Bauelemente abgefedert ist.

Die DE 37 03 669 C2 offenbart eine seismische Quelle, die einen schwenkbaren Schwingungserzeuger umfasst.

Aus der US 4 662 473 ist ein Schwingungserzeuger bekannt, der ebenfalls über eine Verschwenkmechanik ausgelenkt werden kann.

Die US 4 721 181 offenbart einen Schwingungserzeuger, bei dem eine Übertragungseinrichtung von einer Stützeinrichtung gegen Erdmaterial gedrückt wird, wobei die Übertragungseinrichtung von der Stützeinrichtung durch elastische Elemente getrennt ist.

Die 35 42 006 offenbart eine seismische Quelle, die dazu geeignet ist, in einem Bohrloch angeordnet zu werden, wobei sich die seismische Quelle in dem Bohrloch gegen die Wände des Bohrlochs verspannt.

Aus der US 4 207 962 ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Schallwellen bekannt, die über eine schwingungsentkoppelte Übertragungseinrichtung verfügt.

Die US 5 005 665 offenbart einen Schwingungserzeuger, der zur Erzeugung seismischer Schwingungen im Erdmaterial geeignet ist.

Aus der DE 199 44 032 A1 ist eine seismische Quelle bekannt, bei der ein Schwingungserzeuger gegenüber Erdmaterial vorgespannt wird.

Aus der EP 0 397 318 B1 ist eine seismische Quelle bekannt, die dazu vorgesehen ist, in einem Bohrloch angeordnet zu werden und die sich gegenüber den Wänden des Bohrlochs verspannt.

Die EP 0 382 979 B1 offenbart einen an einer Übertragungseinrichtung mit einem Kardangelenk angelenkten Schwingungserzeuger. Die Übertragungseinrichtung wird durch eine Stützeinrichtung, die mit elastischen Elementen mit der Übertragungseinrichtung verbunden ist, gegenüber dem Erdmaterial vorgespannt.

Aus der EP 0 215 657 B1 ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Sonarwellen bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die mit möglichst geringem Aufwand eine bessere Schwingungsanregung ermöglichen, wobei eine Erhöhung der maximal erzeugbaren Frequenz angestrebt wird.

Die Aufgabe wird mit einer seismischen Quelle gemäß Anspruch 1 gelöst. Außerdem ist ein Verfahren zur Einleitung seismischer Schwingungen gemäß Anspruch 17 geeignet, die Aufgabe zu lösen.

Die Erfindung geht von der technischen Erkenntnis aus, dass eine energiereiche und hochfrequente Schwingungsanregung erleichtert wird, wenn die bewegten Massen einer seismischen Quelle minimiert werden.

Daher wird zwischen dem Schwingungserzeuger und dem Erdmaterial lediglich eine Übertragungseinrichtung angeordnet, die von einem Vorspannfederelement gegen das Erdmaterial vorgespannt wird. Das Vorspannfederelement stützt sich dabei an einer Stützeinrichtung für den Schwingungserzeuger ab. Die Stützeinrichtung selbst wird nicht durch den Schwingungserzeuger in Schwingungen versetzt, sondern lediglich die Übertragungseinrichtung. Dadurch, dass die Übertragungseinrichtung von der Stützeinrichtung kinematisch getrennt wird, kann die Übertragungseinrichtung eine sehr geringe Masse aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass mit dem Schwingungserzeuger seismische Schwingungen hoher Frequenz erzeugt werden können. Es sind dadurch Frequenzen bis zu 8 kHz und darüber möglich. Das mindestens eine Vorspannfederelement umfasst jeweils eine oder mehrere Federn, die eine möglichst geringe Dämpfung aufweisen, um möglichst viel Energie des Schwingungserzeugers in den Boden einzuleiten und nicht durch Dämpfung zu vernichten.

Erfindungsgemäß ist das Vorspannfederelement so abgestimmt, dass die Übertragungseinrichtung von der Stützeinrichtung im Wesentlichen schwingungsentkoppelt ist. Dies hat den Vorteil, dass nahezu keine Schwingungsenergie in die Stützeinrichtung eingeleitet wird. Besonders vorteilhaft ist eine tiefe Abstimmung des Vorspannfederelements, d.h. dass die Resonanzfrequenz des Vorspannfederelements zusammen mit den bewegten Massen, das sind die Übertragungseinrichtung und die bewegten Massen der Schwingungseinrichtung und des Vorspannfederelements selbst, im Zusammenspiel mit der Federkonstante des Vorspannfederelements eine Eigenfrequenz aufweisen, die weit unter der minimalen durch den Schwingungserzeuger erzeugten Frequenz liegt. Beispielsweise kann die Resonanzfrequenz 20 Hz und die niedrigste zu erzeugende Schwingung 100 oder 200 Hz betragen. Allgemein sollte die Abstimmung des Vorspannfe derelementes eine höchstens halb so große Resonanzfrequenz wie die tiefste zu erzeugende Frequenz aufweisen.

Erfindungsgemäß besteht die Übertragungseinrichtung aus einem im wesentlichen flächigen Bauelement. Ein flächiges Bauelement bietet Vorteile für das zuverlässige Übertragen von Schwingungen in das Erdmaterial. Ein flächiges Bauelement kann beispielsweise eine Scheibe oder ein Zylinder sein, dessen Durchmesser größer ist als seine Höhe. Es sind auch andere, z. B. eckige Formen möglich, beispielsweise vier-, sechs- oder achteckige Platten. Grundsätzlich sollte die Übertragungseinrichtung eine geringere Höhe als Breite aufweisen. Ansonsten soll sie möglichst wenig weitere Bauteile aufweisen, um eine möglichst geringe Masse zu erreichen. Die vorteilhafte geringe Masse wird besonders dann erreicht, wenn die Übertragungseinrichtung lediglich aus einer Lasteinleitungsplatte, einer daran angebauten Befestigungseinrichtung für den Schwingungserzeuger und Befestigungseinrichtungen für das Vorspannfederelement besteht. Auf diese Weise ist eine größtmögliche Massenreduzierung möglich. Die Lasteinleitungsplatte kann einen Durchmesser von beispielsweise 50 mm für die Lasteinleitung in Felsgestein oder einen Durchmesser von 150 mm für die Lasteinleitung in Lockerböden aufweisen. Allgemein sollte die Fläche größer sein für die Verwendung auf weichen Untergründen. Für harte Untergründe sollte die Fläche kleiner sein, wodurch die Lasteinleitungsplatte auch formstabiler ist. Für harte Untergründe, wie beispielsweise Fels, kann die Lasteinleitungsplatte mit einer runden, balligen Oberfläche versehen sein, da dadurch eine Fixierung des Lasteinleitungspunktes auf einer unregelmäßigen Oberfläche erreicht werden kann. Ein Krümmungsradius der Platte zwischen 500 und 1000 mm ist besonders geeignet. Allgemein ist es möglich, mit verschiedenen Lasteinleitungsplatten die Übertragungseinrichtung auf verschiedenen Böden, Tunnelwänden oder auch Beton aufzusetzen. Eine kleine Lasteinleitungsplatte weist den Vorteil einer geringen Masse auf, eine größere Lasteinleitungsplatte weist den Vorteil einer zuverlässigen Lasteinleitung auf. Über die flach auf dem Boden aufliegende Lasteinleitungsplatte der Übertragungseinrichtung werden hauptsächlich Kompressionswellen erzeugt, die sich in der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers ausbreiten. Am Rand der Lasteinleitungsplatte bilden sich auch Rayleighwellen. Allgemein kann die Übertragungseinrichtung aus einer Platte jedweder Form bestehen oder auch aus einem topfförmigen Bauteil, das auf dem Erdmaterial aufsteht, und das an seinem Rand Befestigungseinrichtungen für das Vorspannfederelement aufweist.

Vorteilhafterweise weist die Stützeinrichtung eine Führung für den Schwingungserzeuger auf. Der Schwingungserzeuger wird durch die Führung radial bezüglich seiner Wirkungsrichtung gehalten und kann sich in axialer Richtung im Wesentlichen frei bewegen. Eine solche Führung bietet den Vorteil, dass die Befestigung des Schwingungserzeugers an der Übertragungseinrichtung geringere Kräfte aufnehmen muss, da der Schwingungserzeuger an zumindest einem weiteren Punkt geführt ist. Die Führung kann beispielsweise aus mehreren Rollenlagern oder auch aus mehreren Kugellagern bestehen. Auch ein Gleitlager ist vorstellbar. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Schwingungserzeuger an zwei oder mehr axial beabstandeten Stellen radial geführt ist. Sind wenigstens zwei solcher Führungen vorhanden, bietet dies den Vorteil, dass an der Befestigung des Schwingungserzeugers an der Übertragungseinrichtung lediglich Kräfte in Richtung der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers aufgenommen werden müssen und keine Querkräfte oder Momente auftreten, wodurch die Befestigung mit einer minimalen Masse ausgeführt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass die bewegte Masse reduziert wird.

Die Führung für den Schwingungserzeuger umfasst vorzugsweise eine Biegefeder mit einer geringen Steifigkeit. Die Biegefeder kann beispielsweise ein längliches Stahlblech sein, das so angeordnet ist, dass sich der Schwingungserzeuger bezüglich seiner Wirkungsrichtung in axialer Richtung im Wesentlichen frei bewegen kann. Dies wird erreicht, indem eine flächige Biegefeder so angeordnet wird, dass ihre Fläche senkrecht steht auf der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers. Damit ist vorteilhafterweise eine Führung in radialer Richtung des Schwingungserzeugers gegeben, die den Schwingungserzeuger daran hindert, aus der Achse seiner Wirkungsrichtung zu kippen. Eine Biegefeder weist weiterhin den Vorteil auf, dass sie eine sehr geringe Dämpfung besitzt, insbesondere wenn sie aus Stahl oder allgemein aus einer metallischen Verbindung besteht.

Die Stützeinrichtung für den Schwingungserzeuger kann beispielsweise eine Aufnahme für den Schwingungserzeuger sein, die um den Schwingungserzeuger herum angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die seismische Quelle einen kompakten Aufbau hat. Vorzugsweise ist zwischen dem Schwingungserzeuger und der Aufnahme ein Luftspalt, damit sich der Schwingungserzeuger frei bewegen kann. Die Aufnahme bietet den Vorteil, dass der Schwingungserzeuger vor Beschädigungen beispielsweise durch herumfliegende Steine geschützt ist. Es ist auch möglich, die Aufnahme in einer Stabkonstruktion auszuführen. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass sich das Vorspannfederelement an der Aufnahme abstützen kann. Die Hauptaufgabe der Stützeinrichtung ist die Kraftübertragung zur Abstützung des Vorspannfederelements. Ansonsten kann die Stützeinrichtung auch andere geeignete Formen aufweisen. Das Material der Stützeinrichtung ist vorzugsweise ein Material, das hohe Festigkeiten aufweist, wie z.B. Stahl. Auf eine geringe Masse kommt es bei der Stützeinrichtung nicht an, da sie nicht zu den durch den Schwingungserzeuger bewegten Massen gehört.

Erfindungsgemäß weist das Vorspannfederelement eine Feder mit einer gegenüber der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers schräg gestellten Achse auf. Dies hat den Vorteil, dass durch die schräg gestellte Achse die Übertragungseinrichtung an einem seitlichen Ausweichen gehindert wird. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mehrere Federn angeordnet werden, die gegenüber der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers schräg gestellte Achsen aufweisen, wobei die schräg gestellten Achsen vorzugsweise so ausgerichtet sind, dass die Übertragungseinrichtung in ihrer Lage durch die schräg gestellten Federn gegen seitliches Ausweichen gehalten wird. So können beispielsweise zwei Federn gegenüberliegend angeordnet werden. Auch ist es möglich, vier Federn gleichmäßig um den Schwingungserzeuger anzuordnen, so dass sich jeweils zwei Federn gegenüberstehen.

Eine besonders vorteilhafte Kombination der Führungskräfte in radialer Richtung und der Vorspannkräfte ergibt sich, wenn der Winkel zwischen der schräg gestellten Achse der Feder und der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers zwischen 15° und 30° beträgt. Der Winkel kann auch zwischen 10° und 40° betragen. Dieser Winkelbereich ist deshalb von Vorteil, da die Vorspannkräfte auf die Übertragungseinrichtung größer sein müssen als deren seitlichen Führungskräfte, da der Schwingungserzeuger in seiner Wirkungsrichtung lediglich geführt werden muss. Es sind nur Stabilisierungskräfte in seitlicher Richtung notwendig. In Richtung der Vorspannung, das entspricht der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers, sind dagegen wesentlich höhere Kräfte notwendig, beispiels weise bis zu 10 oder bis zu 50 kN, je nach Anwendung und Leistung des Schwingungserzeugers.

Erfindungsgemäß weist das Vorspannfederelement eine Gasfeder auf. Gasfedern haben den Vorteil, dass sie so ausgeführt werden können, dass sie eine besonders geringe Dämpfung und einen geringen Anteil mitschwingender Masse aufweisen. Insbesondere eignen sich Rollfederbälge zum Einsatz in der seismischen Quelle, da Rollfederbälge nahezu keine Dämpfung aufweisen. Werden alle Federn des Vorspannfederelements als Gasfeder ausgeführt, so bietet dies den Vorteil, dass das Vorspannfederelement eine minimierte Dämpfung aufweist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Vorspannfederelement drei Gasfedern auf, die im Wesentlichen gleichmäßig um die Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers herum angeordnet sind. Vorzugsweise schneiden sich die Achsen der Gasfedern mit der Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers an der oder unterhalb der Oberfläche des Erdmaterials. Die Achse einer Gasfeder bezeichnet dabei die Achse, in der die Gasfeder ihre Federwirkung ausübt. Die Wirkungsrichtung des Schwingungserzeugers ist die Richtung, in der der Schwingungserzeuger den Hauptanteil der Schwingungsenergie abgibt. Eine Anordnung mit drei Gasfedern bietet den Vorteil, dass mit einer minimalen Anzahl an Gasfedern ein statisch bestimmtes Dreibein aufgebaut werden kann, mit dem die Übertragungseinrichtung gehalten wird. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn sich die Achsen der Gasfedern an oder unterhalb der Oberfläche des Erdmaterials schneiden, da dadurch ein seitliches Ausbrechen der Übertragungseinrichtung besonders wirkungsvoll verhindert werden kann. Schneiden sich die Achsen aller Luftfedern mit der Wirkungsrichtung des Schwingungser zeugers in einem Punkt, wird eine besonders hohe Stabilität der Konstruktion erreicht.

Vorzugsweise weist die Gasfeder ein Ventil auf, an dem ein Kompressor anschließbar ist. Mit dem Kompressor ist es dann möglich, den Druck in der Gasfeder zu beeinflussen. Dies hat den Vorteil, dass die Gasfeder unterschiedlichen Anwendungen, insbesondere unterschiedlichen Vorspannkräften angepasst werden kann, je nachdem welche Art von Material zu Schwingungen angeregt werden soll. Auch kann der Druck in der Gasfeder abhängig von der Anregungsfrequenz verändert werden. So ist beispielsweise für tiefe Anregungsfrequenzen eine besonders niedrige Federkonstante wünschenswert, die mit einem niedrigen Luftdruck in der Gasfeder zu erreichen ist. Sollen dagegen hohe Vorspannkräfte aufgebracht werden, so kann der Druck in der Gasfeder mit Hilfe des Kompressors erhöht werden. Der Kompressor kann beispielsweise manuell steuerbar sein.

Vorzugsweise wird der Kompressor von einer Gasfederstelleinrichtung gesteuert, die eingangsseitig mit dem Ausgang einer Niveauregulierung der Gasfeder verbunden ist. Auf diese Weise kann automatisch die Gasfeder so betrieben werden, dass bei optimaler Schwingungsentkopplung eine Zerstörung der Gasfeder oder eine Beschädigung von anderen Teilen der seismischen Quelle vermieden wird.

Vorteilhafterweise verfügt die Niveauregulierung über zumindest einen Wegaufnehmer, der eine Länge der Gasfeder ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Gasfeder immer automatisch an dem richtigen Arbeitspunkt gehalten werden kann, da der Wegaufnehmer automatisch die Länge der Gasfeder überwacht. Werden mehrere Gasfedern eingesetzt, so kann jede der Gasfedern mit einem einzelnen Wegaufnehmer verbunden sein, wobei besondere Vorteile dadurch gegeben sein können, dass der Druck in jeder Gasfeder über getrennte Ventile einzeln steuerbar ist, da dadurch auch eine optimale seitliche Führung der Übertragungseinrichtung gewährleistet werden kann. Weiterhin ist auch vorstellbar, dass in jeder Gasfeder ein Manometer angeordnet wird, um den Druck in der Gasfeder zu überwachen. Dies bietet den Vorteil, dass Betriebszustände, die zu einem Schaden der Gasfeder führen können, automatisch erkannt werden können, um in einem solchen Fall die seismische Quelle abzuschalten.

Um eine Zerstörung des Vorspannfederelements zum Beispiel durch zu hohen oder zu niedrigen Druck in der Gasfeder zu vermeiden, weist das Vorspannfederelement vorzugsweise zwei Anschläge auf. Ein erster Anschlag wird bei zu hoher Last aktiv, während ein zweiter Anschlag bei zu geringer Last ein übermäßiges Ausdehnen des Vorspannfederelements verhindert. Der erste Anschlag kann beispielsweise in Form eines Gummianschlags in den Federn des Vorspannfederelements ausgeführt sein. Der zweite Anschlag kann als Wegbegrenzung für das Vorspannfederelement so ausgeführt sein, dass ein Zapfen, der an dem Schwingungserzeuger befestigt ist, in einer Nut der Stützeinrichtung eine bestimmte Bewegungsfreiheit hat.

Vorteilhafterweise ist die Stützeinrichtung für den Schwingungserzeuger mit einer Andrückeinrichtung verbunden, die zur Positionierung und Aufbringung der Vorspannung geeignet ist. Die Andrückvorrichtung kann beispielsweise aus einem Hydraulikzylinder bestehen, der die Stützeinrichtung mit dem Vorspannfederelement und der Übertragungseinrichtung gegen die Wand drückt. Eine solche Andrückeinrichtung hat den Vorteil, dass die Stützeinrichtung mit einer definierten Kraft vorgespannt werden kann.

Vorzugsweise ist die Andrückeinrichtung luftdruckgesteuert. Dies hat im Zusammenspiel mit den Gasfedern des Vorspannfederelements den Vorteil, dass kein zusätzlicher Kompressor benötigt wird. Grundsätzlich weist eine luftdruckgesteuerte Andrückeinrichtung den Vorteil auf, dass zu ihrem Betrieb kein Öl notwendig ist wie bei einem Hydraulikzylinder. Das Öl kann bei Undichtigkeiten aus der Anlage entweichen und zu Umweltschäden führen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die seismische Quelle insbesondere im freien Gelände verwendet wird. Die luftdruckgesteuerte Andrückeinrichtung ist mit dem Kompressor über ein Ventil und eventuell über einen Druckreduzierer verbunden, um den Druck in der Andrückeinrichtung unabhängig von dem Druck in den Gasfedern zu steuern. Besondere Vorzüge ergeben sich, wenn die Niveauregulierung auch die Länge und die ausgeübte Kraft der Andrückeinrichtung überwacht und steuert, da dadurch die Vorspannung der seismischen Quelle automatisch oder zumindest halbautomatisch gesteuert werden kann, was einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht.

Die Andrückvorrichtung ist vorteilhafterweise an einer Führungsschiene befestigt, die an einer Maschine befestigt werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die seismische Quelle an einem Bagger oder einer Tunnelbohrmaschine zu montieren, wodurch ein flexibler Einsatz möglich ist. Beispielsweise ist es auf diese Weise auch möglich, die seismische Quelle an einer Tunnelwand zu positionieren. Die seismische Quelle kann aber über die Führungsschiene auch an einem PKW oder einem LKW montiert werden.

Vorzugsweise besteht die Übertragungseinrichtung aus einer Leichtmetalllegierung, um so die Masse der Übertragungseinrichtung zu minimieren. Titanlegierungen bieten besondere Vorteile, da sie bei hoher Festigkeit eine geringe Masse auf weisen. Es ist jedoch auch möglich, die Übertragungseinrichtung aus Stahl oder Aluminium herzustellen, was den Aufwand bei der Herstellung der Übertragungseinrichtung verringert.

Wird in der Übertragungseinrichtung ein Schwingungsaufnehmer angeordnet, so bietet dies den Vorteil, dass die Schwingungen der Übertragungseinrichtung, die bei ausreichend hoher Vorspannkraft den Schwingungen des Bodens unmittelbar darunter weitgehend entsprechen, ermittelt werden können. Dadurch ist es möglich, zu messen, welche Schwingung in den Boden eingeleitet wird.

Vorzugsweise wird der Schwingungsaufnehmer mit einer Regeleinrichtung verbunden, die zur Steuerung des Schwingungserzeugers eingesetzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass der Schwingungserzeuger so angesteuert werden kann, dass genau das gewünschte Schwingungssignal im Boden erzeugt wird. Dadurch ist es möglich, Unregelmäßigkeiten bei der Übertragung des Schwingungssignals in den Boden auszugleichen. So kann beispielsweise der Schwingungserzeuger bei unterschiedlichen Frequenzen einen unterschiedlichen Wirkungsgrad aufweisen, was mit Hilfe der Regeleinrichtung ausgeglichen werden kann, da die Regeleinrichtung über einen Soll-Ist-Vergleich der Schwingungen feststellen kann, ob die in dem Boden eingebrachte Schwingungsenergie den Vorgaben entspricht.

Besondere Vorteile bietet der Einsatz eines magnetostriktiven Schwingungserzeugers. Magnetostriktive Schwingungserzeuger zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei einer geringen Masse sehr hohe Schwingungsenergien umsetzen können, was sehr hohe Anregungsfrequenzen bis zu 8 kHz erlaubt. Alternativ können auch piezoelektrische oder elektrodynamische Schwingungserzeuger eingesetzt werden. Elektrodynamische Schwingungserzeuger haben den Vorteil, dass sie günstig in der Herstellung sind. Piezokeramische Schwingungserzeuger bieten den Vorteil, dass sie sehr hohe Frequenzen erzeugen können. Der magnetostriktive Schwingungserzeuger ist in einem Gehäuse untergebracht, über das das magnetostriktive Material vorgespannt ist. Im Inneren des Gehäuses befindet sich das magnetostriktive Material, beispielsweise "Terfenol D" (Produktbezeichnung), das am übertragungseinrichtungsseitigen Ende des Schwingungserzeugers über einen Bolzen mit der Übertragungseinrichtung verbunden ist. Seitlich neben dem Bolzen befinden sich Federn, die sich am Gehäuse abstützen und die das magnetostriktive Material gegen das Gehäuse vorspannen. Diese Anordnung bietet den besonderen Vorteil, dass das Gehäuse des magnetostriktiven Schwingungserzeugers als Gegenmasse bei der Schwingungserzeugung fungiert. Es ist auch möglich, zusätzliche Massenteile an dem Schwingungserzeuger zu befestigen, um die Masse, gegen die der Schwingungserzeuger arbeitet, zu erhöhen.

Ein Gegenstand der Erfindung ist auch ein Seismiksystem, das eine erfindungsgemäße seismischen Quelle und einen Kompressor aufweist, der mit den gasdruckbetriebenen Elementen wie den Gasfedern verbunden ist.

Einen weiteren unabhängigen Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Erzeugung von seismischen Schwingungen in Erdmaterial.

Eine erfindungsgemäße seismische Quelle und das erfindungsgemäße Verfahren werden anschließend anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.

1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen seismischen Quelle.

2 zeigt eine andere Ausführungsform einer seismischen Quelle.

3 ist eine Skizze, in der die Regelungstechnik einer erfindungsgemäßen seismischen Quelle dargestellt ist.

In 1 ist eine Seitenansicht einer seismischen Quelle 1 dargestellt. Die seismische Quelle 1 verfügt über einen magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2, der innerhalb einer Stützeinrichtung 3 angeordnet ist. Der kommerziell verfügbare magnetostriktive Schwingungserzeuger 2 besteht aus einem Stab aus magnetostriktivem Material, beispielsweise "Terfenol D", und einer um dieses Material herum angeordneten elektrischen Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds. Im Bild ist lediglich das Gehäuse des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 dargestellt. Der magnetostriktive Schwingungserzeuger 2 ist über einen Bolzen 4 mit der Übertragungseinrichtung 5 verbunden. Der Bolzen 4 ist mit dem einen Ende des Stabes aus magnetostriktiven Material, der beispielsweise 50 mm Durchmesser und eine Länge von 30 cm haben kann, verbunden. Zur Schwingungserzeugung stützt sich das magnetostriktive Material mit seinem anderen Ende gegen das Gehäuse des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 ab.

Die Übertragungseinrichtung 5 weist einen Lasteinleitungsteller 6 auf, der im dargestellten Fall einen Durchmesser von 150 mm hat und zur Einleitung von Schwingungen in einen Lockerboden 7 geeignet ist. Die Übertragungseinrichtung 5 ist über Luftfedern 8 an der Stützeinrichtung 3 befestigt. Die Luftfedern 8 bestehen aus Rollfederbälgen und weisen eine sehr geringe Federsteifigkeit und eine im Wesentlichen vernachlässigbare Dämpfung auf. Die Übertragungseinrichtung 5 hat eine Masse von etwa 250 g. Dies ist zu erreichen, indem die Übertragungseinrichtung 5 aus einer Titanlegierung, beispielsweise Ti6Al4V hergestellt wird. Im Zusammenspiel der bewegten Massen der Übertragungseinrichtung 5, des Bolzens 4 und des Schwingungserzeugers 2 ergibt sich in Abhängigkeit vom Luftdruck in den Luftfedern 8 eine Schwingungseigenfrequenz von etwa 20 bis 30 Hz.

Insgesamt wird die Übertragungseinrichtung 5 von drei Luftfedern 8 gehalten, von denen lediglich zwei in der in 1 dargestellten Seitenansicht sichtbar sind. Die Luftfedern 8 sind gleichmäßig um den magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2 angeordnet. Der Winkelabstand beträgt 120°. Gegenüber der Wirkungsrichtung 9 des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 sind die Achsen 10 der Luftfedern 8 um 30° geneigt. Dabei ist die Geometrie der Übertragungseinrichtung 5 so ausgelegt, dass sich die Achsen 10 der Luftfedern 8 mit der Wirkungsrichtung 9 des magnetostriktiven Schwingungserzeugers im Lockerboden 7 schneiden. Auf diese Weise wird eine Führung des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 und der Übertragungseinrichtung 5 hergestellt, wobei diese Teile in radialer Richtung gehalten werden. Ansonsten kann sich der Schwingungserzeuger 2 frei in der Stützeinrichtung 3 bewegen, wobei er am oberen der Übertragungseinrichtung 5 abgewandten Ende durch eine Blattfeder 11 gegen ein radiales Ausweichen aus der Wirkungsrichtung 9 gehalten wird. Die Blattfeder 11 weist eine Federsteifigkeit auf, die in Richtung der Wirkungsrichtung 9 sehr klein ist. Die Blattfeder 11 dient lediglich dazu, eine radiale Führung für den magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2 darzustellen. Sie ist mit ihrem andere Ende an einem steifen Rahmen 12 befestigt, der wiederum mit der Stützeinrichtung 3 verbunden ist. Der Rahmen 12 verbindet auch die Stützeinrichtung 3 mit dem Ende eines Andrückzylinders 13, der dazu dient, die Stützeinrichtung gegenüber dem Lockerboden 7 vorzuspannen. Der Andrückzylinder 13 ist an ei ner Schiene 14 befestigt, mit der die seismische Quelle 1 an einem Bagger (nicht dargestellt) befestigt werden kann.

Die vom Andrückzylinder 13 auf die Stützeinrichtung 3 aufgebrachte Vorspannung wird über die Luftfedern 8 auf die Übertragungseinrichtung 5 weiter gegeben. Damit die Stützeinrichtung 3 die Vorspannung auf die Luftfedern 8 aufbringen kann, weist sie stabile Ausleger 15 auf, an deren Enden die Luftfedern 8 befestigt sind.

Die Vorspannung muss ausreichend groß sein, um im Betrieb ein Abheben der Übertragungseinrichtung 5 mit dem Lasteinleitungsteller 6 von dem Lockerboden 7 zu vermeiden. Daher ist die Anlage bei einer Leistung des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 von etwa 4 kW auf eine Vorspannkraft von 10 kN ausgelegt. Im Betrieb werden mit dem magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2 Frequenzen zwischen 200 Hz und 8 kHz erzeugt. Da die Resonanzfrequenz der Luftfedern 8 in Verbindung mit den bewegten Massen 20–30 Hz beträgt und damit wesentlich unterhalb der tiefsten Anregungsfrequenz liegt, wird die Stützeinrichtung 3 und die Schiene 14 von der Übertragungseinrichtung 5 wirksam schwingungsentkoppelt.

Die Luftfedern 8 und der Andrückzylinder 13 werden im Betrieb von einem Pressluftkompressor (nicht dargestellt) mit Druckluft versorgt. Der magnetostriktive Schwingungserzeuger 2 wird von einer Regeleinrichtung (nicht dargestellt) angesteuert. Der Kompressor und die Regeleinrichtung werden in 3 näher erläutert.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform einer seismischen Quelle 16 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen in der 2 bezeichnen gleiche Teile wie in 1. Die in 2 dargestellte seismische Quelle 1 weist gegenüber der in Figur 1 dargestellten seismischen Quelle 1 eine weitere Führung des magnetostriktiven Schwingungserzeugers und der Übertragungseinrichtung 5 gegen radiales Ausweichen auf. Die weitere Führung ist durch eine untere Blattfeder 17 realisiert, die an der Übertragungseinrichtung 5 einerseits und an einem Halterahmen 18 befestigt ist. Die Wirkung der unteren Blattfeder 17 ist analog zu der Wirkung der oberen Blattfeder 11. Die Übertragungseinrichtung 5 und der magnetostriktive Schwingungserzeuger 2 werden in Richtung der Wirkungsrichtung 9 des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 geführt und an einem radialen Ausweichen gehindert.

Der Halterahmen 18 ist an der Stützeinrichtung 3 befestigt. Der Halterahmen 18 weist drei senkrechte Stäbe 19 auf, die jeweils um 60° versetzt gegenüber den Luftfedern 8 und damit gleichmäßig um den magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2 angeordnet sind.

In 3 ist eine erfindungsgemäße Steuerung und Regelung dargestellt. Gleiche Teile wie in den 1 und 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Luftfedern 8 und der Andrückzylinder 13 werden von einem Kompressor 20 mit Druckluft versorgt. Damit die Luftfedern 8 und der Andrückzylinder 13 unabhängig voneinander angesteuert werden können, ist über ein Luftfederventil 21 der Zustrom zu den Luftfedern 8 und über ein Andrückzylinderventil 22 der Zustrom zu dem Andrückzylinder 13 steuerbar. Das Luftfederventil 21 und das Andrückzylinderventil 22 werden von einer Stelleinrichtung 23 angesteuert. Die Stelleinrichtung 23 weist Signaleingänge für verschiedene Signale auf. Ein Signal gibt der Stelleinrichtung 23 eine bestimmte Vorspannung F(def) vor. Zwei weitere Signale enthalten eine gemessene Andrückzylinderlänge x(a) und eine gemessene Luftfederlänge x(c) einer der Luftfedern 8.

Die Vorspannung F(def) wird von einem Benutzer vorgegeben. Die Andrückzylinderlänge x(a) wird von einem Andrückzylinderwegaufnehmer 24 am Andrückzylinder 13 ermittelt. Ein Luftfederwegaufnehmer 25 ermittelt die Länge einer der Luftfedern 8. Das dargestellte Prinzip zur Ansteuerung der Luftfedern 8 geht davon aus, dass die Länge der Luftfedern 8 aufgrund des symmetrischen Aufbaus bei Versorgung mit gleichem Luftdruck für alle Luftfedern 8 gleich ist.

Die Stelleinrichtung 23 enthält eine Niveauregulierung, die die Länge der Luftfedern 8 auf einen optimalen Bereich einstellt. Auch die Länge des Andrückzylinders 13 wird von der Niveauregulierung überwacht. Verlässt eine der beiden Längen einen vorgegebenen Bereich, so zeigt die Stelleinrichtung 23 an, dass der optimale Betriebsbereich verlassen wird, damit der Benutzer geeignete Maßnahmen treffen kann. Die Stelleinrichtung 23 stellt den Luftdruck in den Luftfedern 8 und dem Andrückzylinder 13 so ein, dass auf dem Boden eine Vorspannkraft F aufgebracht wird, die der vorgegebenen Vorspannung F(def) entspricht. Dazu verwendet die Stelleinrichtung 23 ein Kennfeld, in dem der Druck in den Luftfedern 8 und in dem Andrückzylinder 13 mit der Vorspannkraft F verknüpft ist. Um eine Schwingungsanregung durch Luftdruckveränderungen in den Luftfedern 8 und in dem Andrückzylinder 13 zu vermeiden, sind das Luftfederventil 21 und das Andrückzylinderventil 22 jeweils drosselbar, um Druckstöße in den Zuleitungen zu vermeiden. Damit in den Luftfedern 8 der gleiche Luftdruck herrscht, sind die Luftfedern 8 über eine Druckluftverbindungsleitung 26 verbunden.

Der magnetostriktive Schwingungserzeuger 2 wird von einer Regeleinrichtung 27 angesteuert. Die Regeleinrichtung 27 steuert den magnetostriktiven Schwingungserzeuger 2 beispielsweise mit einem Sinussignal an, das eine veränderliche Frequenz aufweist, wobei fortlaufend der Frequenzbereich von 200 Hz bis 8 kHz durchfahren wird. Ein Schwingungsaufnehmer 28 ermittelt die Schwingungen a(u) der Übertragungseinrichtung 5. Die Regeleinrichtung 27 vergleicht die von dem Schwingungsaufnehmer 28 ermittelten Schwingungen a(u) mit einer vorgegebenen Schwingung a(def). Stellt die Regeleinrichtung 27 fest, dass die ermittelte Schwingung a(u) nicht der vorgegebenen Schwingung a(def) entspricht, so regelt die Regeleinrichtung 27 die Ansteuerung des magnetostriktiven Schwingungserzeugers 2 nach (Soll-Ist-Vergleich mit Regelung).

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

1: seismische Quelle
2: magnetostriktiver Schwingungserzeuger
3: Stützeinrichtung
4: Bolzen
5: Übertragungseinrichtung
6: Lasteinleitungsteller
7: Lockerboden
8: Luftfeder
9: Wirkungsrichtung (des magnetostriktiven Schwingungser
: zeugers)
10: Achse der Luftfeder
11: Blattfeder
12: Rahmen
13: Andrückzylinder
14: Schiene
15: Ausleger
16: seismische Quelle
17: untere Blattfeder
18: Halterahmen
19: senkrechte Stäbe
20: Kompressor
21: Luftfederventil
22: Andrückzylinderventil
23: Stelleinrichtung
24: Rndrückzylinderwegaufnehmer
25: Luftfederwegaufnehmer
26: Druckluftverbindungsleitung
27: Regeleinrichtung
28: Schwingungsaufnehmer
F: Vorspannkraft (am Boden)
F(def): Vorspannung (vorgegeben)
x(a): Andrückzylinderlänge (gemessen)
x(c): Luftfederlänge (gemessen)
a(u): Schwingungen (der Übertragungseinrichtung, gemessen)
a(def): vorgegebene Schwingung

Claims

Seismische Quelle (1) zur Erzeugung von seismischen Schwingungen, insbesondere von Kompressionswellen, in Erdmaterial (7), die umfasst: – einen Schwingungserzeuger (2), – eine Übertragungseinrichtung (5) zum Aufsetzen auf das Erdmaterial (7), wobei der Schwingungserzeuger (2) an der Übertragungseinrichtung (5) befestigt ist und auf diese wirkt, um Schwingungen in das Erdmaterial (7) einzuleiten, und – eine Stützeinrichtung (3), über die auf die Übertragungseinrichtung (5) eine Vorspannung gegenüber dem Erdmaterial (7) aufbringbar ist, wobei – zwischen der Stützeinrichtung (3) und der Übertragungseinrichtung (5) ein Vorspannfederelement (8) zur Aufbringung der Vorspannung vorgesehen ist, – zwischen dem Erdmaterial (7) und dem Schwingungserzeuger (2) lediglich die Übertragungseinrichtung (5) angeordnet ist und wobei – das Vorspannfederelement (8) eine Gasfeder (8) aufweist und so abgestimmt ist, dass die Übertragungseinrichtung (5) von der Stützeinrichtung (3) schwingungsentkoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gasfeder (8) eine gegenüber der Wirkungsrichtung (9) des Schwingungserzeugers (2) schräggestellte Achse (10) aufweist und dadurch, dass – die Übertragungseinrichtung (5) aus einem flächigen Bauelement (5) besteht.
Seismische Quelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (3) eine Führung (11,17) für den Schwingungserzeuger (2) aufweist, wobei der Schwingungserzeuger (2) durch die Führung (11,17) radial bezüglich seiner Wirkungsrichtung (9) gehalten wird und in axialer Richtung (9) sich im wesentlichen frei bewegen kann.
Seismische Quelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (11,17) eine Biegefeder (11,17) umfasst.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (3) eine Aufnahme (3) für den Schwingungserzeuger (2) umfasst.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der schräggestellten Achse (10) der Gasfeder (8) und der Wirkungsrichtung (9) des Schwingungserzeugers (2) zwischen 10° und 40° beträgt.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannfederelement (8) drei Gasfedern (8) aufweist, die im wesentlichen gleichmäßig um die Wirkungsrichtung (9) des Schwingungserzeugers (2) herum angeordnet sind und deren Achsen (10) sich mit der Wirkungsrichtung (9) des Schwingungserzeugers (2) an der oder unterhalb der Oberfläche des Erdmaterials (7) schneiden.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (8) ein Ventil aufweist, an dem ein Kompressor (20) anschließbar ist, wobei mit dem Kompressor (20) der Gasdruck in der Gasfeder (8) beeinflussbar ist.
Seismische Quelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (20) von einer Gasfeder-Stelleinrichtung (23) steuerbar ist, die eingangsseitig mit dem Ausgang einer Niveauregulierung (23) verbunden ist.
Seismische Quelle nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Wegaufnehmer (25), der eine Länge (x(c)) der Gasfeder (8) ermittelt und der ausgangsseitig mit dem Eingang der Niveauregulierung (23) verbunden ist.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (3) an einer Andrückeinrichtung (13) befestigt ist, um die Vorspannung aufzubringen.
Seismische Quelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückeinrichtung (13) gasdruckgesteuert ist.
Seismische Quelle nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückeirrichtung (13) an einer Führungsschiene (14) befestigt ist, wobei die Führungsschiene (14) zur Anbringung an einer Maschine vorgesehen ist.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in der Übertragungseinrichtung (5) angeordneten Schwingungsaufnehmer (28) zur Ermittlung der Schwingungen (a(u)) der Übertragungseinrichtung (5).
Seismische Quelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer (28) ausgangsseitig mit dem Eingang einer Regeleinrichtung (27) zur Steuerung des Schwingungserzeugers (2) verbunden ist.
Seismische Quelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) ein magnetostriktiver Schwingungserzeuger (2) ist.
Verwendung einer seismischen Quelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Seismik-Vorrichtung, die einen mit der Gasfeder (8) verbundenen Kompressor (20) umfasst.
Verfahren zur Erzeugung von seismischen Schwingungen, insbesondere von Kompressionswellen, in Erdmaterial (7), bei dem – ein Schwingungserzeuger (2) an einer Übertragungseinrichtung (5) befestigt wird und auf diese wirkt, um Schwingungen in das Erdmaterial (7) einzuleiten, wobei zwischen dem Erdmaterial und dem Schwingungserzeuger lediglich die Übertragungseinrichtung angeordnet ist, – auf die Übertragungseinrichtung (5) über eine Stützeinrichtung (3) für den Schwingungserzeuger (2) eine Vorspannung gegenüber dem Erdmaterial (7) aufgebracht wird, – die Stützeinrichtung (3) von der Übertragungseinrichtung (5) durch ein Vorspannfederelement (8) entkoppelt wird, das zwischen der Stützeinrichtung (3) und der Übertragungseinrichtung (5) zur Aufbringung der Vorspannung vorgesehen ist und das eine Gasfeder (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gasfeder (8) eine gegenüber der Wirkungsrichtung (9) des Schwingungserzeugers (2) schräggestellte Achse (10) aufweist und dadurch, dass – die Übertragungseinrichtung (5) aus einem flächigen Bauelement (5) besteht.
Verfahren nach Anspruch gekennzeichnet durch eine Ermittlung einer Zustandsgröße (x(c)) des Vorspannfederelements (8).
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgröße eine Länge (x(c)) der Gasfeder (8) oder den Gasdruck in der Gasfeder (8) wiedergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, gekennzeichnet durch – Ermittlung einer Stellgröße in Abhängigkeit von der Zustandsgröße (x(c)), und – Ansteuern eines Kompressors (20) mit der Stellgröße, wobei der Kompressor (20) mit der Gasfeder (8) über ein Ventil (21) verbunden ist und den Druck in der Gasfeder (8) beeinflusst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20, gekennzeichnet durch Ermittelung einer Schwingungszustandsgröße (a(u)), welche die Schwingungen der Übertragungseinheit (5) als Antwort auf eine Schwingungsstellgröße (a(def)) des Schwingungserzeugers (2) wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Vergleich der ermittelten Schwingungszustandsgröße (a(u)) mit der Schwingungsstellgröße (a(def)) und Ansteuern des Schwingungserzeugers (2) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs.