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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen
mit einer dafür
geeignete Rütteleinrichtung.
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Betonformsteine
werden industriell vorzugsweise durch Verdichten eines in Formnester
einer Form eingefüllten
Betongemenges unter Rütteleinwirkung
in einer Formmaschine hergestellt. Die Formnester der Form sind
oben und unten offen. Die untere Öffnung ist durch eine relativ
zur Form vertikal verfahrbare und gegen die Unterseite der Form
verspannbare Unterlage verschließbar. In die durch die Unterlage
unten verschlossenen Formnester wird durch die obere Öffnung Betongemenge
eingefüllt und
in die oberen Öffnungen
werden Druckplatten eingesenkt. Durch nachfolgende Anregung der
Unterlage bei auf das Betongemenge drückenden Druckplatten zu vorwiegend
vertikalen Rüttelschwingungen,
welche sich von der Unterlage in das Betongemenge übertragen,
wird das Betongemenge in ca. 5–20
Sekunden in einem oder mehreren Schritten zu formstabilen, noch
feuchten Betonformsteinen verfestigt, welche nach Lösen der
Unterlage von der Form nach unten aus den Formnestern entformt und aus
der Formmaschine entnommen werden. Die Unterlage ist gewöhnlich ein
Rütteltisch,
gegebenenfalls mit einer austauschbaren Brettauflage.
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Typischerweise
wirken Rütteleinrichtungen der
Formmaschine direkt auf den Rütteltisch
ein. Gebräuchliche
Rütteleinrichtungen
sind Unwuchtrüttler, welche
mit typischerweise 50 Hz rotieren und in der Regel paarweise gegenläufig betrieben
sind. Besonders effektiv, aber auch mit hohem Lärmpegel verbunden sind Schockvibrations-Rüttler, bei
welchen durch Unwuchtrüttler
vertikal schwingende Schlagleisten von unten gegen eine Unterlage
schlagen.
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Aus
der
DE 19921145 A1 ist
eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen bekannt, bei welcher
ein Rütteltisch über Aktuatoren
mit Piezoelementen gegen den Maschinenrahmen einer Formmaschine
abgestützt
ist.
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Aus
der
DE 19940119 A1 sind
Rüttelaktuatoren
mit in einem Aktuatorgehäuse
durch Piezoelemente zu Schwingungen anregbare Unwuchtmassen bekannt.
Mehrere solcher Rüttelaktuatoren
sind an der Form oder dem Rütteltisch
befestigt.
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Die
Rüttlung
von losem Schüttgut
oder von Beton in großen
offenen Gussformen für
Wandplatten zur Entgasung sind von den Belastungen, Anforderungen
und Betriebsparametern mit der Rüttlung eines
Betongemenges bei der maschinellen Fertigung von Betonformsteinen
nicht vergleichbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere hinsichtlich
des Rüttelvorgangs verbesserte
Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen sowie eine hierfür geeignete
Rütteleinrichtung
anzugeben.
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Erfindungsgemäße Lösungen sind
in den im unabhängigen
Ansprüchen
beschrieben. Die abhängigen
Ansprüche
enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Wesentlich
bei der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von Krafterzeugern,
welche zwischen einem ersten und einem zweiten Endanschluss eine flexible
Membran aufweisen. Die Richtung, in welcher die beiden Endanschlüsse voneinander
beabstandet sind, sei als Längsrichtung
bezeichnet. Die Membran, welche typischerweise annähernd schlauchförmig ist,
begrenzt seitlich umlaufend quer zur Längsrichtung einen Hohlraum,
welcher mit einem Fluid unter erhöhtem Druck beaufschlagt werden
kann. Die Membran weist die besondere Eigenschaft auf, dass eine
Ausdehnung der mit beiden Endanschlüssen verbundenen Membran quer
zur Längsrichtung
möglich
und mit einer Kontraktion der Membran in Längsrichtung verbunden ist.
Bei Zuführung
von Fluid unter gegenüber
dem Umgebungsdruck erhöhtem
Fluiddruck in den Hohlraum tritt eine die Membran quer zur Längsrichtung
erweiternde Druckkraft des Fluids auf, welche über die Kopplung der Querausdehnung
mit einer Längskontraktion
zu einer in Längsrichtung
wirkenden Kraft zwischen den beiden Endanschlüssen führt.
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Derartige
Krafterzeuger sind an sich bekannt und werden beispielsweise unter
der Bezeichnung „Fluidic
Muscle" von der
Firma FESTO angeboten. Die Krafterzeuger ermöglichen eine feine Dosierung einer
Zugkraft zwischen den Endanschlüssen
und einen großen
relativen Verschiebeweg der beiden Endanschlüsse. Solche Krafterzeuger sind
insbesondere vorteilhaft als Stellglieder in Regelkreisen.
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Es
zeigt sich überraschend,
dass diese Krafterzeuger auch vorteilhaft zur Erzeugung von Rüttelkräften in
einer Vorrichtung zur maschinellen Herstellung von Betonformsteinen
einsetzbar sind, wo bei hohem Gewicht der mit Betongemenge gefüllte Form hohe
Beschleunigungen und kurze Bewegungswege der Unterlage und der Form
mit dem Betongemenge für
eine schnelle Verfertigung des feuchten Betongemenges gefordert
sind. Es zeigt sich, dass die Krafterzeuger bei im Vergleich zur
maximalen Längskontraktion
kleiner Bewegungsamplitude der Endanschlüsse relativ zueinander hohe
Längskräfte mit
einer Wiederholfrequenz von durch Längsexpansion unterbrochenen
Kontraktionsbewegungen in einem für die Rüttelung des Betongemenges besonders vorteilhaften
Frequenzbereich aufbringen können. Die
vertikale Bewegungsamplitude der Rüttelbewegung der Unterlage
liegt vorteilhafterweise zwischen 0,5 mm und 4 mm. Bewegungsamplitude
der Unterlage und Länge
der Membran der Krafterzeuger sind vorteilhafterweise so aufeinander
abgestimmt, dass die Länge
der entspannten Membran wenigstens das 20-fache, insbesondere wenigstens
das 30-fache, vorzugsweise wenigstens das 40-fache der Amplitude
der vertikalen Rüttelbewegung
der Unterlage beträgt.
Damit wird zwar der Vorteil des großen Verschiebewegs der Krafterzeuger
nicht ausgenutzt, es entstehen aber besondere Vorteile spezifisch
für die gattungsgemäße Vorrichtung.
Die Krafterzeuger sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Rütteleinrichtung
insbesondere auch für
eine feine Dosierung des Bewegungswegs eingesetzt.
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Die
Rüttelfrequenz
liegt vorteilhafterweise bei wenigstens 30 Hz, insbesondere wenigstens
50 Hz und höchstens
200 Hz insbesondere höchstens 150
Hz.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
enthält weiter
eine Steuereinrichtung, welche zeitveränderlich die Zufuhr von Fluid
in die Hohlräume
der Krafterzeuger unter erhöhtem
Druck steuert. Die Steuereinrichtung kann insbesondere eine steuerbare,
insbesondere elektrisch steuerbare Ventilanordnung und eine elektrische
oder elektronische, vorzugsweise digital programmierbare Steuereinheit
enthalten.
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Die
Krafterzeuger sind vorzugsweise mit Druckluft als Fluid betrieben.
Es zeigen sich besondere Vorteile in Vorrichtungen, bei welchem
die Relativbewegung der Endanschlüsse von Krafterzeugern gegen
einen mechanischem Anschlag erfolgt. Ein solcher mechanischer Anschlag
kann direkt bei den Krafterzeugern angeordnet sein oder auf die
Bewegung der Unterlage wirken.
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In
bevorzugter Ausführung üben die
Krafterzeuger vertikale Rüttelkräfte zwischen
einem als ortsfest unbeweglich zu betrachtenden Fundament und/oder
Maschinenrahmen der Vorrichtung einerseits und einer im Rahmen der
Rüttel bewegung
relativ dazu beweglichen Unterlage andererseits aus. Anstelle auf
die Unterlage selbst können
die Rüttelkräfte auch
auf ein an die Rüttelbewegung
der Unterlage gekoppeltes weiteren Element der Vorrichtung, welches
bei vertikaler Verspannung gegen die Unterlage auch die Form selbst
sein kann, wirken und damit die Unterlage nur indirekt anregen.
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Die
Unterlage ist typischerweise eine Platte eines Rütteltisches oder einer ähnlichen
Rütteleinrichtung,
wobei in der Regel für
die häufige
sogenannte Einlagenfertigung ein austauschbares Brett zwischen Rütteltisch
und unterer Begrenzungsebene der Form eingefügt ist. In gebräuchlicher
weise ist die Unterlage nur während
eines Teils eines Fertigungszyklus gegen die untere Begrenzungsebene
der Form gedrückt
und für
die Entformung der verfestigten Betonformsteine aus dem wenigstens
einen Formnest relativ zur Form nach unten verfahrbar. Der Ablauf
der Fertigungszyklen ist allgemein bekannt und daher an dieser Stelle
nicht weiter beschrieben.
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In
einer ersten vorteilhaften Ausführung
sind die Krafterzeuger in der Vorrichtung so angeordnet, dass die
Längskontraktion
der Membran bzw. die damit verbundenen Längskräfte in den Krafterzeugern zwischen
den Endanschlüssen
als zumindest überwiegend
vertikal nach oben gerichtete Beschleunigungskräfte auf die Unterlage wirken.
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Entgegenwirkende
und die Unterlage vertikal nach unter bewegende Gegenkräfte können dabei insbesondere
das Eigengewicht von Unterlage, Form und Betongemenge, eine durch
eine Auflast mit Druckplatten auf die Oberseite des Betongemenges wirkende
Auflastkraft oder zusätzliche
Rückstellkräfte von
weiteren krafterzeugenden Elementen sein. Solche weitere krafterzeugende
Elemente können beispielsweise
Federanordnungen sein. In vorteilhafter Aus führungsform sind als solche
weitere krafterzeugende Elemente weitere fluidgefüllte Hohlkörper, insbesondere
nach Art von Luftfederbalgen vorgesehen.
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In
anderer vorteilhafter Ausführung
sind die Krafterzeuger in der Vorrichtung so angeordnet, dass die
Längskontraktion
der Membran bzw. die damit verbundene Längskraft zwischen den Endanschlüssen als
zumindest überwiegende
vertikal nach unter gerichtete Beschleunigungskräfte auf die Unterlage bewirken.
Entgegenwirkende und die Unterlage samt Form und Betongemenge nach
oben beschleunigende Kräfte
können
durch weitere krafterzeugende Elemente aufgebracht sein, welche
wiederum als Federanordnungen oder vorzugsweise als fluidgefüllte Hohlkörper ausgeführt sein
können
und zu diesem Falle die vertikal nach oben gerichteten Beschleunigungskräfte auf
die Unterlage und das Betongemenge bewirken.
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In
wieder anderer Ausführung
können
die Krafterzeuger zwei Gruppen bilden, von welchen eine erste Gruppe
zur Erzeugung von nach oben gerichteten Beschleunigungskräften und
eine zweite Gruppe zur Erzeugung von nach unten gerichteten Bewegungskräften auf
die Unterlage dienen und entsprechend in der Vorrichtung angeordnet
sind. Krafterzeuger der ersten und der zweiten Gruppe sind vorzugsweise
im Gegentakt betrieben. Weitere krafterzeugende Elemente können wie
beschrieben zusätzlich
vorgesehen sein.
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Die
Rüttelbewegung
der Unterlage kann in vorteilhafter Ausführung gegen einen unteren mechanischen
Anschlag erfolgen, welcher zugleich eine untere Umkehrposition der
vertikalen Rüttelbewegung
bestimmt. Bei der Abwärtsbewegung
der Unterlage gegen den mechanischen Anschlag wird die Unterlage
quasi schlagartig abgebremst. Die dabei auftretenden hohen Verzögerungskräfte sind
gleichwirkend hohen Beschleunigungen nach oben.
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Die
Aufwärtsbewegung
der Unterlage in einer Ausführung
mit einem unteren Anschlag für
die Rüttelbewegung
kann durch Einwirken von Beschleunigungskräften von den Krafterzeugern und/oder
von den weiteren krafterzeugenden Elementen von der Position an
dem unteren Anschlag anliegenden Unterlage ausgehen.
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In
vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Rütteltisch
eine feststehende Tragstruktur und eine relativ zu dieser vertikal
bewegliche Schlagstruktur enthält,
wobei die Tragstruktur den unteren Anschlag für die Abwärtsbewegung einer an der unteren
Begrenzungsebene der Form anliegenden Unterlage bildet und die Schlagstruktur mit
ihrer oberen Begrenzungsebene unter die Anschlagebene der Tragstruktur
abgesenkt werden kann. Die Schlagstruktur kann von dieser abgesenkten
Position in eine Aufwärtsbewegung
schnell beschleunigt werden und schlägt von unten an die Unterlage,
welche sich dann in einer Aufwärtsbewegung der
Rüttelbewegung
mit hoher Anfangsbeschleunigung von der Unterlage abhebt und in
der nachfolgenden Abwärtsbewegung
wieder gegen den unter Anschlag fährt.
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In
einer ersten vorteilhaften Ausführungsform
sind die Krafterzeuger in der Vorrichtung so angeordnet, dass die
Längskraft
zwischen den Endanschlüssen
der Krafterzeuger eine vertikale Beschleunigungskraft auf die Schlagstruktur
nach oben bewirkt. Die Rückbewegung
von Form, Unterlage und Schlagstruktur erfolgen unter Einfluss der
Gewichtskräfte
und/oder weiteren krafterzeugenden Elementen und/oder einer zweiten
Gruppe von Krafterzeugern wie bereits erläutert.
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In
anderer vorteilhafter Ausführungsform wird
die Beschleunigungskraft auf die Schlagstruktur nach oben durch
weitere krafterzeugende Elemente wie z.B. Federanordnungen oder
fluidgefüllte
Hohlkörper,
insbesondere Luftfederbalge erbracht und die Krafterzeuger dienen
zu Verschiebung der Form, der Unterlage und/oder der Schlagstruktur
nach unten entgegen der nach oben gerichteten Kraft der weiteren
krafterzeugenden Elemente.
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Die
weiteren krafterzeugenden Elemente sind vorzugsweise ohne zeitveränderliche
Steuerung einfach und kostengünstig
aufgebaut und angeordnet. Fluidgefüllte Hohlkörper als solche weitere krafterzeugende
Elemente sind vorzugsweise mit während
des Rüttelvorgangs
im wesentlichen konstantem Druck des Fluids beaufschlagt. Der Druck
kann dabei langsam oder schrittweise über den Verlauf eines Arbeitszyklus
veränderlich
sein, um z.B. der zunehmenden Verdichtung und/oder verschiedenen Verfahrensschritten
mit Vorsatzbeton und Kernbeton usw. oder einer Veränderung
der Rüttelfrequenz Rechnung
zu tragen. Durch Veränderung
des Drucks in den weiteren krafterzeugenden Elementen kann vorteilhafterweise
die Beschleunigung und/oder die Amplitude der Rüttelbewegung beeinflusst werden.
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Die
Steuereinrichtung führt
den krafterzeugenden zeitveränderlichen
Fluid, insbesondere Druckluft, unter gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhtem Druck
zu. Die Ableitung von Fluid aus den Hohlräumen der Krafterzeuger kann über eine
Drosselöffnung
kontinuierlich erfolgen, ist aber vorzugsweise gleichfalls durch
die Steuereinrichtung zeitveränderlich
gesteuert, vorzugsweise im Gegentakt zur Zuführung von Fluid. Die Steuereinrichtung
kann hierzu insbesondere eine Ventilanordnung mit vorzugsweise elektrisch
steuerbaren Ventilen enthalten. Die Ventile sind vorteilhafterweise
als schnelle und kostengünstige
Schaltventile ausgeführt.
Die Ventile können
in bevorzugter Ausführung
als Umschaltventile ausgeführt
sein, welche in einer ersten Schaltstellung Fluid unter erhöhtem Druck
aus einer Fluidquelle in die Krafterzeuger einleiten und in einer
zweiten Schaltstellung Fluid aus den Krafterzeugern entweichen lassen.
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Eine
elektronische Steuereinheit erzeugt die Steuersignale für die Ventilanordnung.
Die Erzeugung der Steuersignale kann in einer ersten einfachen Ausführung nach
einem vorgegebenen, z.B. digital abgespeicherten Zeitablauf erfolgen.
In vorteilhafter Weiterbildung können
Sensoren, insbesondere Sensoren für Bewegungsgrößen der
Unterlage oder mit deren Rüttelbewegung
gekoppelter Elemente wie Beschleunigungssensoren oder Wegsensoren,
vorgesehen sein, deren Signale in der Steuereinheit bei der Erzeugung
der Steuersignale für
die Ventilanordnung mit verarbeitet werden. Beispielsweise kann über Wegsensoren
ein bestimmter gewünschter
Bewegungsverlauf überwacht
und nachgeregelt werden. In vorteilhafter Ausführung kann die Steuereinrichtung
bei nicht deutlich außermittiger
Lage des Schwerpunkts der gefüllten
Form auch die Krafterzeuger an mehreren räumlich, insbesondere am Umfang
der Form verteilt angeordneten Krafterzeuger ungleichmäßig, beispielsweise
mit ungleichem Druck und/oder mit ungleichen Öffnungszeiten von Schaltventilen
usw., ansteuern und so trotz nicht mittigem Lastschwerpunkt eine
gleichmäßige Rüttelbewegung erzeugen.
Die ungleiche Ansteuerung verschiedener Krafterzeuger an unterschiedlichen
Positionen durch die Steuereinrichtung kann voreingestellt ungeregelt vorgegeben
oder mittels Bewegungssensoren, insbesondere Wegsensoren oder Beschleunigungssensoren
an verschiedenen Positionen auf eine gewünschte, insbesondere gleichmäßige Bewegung eingeregelt
werden. Die ungleiche Steuerung von mehrerern Krafterzeugern an
verschiedenen Positionen einer Form kann auch mit steuerbaren Krafterzeugern
anderer Art vorgenommen werden.
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Die
Einwirkung von Rüttelkräften auf
die Unterlage kann durch direkte Verbindung der Aktuatoranordnung
einerseits mit der Unterlage und andererseits mit Maschinenrahmen
oder Fundament erfolgen. Es kann aber in vorteilhafter Ausführung auch vorgesehen
sein, dass die Unterlage während
des Rüttelvorgangs über zwischen
Form und Unterlage wirkende Spannvorrichtungen verti kal gegen die
Unterseite der Form verspannt ist und die Aktuatoranordnung auf
die Form einwirkt und zu vertikalen Rüttelbewegungen anregt und die
Unterlage über
die Spannvorrichtungen an die Form gekoppelt ist und deren vertikale
Rüttelbewegungen
mitmacht.
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Die
Krafterzeuger sind innerhalb der Aktuatoranordnung vorteilhafterweise
zu mehreren Aktuatormodulen als eigenständig handhabbaren Baueinheiten
angeordnet, wobei ein Aktuatormodul mehrere Krafterzeuger enthalten
kann. Ein Aktuatormodul kann insbesondere auch in sich Bewegungsanschläge, Sensoren,
weitere krafterzeugende Elemente, Ventile enthalten. Die Aktuatormodule
weisen Anschlusseinrichtungen zur kraftübertragenden Verbindung mit
der Unterlage und der Formmaschine auf.
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Die
Erfindung ist nachfolgende anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend erläutert. Dabei
zeigt
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1:
eine Schrägansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2:
eine Ausführung
eines Aktuatormoduls,
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3 eine
Rütteleinrichtung
mit einem Rütteltisch,
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4 eine
Seitenansicht zu 3,
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5 eine
Rütteleinrichtung
mit einem Rütteltisch,
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6 eine
Rütteleinrichtung
mit Schlagleisten,
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7 eine
erste Seitenansicht zu 5,
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8 eine
zweite Seitenansicht zu 5,
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9 eine
Variante zu 7
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10 eine
weitere Ausführung
einer Rütteleinrichtung.
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1 zeigt
in Ansicht von schräg
oben schematisch einen Auszug aus einer Formemaschine zur Herstellung
von Betonformsteinen. Die Formemaschine besitzt ein Fundament FU,
von welchem im skizzierten Beispiel Fundamentsäulen UP nach oben ragen. Mit
dem Fundament verbunden und auf diesem abgestützt ist ein stabiler ortsfester
Maschinenrahmen MR. Innerhalb des Maschinenrahmens ist ein Formrahmen
FR gelagert, welcher im skizzierten Beispiel als bis auf vertikale
Rüttelbewegungen
in vertikaler Richtung ortsfest angenommen sei. Der Formrahmen FR
nimmt eine Form FO auf, welche vorzugsweise auswechselbar und gegen
andere Formen austauschbar ist. Im skizzierten Beispiel ist der Formrahmen
FR mit seitlichen Vorsprüngen
auf mehreren Krafterzeugern RF als Rüttelaktuatoren gegen die Fundamentsäulen UP
vertikal abgestützt.
Der Formrahmen FR sei bei der geringen vertikalen Rüttelbewegung,
welche in der Größenordnung
von lediglich wenigen mm liegt, in dem Formrahmen durch Führungen
an sich beliebiger Art in der horizontalen xy-Ebene zentriert geführt. Ein
xyz-Koordinatensystem ist zur vergleichenden Orientierung in 1 mit eingezeichnet.
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Die
in dem Formrahmen FR gehaltene Form FO weist in an sich gebräuchlicher
Weise mehrere Formnester FN auf, welche nach oben und unten offen
sind und in vertikaler Erstreckung einen im wesentlichen konstanten
Querschnitt zeigen. Einen Rütteltisch
RT ist als Unterlage zum Verschließen der unteren Öffnungen
der Formnester FN an die Unterseite der Form FO verfahrbar und gegen
diese anpressbar. Die Auflageebene des Rütteltisches RT, welche auch
durch ein auf dem Rütteltisch
aufliegendes, auswechselbares Steinbrett SB gebildet sein kann,
liegt dabei an der unteren Begrenzungsebene der Form FO an.
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Im
skizzierten Beispiel ist der Rütteltisch
RT als eine dreidimensional verstrebte Trägerkonstruktion in Leichtbauweise
ausgeführt.
In der skizzierten Ausführungsform
ist der Rütteltisch
RT relativ zum Formrahmen FR und zu der in diesem gehaltenen Form
FO vertikal verfahrbar. Die vertikale Verfahrung erfolgt in vorteilhafter
Ausführung
durch Hydraulikzylinder SZ, welche an dem Formrahmen FR vertikal abgestützt sind
und mit Kolbenstangen SS mit dem Rütteltisch RT verbunden sind.
Die Hydraulikzylinder SZ dienen sowohl zur vertikalen Verfahrung
des Rütteltisches
RT als auch zu dessen Verspannung gegen die Unterseite der Form
FO. Die Hydraulikzylinder SZ können
hierbei als Verriegelungszylinder ausgeführt sein, bei welchen die Kolbenstangen
SS in weitgehend beliebiger Ausfahrposition verriegelt und unabhängig vom
Druck der Hydraulikflüssigkeit
in den Zylindern in einer bestimmten Position arretiert werden können.
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In 1 ist
der Rütteltisch
RT in einer maximal abgesenkten Position gezeichnet, in welcher
aus der Form FO nach Verfestigung des Betongemenges nach unten entformte
Betonformsteine BS aus der Maschine in x-Richtung entnommen werden
können. Die
Entnahme der Betonformsteine BS erfolgt typischerweise mit samt
dem Steinbrett SB über
gesonderte, in 1 nicht eingezeichnete, an sich
bekannte und gebräuchliche
Entnahmevorrichtungen. Nach Entnahme der Betonformsteine BS auf
dem Steinbrett SB wird ein neues Steinbrett SB auf den Rütteltisch
aufgelegt und dieser mittels der Hydraulikzylinder SZ nach oben
gegen die Unterseite der Form FO verfahren.
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Nach
Anheben des Rütteltisches
RT und dessen Verspannung gegen die Unterseite der Form FO kann über nicht
mit dargestellte Befüllvorrichtungen
feuchtes Betongemenge über
die oberen Öffnungen
der Formnester FN in die Formnester eingebracht werden. In die oberen Öffnungen
der befüllten Formnester
FN werden sodann durch Absenken eines Auflastkörpers AK mit Stempeln ST an
diesen Stempeln befestigte Druckplatten DP mit geringem horizontalem
Spiel in die oberen Öffnungen
der Formnester eingesenkt und drücken
auf die Oberseite des Betongemenges.
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Nachfolgend
wird als wesentlicher Teil eines Fertigungszyklus der Rütteltisch
RT zu vertikalen Rüttelbewegungen
angeregt, welche sich in das auf den Rütteltisch RT in den Formnestern
FN aufliegende Betongemenge fortsetzen und dieses in kurzer Zeit,
typischerweise zwischen 5–20
Sekunden, zu formstabilen Betonformsteinen verfestigen. Der Rüttelvorgang
ist für
kurze Zykluszeiten und Formstabilität der Betonformsteine in der
nachfolgenden weiteren Behandlung, insbesondere Nachtrocknung und Aushärtung, ein
wesentlicher Bestandteil für
eine wirtschaftliche Herstellungsweise.
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Im
skizzierten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Anregung des Rütteltisches
RT zu vertikalen Rüttelbewegungen
indirekt über
die Anregung des Formrahmens FR zu solchen vertikalen Rüttelbewegungen
mittels der Aktuatormodule RF und Übertragung der Rüttelbewegungen
des Formrahmens FR über die
starre Kopplung mittels der Hydraulikzylinder SZ auf den Rütteltisch
RT.
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Von
besonderer Bedeutung für
die vorliegende Erfindung ist der Einsatz von Krafterzeugern RF besonderer
Bauart in den Rüttelaktuatormodulen AM.
Diese besondere, bereits im vorangegangenen Beschreibungsteil im
Detail erläuterte
Bauart ist aus der vergrößerten Darstellung
eines Aktuatormoduls in 2 er sichtlich. Das Rüttelaktuatormodul
ist mit einer Grundplatte GP mit den Fundamentsäulen UP verbunden und mit einem
mittels der Krafterzeuger RF relativ dazu zu Rüttelbewegungen anregbaren Teil
an den Formrahmen FR gekoppelt.
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Mittels
der besonderen Krafterzeuger RF als Aktuatoren, welche als Fluidic
Muscle der Firma FESTO an sich bekannt und auf dem Markt erhältlich sind,
wird der Formrahmen FR vertikal nach oben beschleunigt. Als Fluid
für die
Aktuatoren RF wird vorzugsweise Druckluft verwendet. Die entsprechenden Zuleitungen
und die elektronische Steuereinheit zur Ansteuerung von Ventilanordnungen
in den Aktuatoren RF sind der Übersicht
halber nicht mit eingezeichnet.
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In 2 sind
zu dem vergrößert dargestellten
Aktuatormodul AM noch mit unterbrochener Linie der Formrahmen FR
und die Fundamentsäule
UP angedeutet.
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Das
Aktuatormodul nach 2 enthält eine Grundplatte GP, welche über druckfeste
Distanzsäulen
DS fest mit einer Deckplatte DP verbunden ist. Grundplatte GP, Distanzsäulen DS
und Deckplatte DP bilden einen stabilen Grundrahmen des Rüttelaktuatormoduls.
Auf der Deckplatte DP sind im skizzierten Beispiel Ventilanordnungen
VA für
3 Krafterzeuger RF eingezeichnet. Über einen Druckluftanschluss
LI wird Druckluft von einer nicht näher dargestellten Druckluftquelle
zugeleitet, welche über
die elektrische steuerbaren Ventilanordnungen VA durch eine elektronische
Steuereinheit in vorgebbarem zeitlichem Verlauf den Hohlräumen der
Krafterzeuger zugeführt
werden kann. Die Ventilanordnungen VA können wie skizziert zu jedem
Krafterzeuger mehrere Einzelventile enthalten, welche zur Erzielung
eines größeres Durchlassquerschnitts
parallel geschaltet sein können.
Andere Aufbauten der Ventilanordnungen VA sind dem Fachmann bekannt.
Vorteilhafterweise übernehmen
die Ventilanordnungen in Ausführungen
als Zwei-Wege-Schaltventile auch ein zeitlich gesteuertes Ablassen
von Druckluft aus den Hohlräumen
der Krafterzeuger, wobei die abgelassene Luft in die Umgebung abgegeben
werden kann und zur Verringerung der Geräuschbelastung hierfür Schalldämpfer SD
vorgesehen sind. Einzelheiten der Leitungsführung sind für die prinzipielle
Funktion des Rüttelaktuatormoduls
nicht von vorrangiger Bedeutung und daher an dieser Stelle nicht
weiter ausgeführt.
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Einer
der Krafterzeuger RF ist im Vordergrund in der Mitte der Abbildung
zu sehen und besteht insbesondere aus einem ersten Endanschluss EA1,
einem in Längsrichtung
z von dem ersten Endanschluss EA1 beabstandeten zweiten Endanschluss
EA2 und einer zwischen den beiden Endanschlüssen verlaufenden und mit beiden
Endanschlüssen
fest verbundenen elastischen Membran ME. Die elastische Membran
ist im wesentlichen schlauchförmig
und hat die besondere Eigenschaft, dass sie quer zur Längsrichtung
z, also in x- und y-Richtung
bei Zuführung
von Druckluft in den von der Membran umschlossenen Hohlraum des
Krafterzeugers sich seitlich aufweiten kann und mit einer solchen
zeitlichen Aufweitung eine Verkürzung
der Membran in z-Richtung gekoppelt ist. Die als Fluidic Muscle
der Firma FESTO angebotenen Krafterzeuger dieser Art enthalten hierfür in einem
Kunststoffmantel der Membran, welcher eine Abdichtung des umschlossenen
Hohlraums gewährleistet,
eine Gewebe von sich überkreuzenden
und helixförmig
bezüglich
der zentralen Längsachse
des Krafterzeugers in dem Kunststoff verlaufenden zugfesten Fasern.
Die Zuführung
von Druckluft erfolgt durch einen Kanal in dem Endanschluss EA1.
Der zweite Endanschluss EA2 sei in der gewählten Einbausituation des Krafterzeugers
gasdicht abgeschlossen, kann aber in anderer Ausführung gleichfalls
einen druckluftführenden
Kanal aufweisen und eine Durchspülung
des Hohlraums des Krafterzeugers ermöglichen. Bezüglich Einzelheiten
des Aufbaus derartiger Krafterzeuger wird auf die auf dem Markt
erhältlichen
Produkte der Firma FESTO verwiesen.
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Das
skizzierte Rüttelaktuatormodul
enthält
3 um gleiche Winkel um eine Zentralachse ZA des Rüttelaktuatormoduls
gruppierte gleichartige Krafterzeuger. Die Krafterzeuger sind mit
ihren ersten Endanschlüssen
EA1 zugfest mit der Deckplatte DP und damit dem Grundrahmen des
Rüttelaktuatormoduls verbunden.
Die ersten Endanschlüsse
EA1 sind damit als bezüglich
des Grundrahmens des Rüttelaktuatormoduls
ortsfest anzusehen. Die zweiten Endanschlüsse EA2 der Krafterzeuger sind
mit einer Rüttelplatte
RP verbunden, welche relativ zum Grundrahmen des Rüttelaktuatormoduls
in z-Richtung beweglich gelagert ist. Die Rüttelplatte RP kann beispielsweise
in die Distanzsäulen
DS des Grundrahmens umgebenden Führungen
FP bei der vertikalen Rüttelbewegung
horizontal in x- und y-Richtung zentriert geführt sein. Die vertikale Bewegung
der Rüttelplatte RP
kann durch bezüglich
des Grundrahmens des Rüttelaktuatormoduls
in z-Richtung ortsfeste obere Anschläge AO und/oder untere Anschläge AU begrenzt
sein, welche in Zusammenwirkung mit Anschlagplatten AP, die mit
der Rüttelplatte
RP verbunden sind, mechanische Anschläge bilden. In 2 ist eine
Anlage der Anschlagplatten AP an den unteren Anschlägen AU dargestellt.
Die vertikale Beweglichkeit in z-Richtung bis zum Anschlag von Anschlagplatten
AP an die oberen Anschläge
AO ist mit dem Wegmaß ZR
bezeichnet.
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Grundsätzlich kann
eine Anregung zu Rüttelbewegungen
eines Objekts dadurch erfolgen, dass die Grundplatte GP mit einem
ersten Teil, beispielsweise einem als ortsfest anzusehenden Teil
eines Objekts, und die Rüttelplatte
RP mit einem zweiten, beispielsweise einem gegenüber dem ortsfesten Teil zu
rüttelnden
zweiten Teil eines Objekts verbunden wird. Die Verbindung kann auf
im Einzelfall unterschiedliche Weisen erfolgen.
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2 zeigt
eine besonders vorteilhafte Ausführung,
wonach von der Rüttelplatte
RP ausgehende druckfeste Stäbe
RS in Richtung der Deckplatte DP und durch diese hindurch führen und
mit ihren oberen Enden über
die Deckplatte DP und die darauf montierten Ventilanordnungen hinausragen.
Die oberen Enden der druckfesten Stäbe RS können wiederum über eine
weitere Platte untereinander verbunden oder direkt mit einem beweglichen
Teil eines zu rüttelnden
Objekts, beispielsweise dem Formrahmen FR nach 1 verbindbar
sein.
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Von
besonderem Vorteil ist eine Abstimmung der Dimensionen des Rüttelaktuatormoduls
in der Weise, dass die Amplitude der angeregten Rüttelbewegung,
im Beispielsfall begrenzt durch die Anschläge AU und AO auf das Wegmaß ZR, wesentlich
kleiner ist als die Länge
der drucklos entspannten Membran ME, welche mit dem Längenmaß ZM bezeichnet ist.
Vorteilhafterweise beträgt
ZM wenigsten das 20-fache, insbesondere wenigstens das 30-fache, vorzugsweise
wenigstens das 40-fache von ZR. Die Rüttelamplitude kann auch durch
andere Elemente oder Maßnahmen
anstelle der Anschläge
AU und AO gegeben sein, insbesondere auch durch Elemente der Formmaschine.
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Die
druckfesten Stäbe
RS können
bei ihrer Durchführung
durch die Deckplatte DP wiederum in Führungen FS horizontal zentriert
geführt
sein.
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In
der skizzierten vorteilhaften Ausführungsform enthält das Rüttelaktuatormodul
auch bereits weitere krafterzeugende Elemente zur Erzeugung einer
der die Membran verkürzenden
Kraft der Krafterzeuger in z-Richtung entgegen gerichteten rückstellenden
Kraft in Form eines weiteren fluidgefüllten Hohlkörpers LB, welcher insbesondere
nach Art eines Luftbalgs ausgeführt
sein kann und unter Zuführung
von Fluid sich in z-Richtung auszudehnen versucht. Der Luftbalg
LB ist zwischen Druckplatte DP und Rüttelplatte DP angeordnet und
ge gen diese beiden Platten vertikal abgestützt. Der Luftbalg LB ist vorteilhafterweise
zeitlich gleichbleibend mit Druckluft beaufschlagt. Die Zuführung von
Druckluft zu dem Luftbalg kann aus derselben Druckluftquelle wie die
Druckluft für
die Krafterzeuger RF oder aus einer separaten Druckluftquelle erfolgen.
Die Zuführung von
Druckluft zu dem Luftbalg LB kann über denselben Anschluss LI
wie zu den Krafterzeugern RF bzw. deren Ventilanordnungen oder über einen
separaten Anschluss erfolgen. Bei gemeinsamer Versorgung der Krafterzeuger
und des Luftbalgs mit Druckluft kann auch das Volumen des Luftbalgs
als Zwischenspeichervolumen vor den Eingängen der Ventilanordnungen
dienen.
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In
einer Ruhestellung des Rüttelaktuatormoduls
nimmt die Rüttelplatte
RP u.a. aufgrund des konstanten Überdrucks
in dem Luftbalg LB die in 2 skizzierte
untere Stellung ein. Bei Zuführung
von Druckluft über
die Ventilanordnungen VA in die Hohlräume der Krafterzeuger werden
die Membranen ME seitlich aufgeweitet und es treten in den Krafterzeugern
hohe Kräfte
zwischen den Endanschlüssen EA1,
EA2 in z-Richtung auf, welche die Rüttelplatte RP mit großer Kraft
von der Grundplatte GP weg in Richtung der Deckplatte DP beschleunigen.
Diese Beschleunigungskräfte
werden über
die druckfesten Stäbe
RS auf beispielsweise den Formrahmen FR übertragen, welcher dadurch
mit hoher Beschleunigung nach oben bewegt wird. Die Beschleunigung der
Rüttelplatte
in Richtung der Deckplatte erfolgt entgegen der rückstellenden
Kraft des Luftbalgs LB und in der Anordnung nach 1 entgegen
der Gewichtskraft von Formrahmen, Rütteltisch, befüllter Form
usw. sowie der Druckkraft der Auflastvorrichtung. Die Rückbewegung
des Formrahmens nach unten erfolgt bei Ablassen von Druckluft aus
den Hohlräumen
der Krafterzeuger durch eben diese rückstellenden Kräfte.
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Die
Bewegungen des Formrahmens nach unten erfolgt vorteilhafterweise
gegen einen mechanischen Anschlag, beispielsweise der Anschlagplatten
AP ge gen die unteren Anschläge
AU im Rüttelaktuatormodul.
Die Bewegung des Formrahmens nach oben kann gleichfalls durch einen
oberen Anschlag, beispielsweise die oberen Anschläge AO in
den Rüttelaktuatormodulen
für die
Bewegung der Rüttelplatte
RP erfolgen. Die Bewegung des Formrahmens bzw. der Rüttelplatte
nach oben kann auch durch Steuerung der Ventilanordnung VA über die
elektronische Steuereinheit begrenzt sein und gegen keinen mechanischen
Anschlag verlaufen. Dies kann auch für die Abwärtsbewegung der Rüttelplatte
vorgesehen sein. Für
eine Begrenzung der Bewegungen der Rüttelplatte RP bzw. des Formrahmens
FR im Rahmen der Rüttelbewegung
oder allgemein für
einen bestimmten gewünschten
zeitlichen Bewegungsverlauf kann in vorteilhafter anderer Ausführung auch eine
Wegsensoranordnung vorgesehen sein, beispielsweise innerhalb des
Aufbaus des Rüttelaktuatormoduls,
mittels welcher die aktuelle vertikale Position z. B. der Rüttelplatte
RP relativ zur Grundplatte GP oder Deckplatte DP erfasst und über einen
Regelkreis in der elektronischen Steuereinheit einem gewünschten
Verlauf nachgeführt
werden kann. Eine solche gesteuerte oder geregelte Führung eines
gewünschten
zeitlichen Bewegungsablaufs kann über die Ventilanordnung erfolgen,
wobei die Ventile auch während
eines Bewegungsabschnitts in einer vertikalen Richtung mehrfach
getaktet sein können.
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Durch
den Aufbau der Krafterzeuger ist vorteilhafterweise eine hohe Beschleunigung
mit kurzer Reaktionszeit möglich,
vorteilhafterweise liegt die Frequenz der Rüttelbewegung bei wenigstens
30 Hz, insbesondere wenigsten 50 Hz und höchstens 200 Hz, insbesondere
höchstens
150 Hz. Von Vorteil für eine
schnelle Reaktionszeit ist insbesondere wieder die Bemessung der
Rüttelamplitude
ZR als sehr klein gegenüber
der entspannten Membranlänge
ZM.
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Die
Ausführung
einer Anordnung von Rüttelaktuatormodulen
AM in einer Formmaschine nach 3 unterscheidet
sich von der Ausführung
nach 1 insbesondere dadurch, dass der Formrahmen nicht
allein über
die Aktuatormodule AM, sondern zusätzlich über Gewichtsausgleichskörper gegen
das Fundament oder den Maschinenrahmen abgestützt ist. Die Gewichtsausgleichskörper nehmen
einen zumindest überwiegenden
Teil der Gewichtskraft der Baugruppe von Formrahmen, Rütteltisch,
Formeinsatz mit Betongemenge und der Druckkraft der Auflastvorrichtung
auf, so dass die Aktuatormodule wesentlich geringere Kräfte aufbringen
müssen
oder bei gleichen Kräften
höhere
Beschleunigungen nach oben bewirken können. Die Gewichtsausgleichskörper können z.
B. als Gummilager oder vorzugsweise wie skizziert als mit Druckluft
beaufschlagbare Luftbalge ausgeführt
sein. In vorteilhafter Ausführung kann
vorgesehen sein, den Druck in der Druckluftquelle bei höherem Gewicht
der genannten Baugruppe höher
vorzugeben als bei geringerem Gewicht der Baugruppe, wodurch bei
Verwendung derselben Druckluftquelle auch für die Aktuatormodule vorteilhafterweise
automatisch auch höhere
Beschleunigungskräfte
der Krafterzeuger RF mit höherer
zu beschleunigender Masse der genannten Baugruppe korreliert sind.
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In 4 ist
eine in einer Formmaschine verwendbare Rütteleinrichtung skizziert,
bei welcher eine Rütteltischplatte
TP über
einem Fundament FU gelagert und im Rahmen von Rüttelbewegungen vertikal relativ
zum Fundament FU beweglich ist. Das Fundament FU sei als ortsfest
betrachtet. Auf der Tischplatte TP kann, wie in der Seitenansicht
nach 5 angedeutet, ein Brett SB aufgelegt sein, auf welchem
eine Form FO mit Formnestern FN aufgesetzt und während des Rüttelvorgangs angedrückt ist.
Die Tischplatte TP der Rütteleinrichtung
ist abgesehen von vertikalen Rüttelbewegungen
geringer Amplitude in im wesentlichen gleichbleibender vertikaler
Position angeordnet und eine vertikale Relativbewegung der Form
FO relativ zum Brett SB bzw. der Tischplatte TP für die Entformung
der verdichteten Betonformsteine aus den Formnestern FN nach unten
erfolgt hierbei in an sich gebräuchlicher
Weise durch Anheben der Form FO innerhalb des Maschinenrahmens.
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Zwischen
Fundament FU und Tischplatte TP sind im skizzierten Beispiel an
den vier Ecken der rechteckigen Form von Tischplatte und Fundament Aktuatoranordnungen
vorgesehen, welche steuerbar betätigbare
Krafterzeuger der bereits beschriebenen Art mit längskontrahierender
Membran sowie eine demgegenüber
im Querschnitt großflächige Luftbalganordnung
BZ. Die Krafterzeuger RF und die Luftbalganordnungen BZ sind der
Art zwischen Fundament und Tischplatte angeordnet, dass die mit
Druckluft im wesentlichen gleichbleibenden Drucks beaufschlagten
Luftbalge BZ die Tischplatte TP nach oben drücken und die Krafterzeuger
RF bei Beaufschlagung mit Druck die Tischplatte TP entgegen der
von den Luftbalgen BZ ausgeübten
Kräfte
nach unten in Richtung des Fundaments FU ziehen. Die Kraftwirkungsrichtungen
der Luftbalge BZ einerseits und der Krafterzeuger RF andererseits
sind durch Pfeile bei den jeweiligen Bauteilen angedeutet.
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Die
Bewegung der Tischplatte nach unten ist vorteilhafterweise durch
Anschläge
an dem Fundament begrenzt, wofür
beispielsweise Anschlagplatten BP an Flächen des Fundaments angeordnet
sein können,
welche der Unterseite der Tischplatte TP zuweisen. Eine Begrenzung
der Beweglichkeit der Tischplatte nach oben kann durch einen weiteren mechanischen
Anschlag oder durch die Halterung der Form FO in der Formmaschine
gegeben sein. Ein weiterer Anschlag kann auch in den Aktuatoranordnungen
selbst vorgesehen sein. Die Anschläge in den Aktuatoranordnungen
und/oder ein weiterer Anschlag für
die Tischplatte TP, eine Form oder einen Formrahmen können auch
in vorteilhafter Ausführung
verstellbar sein, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Rüttelamplituden,
z.B. bei verschiedenen Rüttelfrequenzen
möglich
ist.
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Die
Bewegung der Tischplatte TP, einer Form, eines Formrahmens oder
Rütteltisches
kann durch Vertikalführungen
außerhalb
der Aktuatoranordnungen geführt
verlaufen. Die Aktuatoranordnungen können auch ohne eigene Linearführungen
ausgeführt
sein.
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Die
Luftbalge BZ und die Krafterzeuger RF sowie die Drücke des
zugeführten
Fluids sind in der Art aufeinander und auf den jeweiligen Einsatzfall
abgestimmt und gegebenenfalls anpassbar, dass bei nicht mit Druckluft
beaufschlagten Krafterzeugern RF die nach oben gerichtete Kraft
der Luftbalge BZ ausreicht, um die Tischplatte TP samt der auf dieser
angeordneten und mit Betongemenge gefüllten Form entgegen der Gewichtskraft
von Tischplatte und Last sowie Anpresskraft der Form von der Formmaschine und
Auflastkraft einer Auflastvorrichtung von den Anschlagplatten BP
des Fundaments FU nach oben zu beschleunigen. Bei Beaufschlagung
der Krafterzeuger RF mit Druckluft ziehen diese die Tischplatte
TP samt der auf dieser aufliegenden Anordnung entgegen der von den
Luftbalgen nach oben ausgeübten Kraft
nach unten bis zum Anschlag der Tischplatte TP an den Anschlagplatten
BP insbesondere der Anschlag der Tischplatte TP an den Anschlagplatten
BP entspricht höheren
harmonischen Schwingungsanteilen in der Vertikalbewegung der Tischplatte
TP samt der Form mit Gemenge und bewirkt eine hohe Verzögerung und
eine schnelle Verdichtung des Betongemenges in den Formnestern der
Form. Mit Entlüften
der Krafterzeuger RF wird die Tischplatte mit Form und Betongemenge
durch die Kraft der Luftbalge wieder nach oben beschleunigt und
von den Anschlagplatten BP abgehoben.
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6 zeigt
eine Schrägansicht
einer Rütteleinrichtung
zur Verwendung in einer Formmaschine, welche nach dem an sich bekannten
Prinzip der Schlagleisten arbeitet. 7 und 8 zeigen
zugehörige
Seitenansichten mit Blickrichtungen in Richtung der Schlagleisten
bzw. quer dazu. Auf einem Fundament FU sind ortsfest Tragleisten
TL angeordnet und auf Lücke
zu den Tragleisten sind vertikal bewegliche Schlagleisten SL vorgesehen.
Ein solcher Aufbau ist prinzipiell bekannt und bei der sogenannten
Schockvibration in Formmaschinen zur Verdichtung von Betonformsteinen
allgemein gebräuchlich. Über den
Tragleisten und Schlagleisten wird ein Steinbrett, gegebenenfalls
unter Zwischenfügen
einer Zwischenplatte aufgelegt und während eines Rüttelvorgangs
werden die Schlagleisten periodisch zwischen einer oberen Position
und einer unteren Position bewegt, wobei die oberen Auflageflächen SF
der Schlagleisten in der oberen Position ES1 oberhalb und in der
unteren Position ES2 unterhalb der oberen Auflageflächen TF
der Tragleisten liegen. Bei der Aufwärtsbewegung der Schlagleisten
schlagen diese von unten an das Steinbrett bzw. die Zwischenplatte
und bewirken so kurzfristig eine hohe Beschleunigungskraft nach
oben auf das Steinbrett und das Betongemenge. Bei der nachfolgenden
Bewegung der Schlagleisten nach unten wird die gleichgerichtete
Bewegung der Form mit Betongemenge und Steinbrett beim Anschlag
an die Tragleisten abrupt abgebremst, was wiederum einer hohen Beschleunigungskraft
auf das Betongemenge nach oben gleich kommt. Dieses Prinzip der
Schlagleisten ist an sich bekannt. Die Schlagleisten können untereinander
zu einer zwangsweise einheitlich bewegten Anordnung verbunden sein.
Typischerweise definieren Gummilager GL eine Ausgangsstellung, in
welcher die Schlagleisten geringfügig über die Tragleisten nach oben
hinausragen. Die Gummilager GL gewährleisten zugleich eine im
wesentlichen gleichbleibende Ausrichtung der Schlagleisten in horizontaler
Richtung.
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Bei
der skizzierten Ausführungsform
der Rütteleinrichtung
erfolgt die Vertikalbewegung der Schlagleisten SL mittels Aktuatoranordnungen
zwischen Fundament FU und einer Schlagleistenanordnung mit mehreren
untereinander verbundenen Schlagleisten. Hierfür sind wiederum Luftbalge BZ und
Krafterzeuger RF der beschriebenen Art vorgesehen, wobei wie im
Beispiel nach 4 und 5 die Luftbalge
BZ unter vorzugsweise im wesentlichen gleichbleibendem Druck Kräfte auf
die Schlagleistenanordnung nach oben ausüben und die zeitveränderlich
steuerbar mit Druckluft beaufschlagbaren ersten Krafterzeuger bewirken
bei Zuführung
von Druckluft Kräfte
zwischen Fundament und Schlagleisten nach unten, so dass die Schlagleisten
mit ihren oberen Auflageflächen
SF unter die Auflageflächen
der Tragleisten gezogen werden und das Steinbrett bzw. eine Zwischenplatte
auf den Tragleisten aufliegt. Mit Entlüftung der Krafterzeuger RF
wird die Schlagleistenanordnung durch die Kräfte der Luftbalge BZ nach oben
beschleunigt, schlägt
gegen das Brett bzw. die Zwischenplatte und hebt diese von den Tragleisten um
ein geringes Maß ab.
Nachfolgend werden wieder die Krafterzeuger RF mit Druckluft beaufschlagt
und ziehen die Tragleisten nach unten, so dass bei der dabei erfolgenden
Abwärtsbewegung
das Steinbrett bzw. Zwischenplatte auf die Tragleisten TL aufschlagen.
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Die
Gummilager GL sind bei einer Anregung der Schlagleisten zu vertikalen
Rüttelbewegungen nicht
zwingend, können
aber eine Ruheposition und eine horizontale Position der Schlagleisten
stabilisieren und die Beschleunigung der Schlagleistenanordnung
durch die Krafterzeuger RF nach oben unterstützen und die Bewegung der Schlagleistenanordnung
nach unten dämpfend
abfangen. Luftbalge BZ und Krafterzeuger RF sind in dem skizzierten
Beispiel über
untere Verbindungsplatten V1 mit dem Fundament und obere Verbindungsplatten
V2 mit der Schlagleistenanordnung verbunden.
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9 zeigt
eine vergleichbare Rütteleinrichtung
nach dem Schlagleistenprinzip, bei welcher aber Rüttelaktuatormodule
AM nach 2 eingesetzt sind, bei welchen
die kontinuierlichen Kräfte
der Luftbalge nach unten gerichtet sind und die Kräfte für die Aufwärtsbewegung
der Schlagleisten durch die Krafterzeuger RF bewirkt werden. In 9 sind
keine Gummilager zu vertikalen Positionsstabilisierung vorgesehen.
Die Ruhelage der Schlagleisten ist in diesem Fall die unte re Position
der Rüttelbewegung, welche
ohne Druckluftbeaufschlagung der ersten Krafterzeuger RF unter dem
Druck der Luftbalge BZ eingenommen wird. Die Kräfte der Krafterzeuger RF und
der Luftbalge LB wirken nicht direkt zwischen Fundament und Schlagleistenanordnung
bzw. Verbindungsplatten V3 zum Fundament und Verbindungsplatten
V4 zur Schlagleistenanordnung, sondern indirekt über Deckplatten DP und Rüttelplatten RP
wie in dem Beispiel nach 2. Die vertikale Schwingweite
kann bei dieser Anordnung der Aktuatormodule größer sein als das zu 2 beschriebene Bewegungsmaß ZR.
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10 zeigt
eine Ausführung
einer Rütteleinrichtung,
bei welcher an der Unterseite einer über Gummilager GL auf einem
Fundament FU abgestützten
Rütteltischplatte
TP mehrere Rüttelaktuatormodule
UM befestigt sind, bei welchen in einem Aktuatorgehäuse Unwuchtmassen
mittels Krafterzeugern der beschriebenen Art und gegebenenfalls
weiteren krafterzeugenden Elementen in vorwiegend vertikale Rüttelschwingungen
versetzbar sind, welche sich auf die Tischplatte übertragen.
Vorteilhafterweise können für die Rüttelschwingungen
der Unwuchtmassen innerhalb der Aktuatormodule UM Anschläge vorgesehen
sein, welche zu höheren
Schwingungsfrequenzanteilen der auf die Tischplatte übertragenen
Schwingungen führen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
im Rahmen fachmännischen
Könnens
auf mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere können Krafterzeuger der beschriebenen
Art des Fluidic Muscle auch zur Krafterzeugung in entgegengesetzten
Richtungen durch Aufteilung auf zwei Gruppen eingesetzt sein. In anderer
Ausführung
kann auch die Druckkraft eines Luftbalgs LB als Beschleunigungskraft
nach oben dienen und eine Rückstellung
nach unten über
die Krafterzeuger nach Art des Fluidic Muscle erfolgen.