DE102006052848A1 - Method for shaping and compressing compactable mixture, particularly concrete mixture, involves coupling vertical vibration with horizontal vibration, and excitation is carried out by horizontal excitation system - Google Patents

Method for shaping and compressing compactable mixture, particularly concrete mixture, involves coupling vertical vibration with horizontal vibration, and excitation is carried out by horizontal excitation system Download PDF

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Abstract

The method involves coupling vertical vibration with a horizontal vibration, and the excitation is carried out by a horizontal excitation system. The coupling is so carried out that the frequency of the vertical oscillation is twice as large as the excitation frequency of the horizontal oscillation. An independent claim is also included for a device for shaping and compressing compactable mixture.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formgebung und Verdichtung von verdichtungsfähigem Gemenge, bevorzugt von Betongemenge.The The invention relates to a method and a device for shaping and densification of compressible mixture, preferably from Concrete mixture.

Stand der TechnikState of the art

Die gegenwärtig häufig angewandte Vibrationsverdichtung mit Formenerregung erfolgt durch Außenvibratoren und mit Erregerfrequenzen zwischen 50 Hz und 200 Hz im normal- bis hochfrequenten Bereich. Dabei entsteht eine hohe Lärmbelästigung. Ein Ansatz für die Lärmreduzierung bei der Vibrationsverdichtung besteht im Arbeiten im niederfrequenten Bereich, da die Hörschwelle für den Menschen sehr frequenzabhängig ist.The currently often Applied vibration compression with shape excitation is done by external vibrators and with excitation frequencies between 50 Hz and 200 Hz in normal to high-frequency range. This creates a high level of noise pollution. An approach for the noise reduction in the case of vibration compression, there is work in the low-frequency Range, because the threshold of hearing for the People are very frequency dependent is.

Diese Überlegungen führten zum sogenannten „Schütteln", wobei niederfrequente mechanische Schwingungen hauptsächlich in horizontaler Richtung über die Form in das Betongemenge eingetragen werden. Diese Schütteltechnik ist mit dem Nachteil verbunden, daß die Verdichtungswirkung bei Betonfertigteilen mit großer Dicke unzureichend ist. Bei diesen Verfahren treten auch bei niedrigeren Betonfertigteilen Ungleichmäßigkeiten der Betonverdichtung auf.These considerations led for so-called "shaking", being low-frequency mechanical vibrations mainly in a horizontal direction the mold is entered in the concrete quantity. This shaking technique is associated with the disadvantage that the compression effect at Precast concrete with large Thickness is insufficient. These procedures also occur at lower levels Precast concrete unevenness the concrete compaction on.

Bekannt sind Lösungen, bei denen die Verdichtung mit einem Verdichtungssystem in horizontaler Richtung und einem weiteren Verdichtungssystem in vertikaler Richtung erfolgt.Known are solutions, where the compression with a compression system in horizontal Direction and another compression system in the vertical direction he follows.

Eine praktizierte Lösung ist die kombinierte Schwingungserregung bei Vibrierstationen in Paletten-Umlauf-Anlagen. Zuerst wird bei niedrigen Frequenzen horizontal geschüttelt und anschließend vertikal normalfrequent gerüttelt ( DE 4335944 , Ebawe). Die kombinierte Erregung kommt ebenfalls bei Kipptischen zur Anwendung ( DE 4143469 , Avermann), die horizontale und vertikale Erregung kann hierbei nacheinander aber auch gleichzeitig erfolgen. Die horizontalen Wegamplituden sind größer als die vertikalen.A practiced solution is the combined vibration excitation at Vibrierstationen in pallet circulation systems. First shake horizontally at low frequencies and then vibrate vertically normal frequency ( DE 4335944 , Ebawe). The combined excitation is also used on tilting tables ( DE 4143469 , Avermann), the horizontal and vertical excitation can be done sequentially but also simultaneously. The horizontal path amplitudes are larger than the vertical ones.

Ein weiteres Verfahren mit gleichzeitiger Einwirkung horizontal und vertikal gerichteter Schwingungen ( SU 1189683 ) ist durch die sich stetig in der Richtung geänderten Horizontalschwingungen gekennzeichnet.Another method with simultaneous action of horizontally and vertically directed vibrations ( SU 1189683 ) is characterized by the steadily changing horizontal vibrations in the direction.

Nachteil der Verfahren mit einer normalfrequenten vertikalen Vibration ist die Lärmentwicklung. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist, daß die großflächigen Formen im normalfrequenten Erregerfrequenzbereich biegeweich sind und so Verteilungsunterschiede der Beschleunigungsamplitude auftreten. Diese führen oftmals zu einer ungleichmäßigen Betonverdichtung. Weiterhin ist die Schwingungserregung mit zwei getrennten Erregersystemen für die horizontale und vertikale Schwingung mit einem erhöhten Antriebs- und Steuerungsaufwand verbunden.disadvantage is the method with a normal frequency vertical vibration the noise development. One Another disadvantage of the known method is that the large-area forms are bend soft in the normal frequency excitation frequency range and so on Distribution differences of the acceleration amplitude occur. These lead often to uneven concrete compaction. Furthermore, the vibration excitation with two separate exciter systems for the horizontal and vertical vibration with increased drive and control effort connected.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit dem niederfrequenten Schütteln verbundene Lärmreduzierung beizubehalten und gleichzeitig auch bei Betonfertigteilen mit großer Dicke eine ausreichende Verdichtung zu erreichen.Of the Invention is based on the object with the low-frequency shake associated noise reduction and at the same time in the case of precast concrete parts of large thickness to achieve sufficient compaction.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht aus einem Verdichtungssystem (1) mit einem Vibrationstisch (1), mehreren Lagern (2), einem horizontalem Erregersystem (3) und einer Form (4) mit dem Betongemenge. Bei diesem Verdichtungssystem ist eine horizontale und eine vertikale Vibration gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt so, daß eine vertikale Bewegung mit der doppelten Frequenz der horizontalen Schwingung erfolgt. Die ausschließlich horizontale Erregung erfolgt niederfrequent im Frequenzbereich zwischen 3 Hz und 10 Hz. Die aus der Kopplung resultierende vertikale Schwingung liegt damit im Bereich zwischen 6 Hz und 20 Hz.The inventive solution of the problem consists of a compression system ( 1 ) with a vibration table ( 1 ), several warehouses ( 2 ), a horizontal pathogen system ( 3 ) and a form ( 4 ) with the concrete amount. In this compression system, a horizontal and a vertical vibration is coupled. This coupling is done so that a vertical movement with twice the frequency of the horizontal oscillation takes place. The exclusively horizontal excitation is low-frequency in the frequency range between 3 Hz and 10 Hz. The resulting from the coupling vertical vibration is thus in the range between 6 Hz and 20 Hz.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die kombinierte horizontale und vertikale Vibration mit einem horizontalem Erregersystem erreicht wird. Da sowohl die horizontale Erregung als auch die vertikale Erregung niederfrequent erfolgen, wird eine niedrige Lärmemission erreicht.The Invention has the advantage that the combined horizontal and achieving vertical vibration with a horizontal exciter system becomes. Because both the horizontal excitement and the vertical Low frequency excitation will cause a low noise emission reached.

Da die Schwingungsfrequenz der vertikalen Schwingung durch die Kopplung doppelt so hoch ist, werden schon bei geringen Schwingwegen ausreichende Beschleunigungsamplituden für die Betonverdichtung erreicht.There the oscillation frequency of the vertical oscillation through the coupling twice as high, even at low vibration paths are sufficient Acceleration amplitudes for achieved the concrete compaction.

Durch die Lagerung des horizontal biegesteifen Vibrationstisches auf vielen Lagern wird eine gleichmäßige Ausprägung der vertikalen Schwingung und damit eine gleichmäßige Betonverdichtung erzielt.By the storage of the horizontally rigid vibration table on many Storage is a uniform expression of vertical vibration and thus achieved a uniform concrete compaction.

Eine mögliche Ausführungsvariante zeigt 2. Der Schwingtisch (1) wird auf einer ausreichenden Anzahl von Exzenterlagerungen (5) gegen den Untergrund (3) abgestützt. Die Länge der Exzenter wird so gewählt, daß ein günstiges Verhältnis zwischen horizontalem und vertikalem Schwingweg erreicht wird. Die Auslenkung des Exzenters während des Betriebs liegt zwischen 20° und 85°. Der Antrieb des Vibrationstisches erfolgt mit herkömmlichen Unwuchterregern oder auch hydraulisch, pneumatisch oder durch mechanische Getriebe.A possible embodiment shows 2 , The swinging table ( 1 ) is based on a sufficient number of eccentric bearings ( 5 ) against the ground ( 3 ) supported. The length of the eccentric is chosen so that a favorable ratio between horizontal and vertical vibration path is achieved. The deflection of the eccentric during operation is between 20 ° and 85 °. The vibration table is driven by conventional unbalance exciters or hydraulically, pneumatically or by mechanical gearboxes.

Eine weitere Ausführungsvariante zeigt 3. Die Lagerung des Schwingtisches (1) erfolgt hier auf Lagerbaugruppen mit einer definierten Kurvenbahn (8), die die gewünschte Kopplung zwischen horizontalem und vertikalem Schwingweg herstellt sowie einer Abtastrolle (7). Diese Lagerbaugruppe wird durch eine Rückholeinrichtung (9) ergänzt, die die Kopplung zwischen Kurvenbahn und Abtastrolle sicherstellt. Durch die Geometrie der Kurvenbahn kann das Verhältnis zwischen horizontalen und vertikalen Schwingweg an die Erfordernisse angepaßt werden. Die Vibrationserregung in horizontaler Richtung erfolgt mit herkömmlichen Unwuchterregern oder auch hydraulisch, pneumatisch oder durch mechanische Getriebe.Another embodiment shows 3 , The storage of the swinging table ( 1 ) takes place here on bearing assemblies with a defined curved path ( 8th ), which produces the desired coupling between the horizontal and vertical vibration path and a cam follower ( 7 ). This bearing assembly is replaced by a return device ( 9 ), which ensures the coupling between cam track and cam follower. Due to the geometry of the curved path, the ratio between horizontal and vertical oscillation can be adapted to the requirements. The vibration excitation in the horizontal direction is carried out with conventional unbalance exciters or hydraulically, pneumatically or by mechanical transmission.

Eine weitere Ausführungsvariante zeigt 4. Die Lagerung des Schwingtisches (1) erfolgt hier auf Lagerbaugruppen, die aus einer Schichtung von elastischem Gummi (10) und gekrümmten Schalen (11) bestehen. Durch die Schichtung entsteht eine Lagereinheit, die in Richtung der Krümmung flexibel ist und in der Querrichtung eine hohe Steifigkeit besitzt. Durch die Krümmung der Stahlschalen wird die gewünschte Kopplung zwischen horizontalem und vertikalem Schwingweg hergestellt. Durch Veränderung der Krümmung kann das Verhältnis zwischen horizontaler und vertikaler Schwingwegamplitude an die Erfordernisse angepaßt werden. Die Vibrationserregung in horizontaler Richtung erfolgt mit herkömmlichen Unwuchterregern oder auch hydraulisch, pneumatisch oder durch mechanische Getriebe.Another embodiment shows 4 , The storage of the swinging table ( 1 ) takes place here on bearing assemblies consisting of a layer of elastic rubber ( 10 ) and curved shells ( 11 ) consist. The layering creates a bearing unit which is flexible in the direction of the curvature and has a high rigidity in the transverse direction. The curvature of the steel shells produces the desired coupling between the horizontal and vertical vibration paths. By changing the curvature, the ratio between horizontal and vertical vibration amplitude can be adapted to the requirements. The vibration excitation in the horizontal direction is carried out with conventional unbalance exciters or hydraulically, pneumatically or by mechanical transmission.

In einer weiteren Ausgestaltungsvariante werden die Koppellager und die Vibrationserregung in der Vibrierstation einer Palettenumlaufanlage integriert.In a further embodiment variant, the coupling bearings and the vibration excitation in the vibrating station of a pallet circulation system integrated.

11
Vibrationstischvibration table
22
Lagereinheitstorage unit
33
Vibrationserregervibratory exciter
44
Formelementforming element
55
Exzentereccentric
66
Untergrundunderground
77
Abtasteinrichtungscanning
88th
Kurvenbahncam track
99
Rückholeinrichtungretractor
1010
Gummischichtrubber layer
1111
gekrümmte Schalecurved shell

Claims (6)

Verfahren zur Formgebung und Verdichtung von verdichtungsfähigem Gemenge, bevorzugt von Betongemenge, auf Vibrationstischen mit niederfrequenter horizontaler Vibration und niederfrequenter vertikaler Vibration, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Vibration mit der horizontalen Vibration gekoppelt ist und die Erregung durch ein horizontales Erregersystem erfolgt.A method for shaping and compressing compactable mixture, preferably of concrete amount, on vibration tables with low-frequency horizontal vibration and low-frequency vertical vibration, characterized in that the vertical vibration is coupled to the horizontal vibration and the excitation by a horizontal exciter system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung so erfolgt, daß die Frequenz der vertikalen Schwingung doppelt so groß ist wie die Erregerfrequenz der horizontalen Schwingung.Method according to claim 1, characterized in that that the Coupling is done so that the Frequency of vertical vibration is twice as large as the excitation frequency of the horizontal vibration. Vorrichtung zur Formgebung und Verdichtung von verdichtungsfähigem Gemenge, bestehend aus einem Vibrationstisch mit Formelementen, Lagerelementen und Vibrationserregersystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente horizontale und vertikale Schwingungsbewegungen koppeln und ein Vibrationserregersystem in einer Richtung vorgesehen ist.Device for shaping and compacting compressible mixture, consisting of a vibration table with form elements, bearing elements and vibration exciter system, characterized in that the bearing elements couple horizontal and vertical oscillations and enter Vibration exciter system is provided in one direction. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen horizontaler und vertikaler Schwingung durch Exzenter erfolgt.Device according to claim 3, characterized in that that the Coupling between horizontal and vertical vibration by eccentric he follows. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen horizontaler und vertikaler Schwingung durch eine Kurvenbahn erfolgt.Device according to claim 3, characterized in that that the Coupling between horizontal and vertical vibration through a Curved track takes place. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen horizontaler und vertikaler Schwingung durch Lager aus Schichten von Gummi und gekrümmten Schalen erfolgt.Device according to claim 3, characterized in that that the Coupling between horizontal and vertical vibration through bearings from layers of rubber and curved Shells done.
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