-
Die
Erfindung betrifft einen Außenrüttler zum Befestigen
an einer Betonschalung.
-
Außenrüttler sind
hinlänglich
bekannt und werden in der Regel an der Außenseite von Betonschalungen
zur Herstellung von Betonfertigteilen eingesetzt, um durch Aufbringen
von Schwingungen bzw. Rüttelkräften eine
geforderte Entlüftung
und damit Verdichtung des noch flüssigen Betons in der Schalung
zu erreichen. Ein Außenrüttler ist
meist relativ einfach aufgebaut und weist einen durch einen Elektromotor
antreibbaren Schwingungserreger, z. B. eine Unwuchtwelle, auf. Der
Schwingungserreger und der Elektromotor sind auf einem das Gehäuse bildenden
Träger
angeordnet, der an der Betonschalung befestigbar ist.
-
Bekannte
Außenrüttler weisen
eine mit höherer
als Netzfrequenz angetriebene Asynchronmaschine auf, die die Motorwelle
und damit die Unwuchten in Drehung versetzt und dadurch eine Vibration des
gesamten Außenrüttlers erzeugt,
die sich über den
Träger
auf die Betonschalung überträgt. Typische
Außenrüttler werden
mit einer Sonderspannung im Bereich von 36 V bis 250 V und einer
elektrischen Sonderfrequenz zwischen 50 Hz und 240 Hz angetrieben.
Die Sonderfrequenz kann über
einen Motorgenerator, einen statischen Frequenzumformer u. Ä. zur Verfügung gestellt
werden.
-
6 zeigt
in schematischer Form eine Seitenansicht auf eine Betonschalung 1,
auf der exemplarisch drei bekannte Außenrüttler 2 angebracht
sind. Jeder Außenrüttler 2 weist
in der Mitte einen Elektromotor 3 auf, der eine nicht dargestellte
Motorwelle drehend antreibt, auf deren Enden Unwuchtmassen 4 befestigt
sind. Die Unwuchtmassen 4 und der Elektromotor 3 sind üblicherweise
durch Abdeckungen abgedeckt und daher nicht frei sichtbar. Jeder
Elektromotor 3 wird über
eine elektrische Zuleitung 5 mit Strom versorgt. Die elektrische
Zuleitung 5 ist in 6 exemplarisch
durch drei Stromzuführungen 6 dargestellt,
die die drei Phasen eines Dreiphasenantriebs wiedergeben sollen.
Der Elektromotor 3 und die Unwuchtmasse 4 sind
in einem Gehäuse
untergebracht, das zusammen mit einer damit verbundenen Tragstruktur
einen Träger 7 bildet, über den
der Außenrüttler 2 mit
der Betonschalung 1 verbunden ist.
-
Die
Außenrüttler müssen meist
in großer
Eile auf den Außenseiten
der Betonschalung angebracht werden. Zur elektrischen Versorgung
werden Verlängerungskabel,
Schaltschränke
und Umformer mit in der Regel nicht bekanntem elektrischem Drehsinn der
Phasen eingesetzt. Dabei können
Verbindungs- und Funktionsfehler aufgrund von losen Kabeln, nicht geschlossenen
Schaltern, Defekten sowie falsch montierten oder entgegen einer
vorgegebenen Hauptdrehrichtung drehenden Außenrüttlern auftreten. Diese Fehler
sind für
den Bediener kaum erkennbar, da ein Außenrüttler keine von außen sichtbaren, sich
bewegenden Teile aufweist. Zum Beispiel ist es kaum möglich, einen
defekten oder nicht ordnungsgemäß mit Strom
versorgten Außenrüttler in
einer Gerätegruppe
von mehreren Außenrüttlern an
einer Betonschalung zu erkennen. Gerade bei größeren Schalungen muss jedoch
eine Mehrzahl von Außenrüttlern eingesetzt
werden, wobei zur Erzielung eines ausreichenden Arbeitsergebnisses
sämtliche
Außenrüttler in
der gewünschten
Weise arbeiten müssen. Sofern
ein Außenrüttler nicht
bestimmungsgemäß arbeitet,
kann das Arbeitsergebnis leiden.
-
Außenrüttler werden
funktionsmäßig häufig in
einer Gruppe zusammengefasst, die mit Hilfe von Unterverteilungen
elektrisch versorgt wird, wobei ein zentrales Gruppenkabel die Unterverteilung
mit z. B. einem gemeinsamen Frequenzumformer verbindet. Dadurch
ist es nicht möglich,
die Arbeitsweise und Funktion eines einzelnen Außenrüttlers zu überwachen.
-
Aufgrund
des einfachen Aufbaus und des verhältnismäßig geringen Werts eines Außenrüttlers sind
komplexe Überwachungsschaltungen
wirtschaftlich kaum darstellbar.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenrüttler mit individueller Betriebsanzeige anzugeben,
die nur geringfügige
Mehrkosten verursacht und einfach handhabbar ist.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Außenrüttler nach
Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Ein
Außenrüttler zum
Befestigen an einer Betonschalung weist einen durch einen Elektromotor antreibbaren
Schwingungserreger, einen den Schwingungserreger tragenden, an der
Betonschalung befestigbaren Träger
und eine wenig stens eine Stromzuführung aufweisende elektrische
Zuleitung zu dem Elektromotor auf. Weiterhin ist eine Detektionseinrichtung
zum induktiven Erfassen eines Stromzustands in der Stromzuführung sowie
eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines dem erfassten Stromzustand
entsprechenden optischen Signals vorgesehen.
-
Mit
Hilfe der induktiv wirkenden Detektionseinrichtung ist es möglich, die
Stromzuführung ohne
besondere bauliche Maßnahmen
zu überwachen.
Vielmehr kann der Außenrüttler in
ansonsten bekannter Weise aufgebaut werden. Die Detektionseinrichtung
lässt sich
nachträglich
außen
an die Stromzuführung
anbringen. Je nach Definition der Anzeigeeinrichtung lässt sich
dann der von der Detektionseinrichtung erfasste Stromzustand visualisieren.
-
Als
Stromzustand gilt in diesem Zusammenhang das Vorhandensein eines
elektrischen Stroms (EIN/AUS), die Stromstärke, die Stromfrequenz oder die
Stromphase des in der Stromzuführung
fließenden
Stroms. Weiterhin gilt – wie
später
noch erläutert wird – als Stromzustand
auch das Relativverhältnis von
Zuständen
in mehreren, einen gemeinsamen Außenrüttler versorgenden Stromzuführungen.
Mit Hilfe der induktiven Erfassung ist es ohne weiteres möglich, diese
Parameter zu bestimmen.
-
Die
Detektionseinrichtung kann eine Auswerteeinrichtung aufweisen, zum
Auswerten des erfassten Stromzustands und zum Ansteuern der Anzeigeeinrichtung
entsprechend dem erfassten Stromzustand gemäß vorgegebenen Regeln. Auf
diese Weise lässt
sich das Vorhandensein von Strom, aber auch die Stromstärke, Stromfrequenz
oder gegebenenfalls Stromphase anzeigen. Als Anzeige eignen sich
z. B. Kontrollleuchten, LEDs, etc.
-
Die
Zuleitung zu dem Elektromotor kann mehrere Stromzuführungen
aufweisen, wobei durch die Detektionseinrichtung die Stromzustände in mehreren,
gegebenenfalls in allen der Stromzuführungen induktiv erfassbar
sind. Durch die Auswerteeinrichtung sind die jeweiligen Stromzustände auswertbar und
in Form eines einheitlichen, gemeinsamen optischen Signals durch
die Anzeigeeinrichtung anzeigbar.
-
Insbesondere
ist auf diese Weise durch die Auswerteeinrichtung die relative Lage
von Stromphasen von verschiedenen Stromzuführungen und/oder das Vor handensein
von elektrischem Strom in sämtlichen
für den
Betrieb des Elektromotors erforderlichen Stromzuführungen
erkennbar. Die Auswerteeinrichtung kann demnach die Stromzustände zunächst einzeln
erfassen und danach zueinander in Beziehung setzen. Aufgrund der
relativen Lage der Stromphasen lässt
sich z. B. die Drehrichtung des Elektromotors bestimmen. Ebenso
kann durch Überprüfen der
für den
Betrieb des Elektromotors erforderlichen Stromzuführungen
festgestellt werden, ob der Elektromotor ausreichend, z. B. auf
allen Phasen, mit Strom versorgt wird. Dadurch lässt sich ein sicherer, bestimmungsgemäßer Betrieb
des Außenrüttlers gewährleisten.
-
In
der Auswerteeinrichtung kann eine Regel abgebildet sein, wonach
bei einem bestimmten Stromzustand in einer einzelnen Stromzuführung und/oder
bei bestimmten Stromzuständen
in mehreren Stromzuführungen
ein der Regel entsprechendes optisches Signal über die Anzeigeeinrichtung
anzeigbar ist. Im einfachsten Fall wird lediglich der Schaltzustand
(EIN/AUS) festgestellt. Ebenso kann aufgrund der Stromfrequenz die
Drehzahl des Elektromotors ermittelt werden. Aufgrund der Lage von Stromphasen
von verschiedenen Stromzuführungen lässt sich
der Drehsinn der Motorwelle durch die Auswerteeinrichtung bestimmen.
Durch Erfassen der Stromstärke
lässt sich
bei Überschreiten
eines Grenzwerts eine Überlast
des Elektromotors erkennen und gegebenenfalls mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung
anzeigen.
-
Die
elektrische Zuleitung bzw. die Stromzuführung kann durch einen Klemmkasten
geführt
werden. Die Detektionseinrichtung kann dann in dem Klemmkasten angeordnet
sein. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass auch herkömmliche
Außenrüttler bereits üblicherweise
einen Klemmkasten aufweisen, von dem die elektrische Zuleitung abgeht.
Der Klemmkasten ist meist direkt an dem Träger bzw. an dem zu dem Träger gehörenden Gehäuse des
Außenrüttlers befestigt.
Die Detektionseinrichtung lässt sich
in einfacher Weise in oder an dem Klemmkasten anordnen. Da die Zuleitungen
im Klemmkasten einfach zugänglich
sind, lässt
sich die induktiv wirkende Detektionseinrichtung einfach realisieren.
Insbesondere lassen sich Spulen, die zur Detektionseinrichtung gehören, leicht
an den Stromzuführungskabeln platzieren.
-
Ebenso
ist es möglich,
dass die elektrische Zuleitung einen Anschlussstecker aufweist und
dass die Detektionseinrichtung in dem Anschlussstecker angeordnet
ist. Da die Detektionseinrichtung kaum Bauraum beansprucht, ist
es ohne weiteres möglich, die
Detektionseinrichtung vollständig
in dem Anschluss- bzw. Netzstecker unterzubringen. Auch die Anzeigeeinrichtung
kann in den Anschlussstecker integriert werden, wobei gegebenenfalls
eine Signalleuchte oder – LED,
in dem Gehäuse
des Anschlusssteckers vorzusehen ist.
-
Alternativ
ist es möglich,
die Detektionseinrichtung vollständig
in der elektrischen Zuleitung, d. h. in dem Zuleitungskabel anzuordnen.
-
Die
Detektionseinrichtung, die Auswerteeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung
sind induktiv durch einen Strom versorgbar, der durch die von der Detektionseinrichtung überwachten
Stromzuführungen
fließt.
Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche
Stromversorgung für
die Einrichtungen bereitzustellen. Vielmehr reicht der zu dem Elektromotor
des Außenrüttlers geführte Strom
aus, über induktive
Erregung die Strom- bzw. Spannungsversorgung der Einrichtungen sicherzustellen.
Auch dadurch ist es sehr leicht möglich, die Detektions-, Auswerte-
und Anzeigeeinrichtungen nachzurüsten, ohne
die elektrische Zuleitung des Außenrüttlers verändern zu müssen und ohne in das bestehende
System einzugreifen.
-
Die
Anzeigeeinrichtung kann in der Nähe
der Detektionseinrichtung, aber auch davon entfernt vorgesehen sein.
Zum Beispiel kann die Anzeigeeinrichtung an dem Träger in einem
Bereich platziert werden, der vom Bediener besonders gut einsehbar
ist.
-
Zusätzlich kann
die Detektionseinrichtung auch noch zum Erfassen eines Spannungszustands in
der Stromzuführung
bzw. in der elektrischen Zuführung
ausgebildet sein. Dabei kann die Klemmenspannung galvanisch, kapazitiv,
induktiv oder über ein
spannungsabhängig
wirkendes Koppelelement wie z. B. eine Lichtquelle, Optokoppler
etc. detektiert werden. So kann in vorteilhafter Weise die Klemmenspannung
berührungslos,
also ohne direkten Kontakt mit den Leitern erfasst werden. Die zusätzliche
Erfassung der Spannung ermöglicht
es, Anhaltspunkte oder Grenzwerte für die Leistung oder die Impedanz zu
ermitteln.
-
Dementsprechend
kann auch die Auswerteeinrichtung zusätzlich zum Auswerten des erfassten Spannungszustands
und zum Ansteuern der Anzeigeeinrichtung entsprechend dem erfassten
Spannungszustand ausgebildet sein. Die Auswertung des Spannungszustands
erfolgt allerdings immer im Zusammenhang mit ei ner Auswertung des
Stromzustands. Die derart bestimmte Spannung und somit auch die
Leistung können
mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.
-
Diese
und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 die
elektrische Versorgung eines Elektromotors in einem Außenrüttler mit
induktiv betriebener Betriebsanzeige;
-
2 eine
andere Ausführungsform
der Betriebsanzeige;
-
3 eine
weitere Ausführungsform
der Betriebsanzeige;
-
4 wiederum
eine andere Ausführungsform
der Betriebsanzeige;
-
5 eine
andere Ausführungsform
der Betriebsanzeige; und
-
6 einen
schematischen Aufbau einer Betonschalung mit drei daran befestigten
Außenrüttlern.
-
Für einen
bekannten Außenrüttler, wie
er z. B. oben anhand von 6 beschrieben wurde, wird eine
induktiv versorgte Betriebsanzeige vorgeschlagen. Nachfolgend werden
Merkmale, die auch bereits bei einem bekannten Außenrüttler vorhanden sind,
mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie oben in 6.
-
In
den 1 bis 5 wird jeweils ein Elektromotor 3 schematisch
gezeigt, zusammen mit einer elektrischen Zuleitung 5, in
der drei Stromzuführungen 6 mit
der Phasenbenennung U, V, W vorgesehen sind.
-
1 zeigt
in schematischer Darstellung die in der elektrischen Zuleitung 5 untergebrachten,
jeweils eine Stromzuführung
bildenden drei Phasen U, V, W, die zu dem Elektromotor 3 geführt werden.
Die Stromzuführung
W ist von einer zu einer Detektionseinrichtung gehörenden Spule 10 umfasst,
durch die induktiv eine Spannung erzeugt werden kann. Mit Hilfe
der Spannung wird eine als Anzeigeeinrichtung dienende Leuchtdiode 11 betrieben.
-
Wenn
ein Strom durch die Stromzuführung W
zum Elektromotor 3 fließt, wird somit induktiv ein Strom
in der Spule 10 generiert, der zum Betreiben der Leuchtdiode 11 ausreicht,
so dass die Leuchtdiode 11 aufleuchtet. Selbstverständlich kann
die Detektionseinrichtung außer
der Spule 10 noch weitere, insbesondere elektronische Bauteile
zum Betreiben und Ansteuern der Leuchtdiode 11 aufweisen.
Auf diese Weise lässt
sich sehr einfach darstellen, dass die Stromzuführung W von einem elektrischen
Strom durchströmt
wird. Gleiches lässt
sich selbstverständlich
auch für
die Stromzuführungen
U und V realisieren.
-
2 zeigt
in vereinfachter Darstellung eine andere Ausführung. Hier weist die Detektionseinrichtung
außer
der Spule 10 einen als Auswerteeinrichtung 12 dienenden
Mikroprozessor 12 auf. Mit Hilfe des Mikroprozessors 12 ist
es möglich,
nicht nur das Vorhandensein von Strom in der Stromzuführung W festzustellen. Über die
Frequenz der Phase in der Stromzuführung W kann darüber hinaus
auch die Ansteuerfrequenz für
den Elektromotor 3 bestimmt und über eine Anzeigeeinrichtung 13 dargestellt
werden. Bei der Anzeigeeinrichtung 13 kann es sich ebenfalls um
eine oder mehrere Leuchtdioden 11 handeln. Je nach Programm
bzw. Arbeitsregel, die in dem Mikroprozessor 12 hinterlegt
ist, kann bei Erreichen einer vorgegebenen Nennfrequenz die Anzelgeeinrichtung 13 betrieben
werden. Auf diese Weise kann z. B. angezeigt werden, ob der Elektromotor 3 eine
Drehzahl im vorgegebenen Nennbereich oder außerhalb des Nennbereichs aufweist.
-
3 zeigt
eine andere Ausführungsform, bei
der zwei Stromzuführungen,
nämlich
die Stromzuführungen
U und W mit Hilfe von Spulen 10 und einem Mikroprozessor 12 überwacht
werden. Auch hier bilden die Spule 10 und der Mikroprozessor 12 die
Detektionseinrichtung. Es ist damit nicht nur möglich, das Vorhandensein eines
elektrischen Stroms in den beiden Stromzuführungen U, W festzustellen. Zusätzlich können auch
die Motorphasen in den Stromzuführungen
U, W erfasst und in zeitliche Relation zueinander gesetzt werden.
Aufgrund des Verhältnisses
der einzelnen Phasen lässt
sich der Drehsinn der Motorwelle im Elektromotor 3 feststellen. Dementsprechend
kann die Anzeigeeinrichtung 13 betrieben werden, um z.
B. die Drehrichtung der Motorwelle oder den korrekten Drehsinn der
Motorwelle nach außen
anzuzeigen.
-
4 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei
der mit Hilfe des Mikroprozessors 12 die Stromstärke in der
Stromzuführung
W erfasst und mit einem vorgegebenen Nenn- bzw. Standardwert verglichen
wird. Sofern der tatsächliche,
mit Hilfe der Spule 10 erfasste Stromwert innerhalb zulässiger Toleranzgrenzen
dem Nennwert entspricht, kann die Anzeigeeinrichtung 13 diesen
Sachverhalt nach außen
dokumentieren. Ebenso kann die Anzeigeeinrichtung 13 aber
auch eine unzulässige
Abweichung kenntlich machen. Zu diesem Zweck kann z. B. eine zu
der Anzeigeeinrichtung 13 gehörende Leuchtdiode blinkend betrieben
werden. Der Bediener wird dadurch darauf hingewiesen, dass der Strombelag
in der Stromzuführung
W zu groß oder
zu klein ist. Ebenso lässt
sich auf diese Weise eine Überlast-
oder Fehleranzeige realisieren.
-
In 5 ist
wiederum eine andere Ausführungsform
dargestellt, bei der das Vorhandensein aller Motorphasen U, V, W
mit Hilfe von drei Spulen 10 erfasst wird. Der Mikroprozessor 12 wertet
die Signale von den Spulen 10 aus und kann auf diese Weise feststellen,
dass alle Stromzuführungen
U, V, W tatsächlich
Strom zuführen.
Ein entsprechendes Signal kann dann über die Anzeigeeinrichtung 13 ausgegeben
werden.
-
Bei
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen
erfolgt die Spannungsversorgung der Detektionseinrichtung, also
der Spulen 10 und des Mikroprozessors 12 mit Hilfe
des Stroms, der in den Spulen 10 induziert wird. Auch die
für den
Betrieb der Anzeigeeinrichtung 13 erforderliche Spannung
wird dadurch bereitgestellt. Somit benötigen weder die Detektionseinrichtung 10, 12 noch
die Anzeigeeinrichtung 13 oder die Leuchtdiode 11 eine
eigene Spannungsversorgung.
-
Bei
den Ausführungsbeispielen
wurde teilweise nur eine Stromzuführung ausgewertet. Selbstverständlich können auch
andere oder sämtliche Stromzuführungen
U, V, W erfasst und ausgewertet werden.
-
Der
Betreiber des erfindungsgemäßen Außenrüttlers erhält im einfachsten
Fall die Anzeige der Betriebsbereitschaft und somit eine einfache
Kontrolle der Funktion des Außenrüttlers.
Je nach Ausbaustufe des Systems ist auch eine Anzeige der Drehrichtung
des Außenrüttlers sowie
die Anzeige von möglichen
Geräte-
und Stromversorgungsfehlern darstellbar.