DE102007012331B4 - Beton-Innenrüttler mit axialem Schwingungserreger - Google Patents

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    • E04G21/08Internal vibrators, e.g. needle vibrators

Abstract

Ein Innenrüttler (1) zum Verdichten von Beton weist einen Rüttelkörper (2) und einen Antrieb (3) zur oszillierenden Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2) auf. Der Rüttelkörper (2) wird hierbei axial, also linear in Richtung seiner Längsachse entsprechend Pfeil (9) vor und zurück bzw. hin- und herbewegt. Der Rüttelkörper (2) kann an einer Halterung (4) beweglich gehalten sein, an welcher der Rüttler (1) von einem Anwender gehalten werden kann. Der Rüttelkörper (2) weist neben einer oder mehreren Stirnflächen wenigstens eine weitere, durch Aussparungen, Vertiefungen (12), Erhebungen oder weitere Veränderungen der Mantelfläche gebildete Wirkfläche (11) auf. Die Wirkfläche (11) des Rüttelkörpers (2) bewirkt durch dessen Translationsbewegung eine Verdichtung im Beton.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Innenrüttler zum Verdichten von Beton, mit einem Rüttelkörper und einem Antrieb zum Bewegen des Rüttelkörpers.
  • Um eine hohe Druckfestigkeit von Festbeton zu erreichen, wird dieser im Laufe seiner Verarbeitung als Frischbeton verdichtet. Hierzu ist Energie erforderlich, die durch die Schwingungen von Hochfrequenz-Innenvibratoren hervorgerufen wird. Derartige Innenvibratoren (auch Innenrüttler) sind beispielsweise aus DE1914589U , DE2319946A , DE2350697A1 und DE2233235A bekannt. Die hervorgerufenen Schwingungen geben Stöße unmittelbar an den Frischbeton, in den der Innenvibrator eingetaucht wird, ab. Dadurch entweicht Luft aus dem Frischbeton und die Druckfestigkeit steigt nach Verfestigung des Betons durch das verminderte Porenvolumen an.
  • Die Bewegung von Rüttler-Unwuchten erfolgt bei herkömmlichen Innenvibratoren in der Regel durch angekoppelte Elektro- oder Verbrennungsmotoren und erzeugt Rüttelfrequenzen von ca. 200 Hz. Die Schwingungen werden im Inneren des als Rüttelflasche bezeichneten Rüttelkörpers des Vibrators dadurch erzeugt, dass sich eine exzentrisch angeordnete Masse als rotierende Unwucht bewegt. Dies erzeugt von der Drehzahl abhängige Zentrifugalkräfte, die in radialer Richtung zur Rüttelflasche an den Beton abgegeben werden. Je nach System können diese Unwuchten als Pendelklöppel ausgebildet, in einer gelagerten Welle integriert, an einer Welle montiert oder eine durch Druckluftspeisung oder elektromagnetische Feldkraft abrollende Unwucht sein. Alle diese Schwingungserreger motivieren eine beliebig geartete Drehbewegung, durch die ein in sich starrer Rüttelkörper zu Kreisschwingungen um seine Längsachse angeregt wird. Die Richtung der Schwingungserregung ist somit stets senkrecht zur Längsachse des Rüttelkörpers.
  • Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 296 09 732 U1 ist ein Vibrations- und Hammerwerkzeug bekannt, welches für eine Betonverdichtung geeignet ist. Ein Stab mit mehreren Bäuchen oder Wülsten als Zusatzgerät für eine Stichsäge übernimmt die Funktion einer Rüttelflasche.
  • Aus DE 878 474 B ist ein elektromagnetischer Vibrator für eine Innenverdichtung bekannt, bei dem ein elektromagnetischer Vibrator mit einachsiger Schwingrichtung ein Übertragungsglied bewegt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verdichtungsleistung eines Beton-Innenrüttlers gegenüber der von herkömmlichen Innenrüttlern deutlich zu steigern und den Wirkungsbereich der Verdichtung sowie den Anwendungsbereich des Innenrüttlers zu erweitern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Innenrüttler nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßer Innenrüttler zum Verdichten von Beton weist einen Rüttelkörper und einen Antrieb zur oszillierenden Translationsbewegung des Rüttelkörpers auf. Der Rüttelkörper wird hierbei axial, also linear in Richtung seiner Längsachse vor und zurück bzw. hin- und herbewegt. Auf diese Weise werden Kräfte auf den Beton ausgeübt, deren verdichtende Wirkung auf den Beton eine wesentlich höhere Reichweite besitzt, als dies bei herkömmlichen Innenrüttlern der Fall ist. Dabei wird eine tatsächliche Verdichtung erzielt, also die Lufteinschlüsse und Überschusswasser im Beton werden minimiert, Nester- und Gefügestörungen werden beseitigt. Die Wahl des Durchmessers des Rüttelkörpers ist zudem nicht durch die Unterbringung einer Unwucht in diesem eingeschränkt, sondern kann beliebig gewählt werden. Dadurch kann ein Rüttelkörper eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers so klein dimensioniert werden, dass er zum Verdichten besonders enger Betonstrukturen verwendet werden kann. Weiterhin kann die Frequenz der oszillierenden Translationsbewegung des Rüttelkörpers bei kleineren Frequenzen als üblich eine sehr gute Verdichtung erzielen.
  • Vorzugsweise ist eine Halterung vorgesehen, an welcher der Rüttelkörper beweglich gehalten ist. An dieser Halterung kann der Rüttler von einem Anwender gehalten werden, da sich der Rüttelkörper gegen sie bewegt und sich somit die Axialkräfte aufheben. Dadurch wird ein stabiles Halten des Innenrüttlers gewährleistet.
  • Der Rüttelkörper eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers weist vorzugsweise eine geometrische Grundform auf, wobei zusätzlich zu einer Stirnfläche der Grundform wenigstens eine weitere Wirkfläche zur verdichtenden Kraftausübung auf den Beton auf einer sich in Axialrichtung erstreckenden Mantelfläche vorgesehen ist. Die Grundform kann beispielsweise die eines Zylinders, eines Quaders, einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes sein, mit ihrer entsprechenden Mantelfläche entlang der Längsachse. Die Stirnflächen sind hier dementsprechend die Deck- bzw. Grundflächen der Grundform, welche nicht zwangsläufig flach ausgeführt sein müssen, sondern auch regelmäßig oder unregelmäßig nach außen oder innen gewölbt sein können. Weitere Wirkflächen können durch nach außen oder innen gerichtete Aussparungen, Vertiefungen, Erhebungen oder weitere, die exakte geome trische Grundform verlassende regelmäßige oder unregelmäßige Veränderungen der Mantelfläche gebildet sein. Über diese Wirkflächen werden Kräfte derart auf den Beton ausgeübt, dass eine Verdichtung im Beton entsteht, die in Kombination mit der translatorischen Bewegung des Rüttelkörpers wesentlich stärker als bei herkömmlichen Innenrüttlern ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die geometrische Grundform des Rüttelkörpers zylindrisch und besitzt somit als Wirkflächen für die Verdichtungsleistung die Deckfläche oder Stirnfläche des Zylinders sowie zumindest eine weitere Wirkfläche. Dabei muss die Deckfläche des Zylinderkörpers nicht flach sein, sondern kann beispielsweise auch nach innen oder außen gewölbt sein, Dementsprechend kann eine Wirkfläche etwa eine Kugelhaube oder eine Haube eines Ellipsoids oder eines Paraboloids sein.
  • Vorteilhafterweise erfolgt die Translationsbewegung des Rüttelkörpers in seiner Axialrichtung, also entlang der Höhe der zylindrischen Grundform, so dass mindestens eine Wirkfläche des Rüttelkörpers durch eine senkrechte oszillierende Translationsbewegung in den Beton hinein eine Verdichtungsleistung erzielen kann.
  • Vorzugsweise wird die Wirkfläche des Rüttelkörpers des erfindungsgemäßen Innenrüttlers durch auf seiner Außenseite umlaufende, aneinander angrenzende nutförmige Vertiefungen gebildet, die einen konkaven Querschnitt aufweisen und die gesamte Mantelfläche des Rüttelkörpers überdecken können. Dabei können diese Vertiefungen in regelmäßigen Abständen entlang der Mantelfläche des Rüttelkörpers angeordnet sein. Jedoch können anstatt Vertiefungen mit konkavem Querschnitt beispielsweise auch Vertiefungen bzw. Erhöhungen mit konvexem Querschnitt oder Vertiefungen und/oder Erhebungen mit konkavem/konvexem Querschnitt die Wirkfläche bilden. Auch müssen diese Vertiefungen oder Erhebungen nicht zwingend regelmäßig auf der Außenfläche des Rüttelkörpers angeordnet sein, sondern können sowohl in unregelmäßigen Abständen als auch in unregelmäßiger Dimensionierung oder unterschiedlicher Querschnittsform am Rüttelkörper angeordnet sein. Entscheidend ist die Möglichkeit der Kraftausübung über die zusätzlich zur Stirnfläche vorhandenen Wirkflächen in den Beton, durch die eine Verdichtung des Betons erreicht werden kann.
  • Die Amplitude der Translationsbewegung des Rüttelkörpers des erfindungsge mäßen Innenrüttlers kann kleiner oder gleich der Breite der Vertiefungen an der Außenfläche des Rüttelkörpers sein. Hierbei wird die Breite der Vertiefungen in der Richtung der Translationsbewegung gemessen, also in Richtung der Zylinderachse. Durch diese Anordnung der Wirkflächen an der Außenseite des Rüttelkörpers sind entstehende Schockwellen in den Beton hinein besonders hoch, so dass eine besonders wirksame Verdichtung erzielt werden kann. Die Schockwellen entstehen über der gesamten Länge des Rüttelkörpers und sind dadurch in einem größeren Betonvolumen wirksamer, als die Verdichtungserregungen herkömmlicher Innenrüttler. Darüber hinaus breiten sich die Schockwellen wesentlich weiter in den Beton hinein aus, so dass eine weitreichendere Verdichtung erzielt werden kann.
  • Vorzugsweise weisen die Vertiefungen eine Breite von 10 bis 20 mm und eine Tiefe von 1 bis 10 mm auf, so dass die Amplitude der Translationsbewegung des Rüttelkörpers einen Betrag von bis zu 10 mm, also eine Gesamtauslenkung von bis zu 20 mm aufweist. Hierbei versteht sich die Amplitude als Auslenkung aus der Grundstellung heraus. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders hohe, weitreichende und über die gesamte Länge des Rüttelkörpers wirksame Verdichtung des Betons.
  • Der Antrieb des erfindungsgemäßen Innenrüttlers kann in der Halterung oder im Rüttelkörper selbst angeordnet sein, oder auf Halterung und Rüttelkörper verteilt sein. In den letzten beiden Fällen weist der Rüttelkörper ein ausreichend großes Volumen auf, um den Antrieb oder einen Teil des Antriebs aufzunehmen.
  • Die Halterung ist vorzugsweise an einem von Innenrüttlern bekannten Schutzschlauch befestigt, über den z. B. elektrischer Strom zugeführt werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen Antrieb und Rüttelkörper eine Bewegungsübertragungseinrichtung vorgesehen, die zur Übertragung einer vom Antrieb erzeugten Bewegung auf den Rüttelkörper dient. Demnach befindet sich der Antrieb zumindest teilweise außerhalb des Rüttelkörpers, so dass die erzeugte Bewegung z. B. mittels Bolzen, Kurbeln, Bowdenzug oder Stiften auf den Rüttelkörper übertragen wird, um diesen in die oszillierende translatorische Bewegung zu versetzen.
  • Vorzugsweise umfasst der Antrieb des erfindungsgemäßen Innenrüttlers ein Linearantriebssystem, insbesondere einen Linearmotor, ein Rollengewindetrieb, ein elektromechanisches Linearantriebssystem, einen linearen Verbrennungsmotor, ein hydraulisches Linearantriebssystem, ein pneumatisches Linearantriebssystem oder eine Kombination linearer Antriebssysteme. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Erregung beispielsweise bei einem elektromechanischen Linearantriebssystem einseitig, d. h. mit einer Spule in eine Richtung, z. B. durch eine Spule und eine Feder, oder eine zweiseitige Erregung in beide Richtungen, beispielsweise durch zwei Spulen und zwei Federn ist. Entscheidend ist die lineare Bewegung des Antriebs, die auf den Rüttelkörper übertragen wird, so dass sich dieser translatorisch bewegt.
  • Überdies ist auch die Verwendung eines Antriebs möglich, der ein rotatorisches Antriebssystem umfasst, welches eine Bewegungswandeleinrichtung aufweist, das die vom Antrieb erzeugte Drehbewegung in eine oszillierende Translationsbewegung des Rüttelkörpers wandelt. Entscheidend ist letztendlich die lineare Hin- und Herbewegung des Rüttelkörpers, ungeachtet seines Antriebssystems.
  • Die Verwendung eines Antriebs mit einem Linearantriebssystem ist aufgrund des einfachen Erregerprinzips kostengünstiger als bei bestehenden Innenrüttlern und ist weniger anfällig für Verschleiß. Weiterhin sind beispielsweise elektromechanische Linearantriebssysteme nahezu beliebig klein zu dimensionieren, so dass ein von herkömmlichen Innenrüttlern bekannter Mindestdurchmesser der Rüttelflaschen durch die Unterbringung des Antriebs entfällt. Somit können Verdichtungsleistungen in klein dimensionierten Betonstrukturen erzielt werden. Da außerdem auch kein eingeschränkter maximaler Durchmesser für den Rüttelkörper, wie er durch das Verhältnis von Unwuchtkraft und Gesamtmasse der Rüttelflasche bei herkömmlichen Innenrüttlern vorgegeben ist, einzuhalten ist, kann der Rüttelkörper auch weitaus größer dimensioniert werden. Somit wird ein vergrößerter Wirkungsradius der Betonverdichtung erreicht.
  • Weiterhin besteht hierbei nicht das von herkömmlichen Innenrüttlern bekannte Problem der Überhitzung des Antriebs, so dass die Handhabung des erfindungsgemäßen Innenrüttlers wesentlich benutzerfreundlicher ist. Zum einen entfällt der Einbau von Thermoelementen zur Verhinderung von Überhitzung, zum anderen kann der erfindungsgemäße Innenrüttler auch längere Zeit im eingeschalteten Zustand bleiben, selbst wenn er nicht in den Beton getaucht ist, wo eine höhere Wärmeabgabe möglich ist. Die Handhabung wird bequemer und für Anwender und Gerät weniger gefährlich.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an der Halterung des Rüttelkörpers an der Außenseite umlaufende, aneinander angrenzende nutförmige Vertiefungen mit einem Querschnitt vorgesehen, der, wie für den Rüttelkörper oben beschrieben, vorzugsweise konkav ist, aber auch konvex, kreissegmentförmig oder auch unregelmäßig geformt sein kann.
  • Vorzugsweise ist zwischen dem Rüttelkörper und der Halterung eine Dichtungseinrichtung angeordnet. Dies ermöglicht im Betrieb das Eintauchen nicht nur des Rüttelkörpers sondern auch seiner Halterung und der Dichtungseinrichtung. Dadurch vergrößert sich die zum Verdichten wirksame Länge bzw. Fläche erheblich gegenüber dem bloßen Eintauchen des Rüttelkörpers. Denn die Translationsbewegung des Rüttelkörpers bewirkt unter Umständen eine entgegengesetzte Translationsbewegung der Halterung, wenn die Halterung selbst nur beweglich – z. B. an einem Schutzschlauch – gehalten ist. Die Axialkräfte heben sich dadurch für das Gesamtsystem auf, aber beide Translationsbewegungen erzielen eine Verdichtungswirkung im Beton.
  • Vorzugsweise ist hierzu auch die Dichtungseinrichtung derart geformt, dass an ihrem Außenumfang umlaufende, aneinander angrenzende nutförmige Vertiefungen angeordnet sind. Die Form des Querschnitts der Vertiefungen ist wie oben beschrieben vorzugsweise konkav. Somit vergrößert sich die für die Verdichtung wirksame Fläche weiter um die der Dichtungseinrichtung und es sind auch Kräfte über die Halterung und/oder der Dichtungseinrichtung auf den Beton ausübbar.
  • Die Translationsbewegung des Rüttelkörpers und gegebenenfalls der Halterung bzw. der Dichtungseinrichtung stellen ein gänzlich neuartiges Erregerprinzip für Innenrüttler zur Verdichtung von Beton dar. Durch die Formgebung der entsprechenden Wirkfläche wird der. Beton durch sich gleichzeitig radial ausbreitende Stoßwellen zum Schwingen angeregt. Durch diese Stoßwellen und ihre Überlagerungen im Beton wird eine wesentlich höhere Reichweite der Erregung im Beton erreicht, als bei allen anderen bekannten Erregerprinzipien. Zudem wird gegenüber bestehenden Innenrüttlern eine gleichmäßigere Verdichtung über die Reichweite der Erregung erreicht. Bei diesem Prinzip stellt die für gän gige Innenrüttler empirisch gefundene Erregerfrequenz von 200 Hz nicht zwangsläufig die optimale Erregerfrequenz dar. Im Vergleich mit gängigen Innenrüttlern wird eine gleiche Verdichtungsqualität bereits bei ca. der halben Erregerfrequenz erreicht. Somit können bei niedrigeren Frequenzen und einfachster Erregertechnik optimale Verdichtungsresultate erzielt werden. Weiterhin ist im Gegensatz zu bestehenden Innenrüttlern die Wirkfläche über die gesamte Länge des Rüttelkörpers und gegebenenfalls der Halterung bzw. der Dichtungseinrichtung gleich effektiv.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenrüttlers ist die Frequenz der Translationsbewegung und/oder die Erregerfunktion, beispielsweise als Sinus-, Rechteck- oder Dreiecksfunktion wählbar. Dadurch können Frequenz- und/oder Erregerfunktion an die Eigenschaften des Flüssigbetons angepasst werden, um die Verdichtungsleistung zu optimieren.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers in einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers in einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 4 schematische Querschnitte von erfindungsgemäßen Rüttelkörpern;
  • 1 zeigt eine schematische Skizze eines Innenrüttlers 1 mit einem Rüttelkörper 2, einem Antrieb 3 und einer einen Stator 4a tragenden Halterung 4. Die Halterung 4 ist an einem Schutzschlauch 5 befestigt, durch den dem Antrieb elektrischer Strom zugeführt werden kann und an dem der Innenrüttler 1 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch vom Bediener gehalten wird. Die zur Stromversorgung vorgesehenen Stromleitungen sind in dem Schutzlauch 5 vor Be schädigungen geschützt.
  • Der Antrieb weist einen Anker 6 aus einem ferromagnetischen Material auf, der durch eine von in dem Stator 4a vorgesehenen Spulen 7a, 7b erzeugte magnetische Kraft je nach Richtung und Stromfluss translatorisch in die eine oder andere Richtung ausgelenkt werden kann und einen Ankerfortsatz 8 aufweist. Pfeil 9 veranschaulicht diese Bewegungsweise. Federn 10a, 10b bewirken eine Abbremsung bzw. Rückbeschleunigung des Ankers 6 gegenüber dem Stator 4a bzw. der Halterung 4 im Bereich seiner maximalen Auslenkung.
  • In dieser Ausführungsform ist der Antrieb 3 in der Halterung 4 nahezu vollständig integriert, ist aber auch zu einem Teil, nämlich durch den Ankerfortsatz 8 im Rüttelkörper 2 angeordnet. Dadurch wird die Translationsbewegung des Ankers 6 auf den Rüttelkörper 2 übertragen.
  • Eine Verdichtungswirkung auf einen den Rüttelkörper 2 umgebenden Flüssigbeton wird erzielt, indem die vom Antrieb 3 auf den Rüttelkörper 2 übertragene Translationsbewegung über eine Gesamtwirkfläche 11 des Rüttelkörpers 2 an den Beton übertragen wird. Dadurch entstehen Druckkräfte bzw. Saugkräfte, die die Betonverdichtung ermöglichen. Die Gesamtwirkfläche 11 wird aus den jeweiligen Wirkflächen von auf der Außenseite bzw. Mantelfläche des Rüttelkörpers 2 umlaufenden, aneinander angrenzenden nutförmigen Vertiefungen 12 der Breite 13 und der Tiefe 14 sowie von Stirn- bzw. Deckflächen des Rüttelkörpers 2 gebildet. Die Vertiefungen sind als zusätzliche Wirkflächen in der Mantelfläche des Rüttelkörpers 2 vorgesehen, um auch bei translatorischer bzw. axialer Hin- und Herbewegung des Rüttelkörpers 2 eine Verdichtungswirkung im Beton zu erzielen.
  • Die in 2 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers 21 weist einen Rüttelkörper 22 mit an seiner Außenseite umlaufenden, nutförmigen konvexen Vertiefungen 23 der Breite 24 und der Tiefe 25 auf, welche eine Gesamtwirkfläche 26 bilden. Die Vertiefungen 23 können auch als Teile von Erhebungen 27 betrachtet werden.
  • Der Rüttelkörper 22 ist an einer Halterung 28 axial beweglich gelagert, die an einem Schutzschlauch 29 befestigt ist. Ein Antrieb 30 zu translatorischen Bewegen des Rüttelkörpers 22 umfasst eine elektrische Spule 31 mit einem Spu lenkern 32, die über eine durch einen welchselnd gepolten Stromfluss erzeugte magnetische Kraft den Rüttelkörper 22, der zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht, hin und her bewegt, wie dies ein Pfeil 33 verdeutlicht. Ein zwischen dem Rüttelkörper 22 und der Halterung 28 angeordnetes federndes Element 34 bewirkt eine gleichmäßige Bewegung des Rüttelkörpers 22 durch eine Abbremsung bzw. Rückbeschleunigung seiner Bewegung. Der Rüttelkörper 22 vibriert bzw. bewegt sich translatorisch entsprechend der Anregung durch den Antrieb 30 bzw. der Übertragungscharakteristik des federnden Elementes 34.
  • Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform insbesondere auch dadurch, dass der Antrieb 30 bzw. die den Antrieb 30 enthaltende Halterung 28 zu einem überwiegenden Teil im Rüttelkörper 22 angeordnet ist, bzw. dass der Rüttelkörper 22 den Antrieb 30 hülsenförmig umgibt.
  • Die in 3 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Innenrüttlers 41 umfasst einen Rüttelkörper 42, der an einer Halterung 43 befestigt ist, wobei dazwischen eine Dichtungseinrichtung 44 angeordnet ist. Die Halterung 43 ist an einem Schutzschlauch 45 befestigt. Der Rüttelkörper 42 und die Halterung 43 besitzen auf ihrer Außenseite umlaufende, aneinander angrenzende nutförmige Vertiefungen 46 mit der Breite 47 und der Tiefe 48. Diese Vertiefungen 46 bilden zusammen mit der Stirnfläche des Rüttelkörpers 42 die Gesamtwirkfläche 49 des Innenrüttlers, über die Kräfte zur Verdichtung auf Flüssigbeton ausübbar sind.
  • In dieser Ausführungsform sind die auf der Außenseite des Rüttelkörpers 42 bzw. der Halterung 43 umlaufenden Vertiefungen 46 gleichmäßig an den Außenflächen angeordnet. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungen können sie aber auch in unregelmäßigen Abständen, mit unterschiedlichen Breiten 47 und/oder Tiefen 48, an einer oder den beiden Außenseiten angeordnet sein.
  • Die Dichtungseinrichtung 44 ist so ausgeführt, dass sie wie ein Balg flexibel ist und bei einer Translationsbewegung des Rüttelkörpers 42 zur Halterung 43 gedehnt bzw. gestaucht wird. Dazu besteht sie aus einem geeigneten Material wie z. B. Gummi oder Polymer und weist an ihrer Außenseite umlaufende nutförmige Vertiefungen auf. Hier entspricht die Gestaltung der Vertiefungen an der Au ßenseite der Dichtungseinrichtung den Vertiefungen am Rüttelkörper 42 bzw. an der Halterung 43. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig und kann in weiteren Ausführungsformen mit anderen Dimensionierungen gelöst werden.
  • Durch die Translationsbewegung des Rüttelkörpers 42 und die daraus resultierende Gegenbewegung der Halterung 43 kann bei einem Eintauchen des Innenrüttlers 41 mitsamt der Halterung 43 in den Frischbeton die gesamte Außenfläche des Innenrüttlers 41 als Wirkfläche zur Betonverdichtung genutzt werden. Somit ist die Gesamtwirkfläche 49 dieses erfindungsgemäßen Innenrüttlers besonders groß, wodurch eine optimale Verdichtungswirkung erzielt werden kann.
  • Verschiedene Charakteristiken von Querschnitten der Vertiefungen sind schematisch in den 4a bis 4g dargestellt.
  • Hierbei zeigt 4a einen Rüttelkörper 51 mit konkaven umlaufenden Vertiefungen 52 mit gleichmäßiger Breite 53. 4b zeigt konvexe Vertiefungen 52 mit ebenfalls gleichmäßiger Querschnittsbreite 53. 4c zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Vertiefungen 52 mit ebenfalls gleichmäßigen Breiten 53 der Vertiefungen 52. 4d zeigt eine weitere Ausführungsform der Querschnittsfläche. Hier wird die wirksame Querschnittsfläche durch am Umfang des Rüttelkörpers 51 angeordnete Ringe 54a bzw. den daraus entstehenden Vertiefungen 54 gebildet. 4e zeigt beispielhaft eine Ausführung mit Mischformen beschriebener Vertiefungen 52 bzw. Erhebungen 55. Dabei können die Vertiefungen 52 bzw. Erhebungen 55 unterschiedliche Breiten 53a bzw. 53b besitzen. 4f zeigt eine Ausführungsform mit in unregelmäßigen Abständen 53a bzw. 53b angeordneten Vertiefungen 52. Die Höhe der Vertiefungen variiert hier ebenfalls. Schließlich zeigt 4g zeigt eine Ausführungsform mit gleichmäßigen Breiten 52 der Vertiefungen, aber mit variierenden Tiefen 56a bzw. 56b.
  • Diese Ausführungsformen sind beispielhaft für verschiedene Vertiefungsformen mit jeweils verschiedenen Breiten und Tiefen. Entscheidend und ist das Einwirken von Kräften auf den Beton durch die Wirkflächen an der Außenseite von Rüttelkörper und/oder Halterung bzw. Dichtungseinrichtung, hervorgerufen durch eine oszillierende Translationsbewegung des Rüttelkörpers und/oder der Halterung bzw. Dichtungseinrichtung.

Claims (19)

  1. Innenrüttler (1) zum Verdichten von Beton, mit einem Rüttelkörper (2) und einem Antrieb (3) zum Bewegen des Rüttelkörpers (2), wobei die Bewegung des Rüttelkörpers (2) eine oszillierende Translationsbewegung ist und eine Halterung (4) vorgesehen ist, an welcher der Rüttelkörper (2) relativ zur Halterung (4) beweglich gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) in der Halterung (4) und/oder im Rüttelkörper (2) angeordnet ist.
  2. Innenrüttler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rüttelkörper (2) eine geometrische Grundform aufweist, und dass – zusätzlich zu einer Stirnfläche der Grundform auf einer sich in Axialrichtung erstreckenden Mantelfläche der Grundform wenigstens eine weitere Wirkfläche (11) vorgesehen ist, über die bei der Bewegung Druckkräfte auf den Beton ausübbar sind.
  3. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttelkörper (2) eine zylindrische Grundform aufweist.
  4. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2) in seiner Axialrichtung (9) erfolgt.
  5. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (11) gebildet ist durch wenigstens eine auf der Außenfläche des Rüttelkörpers umlaufende nutförmige Vertiefung (12) mit konkavem Querschnitt.
  6. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Vertiefungen (12) in axialer Richtung entlang der Mantelfläche des Rüttelkörpers (2) versetzt angeordnet sind.
  7. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2) kleiner oder gleich einer Breite (13) der Vertiefungen (12) ist.
  8. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vertiefungen eine Breite (13) von 10 bis 20 mm und eine Tiefe (14) von 1 bis 10 mm aufweisen, und dass – die Amplitude der Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2) einen Betrag von bis zu 20 mm für die Gesamtbewegung aufweist.
  9. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) an einem Schutzschlauch (5) befestigt ist.
  10. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antrieb (3) und dem Rüttelkörper (2) eine Bewegungsübertragungseinrichtung (6, 8) vorgesehen ist, die eine vom Antrieb (3) erzeugte Bewegung auf den Rüttelkörper (2) überträgt.
  11. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) ein Linearantriebssystem aufweist.
  12. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearantriebssystem einen Linearmotor, ein Rollengewindetrieb, ein elektromechanisches Linearantriebssystem, einen linearen Verbrennungsmotor, ein hydraulisches Linearantriebssystem oder ein pneumatisches Linearantriebssystem aufweist.
  13. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein rotatorisches Antriebssystem mit einer Bewegungswandeleinrichtung aufweist, zum Wandeln einer vom Antrieb erzeugten Drehbewegung in die oszillierende Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2).
  14. Innenrüttler (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (43) des Rüttelkörpers (42) an der Außenseite umlaufende, aneinander angrenzende, nutförmige Vertiefungen (46) mit konkavem Querschnitt aufweist.
  15. Innenrüttler (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungseinrichtung (44) zwischen dem Rüttelkörper (42) und der Halterung (43) angeordnet ist.
  16. Innenrüttler (41) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (44) an ihrem Außenumfang umlaufende, aneinander angrenzende nutförmige Vertiefungen (46) mit konkavem Querschnitt aufweist.
  17. Innenrüttler (41) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (44) eine Wirkfläche (49) auf der Außenseite aufweist, über die bei der Bewegung Kräfte auf den Beton ausübbar sind.
  18. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erregerfunktion der Translationsbewegung des Rüttelkörpers (2) eine Sinus-, Rechteck- oder Dreiecksfunktion aufweist.
  19. Innenrüttler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erregerfunktion und/oder eine Frequenz der Translationsbewegung über eine Auswahleinrichtung wählbar ist.
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