DE102013103722B4 - Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung - Google Patents

Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102013103722B4
DE102013103722B4 DE102013103722.4A DE102013103722A DE102013103722B4 DE 102013103722 B4 DE102013103722 B4 DE 102013103722B4 DE 102013103722 A DE102013103722 A DE 102013103722A DE 102013103722 B4 DE102013103722 B4 DE 102013103722B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic
vibrator
frequency
displacement
hydraulic motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013103722.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013103722A1 (de
Inventor
Jochen Spohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terra Infrastructure De GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Tiefbautechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=50685851&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102013103722(B4) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ThyssenKrupp Tiefbautechnik Gmbh filed Critical ThyssenKrupp Tiefbautechnik Gmbh
Priority to DE102013103722.4A priority Critical patent/DE102013103722B4/de
Priority to US14/783,313 priority patent/US10385883B2/en
Priority to PCT/EP2014/000888 priority patent/WO2014166608A1/de
Priority to EP14722540.3A priority patent/EP2984241B1/de
Publication of DE102013103722A1 publication Critical patent/DE102013103722A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013103722B4 publication Critical patent/DE102013103722B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401Valve members; Fluid interconnections therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18Placing by vibrating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/20507Type of prime mover
    • F15B2211/20523Internal combustion engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/255Flow control functions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve

Abstract

Vibrationsrammanordnung umfassend ein Hydraulikaggregat (1), einen Vibrator (2), der räumlich von dem Hydraulikaggregat (1) getrennt und über Hydraulikschläuche (3) an das Hydraulikaggregat (1) angeschlossen ist und eine dem Hydraulikaggregat (1) zugeordnete Steuerung (S), wobei das Hydraulikaggregat (1) einen Verbrennungsmotor (5) und eine von dem Verbrennungsmotor (5) angetriebene Hydraulikpumpe (6) aufweist, wobei der Vibrator (2) drehbar gelagerte Unwuchten (11) und zumindest einen verstellbaren Hydraulikmotor (10) mit veränderlichem Schluckvolumen als Antrieb der Unwuchten (11) aufweist und wobei eine Hydraulikflüssigkeit durch das Hydraulikaggregat (1), die Hydraulikschläuche (3) und den zumindest einen Hydraulikmotor (10) in einem Kreislauf geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrator (2) eine von der Steuerung (S) unabhängige Einrichtung (12) zur Verstellung des Schluckvolumens des Hydraulikmotors (10) in Abhängig eines Druckes innerhalb des Kreislaufes aufweist und dass ein Frequenzsensor (14) zur Bestimmung der Frequenz des Vibrators (2) an die Steuerung (S) angeschlossen ist, wobei die Steuerung (S) dazu eingerichtet ist, den durch den Kreislauf geführten Volumenstrom in Abhängigkeit des Signals des Frequenzsensors (14) zu steuern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vibrationsrammanordnung umfassend ein Hydraulikaggregat, einen Vibrator, der räumlich von dem Hydraulikaggregat getrennt und über Hydraulikschläuche an das Hydraulikaggregat angeschlossen ist und eine dem Hydraulikaggregat zugeordnete Steuerung, wobei das Hydraulikaggregat einen Verbrennungsmotor und eine von dem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe aufweist, wobei der Vibrator drehbar gelagerte Unwuchten und zumindest einen verstellbaren Hydraulikmotor mit veränderlichem Schluckvolumen als Antrieb der Unwuchten aufweist und wobei eine Hydraulikflüssigkeit durch das Hydraulikaggregat, die Hydraulikschläuche und den zumindest einen Hydraulikmotor in einem Kreislauf geführt wird.
  • Aus der EP 2 557 233 A1 ist ein Arbeitsgerät mit hydraulischem Antrieb für Tiefbauarbeiten bekannt, wobei es sich dabei insbesondere um ein Rammoder Bohrgerät handeln kann.
  • Um eine Anpassung des Arbeitsgerätes an die jeweiligen Leistungsanforderungen zu ermöglichen, ist in einem Hydraulikreislauf des Arbeitsgerätes ein Sensor zur Messung des Fluiddruckes angeordnet, der mit einer Steuer- und Regeleinheit verbunden ist. Über diese Steuer- und Regeleinheit sind sowohl das Schluckvolumen des verstellbaren Hydraulikmotors als auch ein für die Drehung einer verstellbaren Hydraulikpumpe vorgesehener Verbrennungsmotor steuerbar.
  • Die EP 2 557 233 A1 beschäftigt sich mit dem Problem, dass bei einem Bohren oder auch einem Vibrationsrammen eine Höchstdrehzahl nicht überschritten bzw. ein vorgegebener Frequenzbereich nicht verlassen werden sollen. Zu Beginn derartiger Tiefbauarbeiten ist die Belastung und damit auch die Leistungsanforderung noch gering, so dass von dem Verbrennungsmotor auch nur eine geringe Leistung zur Verfügung gestellt wird. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden und insbesondere unterschiedliche Leistungen des Arbeitsgerätes bereit zu stellen, wird ein an sich bekanntes hydraulisches Getriebe eingesetzt, wobei auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit berücksichtigt wird. Ähnliche Konzepte sind beispielsweise auch in DE 20 2007 014 676 U1 , DE 27 00 803 A1 , DE 2 236 134 A und DE 38 06 194 A1 beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich konkret auf eine Vibrationsrammanordnung gemäß dem Prospekt "Müller-Vibratoren. Die perfekte Lösung zum Rammen und Ziehen", ThyssenKrupp GfT Bautechnik GmbH 5/2011. Der Vibrator als hydraulisch angetriebene Arbeitsmaschine ist dabei über einen Schwingungsisolator beispielsweise an dem Haken eines Krans angeordnet und räumlich von dem Hydraulikaggregat getrennt. Das Hydraulikaggregat mit der Hydraulikpumpe ist über flexible Schläuche an den Vibrator angeschlossen und damit von der Erzeugung der Vibrationen entkoppelt.
  • Aufgrund der sehr großen mechanischen Belastungen des Vibrators wird in der Regel auf eine Steuerelektronik an dem Vibrator selbst verzichtet, wobei die Bedienung und Verstellung des Vibrators über das Hydraulikaggregat erfolgt. Selbst die Anordnung elektronischer Sensoren ist aufgrund der extremen mechanischen Belastungen problematisch und kann zu einem erhöhten Ausfallrisiko führen, weshalb der Einsatz solcher Sensoren sowie von anderen elektrischen Einrichtungen wie Stellantrieben oder dergleichen möglichst zu vermeiden ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vibrationsrammanordnung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welche mit einfachen und zuverlässigen Mitteln einen effizienten und insbesondere bei geringem Leistungsbedarf des Vibrators energetisch günstigen Betrieb ermöglicht.
  • Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist eine Vibrationsrammanordnung gemäß dem Patentanspruch 1, wobei der Vibrator erfindungsgemäß eine von der Steuerung unabhängige Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens des Hydraulikmotors in Abhängigkeit eines Druckes innerhalb des Kreislaufes aufweist, wobei ein Frequenzsensor zur Bestimmung der Frequenz des Vibrators an die Steuerung angeschlossen ist und wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den durch den Kreislauf geführten Volumenstrom in Abhängigkeit des Signals des Frequenzsensors zu steuern. Dabei wird bevorzugt die Drehzahl des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit des Signals des Frequenzsensors gesteuert.
  • Erfindungsgemäß erfolgt im Gegensatz zu dem Stand der Technik eine Verstellung des Schluckvolumens des verstellbaren Hydraulikmotors nicht über eine zentrale Steuerung, sondern über eine separate Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens die selbsttätig in Abhängigkeit eines Druckes innerhalb des Kreislaufes eine Anpassung des Schluckvolumens vornimmt. Entsprechend ist die Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens an dem Vibrator, besonders bevorzugt direkt an dem Hydraulikmotor des Vibrators angeordnet und damit auch räumlich von der dem Hydraulikaggregat zugeordneten Steuerung getrennt.
  • Die Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens kann insbesondere hydraulisch an einen Vorlauf des Hydraulikmotors angeschlossen sein. Bei einem geringen Leistungsbedarf ergibt sich dann ein vergleichsweise geringer Druck.
  • Um eine möglichst einfache und zuverlässige Ausgestaltung der Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens zu erreichen, kann diese ein an den Kreislauf angeschlossenes hydraulisches Stellglied aufweisen. Ein solches Stellglied kann insbesondere eine mechanische Verstellung des Hydraulikmotors bewirken, wobei das Stellglied dazu nach Art einer Druckdose oder eines federbelasteten Stellzylinders ausgestaltet sein kann. Eine Verstellung des Schluckvolumens ist darüber hinausgehend auch über einen von Druckventilen gesteuerten Volumenstrom möglich.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es grundsätzlich möglich, dass das Schluckvolumen abhängig von einem Druck, insbesondere einem Überdruck in einem Vorlauf des Hydraulikmotors, kontinuierlich verstellt wird. Da das Schluckvolumen die Ölmenge für einen Hub bzw. eine Drehung des Hydraulikmotors bestimmt, führt eine Veränderung des Schluckvolumens bei einem konstanten Volumenstrom unmittelbar zu einer Drehzahlveränderung. Im Rahmen der Erfindung wird eine solche Änderung der Drehzahl des Hydraulikmotors aber durch den Frequenzsensor bestimmt, welcher an die Steuerung angeschlossen ist. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, abhängig von der Frequenz des Vibrators, die üblicherweise der Drehzahl des zumindest einen Hydraulikmotors entspricht, den Volumenstrom im Kreislauf zu verändern. Beispielsweise führt eine Erhöhung des Schluckvolumens dazu, dass für einen Hub bzw. eine Drehung des Hydraulikmotors eine größere Menge an Hydrauliköl benötigt wird, wodurch sich auch eine Steigerung des Drehmomentes ergibt. Um dann die Frequenz des Vibrators konstant zu halten, kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechend erhöht werden. Wenn die von dem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe verstellbar ist, kann zusätzlich oder alternativ auch das Schluckvolumen der Hydraulikpumpe verändert werden.
  • Um eine weitere Vereinfachung zu erreichen, kann das Schluckvolumen des Hydraulikmotors stufenweise verstellbar sein. Wenn dann an einer vorgegebenen Stelle des Kreislaufes, an dem die Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens angeschlossen ist, ein vorgegebener Druckwert überschritten bzw. unterschritten wird, wird der Hydraulikmotor auf ein anderes Schluckvolumen umgeschaltet. Insbesondere kann der Hydraulikmotor in zwei Stufen schaltbar sein, wodurch eine sehr einfache konstruktive Ausgestaltung ermöglicht wird. Darüber hinaus kann durch eine solche einfache Ausgestaltung auch ein Aufschwingen zwischen der Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens und der Anpassung des Volumenstroms durch die Steuerung vermieden werden.
  • Die Vibrationsrammung beruht auf dem Prinzip, den Boden in einen quasi flüssigen Zustand zu versetzen. Dies wird durch das Vibrieren des Rammgutes beim Auftreffen auf den Boden erreicht. Die Mantelreibung des einzutreibenden Materials wird durch das Schwingen deutlich herabgesetzt und hierdurch wird ein zügiger Eindringfortschritt ermöglicht. Die Schwingungsfrequenz kann beispielsweise zwischen 10 Hz und 60 Hz, insbesondere zwischen 30 Hz und 50 Hz betragen.
  • Um so tiefer das Rammgut in den Boden eindringt, um so größer wird jedoch der Widerstand und die Reibung. Der Vibrator wird gleichsam durch das Rammgut "festgehalten" und kann nicht mehr frei schwingen. Die für eine Drehung der Unwuchten notwendige Antriebsleistung steigt dabei an.
  • Dies zeigt sich in einem Anstieg des hydraulischen Systemdrucks. Erreicht der hydraulische Druck die zulässige Grenze, verstellt die Steuerung in Kombination mit einer verstellbaren Hydraulikpumpe das Schluckvolumen der Hydraulikpumpe, so dass der Ölförderstrom zum Vibrator reduziert wird. Bei einer nicht verstellbaren Hydraulikpumpe kann stattdessen vorgesehen sein, dass ein Druckbegrenzungsventil als Sicherheitselement öffnet und dadurch der Ölförderstrom zum Vibrator abnimmt. In beiden Fällen geht die Frequenz zurück, die Fliehkraft geht deutlich im Quadrat zurück, was dazu führen kann, dass kein weiterer Einbringfortschritt mehr zu erzielen ist.
  • Vibrationsrammanordnungen müssen deshalb so ausgelegt sein, dass diese auch unter den größten zulässigen Belastungen und damit auch bei einem maximalen Druckanstieg in dem Kreislauf eine vorgegebene Vibrationsfrequenz aufrechterhalten. Eine entsprechend große Auslegung der Vibrationsrammanordnung führt aber andererseits dazu, dass diese bei geringeren Leistungsanforderungen, also insbesondere zu Beginn eines Eintreibvorganges, überdimensioniert ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb der beschriebenen Vibrationsrammanordnung, wobei in einem ersten Betriebsmodus mit geringer Leistungsanforderung des Vibrators, insbesondere bei einer vorgegebenen Frequenz, der Hydraulikmotor mit einem ersten Schluckvolumen V1 und der Verbrennungsmotor mit einer ersten Verbrennungsmotordrehzahl D1 betrieben werden, wobei sich ein erster Druck p1 in dem Kreislauf ergibt, wobei eine Erhöhung der Leistungsanforderung des Vibrators eine Änderung, insbesondere eine Erhöhung des Druckes in dem Kreislauf bewirkt, worauf die Einrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Schluckvolumens den Hydraulikmotor zur Erhöhung des Drehmomentes auf ein höheres Schluckvolumen V verstellt und eine erhöhte zweite Verbrennungsmotordrehzahl D eingestellt wird. Die erhöhte zweite Verbrennungsmotordrehzahl kann dadurch eingestellt werden, dass die Frequenz des Vibrators mit dem Frequenzsensor bestimmt wird, wobei die Steuerung die Verbrennungsmotordrehzahl verändert, um die Frequenz konstant oder zumindest in einem vorgegebenen Frequenzbereich zu halten.
  • Durch die beschriebenen Maßnahmen wird der Verbrennungsmotor des Hydraulikaggregates zu Beginn eines Eintreibvorganges zum Vibrationsrammen mit einer deutlich reduzierten Leistung betrieben, wodurch sich eine geringere Geräuschentwicklung und auch ein geringerer Verbrauch ergeben. Der Verbrennungsmotor der erfindungsgemäßen Vibrationsrammanordnung verwendet üblicherweise Diesel als Brennstoff.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert:
  • 1 eine Vibrationsrammanordnung;
  • 2 ein vereinfachter Hydraulikschaltkreis der in 1 dargestellten Vibrationsrammanordnung..
  • Die 1 zeigt eine Vibrationsrammanordnung, die ein Hydraulikaggregat 1 und einen Vibrator 2 umfasst, die über flexible Hydraulikschläuche 3 räumlich getrennt voneinander und damit mechanisch entkoppelt angeordnet sind. Das Hydraulikaggregat 1 weist eine hydraulische Steuerung S auf (siehe 2), wobei die Bedienung der Steuerung S mittels einer per Kabel oder kabellos mit der Steuerung S kommunizierenden Fernbedienung 4 erfolgen kann. Das Hydraulikaggregat 1 umfasst einen mit Diesel betriebenen Verbrennungsmotor 5 sowie eine von dem Verbrennungsmotor 5 angetriebene Hydraulikpumpe 6.
  • Der Vibrator 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Schwingungsisolator 7 abgestützt, der an einem Kran aufgehängt ist. An der Unterseite des Vibrators 2 ist ein einzutreibendes Rammgut 8 in einer hydraulischen Spannzange 9 eingespannt.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Hydraulikmotoren 10 vorgesehen, die jeweils zwei entgegengesetzt rotierende Unwuchten 11 antreiben. Durch die exzentrisch gelagerten Unwuchten 11 wird der Vibrator 2 in vertikaler Richtung in Schwingung versetzt, wobei sich durch eine gegenläufige Bewegung der Unwuchten 11 die Momente in horizontaler Richtung aufheben. Der Antrieb der Unwuchten 11 erfolgt über nicht dargestellte Zahnräder.
  • Das Vibrationsrammen erfolgt in der Praxis bei einer vorgegebenen Frequenz bzw. bei einem vorgegebenen engen Frequenzbereich des Vibrators 2.
  • Zu Beginn eines Eintreibvorganges des Rammgutes 8 wird nur eine vergleichsweise geringe Leistung an dem Vibrator 2 benötigt, weil die Reibung zwischen dem Rammgut 8 und dem Untergrund noch gering ist. Mit zunehmender Eindringtiefe des Rammgutes 8 nimmt der Widerstand zu, so dass zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Frequenz bzw. des vorgegebenen Frequenzbereiches des Vibrators 2 eine größere Leistung bereitgestellt werden muss. Insbesondere muss das Hydraulikaggregat 1 für sehr große Leistungen am Ende eines Eintreibvorganges ausgelegt sein.
  • Zu Beginn des Eintreibvorganges ist die Vibrationsrammanordnung also gewissermaßen überdimensioniert. Um dadurch bedingten Effizienzverlusten entgegenzuwirken, ist die in 2 dargestellte Ausgestaltung eines Hydraulikkreislaufes vorgesehen, wonach die Hydraulikmotoren 10 bzw. zumindest ein für den Antrieb der Unwuchten 11 vorgesehene Hydraulikmotor 10 mit einem veränderlichen Schluckvolumen verstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist dazu gemäß der 2 eine direkt an dem Hydraulikmotor 10 angebrachte Einrichtung 12 zur selbsttätigen Verstellung des Schluckvolumens abhängig von einem Druck innerhalb des Kreislaufes angeordnet.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 12 an einen Vorlauf des Hydraulikmotors 10 mit einer Abzweigung angeschlossen, wobei die Einrichtung 12 ein hydraulisches Stellglied 13 in Form eines federbelasteten Hubzylinders aufweist. Durch das hydraulische Stellglied 13 wird eine Druckänderung an dem Vorlauf des Hydraulikmotors 10 in eine mechanische Hubbewegung umgewandelt, mit der eine direkte Verstellung des Hydraulikmotors 10 erfolgt. Erfindungsgemäß kann also für die Verstellung des Schluckvolumens des Hydraulikmotors 10 auf eine Verbindung mit der Steuerung S verzichtet werden.
  • Die Einrichtung 12 ist besonders einfach ausgestaltet und wandelt einen hydraulischen Druck direkt in eine mechanische Bewegung zur Verstellung des Hydraulikmotors 10 um, so dass diese Anordnung auch bei extremen mechanischen Belastungen des Vibrators 2 zuverlässig arbeitet.
  • Wenn beispielsweise der Vibrator 2 in einem ersten Betriebsmodus mit geringer Leistungsanforderung bei einer vorgegebenen Frequenz betrieben wird, weist der Hydraulikmotor 10 ein erstes Schluckvolumen V1 auf, wobei der zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Frequenz notwendige Volumenstrom durch die von dem Verbrennungsmotor 5 angetriebene Hydraulikpumpe 6 bereitgestellt wird.
  • Bei der Erhöhung der Leistungsanforderung des Vibrators 2 wird an dem Vorlauf des Vibrators 2 eine Druckerhöhung von einem ersten Druck p1 auf einen zweiten Druck p2 beobachtet, worauf bei einer vorgegebenen Schwelle des Druckes das hydraulische Stellglied 13 das Schluckvolumen des Hydraulikmotors 10 auf ein höheres zweites Schluckvolumen V2 verstellt. Durch die Erhöhung des Schluckvolumens auf den zweiten Wert V2 wird das Drehmoment des Hydraulikmotors 10 erhöht, so dass dieser größeren Leistungsanforderung des Vibrators 2 gerecht werden kann.
  • Gleichzeitig benötigt der Hydraulikmotor 10 aber auch eine größere Menge an Hydraulikflüssigkeit für eine Umdrehung bzw. für einen Hub. Um dabei die Frequenz des Vibrators 2 auf einem vorgegebenen Wert oder in einem vorgegebenen Frequenzbereich halten zu können, ist also mit der Verstellung des Schluckvolumens auch der Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit in dem Kreislauf zu verändern, vorliegend also zu erhöhen. Um eine solche Veränderung zu ermöglichen, ist ein Frequenzsensor 14 zur Bestimmung der Frequenz des Vibrators 2 an die Steuerung S angeschlossen.
  • Zur Bestimmung der Frequenz mittels des Frequenzsensors 14 ist an dem Vibrator 2 nicht unbedingt eine elektronische Einrichtung notwendig. Beispielsweise kann ein durch die Frequenz des Vibrators 2 moduliertes Drucksignal an dem Vibrator 2 abgegriffen werden, welches dann hydraulisch über einen zugeordneten Hydraulikschlauch an das Hydraulikaggregat 1 weitergeleitet wird. Die Umwandlung in ein elektronisches Signal kann dann in dem Hydraulikaggregat 1 erfolgen.
  • Mit der Steuerung S kann eine Änderung der Verbrennungsmotordrehzahl erfolgen, um Änderungen der Frequenz des Vibrators 2 zu kompensieren. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Hydraulikpumpe 6 ein veränderbares Schluckvolumen aufweisen, wobei dann die Erhöhung des Volumenstroms auch oder ausschließlich durch eine Verstellung der Hydraulikpumpe 6 erfolgt.
  • Erfindungswesentlich ist im Rahmen der Erfindung, dass die Veränderung des Volumenstroms einerseits und die Verstellung des Schluckvolumens des zumindest einen Hydraulikmotors 10 unabhängig voneinander erfolgen, so dass keine gemeinsame, aufeinander abgestimmte Steuerung notwendig ist. Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Verstellung des Schluckvolumens des Hydraulikmotors 10 durch die zugeordnete Einrichtung 12 selbsttätig, worauf sich ohne eine weitere Steuerung des Volumenstroms eine geringere Frequenz des Vibrators 2 ergeben würde. Da die Frequenz des Vibrators 2 aber separat überwacht und durch die Steuerung S nachgeführt wird, wird durch die separate Steuerung S der Volumenstrom durch eine Verstellung des Schluckvolumens der Hydraulikpumpe 6 und/oder durch eine Änderung der Verbrennungsmotordrehzahl kompensiert.

Claims (8)

  1. Vibrationsrammanordnung umfassend ein Hydraulikaggregat (1), einen Vibrator (2), der räumlich von dem Hydraulikaggregat (1) getrennt und über Hydraulikschläuche (3) an das Hydraulikaggregat (1) angeschlossen ist und eine dem Hydraulikaggregat (1) zugeordnete Steuerung (S), wobei das Hydraulikaggregat (1) einen Verbrennungsmotor (5) und eine von dem Verbrennungsmotor (5) angetriebene Hydraulikpumpe (6) aufweist, wobei der Vibrator (2) drehbar gelagerte Unwuchten (11) und zumindest einen verstellbaren Hydraulikmotor (10) mit veränderlichem Schluckvolumen als Antrieb der Unwuchten (11) aufweist und wobei eine Hydraulikflüssigkeit durch das Hydraulikaggregat (1), die Hydraulikschläuche (3) und den zumindest einen Hydraulikmotor (10) in einem Kreislauf geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrator (2) eine von der Steuerung (S) unabhängige Einrichtung (12) zur Verstellung des Schluckvolumens des Hydraulikmotors (10) in Abhängig eines Druckes innerhalb des Kreislaufes aufweist und dass ein Frequenzsensor (14) zur Bestimmung der Frequenz des Vibrators (2) an die Steuerung (S) angeschlossen ist, wobei die Steuerung (S) dazu eingerichtet ist, den durch den Kreislauf geführten Volumenstrom in Abhängigkeit des Signals des Frequenzsensors (14) zu steuern.
  2. Vibrationsrammanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) zur Verstellung des Schluckvolumens hydraulisch an einen Vorlauf des Hydraulikmotors (10) angeschlossen ist.
  3. Vibrationsrammanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) zur Verstellung des Schluckvolumens ein an den Kreislauf angeschlossenes hydraulisches Stellglied (13) aufweist.
  4. Vibrationsrammanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schluckvolumen des Hydraulikmotors (10) stufenweise, insbesondere in zwei Stufen, verstellbar ist.
  5. Vibrationsrammanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (S) dazu eingerichtet ist, durch eine Änderung der Verbrennungsmotordrehzahl Änderungen der Frequenz des Vibrators (2) zu kompensieren.
  6. Vibrationsrammanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das die Hydraulikpumpe (6) des Hydraulikaggregates (1) ein veränderbares Schluckvolumen aufweist.
  7. Verfahren zum Betrieb einer Vibrationsrammanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem ersten Betriebsmodus mit geringer Leistungsanforderung des Vibrators (2) der Hydraulikmotor (10) mit einem ersten Schluckvolumen (V1) und der Verbrennungsmotor mit einer ersten Verbrennungsmotordrehzahl (D1) betrieben werden, wobei sich ein erster Druck (p1) in dem Kreislauf ergibt, wobei eine Erhöhung der Leistungsanforderung des Vibrators (2) eine Änderung des Druckes in dem Kreislauf bewirkt, wobei die Einrichtung (12) zur Verstellung des Schluckvolumens den Hydraulikmotor (10) zur Erhöhung des Drehmomentes auf ein höheres Schluckvolumen (V2) verstellt und eine erhöhte zweite Verbrennungsmotordrehzahl (D2) eingestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erhöhte zweite Verbrennungsmotordrehzahl (V2) dadurch eingestellt wird, dass die Frequenz des Vibrators (2) mit dem Frequenzsensor (14) bestimmt wird, wobei die Steuerung die Verbrennungsmotordrehzahl verändert um die Frequenz des Vibrators (2) konstant oder in einem vorgegebenen engen Frequenzbereich zu halten.
DE102013103722.4A 2013-04-12 2013-04-12 Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung Active DE102013103722B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013103722.4A DE102013103722B4 (de) 2013-04-12 2013-04-12 Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung
US14/783,313 US10385883B2 (en) 2013-04-12 2014-04-03 Vibrating ram arrangement, and method for operating the vibrating ram arrangement
PCT/EP2014/000888 WO2014166608A1 (de) 2013-04-12 2014-04-03 Vibrationsrammanordnung sowie verfahren zum betrieb der vibrationsrammanordnung
EP14722540.3A EP2984241B1 (de) 2013-04-12 2014-04-03 Vibrationsrammanordnung sowie verfahren zum betrieb der vibrationsrammanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013103722.4A DE102013103722B4 (de) 2013-04-12 2013-04-12 Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013103722A1 DE102013103722A1 (de) 2014-10-16
DE102013103722B4 true DE102013103722B4 (de) 2016-10-13

Family

ID=50685851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013103722.4A Active DE102013103722B4 (de) 2013-04-12 2013-04-12 Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10385883B2 (de)
EP (1) EP2984241B1 (de)
DE (1) DE102013103722B4 (de)
WO (1) WO2014166608A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014016400B4 (de) * 2014-11-07 2019-01-17 Thyssenkrupp Ag Vibrationsrammanordnung mit integriertem Antriebsaggregat
EP3101179B1 (de) * 2015-06-03 2018-04-18 ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH Arbeitsgerät, insbesondere für eine baumaschine
WO2020046812A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery-powered stand-alone motor unit
DE102018007041A1 (de) * 2018-09-06 2020-03-12 Bomag Gmbh Hydrauliksystem mit Hydraulikmotor, Verfahren zum Betrieb und Arbeitsmaschine mit derartigem Hydrauliksystem
CN110550540A (zh) * 2019-09-30 2019-12-10 上海公路桥梁(集团)有限公司 振动锤装置
EP4055694A4 (de) 2019-11-08 2023-11-22 Milwaukee Electric Tool Corporation Batteriebetriebene autonome motoreinheit
CN219268665U (zh) 2019-12-23 2023-06-27 米沃奇电动工具公司 用于与动力设备一起使用的独立马达单元、马达单元组件及动力设备组件
CN113236615A (zh) * 2021-04-07 2021-08-10 华南理工大学 一种液压振动锤起动控制系统及其实现方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2236134A1 (de) * 1972-07-22 1974-02-07 Rexroth Gmbh G L Aus einer verstellbaren hydropumpe und einem hydromotor gebildetes getriebe
DE2700803A1 (de) * 1977-01-11 1978-07-13 Sauer Getriebe Kg Automatische steuerung fuer hydraulische getriebe insbesondere hydrostatische fahrantriebe
DE3806194A1 (de) * 1988-01-14 1989-08-03 Hydromatik Gmbh Automotive antriebseinrichtung fuer maschinen und fahrzeuge
DE202007014676U1 (de) * 2007-10-19 2009-02-26 Liebherr-Machines Bulle S.A. Hydraulisches Antriebssystem
EP2557233A1 (de) * 2011-08-12 2013-02-13 ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH Arbeitsgerät mit hydraulischem Antrieb für Tiefbauarbeiten

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2161439A (en) * 1935-05-09 1939-06-06 Thoma Hans Control mechanism for hydraulic transmissions and pumps
US2496291A (en) * 1947-01-03 1950-02-07 High Rie Pneumatic dual rotary vibrator
US3670631A (en) * 1970-12-28 1972-06-20 Clark Equipment Co Rotating vibrator
DE2152726C2 (de) * 1971-10-22 1974-12-19 Hydromatik Gmbh, 7900 Ulm Antriebsanlage mit mindestens zwei hydrostatischen Getrieben
US3909149A (en) * 1971-11-01 1975-09-30 Allied Steel Tractor Prod Inc Hydraulic vibratory compactor
US3866693A (en) * 1973-06-11 1975-02-18 Allied Steel Tractor Prod Inc Vibratory impact hammer
US4040254A (en) * 1976-03-25 1977-08-09 Eaton Corporation Hydrostatic transmission with automatic displacement shifter
US4399886A (en) * 1980-12-09 1983-08-23 Sundstrand Corporation Controls for variable displacement motor and motors
US4401182A (en) * 1980-12-10 1983-08-30 Sundstrand Corporation Variable displacement hydraulic drive with disconnect
US4616716A (en) * 1982-03-01 1986-10-14 Allied Steel & Tractor Products, Inc. Synchronous vibratory impact hammer
US4739616A (en) * 1985-12-13 1988-04-26 Sundstrand Corporation Summing pressure compensation control
DE3935068A1 (de) 1989-10-20 1991-04-25 Sauer Sundstrand Gmbh & Co Einrichtung fuer druckgeregelte verstellmotoren mit drehzahlabhaengiger einstelldruckkompensation
DE19543910A1 (de) * 1995-11-26 1997-05-28 Gedib Ingbuero Innovation Verstelleinrichtung für einen Unwucht-Richtschwinger mit verstellbarem Fliehmoment
JP3146411B2 (ja) * 1996-12-12 2001-03-19 酒井重工業株式会社 振動機構およびその振動機構を用いた振動ローラ
JP3854006B2 (ja) * 1999-05-07 2006-12-06 日本テクノ株式会社 流体の振動流動撹拌装置
US7089823B2 (en) * 2002-05-29 2006-08-15 Caterpillar Paving Products Inc. Vibratory mechanism controller
DE10248028B3 (de) * 2002-10-15 2004-08-19 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Steuerung für einen hydrostatischen Fahrantrieb
DE102005029434A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-28 Wacker Construction Equipment Ag Vibrationsplatte mit individuell einstellbaren Schwingungserregern
EP1803630B1 (de) * 2005-12-28 2013-01-16 Caterpillar SARL Fahrzeuglenkung und Fahrzeuglenkmethode
FR2918473B1 (fr) * 2007-07-03 2009-10-30 Ptc Sa Systeme d'asservissement d'un groupe hydraulique alimentant en fluide hydraulique un vibrateur.
EP2085149B2 (de) 2008-01-29 2021-12-22 ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH Schwingungserzeuger für ein Vibrationsrammgerät
DE102010006993A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Vibrationsantrieb
CN101922485B (zh) * 2010-04-13 2014-02-19 中联重科股份有限公司 液压控制系统和液压控制方法
JP5614814B2 (ja) * 2011-12-16 2014-10-29 キャタピラー エス エー アール エル 油圧作業機械
WO2015160004A1 (ko) * 2014-04-15 2015-10-22 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계의 엔진, 유압펌프의 제어장치 및 그 제어방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2236134A1 (de) * 1972-07-22 1974-02-07 Rexroth Gmbh G L Aus einer verstellbaren hydropumpe und einem hydromotor gebildetes getriebe
DE2700803A1 (de) * 1977-01-11 1978-07-13 Sauer Getriebe Kg Automatische steuerung fuer hydraulische getriebe insbesondere hydrostatische fahrantriebe
DE3806194A1 (de) * 1988-01-14 1989-08-03 Hydromatik Gmbh Automotive antriebseinrichtung fuer maschinen und fahrzeuge
DE202007014676U1 (de) * 2007-10-19 2009-02-26 Liebherr-Machines Bulle S.A. Hydraulisches Antriebssystem
EP2557233A1 (de) * 2011-08-12 2013-02-13 ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH Arbeitsgerät mit hydraulischem Antrieb für Tiefbauarbeiten

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Thyssen Krupp GfT Bautechnik GmbH: Müller-Vibratoren - Die perfekte Lösung zum Rammen und Ziehen. 45022 Essen, 05/2011. - Firmenschrift *

Also Published As

Publication number Publication date
US10385883B2 (en) 2019-08-20
US20160061227A1 (en) 2016-03-03
EP2984241B1 (de) 2017-05-31
WO2014166608A1 (de) 2014-10-16
DE102013103722A1 (de) 2014-10-16
EP2984241A1 (de) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013103722B4 (de) Vibrationsrammanordnung sowie Verfahren zum Betrieb der Vibrationsrammanordnung
EP2637852B1 (de) Hydraulische achse
EP2133576B1 (de) Stellglied sowie Drehgestellsteuerung
EP2267317B1 (de) Hydrauliksystem
EP2557233B2 (de) Arbeitsgerät mit hydraulischem Antrieb für Tiefbauarbeiten
DE102006046127A1 (de) Energiespeichereinheit
EP3548349A1 (de) Elektrohydraulischer fremdkraft-druckerzeuger
DE102011078241B3 (de) Hydraulikeinheit und Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikeinheit
EP1722036A2 (de) Bodenverdichtungsgerät
DE10118739A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Servolenksystems
EP1990100A1 (de) Baumaschine zum Erzeugen von Schwingungen
DE102013005774A1 (de) Nutzung einer von einem motor angetriebenen drehzahlvariablen hydraulikpumpe als hydrostatisches getriebe
EP2260210B1 (de) Steuergerät sowie dessen verwendung
EP2636633B1 (de) Hydrauliksystem und Kran
DE10031892A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit eines elektrohydraulischen Hubantriebs
EP2514911B1 (de) Bohrgerät
WO2021089603A1 (de) Verfahren und schlitzwandfräsvorrichtung zum erstellen eines frässchlitzes im boden
EP2266713B1 (de) Schwingungserreger
DE202019005746U1 (de) Anbaugerät
EP2984240B1 (de) Verfahren zum betrieb einer vibrationsrammanordnung
EP2927376B1 (de) Vorrichtung zum Rammen oder Bohren
DE19811691A1 (de) Einrichtung zum Betreiben eines an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug angehängten Arbeitsgeräts
WO2023285331A1 (de) Verfahren zum anfahren in einem hydrostatischen antrieb mit bremse
DE2914605A1 (de) Einrichtung zur regelung der eindringtiefe eines von einem traktor gezogenen pfluges
DE102005021687A1 (de) Hydraulische Steuereinheit für ein Ramm-oder Ziehgerät

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R026 Opposition filed against patent
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TERRA INFRASTRUCTURE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP TIEFBAUTECHNIK GMBH, 45127 ESSEN, DE

Owner name: THYSSENKRUPP INFRASTRUCTURE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP TIEFBAUTECHNIK GMBH, 45127 ESSEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDREJEWSKI HONKE PATENT- UND RECHTSANWAELTE P, DE

Representative=s name: ANDREJEWSKI - HONKE PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TERRA INFRASTRUCTURE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP INFRASTRUCTURE GMBH, 45127 ESSEN, DE

R031 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent unamended now final