DE102016001385A1 - Spring system on a concrete block machine - Google Patents
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Abstract
Federsystem an einer Betonsteinmaschine zur Isolierung eines in vertikaler Richtung zu Schwingungen erregten Rütteltisches (1), bestehend aus gegeneinander unter Vorspannung gegen ein mittleres Strukturteil (8) eingespannten oberen und unteren Federelementen (4; 5), sowie aus äußeren Strukturteilen (10; 11; 12), die die Vorspannkräfte an den äußeren Enden der Federelemente aufnehmen und diese in geschlossenem Kraftflußkreis übertragen, wobei die aus den Verformungen des Federsystems resultierenden Federkräfte von dem mittleren Strukturteil an den Rütteltisch und von den äußeren Strukturteilen an das Maschinengestell (16) übertragen werden. Die Federelemente sind als stählerne Schraubendruckfedern ausgeführt, welche imstande sind, die bei der Hauptrüttlung neben den vertikalen (16) auch auftretenden horizontalen (19) Schwingbewegungen dauerhaft zu ertragen und welche zusätzlich die in Form von Ermüdung und Erwärmung auftretenden Probleme von Elastomerfedern vermeiden.Spring system on a concrete block machine for isolating a vibrating table (1) vibrated in the vertical direction, consisting of upper and lower spring elements (4, 5) clamped against each other under prestress against a central structural part (8), as well as outer structural parts (10, 11; 12) which receive the biasing forces at the outer ends of the spring elements and transmit them in a closed Kraftflußkreis, wherein the spring forces resulting from the deformations of the spring system from the central structural part of the vibrating table and of the outer structural parts to the machine frame (16) are transmitted. The spring elements are designed as a steel helical compression springs, which are able to endure in the main shake in addition to the vertical (16) also occurring horizontal (19) oscillatory movements and which additionally avoid the occurring in the form of fatigue and heating problems of elastomeric springs.
Description
Die Erfindung betrifft ein Federsystem an einer Betonsteinmaschine zur Isolierung eines vorzugsweise in einer Richtung zu Schwingungen mit Bezug auf das Maschinengestell oder das Fundament erregten Rütteltisches, bestehend aus gegeneinander unter Vorspannung eingespannten oberen und unteren Federelementen
Federsysteme an Betonsteinmaschinen können beim Schwingen in vertikaler Richtung insbesondere bei der sogenannten Haupt-Rüttlung dadurch besonders beansprucht werden, dass in einer durch die Oberfläche
Als Federelemente kommen in der derzeitigen Praxis überwiegend Elastomerfedern als sogenannte Gummipuffer zum Einsatz, welche ihre Federeigenschaften beim Gebrauch relativ schnell verändern und sich auch während des Rüttelbetriebes stark erwärmen, verbunden mit einer Längenausdehnung. Durch die Veränderung und die Erwärmung werden eingestellte Maschinenparameter mitverändert, was zu einer unerwünschten Veränderung der Verdichtungsqualität führt. Der Einsatz von Stahlfedern könnte hier eine Abhilfe schaffen. Praktisch ausgeführte Versuchslösungen (wie z. B. gemäß der
Die vorliegende Erfindung sieht daher vor, als Federelemente mit Bezug auf die Federachse kreisförmig oder oval gewundene dauerfeste Schraubendruckfedern, gegebenenfalls auch als sogenannte „Wellenfedern” oder „Flachdrahtfedern” ausgebildet, einzusetzen. Diese können entsprechend der erfinderischen Erkenntnis als einzigste in Frage kommende Federnart neben ihren achsialen Verformungen zusätzliche senkrecht zur Federachse ausgeführte „seitliche Bewegungen” in allen Richtungen dauerhaft ertragen. Die vorgesehenen (stählernen) Schraubendruckfedern zeichnen sich außerdem noch dadurch aus, dass sie nach gesichertem Ingenieurwissen (siehe auch dauerfeste Schrauben-Ventilfedern bei Verbrennungsmotoren) bei richtiger Auswahl von Werkstoff und Belastung sich als dauerfest erweisen und sogar noch als Katalogware zu beziehen sind. Neben dem Werkstoff Stahl kommen auch Verbundwerkstoffe wie z. B. Kohlefaser-Verbundwerkstoffe in Frage.The present invention therefore provides, as spring elements with respect to the spring axis circular or oval wound durable compression coil springs, possibly also designed as so-called "wave springs" or "flat wire springs" to use. These can endure in addition to their axial deformations additional perpendicular to the spring axis executed "lateral movements" in all directions permanently according to the inventive knowledge as the only possible type of spring. The provided (steel) helical compression springs are also characterized by the fact that they have proven engineering knowledge (see also durable screw springs for internal combustion engines) with the right choice of material and load prove to be durable and even available as catalog goods. In addition to the material steel and composite materials such. As carbon fiber composites in question.
Insbesondere bezüglich stählerner Schraubendruckfedern wird der Effekt genutzt, dass sie sich unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen kaum erwärmen und auch praktisch ihre Federkonstante nicht verändern. Der Einsatz von Schraubendruckfedern erfordert allerdings noch eine besondere, wie eingangs beschriebene Konstruktionsweise bezüglich ihrer Anordnung zur Kraftübertragung zwischen dem Rütteltisch und dem Maschinengestell bzw. dem Fundament. Dies hängt damit zusammen, dass Schraubendruckfedern an ihren Einspannstellen zwischen Rütteltisch und Maschinengestell nicht derart angeordnet werden können, dass sie dauerhaft Zugkräfte übertragen können, wie es z. B. bei der Verwendung von Gummipuffern der Fall ist. Der erfindungsgemäße Betrieb mit gegenüberliegenden, sich gegenseitig vorspannenden Schraubendruckfedern umgeht den Betriebszustand von auf Zug beanspruchten Schraubenfedern.In particular, with respect to steel helical compression springs, the effect is used that they hardly warm under the intended operating conditions and practically do not change their spring constant. However, the use of helical compression springs still requires a special, as described above construction with respect to their arrangement for power transmission between the vibrating table and the machine frame or the foundation. This is related to the fact that helical compression springs can not be arranged at their clamping between vibrating table and machine frame so that they can permanently transmit tensile forces, as z. B. is the case with the use of rubber buffers. The operation of the invention with opposite, mutually biasing helical compression springs bypasses the operating condition of claimed on train coil springs.
Für die besondere Konstruktionsweise bezüglich der Anordnung der Schraubendruckfedern sieht die Erfindung daher eine Anordnung vor, wie sie zu Beginn dieser Beschreibung für die Federelemente definiert ist. Hierdurch bedingt, werden gegeneinander unter Vorspannung eingespannte „obere” und „untere” als Federelemente dienende Schraubendruckfedern bei Aufwärts- und Abwärts-Schwingamplituden immer nur auf Druck beansprucht, was keine konstruktiven Vorkehrungen erfordert, um sie auch auf Zug beanspruchen zu können und was eine dauerfeste Beanspruchungsart ergibt. Das Federsystem besteht immer aus mehreren „oberen” und „unteren” Schraubendruckfedern. Diese können dabei bevorzugt symmetrisch an zwei Seiten des Rütteltisches angeordnet werden und über die Längsausdehnung jeweils beider Seiten verteilt sein. In einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung wird das Federsystem durch mehrere „Federmodule” realisiert. Bei diesen Federmodulen sind jeweils ein oder mehrere Federpaare vorgesehen, die aus zwei mit Vorspannung übereinander angeordneten „oberen” und „unteren” Schraubenfedern bestehen. Die Federmodule verfügen ebenfalls über wie oben beschriebene besondere Strukturteile, nämlich über mittlere Strukturteile und äußere Strukturteile, wobei die resultierenden Federkräfte der Federmodule entweder über die mittleren Strukturteile oder über die äußeren Strukturteile an den Rütteltisch bzw. das Maschinengestell übertragbar sind.For the particular construction with respect to the arrangement of the helical compression springs, the invention therefore provides an arrangement as defined at the beginning of this description for the spring elements. As a result, be clamped against each other under bias "upper" and "lower" serving as spring elements helical compression springs in upward and downward oscillation amplitudes always claimed only to pressure, which requires no constructive measures to claim them on train can and what a durable Type of stress results. The spring system always consists of several "upper" and "lower" helical compression springs. these can preferably symmetrically arranged on two sides of the vibrating table and be distributed over the longitudinal extent of both sides. In a particular embodiment of the invention, the spring system is realized by a plurality of "spring modules". In these spring modules, one or more spring pairs are provided in each case, which consist of two biased superposed "upper" and "lower" coil springs. The spring modules likewise have special structural parts as described above, namely via middle structural parts and outer structural parts, the resulting spring forces of the spring modules being transferable to the vibrating table or the machine frame either via the central structural parts or via the outer structural parts.
Die in allen Querrichtungen vorhandene resultierende Quersteifigkeit einer notwendigen Anzahl von Schraubendruckfedern eines erfinderischen Federsystems, bei der diese Anzahl mit ihrer achsialen Steifigkeit in etwa der achsialen Steifigkeit einer ersatzweise benötigten Anzahl von Gummipuffern entspricht, kann erheblich größer sein (z. B. dreimal gröer) als die Quersteifigkeit der ersatzweise benötigten Anzahl von Gummipuffern, was zu einer vergleichsweise besseren Querstabilität des Rütteltisches beim Schwingen bei der Hauptverdichtung und zu einer Verringerung der Beträge von auftretenden zusätzlichen „seitlichen Bewegungen” führt. Der Betrag der vergleichsweise größeren Quersteifigkeit wächst mit dem Drahtdurchmesser der Schraubendruckfedern; der Drahtdurchmesser sollte dafür größer als 4 mm sein. Als Erregersysteme zur Erregung der Schwingungen kommen vorzugsweise dem derzeitigen Stand der Technik entsprechende Unwuchterreger in Frage.The resulting transverse stiffness of a necessary number of helical compression springs of an inventive spring system in all transverse directions, in which this number with its axial stiffness corresponds approximately to the axial rigidity of a substitute required number of rubber buffers, can be significantly greater (eg three times greater) than the transverse stiffness of the replacement required number of rubber buffers, which leads to a relatively better lateral stability of the vibrating table when swinging in the main compression and to a reduction in the amount of additional "lateral movements" occurring. The amount of comparatively greater transverse rigidity increases with the wire diameter of the helical compression springs; The wire diameter should be greater than 4 mm. Exciter systems for excitation of the oscillations are preferably imbalance exciters corresponding to the current state of the art.
Als nächstgelegener Stand der Technik ist die Druckschrift
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass mit der Verwendung von (stählernen) Schraubendruckfedern solche Federelemente vorgesehen sind, welche den Schwingungsbelastungen bei Bewegungn in allen Richtungen, auch quer zur Hauptschwingrichtung, und ohne Veränderung der Federeigenschaften (z. B. durch Erwärmung oder Alterung) dauerhaft widerstehen können, sowie darin, dass beim Vergleich mit einer für die gleiche mit Schraubendruckfedern gestaltete resultierende achsiale Steifigkeit des Federsystems benötigte Anzahl von Gummipuffern mit einem (gebräuchlichen) Durchmesser von 100 mm die mit Schraubendruckfedern erreichte resultierende Quersteifigkeit in allen Richtungen quer zur Hauptschwingrichtung erheblich größer ist als die resultierende Quersteifigkeit der vergleichbaren Anzahl von Gummipuffern.The advantages of the invention are that with the use of (steel) helical compression springs such spring elements are provided, which the vibration loads when moving in all directions, even across the main swing direction, and without changing the spring characteristics (eg., By heating or aging) permanently, and in that when compared with a designed for the same with helical compression springs resulting axial stiffness of the spring system required number of rubber buffers with a (usual) diameter of 100 mm, the resulting transverse stiffness with helical compression springs in all directions transverse to the main vibration direction considerably larger is the resulting transverse stiffness of the comparable number of rubber buffers.
Die Erfindung wird anschließend anhand dreier Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to three figures. Show it:
In
Anstelle von je einem an den Längsseiten des Rütteltisches angeordneten Teil-Federsystem können dort auch mehrere getrennte Teil-Federsysteme vorgesehen werden. Bei nach oben oder unten gerichteten Schwingungsamplituden werden die in Schwingrichtung liegenden Schraubendruckfedern weiter komprimiert und die anderen Schraubendruckfedern dekomprimiert, wobei selbst bei den größten zu erwartenden Schwingungsamplituden bei den dekomprimierten Schraubendruckfedern die Vorspannung nicht ganz aufgehoben wird. Bei der Durchführung der vertikalen Hauptschwingungen gemäß dem Doppelpfeil
An dem mittleren Strukturteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008023436 A1 [0003] DE 102008023436 A1 [0003]
- DE 10129468 A1 [0008, 0013] DE 10129468 A1 [0008, 0013]
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DE102016001385.0A DE102016001385A1 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Spring system on a concrete block machine |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109630578A (en) * | 2018-12-19 | 2019-04-16 | 赵艳 | A kind of spring auxiliary damper |
CN111975933A (en) * | 2020-07-03 | 2020-11-24 | 廊坊凯博建设机械科技有限公司 | Concrete prefabricated part linear vibration table and concrete vibration compacting method |
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DE10129468A1 (en) | 2000-11-11 | 2002-06-27 | Gedib Ingbuero Innovation | Compaction device for molded body uses vibrating table coupled to spring-mass system with forced excitation |
DE102008023436A1 (en) | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Hess Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg | Concrete block manufacturing device, has vibrating table supported at reinforced spring system within frame, where reinforced spring system includes rod-shaped bending springs that are floatingly clamped for fixing reinforced spring system |
-
2016
- 2016-02-09 DE DE102016001385.0A patent/DE102016001385A1/en not_active Withdrawn
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