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Vibrationsramm- und -Ziehgerät.
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Die Erfindung betrifft ein Vibrationsramm- und -Ziehgerät mit synchron
auf zwei Wellen gegeneinander laufenden Unwuchten, das zwei unterschiedliche Arbeitsdrehzahlen
sowie diesen rbeitsdrehzahlen anpassbare Unwuchten aufweist.
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Vibrationserreger werden bereits seit vielen Jahren mit unterschiedlichem
Erfolg für Ramm-, Zieh- und Verdichtungstechniken in verschiedenartigen usführungsformen
verwendet.
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Die erzielten ständigen Verbesserungen und die beim Bau dieser Geräte
und beim Einsatz derselben als Vibrationsrammen
gesammelten Erfahrungen
ermöglichen den Einsatz solcher Vibrationsrammen bei immer schwierigeren Ramm- bzw.
Zieharbeiten.
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So ist es beispielsweise bereits möglich, den Erfolg einer Vibrationsrammung
in Abhängigkeit von der Bodenstruktur zu beurteilen. Für die stählernen Spunddielen
und die Trägerprofile ist es beispielsweise bekannt, dass der Frequenzbereich von
16 bis 25 Hz und 1000 bis 1500 Upm für Ramm- bzw. Zieharbeiten besonders gut geeignet
ist.
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Bei der Konstruktion einer vielseitig verwendbaren und wirkungsvoll
arbeitenden Vibrationsramme ergibt sich für den Idealfall die Folgerung, bei konstanter,
konstruktiv maximal möglicher Fliehkraft und Beschleunigung die Unwuchtdrehzahl
und damit die Amplitude auf die jeweils vorhandene Bodenart einzustellen.
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Dieser Idealforderung steht indessen die konstruktive Kompliziertheit
der Apparatur, die betriebliche Unzuverlässigkeit sowie die geringe Lebensdauer
entgegen, die ihrerseits diesen Idealforderungen klare Grenzen setzen.
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Bei den bekannten Vibrationserregern sind bereits technische Hilfsmittel
bekannt, mit denen durch Unwuchtveränderungen unter gleichzeitiger Drehzahländerung
verschiedene Schwingungsparameter erreicht werden können.
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Diese technischen Lösungen sind jedoch kompliziert und vor allem mit
zeitraubenden Montagearbeiten verbunden. Schneller und wirkungsvoller lassen sich
Vibrationserreger auf die jeweiligen Arbeitsbedingungen einstellen, welche mittels
elektrischen polumschaltbaren Motoren und Umschlagunwuchten ausgestattet sind. Bei
diesen bekannten Vibrationserregern ergeben sich jedodischwerwiegende Nachteile
dadurch, dass der Drehzahlsprung zwischen den beiden durch Polumschaltung erzielbaren
Drehzahlen in der Regel zu gross ist und dass auch komplizierte elektrische Anlagen
benötigt werden.
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Bei einer weiteren bekannten Ausffihrungsform vnn hydraulisch betriebenen
Vibrationsrammen wird eine blosse Drehzahlregulierung ohne Unwuchtänderung vorgenommen.
Bei diesen Vibrationsrammen erweist sich die Tatsache als nachteilig, dass sich
die Fliehkraft im Quadrat mit der Drehzahländerung verändert und somit keine leistungsintensive
Amplitude zu erreichen ist.
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Es ist nunmehr rufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vibrationserreger
für Vibrationsramm- und Zieharbeiten zu schaffen, der in einem bestimmten Drehzahlbereich
(z.B. 1150 bis 1450 Upm) bei seinen extremen Drehzahlen (1150 bzw. 1450 Upm) gleiche
oder annähernd gleiche Fliehkräfte erzeugt.
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Gelöst wird diese erfindungsgemässe rufgabe mit einem Vibrationsramm-
und Ziehgerät der eingangs geschilderten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass die unterschiedlichen Arbeitsdrehzahlen verschiedene Drehrichtung aufweisen
und auf jeder Unwuchtwelle eine zusätzliche Unwuchtmasse schwenkbar so befestigt
ist, dass sie sich bei einer Drehrichtung ganz oder teilweise zu der ersten Unwuchtmasse
addiert und bei der anderen Drehrichtung ganz oder teilweise von der ersten Unwuchtmasse
subtrahiert.
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Zweckmässigerweise ist auf jeder Unwuchtwelle die erste Unwuchtmasse
fest angeordnet und die zusätzliche Unwucht wird von einem an der ersten Unwucht
vorgesehenen Anschlag mitgenommen.
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In Abhängigkeit von der Stellung dieses Anschlages an der ersten Unwucht
kann so bei den jeweiligen Drehzahlen und den zugehörigen Drehrichtungen die zusätzliche
Unwucht ganz oder teilweise zu der vorhandenen Unwuchtmasse hinzuaddiert oder davon
ganz oder teilweise subtrahiert werden.
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Durch den einmal festgelegten Anschlag ist es somit möglich, durch
Veränderung der Drehrichtung und der Drehzahl gleiche
oder annähernd
gleiche Fliehkräfte zu erzeugen, während andererseits der Frequenzbereich in optimaler
Weise auf die Bodenstruktur abgestellt werden kann.
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Für diese Umsclialtung sind dabei keinerlei Montagearbeiten erforderlich.
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Die erfindungsgemäss vorgesehene Möglichkeit, die Stellung des anschlages
auf der ersten Unwuchtmasse oder aber auf der Unwuchtwelle zu verändern, erweist
sich insofern als vorteilhaft, weil auf diese Weise die zu jeder Drehzahl und Drehrichtung
gehörende Unwucht sehr genau eingestellt werden kann.
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Die Veränderung der Stellung des anschlages kann beispielsweise in
der Weise erfolgen, dass dieser anschlag in verschiedene in der Unwuc.tmasse vorgesehene
Gewindebohrungen eingeschraubt wird und dadurch in Bezug auf die fest mit der Unwuchtwelle
verbundene Unwuchtmasse eine unterschiedliche Stellung einnimmt.
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Es hat sich als sehr zweckmässig erwiesen, wenn gemäss der vorliegenden
Erfindung die Unwuchtwellen von je einem Elektromotor angetrieben werden, die von
einem Stromaggregat gespeist werden, dessen Generator über ein Wende- und Reduziergetriebe
mit unterschiedlichen Drehzahlen bei verschiedener Drehrichtung angetrieben wird.
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Auf diese Weise erzeugt der über das Wende- und Reduziergetriebe beispielsweise
von einem Dieselmotor mit annähernd konstanter Drehzahl angetriebene Generator die
für den Betrieb der Elektromotore notwendige Antriebsenergie in einer solchen Weise,
dass die die Unwuchtwellen treibenden Elektromotore je nach Drehrichtung und Drehzahl
des Generators die entsprechende Drehrichtung und Drehzahl auf die Unwuchtwelle
übertragen.
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Durch Betätigung des Verstellhebels am Reduzier- und Wendegetriebe
lässt sich so auf einfache Weise die Drehzahl und die
Drehrichtung
der die Unwuchtwellen antreibenden Elektromotore verändern.
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Es hat sich als sehr zweckmässig erwiesen, wenn der Generator bei
gegenläufigen Drehrichtungen mit 1200 bzw. 1500 Upm angetrieben wird.
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Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erfolgt die Umschaltung des Wende- und Reduziergetriebes auf eine andere
Drehzahl und Drehrichtung mittels eines nur bei Stillstand betätigbaren Verstellhebels.
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Durch diese vorteilhafte 2usführungsform wird gewährleistet, dass
die Unwuchtmassen jeweils aus dem Stillstand anlaufen, d.h. also, dass sich entsprechend
der gewählten Drehrichtung die zusätzliche Unwuchtmasse wie gewünscht entweder zu
der bereits vorhandenen, fest mit der Unwuchtwelle verbundenen Unwuchtmasse hinzuaddiert
bzw. davon subtrahiert. Darüber hinaus wird auf diese Weise auch die Gefahr einer
hohen Stromüberlastung vermieden und es können schliesslich auch keinerlei Bedienungsfehler
auftreten.
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Anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausfhrungsbeispiele
wird die vorliegende Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt: Figur 1 ein Vibrationsramm- und Ziehgerät,
bei dem sich die zusätzlichen Unwuchten zu den fest mit den Unwuchtwellen verbundenen
Unwuchten hinzuaddieren.
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Figur 2 ein Vibrationsramm- und Ziehgerät, bei dem sich die zusätzlichen
Unwuchten von den fest mit den Unwuchtwellen verbundenen Unwuchten subtrahieren.
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In Figur 3 ist das Antriebsaggregat schematisch dargestellt.
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Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vibrationsramm- und Ziehgeräte
weisen jeweils zwei synchron umlaufende, elektrisch angetriebene Unwuchtwellen 3
auf, auf denen die Unwuchten 1 jeweils fest montiert sind.
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Die zusätzlichen Unwuchten 2 sind auf den Unwuchtwellen 3 lose schwenkbar
angeordnet. Der fest mit der Unwucht 1 verbundene Mitnehmerbolzen bewirkt, dass
sich die zusätzliche Unwucht 2 jeweils zu der Unwucht 1 in Abhängigkeit von der
Drehrichtung hinzuaddiert bzw. davon subtrahiert.
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Bei dem in Figur 3 schematisch dargestellten Antriebsaggregat bezeichnet
5 den beispielsweise aus einem Dieselmotor bestehenden Antriebsmotor, der über das
Reduzier- und Wendegetriebe 6 den Generator 7 antreibt. Mittels des Schalthebels
8 kann beispielsweise bei Recht9tellung der Generator in Drehrichtung rechts mit
1200 Upm angetrieben werden und auf diese Weise 40 Hz erzeugen. Bei Linksstellung
des Hebels 8 wird der Generator 7 in Linksrichtung mit 1500 Umdrehungen angetrieben
und erzeugt beispielsweise 50 Hz.
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Die so erzeugte elektrische Energie mit der angegebenen Frequenz bzw.
Drehzahl und Drehrichtung wird über den Steuerschrank 9 den entgegengesetzt verkabelten
Vibromotoren in dem Vibrationsramm- und -Ziehgerät zugeleitet. Im Falle der Rechtsstellung
des Hebels 8 laufen die Unwuchtwellen, wie in Figur 1 gezeigt, ineinander und zwar
mit 1200 Upm. Die Mitnehmerbolzen 4 bewirken, dass jeweils die losen Unwuchten 2
sich zu den jeweiligen Unwuchten 1 hinzuaddieren. Als Folge addieren sich somit
bei der Drehzahl von 1200 Upm die erzeugten Fliehkräfte beider Unwuchten.
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Wenn der Hebel 8 in Linksstellung gebracht wird, was zweckmässig nur
bei Stillstand des Generators erfolgen kann, dann
laufen die Unwucht
wellen 3 des Vibrationsramm- und -Ziehgerät auseinander und zwar mit einer Drehzahl
von 1500 Upm. Die Mitnehmerbolzen 4 bewirken, dass jeweils die losen Unwuchten 2
gegenüber den festen Unwuchten 1 um 1800 versetzt angeordnet werden. Die bei der
Drehzahl von 1500 Upm wirksame Fliehkraft resultiert somit aus der Differenz der
Fliehkräfte, die durch die Unwuchten 1 und 2 erzeugt werden.
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Durch entsprechende Gestaltung der Unwuchten 1 und 2 oder durch entsprechende
unordnung des Anschlages bzw. Mitnehmerbolzens 4 können mit beiden Drehzahlen genau
die gleichen oder annähernd die gleichen Fliehkräfte erzielt werden, so dass, wie
eingangs bereits erwähnt, optimale Betriebsbedingungen für die jeweilige Bodenart
erreicht werden.