DE3336364A1 - Method of determining the termination of compaction in vibratory machines - Google Patents
Method of determining the termination of compaction in vibratory machinesInfo
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- E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
- E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses
Abstract
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsabbruchs bei Vibrationsverdichtungsmaschinen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsabbruchs bei Vibrationsverdichtungsmaschinen mit mindestens einer sich drehenden Unwucht, beispielsweise bei Vibrationswalzen, wobei der Verdichtungsgrad des Verdichtungsgegenstandes als Kriterium für den Verdichtungsabbruch verwendet und über an der Vibrationsverdichtungsmaschine meßbare Größen ermittelt wird.Method for determining the termination of compaction in vibratory compaction machines Field of application of the invention The invention relates to a method for determination of the compaction termination in vibration compaction machines with at least one rotating imbalance, for example in vibratory rollers, the degree of compression of the compaction object is used as a criterion for aborting the compaction and is determined using variables that can be measured on the vibration compaction machine.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind bereits Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsabbruchs bei Vibrationsverdichtungsmaschinen bekannt. bei denen eine an der Vibrationsverdichtungsmaschine unmittelbar meßbare. vom jeweiligen Verdichtungsgrad des Bodens abhängige Größe zur Beurteilung des Verdichtungsvorganges, beispielsweise zur Bestimmung des Abbruohzeitpunktes der Verdichtung verwendet wird. Als meßbare Größen werden zum Beispiel die Vibrationsleistung der Hydraulikdruck, die-Setzung des verdichteten Bodens an seiner Oberfläche, die änderung der eben genannten Größen oder auch die änderung der Antriebsleistung herangezogen. Die ermittelten Größen sollen auch über einen flegeikreis auf die Amplitude bzw.Characteristics of the known technical solutions There are already Method for determining the termination of compaction in vibratory compaction machines known. in which one can be measured directly on the vibratory compactor. Size dependent on the respective degree of compaction of the soil for assessing the compaction process, is used, for example, to determine the point in time when the compression is stopped. Vibration power, hydraulic pressure, the settlement of the compacted soil on its surface, the change of the level mentioned variables or the change in drive power are used. The determined Variables should also be related to the amplitude or
Frequenz der schwingenden Massen im Sinne einer Maximierung der Vibrationaleistung oder Setzung einwirken (DE-OS 2 554 013).Frequency of the vibrating masses in the sense of a maximization the Vibration output or settlement act (DE-OS 2 554 013).
Die Nachteile dieser Erfindung bestehen in ihrer teilweise unzuverlässigen Bestimmung des Abbruchzeitpunktes und in einem relativ großen Aufwand bei der Ermittlung der vom jeweiligen Bodenzustand abhängigen Größen.The disadvantages of this invention are that it is sometimes unreliable Determination of the termination time and a relatively large effort in the determination the sizes depending on the respective soil condition.
Umfangreiche experimentelle Untersuchungen haben gezeigt; daß sich der Vibratorleistungsbedarf mit steigender Vibratorfrequenz erhöht. Somit hat eine Maximierung der Vibratorleistung immer die Höchst frequenz des Vibrators zur Folge. Beispielsweise tritt aber bei Vibrationswalzen mit Auflastverhalten bei dieser Frequenz nicht zwangsläufig die maximal erreichbare Verdichtungewirkung ein. Der Anteil der Vibratorleistung, der aus der Frequenzerhöhung resultiert;, muß eliminiert werden. Die Eliminierung dieses Leistungsantejis soll über einen installierten Rechner bzw. durch Störgrößenaufschaltung erfolgen. Das ist mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden.Extensive experimental investigations have shown; that itself the vibrator power requirement increases with increasing vibrator frequency. Thus has one Maximizing the vibrator performance always results in the maximum frequency of the vibrator. For example, vibratory rollers with load behavior occur at this frequency not necessarily the maximum achievable compression effect. The proportion of Vibrator power resulting from the increase in frequency must be eliminated. The elimination of this performance antejis should be done via an installed computer or take place through feedforward control. This is associated with additional effort.
Einer Verwendung des unmittelbar meßbaren Hydraulikdruckes als Steuergröße steht ebenfalls dessen starke Abhängigkeit von der Vibratordrehzahl entgegen. Ein funktioneller Zusammenhang mit dem Verdichtungszustand des Erdstoffes kann nur durch Kompensation des Einflusses der Vibratordrehzahl auf die Vibratorantriebsleistung beispielsweise mit Hilfe eines Rechners oder einer Störgrößenaufechaltung hergestellt werden.Using the directly measurable hydraulic pressure as a control variable also stands in the way of its strong dependence on the vibrator speed. A functional connection with the state of compaction of the earth can only be achieved through Compensation for the influence of the vibrator speed on the vibrator drive power produced for example with the help of a computer or a disturbance variable breakdown will.
Wird die Setzung als Maß für den Grad der Verdichtung verwendet, sind zu ihrer Messung aufwendige Einrichtungen erförderlich Außerdem ist bei einachsigen Vibrationswalzen eine Ermittlung der Erdstoffhöhe vor und nach dem Verdichtungsvorgang mittels des o.g. Verfahrens nicht möglich Ferner treten bei Setzungsmessungen über in Fahrtrichtung hintereinanderliegenden Walzen infolge von Unebenheiten der Schüttung Meßfehler auf, die das Ergebnis verfälschen. Diese Fehler sind nur unter Inkaufnahme eines sehr hohen meßtechnischen und maschinentechnischen Aufwandes, wie ihn die in der DE-OS 2 052 745 angegebene Verfahrensweise zur Messung der Setzung erfordert, zu vermeiden, Unter Baustellenbedingungen ist diese Methode infolge stark eingeschränkter Manövrierfähigkeit der Maschinen kaum anwendbar. Weiterhin ist es nicht möglich, diese Methode für einachsige Vibrationswalzen zu verwenden.If the settlement is used as a measure of the degree of compression, are complex devices are required for their measurement. In addition, uniaxial Vibratory rollers determine the height of the soil before and after the compaction process not possible using the above-mentioned method. Furthermore, settlement measurements occur Rollers lying one behind the other in the direction of travel as a result of unevenness in the bed Measurement errors that falsify the result. These errors are only accepted a very high metrological and mechanical effort, as it is the in DE-OS 2 052 745 specified procedure for measurement the Settlement requires avoiding, under construction site conditions this method is a consequence severely limited maneuverability of the machines hardly applicable. Farther it is not possible to use this method for single-axis vibratory rollers.
Bekanntermaßen erfolgt durch die Einwirkung von Vibrationsverdichtungsmatehinen,~ speziell von Vibrationswalzen, auf nichtbindige Erdstoffe nur eine geringfügige Verdichtung, teilweise sogar eine Auflockerung der obersten Erdstoffschicht-, während die darunterliegenden mittleren Erdstoffbereiche eine starke Verdichtung erfahren. Diese Auf lockerung tritt nicht erst bei zusätzlichen berghängen, d.h, nachdem der geforderte Verdichtungsgrad bereits erreicht worden ist, ein, sondern beginnt bei einachsigen Vibrationswalzen in Abhängigkeit von den eingestellten Maschinenparametern und der konstruktiven Auslegung früher. Vergleicht man nach einer gewissen Anzahl von Obergängen z,B, den Nulldurchgang des schwingenden Walzkörpers mit der Lage eines zweiten, den Erdstoff überrollenden statischen Teils, erkennt man, daß trotz weiterer Verdichtung mittlerer und tieferer Schichten infolge der Auflockerung der Oberflächenschicht kein Setzungsgewinn mehr angezeigt wird, obwohl häufig zu diesem Zeitpunkt der geforderte Verdichtungsgrad der Schüttung noch nicht erreicht ist. Eine relative Oberflächensetzung, gemessen zwischen zwei Walzteilen, ist also in bestimmten Fällen nicht aussagekräftig für die Gesamtsetzung oder für die Setzung mittlerer bis tieferer Erdstoffschichten.As is known, occurs through the action of vibration compaction machines, ~ especially from vibratory rollers, only a slight amount on non-cohesive soil Compaction, sometimes even a loosening of the top layer of soil, while the underlying central areas of the earth experience a strong compression. This loosening does not only occur with additional mountain slopes, i.e. after the The required degree of compaction has already been achieved, but starts at uniaxial vibratory rollers depending on the set machine parameters and the structural design earlier. If you compare after a certain number of transitions z, B, the zero crossing of the vibrating roller body with the position of a second static part rolling over the earth, one recognizes that despite further compaction of middle and deeper layers as a result of the loosening of the Surface layer no more settlement gain is indicated, although often to this Time the required degree of compaction of the bed has not yet been reached. A relative surface settlement, measured between two rolled parts, is therefore in in certain cases not meaningful for the overall settlement or for the settlement middle to deeper layers of earth.
Es ist zu erkennen, daß die in der beschriebenen Losung genannten Abbruchkriterien nicht ih jedem Fell den zum Abbruchzeitpunt tatsächlich vorhandenen Verdichtungsgrad der Gesamtsciiüttung charakterisieren, Somit ist es auch kaum bzw, nur mit einem sehr großen Aufwand möglich, die Anzahl der Übergänge zu minimieren bzw. pro Übergang eine maximale Verdichtungawirkung zu erreichen.It can be seen that those mentioned in the solution described The criteria for termination do not match those that actually existed at the time of termination for each skin Characterize the degree of compaction of the total bed, thus it is hardly or It is only possible to minimize the number of transitions with a great deal of effort or to achieve a maximum compression effect per transition.
Es sind weiterhin Verfahren bekannt, mit denen in Abhängigkeit von der Erdstoffart eine maximale Verdichtungswirkung erzielt werden soll (DE-OS 2 820 026), Hierbei wird die Vibratorfrequenz über den Phasenwinkel zwischen Fliehkraft und dem vertikalen Walzkörperschwingweg bzw. der Schwinggeschwindigkeit geregelt, wobei ein bestimmter Phasenwinkel immer einen maximalen vertikalen Walzkörperschwingweg zur Folge hat. Der Nachteil dieser Erfindung besteht darin, daß sie keine Möglichkeit zur Beurteilung des Verdichtungsgrades bietet. Damit ist eine Bestimmung des Abbruchs der Verdichtung nicht gegeben. Die Unkenntnis des Abbruchzeitpunktes kann zu vielfältigen Fehlern führen. Werden zu wenige Übergänge gefahren, d.h. wird die Verdichtung zu früh abgebrochen, ist der erforderliche Grad der Bodenverdichtung nicht gewährleistet. Es kommt zu unzulässig hohen Nachsetzungen, Rissen oder Unebenheiten beispielsweise in einer Fahrbahn, Andererseits kann es zu einer Auflockerung des bereits verdichteten Bodens infolge zu häufiger Übergänge kommen, Außerdem sinkt die Arbeitsproduktivität und die Betriebskosten steigen bei unnötig hoher Anzahl von Übergängen erheblich an.There are also known methods with which depending on the type of soil has a maximum compaction effect be achieved should (DE-OS 2 820 026), Here the vibrator frequency is over the phase angle between centrifugal force and the vertical rolling element oscillation path or the oscillation speed regulated, with a certain phase angle always a maximum vertical rolling element oscillation path has the consequence. The disadvantage of this invention is that it has no way for assessing the degree of compaction. This is a determination of termination the compression is not given. The ignorance of the termination time can be too diverse Errors lead. If too few transitions are made, i.e. the compaction becomes too broken off early, the required degree of soil compaction is not guaranteed. There are unacceptably high post-settlements, cracks or bumps, for example in a roadway, on the other hand, it can loosen up the already compacted As a result of frequent transitions, labor productivity also decreases and the operating costs increase significantly with an unnecessarily high number of transitions at.
Eine Kombination dieser bekannten Phasenwinkelregelung mit dem o,g. Verfahren zur Bestimmung des Abbruchzeitpunktes (DE-OS 2 554 013) ist abgesehen von den den Meßprinzipien eigenen Fehlern und dem teilweise erheblichen Meßaufwand dieses Verfahrens nur sehr begrenzt möglich. Die meisten anderen bekannten Verfahren zur Bestimmung des Abbruchzeitpunktes der Verdichtung setzen eine exakte Konstanthaltung der Vibratorfrequenz voraus. Zur Erzielung einer maximalen Setzung pro Obergang ist aber bei der Phasenwinkelregelung gerade eine ständige Variierung der Vibratorfrequenz erforderlich.A combination of this known phase angle control with the o, g. There is no method for determining the point in time of termination (DE-OS 2 554 013) of the errors inherent in the measurement principles and the sometimes considerable measurement effort this procedure is only possible to a very limited extent. Most other known procedures to determine the point at which the compaction is terminated, set an exact constant hold ahead of the vibrator frequency. To achieve maximum settlement per transition however, with phase angle control there is a constant variation of the vibrator frequency necessary.
Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsabbruchs zu schaffen-, das bei geringem maschinentechnischen, meßtechnischen bzw. elektronischen Aufwand ein- fach handhabbar und ohne Einschränkungen anwendbar ist und somit eine Erhöhung der Effektivität des Verdichtungsprozesses ermöglicht.OBJECT OF THE INVENTION The aim of the invention is to provide a method for determination to create the abortion of compaction - that with little machine-technical, measuring-technical or electronic effort easily manageable and without restrictions is applicable and thus an increase in the effectiveness of the compression process enables.
Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsabbruchs derart zu verändern, daß der Abbruchzeitpunkt in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad der Gesamtschüttung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln vom Maschinisten zuverlässig bestimmbar und somit eine wirksame Minimierung der Anzahl der notwendigen Übergänge erreicht wird, Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß während jedes einzelnen Überganges ständig ein maximaler vertikaler Walzkörperschwingweg eingestellt und außerdem mindestens ein Parameter von dem bzw, den in Schwingung befindlichen Teilen erfaßt wird. Dieser bzw, diese Parameter dienenals Maß für den Verdichtungsgrad und werden in einer Auswerteeinrichtung in geeigneter Weise aufbereitet.Statement of the essence of the invention The object of the invention is to be found based on the known method for determining the termination of compaction in such a way to change that the termination time depends on the degree of compaction of the Total filling reliable with relatively simple means by the machinist determinable and thus an effective minimization of the number of necessary transitions is achieved, According to the invention, the object is achieved in that during each individual transition, a maximum vertical rolling element oscillation path is constantly set and also at least one parameter of the vibrating Share is captured. This or these parameters serve as a measure of the degree of compaction and are processed in an evaluation device in a suitable manner.
Zur Maximierung des vertikalen Walzkö rpe rschwingweges kann dabei der Phasenwinkel zwischen vertikalem Walzkörper schwingweg und der Fliehkraftrichtung gemessen und als Regelgröße verwendet werden.To maximize the vertical roll body rpe rschwingweges can the phase angle between the vertical roll body and the direction of the centrifugal force can be measured and used as a controlled variable.
Die pro Übergang gemessenen Parameter können beispielsweise zur Anzeige gebracht werden.The parameters measured per transition can be used for display, for example to be brought.
Ferner ist es möglich, daß die Differenz der von Übergang zu Übergang bzw, von in gleicher Fahrtrichtung aufeinanderfolgenden Übergängen gemessenen Parameter als Abbruchkriterium herangezogen wird. Sie kann ebenso wie die gemessenen Parameter selbst zur Anzeige gebracht werden.It is also possible that the difference from transition to transition or from parameters measured in successive transitions in the same direction of travel is used as a termination criterion. They can be just like the measured parameters be brought to the display.
Als Parameter können beispielsweise die Drehzahl der Vibratorwelle, der Absolutwert der vertikalen Schwingwegamplitude des Walzkörpers oder auch die änderung der Drehzahl bzw. die Schwingwegänderung von Übergang zu Übergang bzw, von in gleicher Fahrtrichtung aufeinanderfolgenden Übergängen verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung wurde eine zuverlässige Bestimmung des Abbruchzeitpunktes in Abhängig- koit von dem erreichten Verdichtungsgrad der Gesamtschüttung erreicht. Die gemessenen Parameter selbst stehen nicht oder nur ungenügend mit dem Verdichtungsgrad in Beziehung.For example, the speed of the vibrator shaft, the absolute value of the vertical oscillation path amplitude of the roller body or also the change in speed or the change in vibration displacement from transition to transition or can be used by successive transitions in the same direction of travel. The solution according to the invention enabled a reliable determination of the termination time depending on koit of the degree of compaction of the total bed achieved achieved. The measured parameters themselves are not or only insufficiently with the Degree of compaction in relation.
Während beispielsweise die Beurteilung der Vibratorfrequenz keinerlei Rückschlüsse auf den Verdichtungsgrad zuläßt, ist eine Beurteilung des Verdichtungsgrades über den vertikalen Walzkörperschwingweg mit großen Fehlern behaftet. Erst durch die erfindungsgemäß vorgesehene Regelung beispielsweise des Phasenwinkels und der somit möglichen Maximierung der Verdichtungswirkung pro Übergang wurde eine eindeutige Beziehung zwischen den gemessenen Parametern und dem Verdichtungsgrad der Schüttung hergestellt. Die Regelung bewirkt, daß die Drehzahl der Vibratorwelle so lange verstellt wird, bis die maximale vertikale Schwingwegamplitude des Walzkörpers erreicht ist. Da sich mit steigender Verdichtung außer der Veränderung der Frequenzlage des Maximalwertes der vertikalen WalzI<örperschwingwegamplitude ebenfalls ihr Maximalwert in der Resonanz erhöht, kann ein bestimmter, festlegbarer Höchstwert dieser vertikalen Walzkörperschwingwegamplitude nur unter der Voraussetzung ihrer ständigen Maximierung durch eine Regelung, beispielsweise des Phasenwinkels, als AbbruchI<riterium der Verdichtung benutzt werden. Ebenfalls unter gleicher Voraussetzung kann als Abbruchkriterium der Verdichtung die Unterschreitung eines vorgegebenen Minimalwertes des Zuwachses des vertikalten Walzkörperschwingweges von Übergang zu Übergang bzw.While, for example, the assessment of the vibrator frequency does not have any Conclusions about the degree of compaction is an assessment of the degree of compaction afflicted with large errors over the vertical rolling element oscillation. Only by the control provided according to the invention, for example, the phase angle and the thus possible maximization of the compression effect per transition became a clear one Relationship between the measured parameters and the degree of compaction of the bed manufactured. The regulation has the effect that the speed of the vibrator shaft is adjusted for so long until the maximum vertical oscillation path amplitude of the roller body is reached. Since with increasing compression apart from the change in the frequency position of the maximum value of the vertical rolling displacement amplitude is also its maximum value in the Increased resonance, a certain, definable maximum value of this vertical Rolled body oscillation path amplitude only under the condition of its constant maximization by regulating, for example, the phase angle, as a termination I <riterium the compression can be used. Also under the same conditions, as Abort criterion of the compression the undershooting of a specified minimum value the increase in the vertical rolling element oscillation path from transition to transition or
von in gleicher Fahrtrichtung aufeinanderfolgenden Obergängen benutzt werden. Ein weiteres Kriterium zur Bestimmung des Abbruchzeitpunktes ist die vom Verdichtungsgrad abhängige durch die Regelung ausgeführte Veränderung der Frequenzlage der Maximalamplitude des vertikalen Walzkörperschwingweges bzw. das Erreichen einer vorgegebenen Höchstfrequenz des Vibrators. Dazu ist die zusätzliche Anbringung einer Drehzahlmeßeinrichtung erforderlich.used by successive upper passages in the same direction of travel will. Another criterion for determining the termination time is that of The change in the frequency position, which is dependent on the degree of compression, is carried out by the control system the maximum amplitude of the vertical rolling element oscillation path or the achievement of a given maximum frequency of the vibrator. This requires the additional attachment of a Speed measuring device required.
Ausführungsbeispiel Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: die Darstellung des Zusammenhanges zwischen esonanzfrequenz und vertikater Walzkörperschwingwegamplitude bei Veränderung des Verdichtungsgrades, Fig. 2: ein Blockschaltbild der Messung und Verarbeitung der zur Bestimmung des Abbruchzeitpunktes erforderlichen Kriterien.EXEMPLARY EMBODIMENT The invention is described below using an example are explained in more detail. In the accompanying drawing, FIG. 1 shows the representation the relationship between the resonance frequency and the vertical rolling element oscillation path amplitude when the degree of compaction changes, FIG. 2: a block diagram of the measurement and processing the criteria required to determine the termination time.
Fig. 1 zeigt eine Kurvenschar, die das Schwingverhalten des Walzkörpers bei einzelnen aufeinanderfolgenden Übergängen u bis u12 charakterisiert. Dabei sind auf der Abszisse die Vibratorfrequenz f und auf der Ordinate die vertikale Walzkörperschwingwegamplitude s aufgetragen. Die jeweilige Resonanzfrequenz u bzw. maximale vertikale Walzkö rpe rschwingwegamplitude 5u wurde mit dem dazugehörigen Übergang u = 1 bis 12 indiziert.Fig. 1 shows a family of curves that the vibration behavior of the rolling body characterized in individual successive transitions u to u12. Are there on the abscissa the vibrator frequency f and on the ordinate the vertical rolling element oscillation path amplitude s applied. The respective resonance frequency u or maximum vertical rolling element rswing path amplitude 5u was indicated with the associated transition u = 1 to 12.
Es ist zu erkennen, daß die Kurven bei unterschiedlichen Resonanzfrequenzen u auch unterschiedlich große maxima des vertikalen Walzkörperschwingweges aufweisen. Dabei verschieben sich hauptsächlich in Folge einer Erhöhung der Federsteife des Erdstoffes die Resonanzfrequenz t und die maximale vertikale Walzkörperschwingwegamplitude SU mit wachsender Verdichtung zu höheren Werten. Es zeigt sich, daß sich sowohl der Vibratorfrequenzzuwachs als auch der Zuwachs der vertikalen Walzkörpe rschwingwegamplit ude s während der einzelnen Übergänge analog zum Setzungszuwachs der Gesamtachuttung verhaiten. Einer anfänglich starken Erhöhung des Verdichtungsgrades vom ersten zum zweiten Übergang entspricht eine ebenso starke Erhöhung des Zuwachses der Vibratorfrequenz f bzw. der vertikalen Walzkörperschwingwegamplitude s in der Resonanz. Mit der Erhöhung der Anzahl der Übergänge verringert sich sowohl der Verdichtungszuwachs als auch der Zuwachs der Vibratorfrequenz f und der vertiallen Walzkörperschwingwegamplitude s, um ab einer bestimmten von der -jeweiligen Vibrationswalze und deren Einstellung abhängigen Anzahl von Übergängen den Wert Null zu erreichen.It can be seen that the curves at different resonance frequencies u also have differently large maxima of the vertical rolling element oscillation path. This shifts mainly as a result of an increase in the spring stiffness of the Earth material, the resonance frequency t and the maximum vertical rolling element oscillation path amplitude SU with increasing compression to higher values. It turns out that both the vibrator frequency increase as well as the increase in the vertical roller bodies rschwingwegamplit ude s during the individual transitions analogous to the increase in settlement of the overall roofing behave. An initially strong increase in the degree of compaction from the first to the the second transition corresponds to an equally strong increase in the increase in the vibrator frequency f or the vertical rolling element oscillation path amplitude s in resonance. With the increase the number of transitions decreases both the increase in compaction and the increase in the vibrator frequency f and the vertical rolling element oscillation path amplitude s to start from a certain of the -relative vibratory roller and its setting dependent number of transitions to reach the value zero.
Dieser Sachverhalt läßt erkennen, daß die an den in Schwinggung befindlichen Teilen gemessenen Parameter nur dann ohne Fehler als Maß für den Verdichtungsgrad herangezogen werden können, wenn gleichzeitig der vertikale Walzkörperschwing weg während des gesamten Verdichtungsvorganges maximiert wird.This fact shows that the vibrating at the Split measured parameters only without errors as a measure of the degree of compaction can be used if at the same time the vertical rolling element oscillation is gone is maximized during the entire compaction process.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Meßanordnung an einer Vibrationsverdichtungsmaschine 1 im vorliegenden Beispiel aus einem Integrator 2, einem Phasenmesser 3, einem Vergleichsglied 4, einem Leistungsverstärker 5, einem Umkehrglied 6, einem Servomotor 7 mit Getriebe, einem Stellglied 8 und Anzeigeeinrichtungen 9; 10. Die Vibrationsverdichtungsmaschine 1 wird von einem Vibratormotor 11 angetrieben. Zur Messung der einzelnen Parameter sind an den schwingenden Teilen der Vibrationsverdichtungsmaschine 1 Schwingungsaufnehmer 12, Unwuchtstellungsaufnehmer 13 und Drehzahlmesser 14 angebracht. Die Absolutwerte des'Walzkörperschwingweges bzw. der Drehzahl können direkt bzw.As can be seen from FIG. 2, the measuring arrangement consists of a vibration compacting machine 1 in the present example from an integrator 2, a phase meter 3, a comparison element 4, a power amplifier 5, an inverter 6, a servomotor 7 with gear, an actuator 8 and display devices 9; 10. The vibratory compaction machine 1 is driven by a vibrator motor 11. For measuring the individual parameters are on the vibrating parts of the vibration compaction machine 1 vibration sensors 12, unbalance position sensor 13 and tachometer 14 attached. The absolute values of the rolling element oscillation path or the speed can be set directly or
nach einer Mittelwertbildung auf den Anzeigeeinrichtungen 9 bzw. 10 angezeigt werden.after averaging on the display devices 9 or 10 are displayed.
Aus dem im Integrator 2 aufbereiteten Walzkörperschwingweg und der ermittelten Unwuchtmomentstellung wird im Phasenmesser 3 der Phasenwinkel gebildet und über das Vergleichsglied 4 dem Leistungsverstärker 5 zugeführt. Nach einer Wiricungsumkehr der Signale wird der Servomotor 7 angesteuert, der wiederum das Stellglied 8 betätigt. Von hier aus wird der Vibratormotor 11 in der Weise gesteuert, daß sich bei allen Übergängen u1 bis u12 die Resonanzfrequenz u und demzufolge die maximale vertikale Walzkörperschwing wegamplitude 5u eingestellt. Somit wird während jedes berganges ein maximaler Setzungszuwachs der Gesamtschüttung erzielt. Der Abbruchzeitpunkt des Verdichtungsvorganges ist erreicht, wenn die Anzeigeeinrichtungen 9 bzw. 10 den Sollwert der Drehzahl bzw. des Walzkörperschwingweges erreicht haben oder die Zunahme beider Parameter einen festgesetzten Minimalwert unterschreitet bzw. vernachlässigbar klein geworden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Überprüfung der Verdichtungsqualität eingebauter Erdstoffe verwendet werden. Dabei wird der zu überprüfende Erdstoff bei eingeschalteter Phasenwinicelregelung überfahren. Inhomogenitäten, ungleichmäßige Verdichtung, unterschiedliche Erdstoffe, grobe Stein- oder sonstige Einschlüsse bewirken eine Verstellung der Drehzahl und/oder eine Veränderung der vertikalen Walzkörperschwingwegamplitude s. Dieses Verfa'nren ist insbesondere für kontrollen der GleichmäS*gkeit der Verdichtung vorteilhaft anwendbar, wobei Inhomogenitäten sofort den entsprechenden Erdstoffbereichen zugeordnet werden können. Bei Aufzeichnung des Schwingweges, der Vibratordrehzahl oder des Phasenwinkels ist eine nachträgliche Zuordnung möglich, Aufwendige Feld- und Laboruntersuchungen, die außerdem nur eine stichprobenartige Bestimmung des Zustandes der Erdstoffdichte erlauben, können somit stark eingeschränkt, gegebenenfalls vermieden werden.From the roller body oscillation path prepared in the integrator 2 and the determined unbalance moment position is formed in the phase meter 3 of the phase angle and fed to the power amplifier 5 via the comparison element 4. After a direction reversal of the signals, the servomotor 7 is activated, which in turn actuates the actuator 8. From here, the vibrator motor 11 is controlled in such a way that at all Transitions u1 to u12 the resonance frequency u and consequently the maximum vertical Rolled body oscillation travel amplitude 5u set. Thus, during each transition a maximum increase in settlement of the total bed is achieved. The time of termination the compression process is achieved when the display devices 9 or 10 have reached the setpoint of the speed or the rolling element oscillation path or the Increase in both parameters falls below a set minimum value or is negligible has become small. The inventive method can also be used for Verification the compaction quality of built-in soil. The The soil to be checked is passed over with the phase angle control switched on. Inhomogeneities, uneven compaction, different types of soil, coarse stone or other Inclusions cause an adjustment of the speed and / or a change in the vertical rolling element oscillation path amplitude see This Verfa'nren is particularly for Checks the uniformity of the compression can be used advantageously, with inhomogeneities can be immediately assigned to the corresponding earth material areas. When recording the oscillation path, the vibrator speed or the phase angle is an afterthought Allocation possible, complex field and laboratory tests, which also only have one allow random determination of the state of the soil density, can thus severely restricted, if necessary avoided.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994025680A1 (en) * | 1993-04-29 | 1994-11-10 | Geodynamik H. Thurner Ab | Compaction index |
| EP1016759A1 (en) * | 1998-12-29 | 2000-07-05 | KELLER GRUNDBAU GmbH | Method and device to improve foundation soil with determination of the grade of compaction |
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1983
- 1983-10-06 DE DE19833336364 patent/DE3336364A1/en not_active Withdrawn
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| US5942679A (en) * | 1993-04-29 | 1999-08-24 | Geodynamik Ht Aktiebolag | Compaction index |
| EP1016759A1 (en) * | 1998-12-29 | 2000-07-05 | KELLER GRUNDBAU GmbH | Method and device to improve foundation soil with determination of the grade of compaction |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |