DE3427780C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdichtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine solche Ver­ dichtungsvorrichtung ist bekannt durch die DE-OS 22 59 295.

Für derartige Vorrichtungen kommen als Schwingungserreger grundsätzlich mit Unwuchten arbeitende Außenrüttler sowie hydraulisch, elektrodynamisch oder pneumatisch betriebene Schwingungserreger in Frage.

Die bekannte Verdichtungsvorrichtung will durch Verringe­ rung der Vibrationsenergie eine Minderung der Geräuschbe­ lästigung erreichen, indem sich die Schwingungserzeugung auf die unmittelbar benötigten Konstruktionsteile be­ schränkt. Dabei findet jedoch eine Konstruktion Verwen­ dung, bei der die Querträger unmittelbar mit Längsträgern der Unterkonstruktion verbunden sind, so daß ein sowohl in Richtung der Querträger als auch in Richtung dieser Längsträger starre Rost als Unterkonstruktion gebildet ist, der durch die Schwingungserreger insgesamt angeregt wird. Damit ist jedoch immer noch eine große Masse als insgesamt steifer Rost angesprochen, so daß die sich aus der Schwingungserzeugung ergebende Geräuschbelästigung noch ein erhebliches Ausmaß hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ver­ dichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine weitere Herabsetzung des Geräuschpegels erreicht wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnen­ den Teil des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßig ist es, wenn die Querträger mit der Schalfläche an den Kontakt­ stellen einstückig verbunden sind.

Dadurch, daß die Querträger mit der Schalfläche in form- und kraftschlüssiger Verbindung sind, sind lärmerzeugende Relativbewegungen zwischen Querträgern und Schalfläche ausgeschaltet. Dadurch, daß die Schalfläche durch ent­ sprechende Verbindung mit den Querträgern in deren Rich­ tung praktisch biegesteif ist, während sie in dazu senk­ rechter Richtung biegeweich ist, so daß sie in Schwingung versetzbar ist, läßt sich in Verbindung mit den an den Querträgern befestigten, gegenphasig betriebenen Schwin­ gungserregern der Schalfläche ein sauberes Schwingungs­ bild aufprägen, dessen Wellen in zu den Querträgern senk­ rechter Richtung verlaufen und quer dazu über die gesamte Breite der Schalfläche jeweils praktisch gleiche Amplitu­ den aufweisen. Nunmehr besteht die Möglichkeit, durch konstruktive Maßnahmen der Schalfläche eine Eigenschwin­ gungsform zu geben, die dem durch die Schwingungserreger aufgeprägten Schwingungsbild entspricht, und deren Eigen­ frequenz eine Größenordnung zu geben, welche unterhalb, vorzugsweise weit unterhalb, der Luftschallwellenlänge liegt, so daß die Luft nur schlecht von dieser Biegewelle zur Schallabstrahlung angeregt werden kann. Die mit die­ ser Eigenfrequenz oder einer in der Nähe liegenden Fre­ quenz angeregte Schalfläche führt zu einer wesentlichen Herabsetzung des entstehenden Lärms und kann wegen der Resonanzwirkung mit geringer Leistung der Erreger ange­ regt werden. Indem Beschleunigungen bei Frequenzen im we­ sentlichen weit oberhalb der Betriebsfrequenz reduziert werden, ergibt sich praktisch die Wirkung eines Tiefpaß­ filters. Hiermit hängt in wesentlichem, konstruktivem Zu­ sammenhang der gegenseitige Abstand der Querträger bzw. benachbarter Schwingungserreger, da dadurch die Eigen­ schwingungsform der Schalfläche bzw. die Biegewellenlänge dieser Eigenschwingungsform bestimmt wird.

Hat man beispielsweise bei einer bestimmten Konstruktion mit einem gegenseitigen Abstand der Querträger von 0,5 m eine Eigenschwingungsform der Schalfläche, die der ge­ nannten Schwingungsform entspricht, bei 60 Hz, so schwin­ gen in zu den Querträgern senkrechter Richtung benachbar­ te Querträger in Gegenphase und erzeugen Biegeschwingun­ gen mit einer Wellenlänge von 1 m, während bei 60 Hz die Luftschallwellenlänge 5,7 m beträgt, also wesentlich größer als die Biegewellenlänge ist. In diesem Falle kön­ nen beispielsweise die Schwingungserreger mit einer Be­ triebsfrequenz von 70 Hz betrieben werden, also einer Frequenz, die nahe der Eigenfrequenz der bevorzugt ange­ regten Eigenschwingungsform der Schalfläche liegt. Hierzu ergibt sich allgemein, daß hinsichtlich der Erregerfre­ quenz darauf zu achten ist, daß die für eine geringe Schallabstrahlung günstige Schwingungsform gut angeregt wird. Dabei macht eine eng beieinanderliegende Anordnung der Schwingungserreger für diese eine verhältnismäßig leichte Bauform möglich.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Wellenlänge der durch benachbarte Erreger angeregten Eigenschwingungsform der Schalfläche durch den gegenseitigen Abstand der Quer­ träger bestimmt ist und daß es notwendig ist, die Be­ triebsfrequenz der Schwingungserreger wenigstens nahe der Eigenfrequenz der bevorzugt angeregten Eigenschwingungs­ form der Schalfläche anzusiedeln. Hier kann die Betriebs­ frequenz der Schwingungserreger von 50 bis 150 Hz in der Nähe der Eigenfrequenz des gleichen Bereiches der bevor­ zugt angeregten Schwingungsform der Schalfläche liegen. Die Wahl kann hierbei von den Einsatzbedingungen abhängig sein, wobei zweckmäßigerweise die Betriebsfrequenz nicht genau bei der genannten Eigenfrequenz gewählt wird, wenn die Schalfläche im Betrieb regelmäßig nicht voll belegt wird. Liegt jedoch ein Fall vor, bei dem die Schalfläche immer ausgelastet ist, so kann die Betriebsfrequenz direkt auf die genannte Eigenfrequenz gelegt werden.

Die Schwingungserreger können mit den Querträgern derart schwingungsisoliert verbunden sein, daß die dynamischen Kräfte bis zur Betriebsfrequenz ungemindert und bei höhe­ ren Frequenzen wesentlich herabgesetzt übertragen werden. Damit ergibt sich eine gute Verdichtungswirkung bei gleichzeitiger Herabsetzung der Schwingungen, die für die Verdichtung nicht erforderlich sind, jedoch an der Lärm­ belästigung üblicherweise beteiligt sind.

Dabei können außerdem die Querträger derart elastisch auf den Längsträgern gelagert sein, daß die bevorzugt ange­ regte Eigenschwingungsform der Schalfläche sich wenig­ stens mit den zur Materialverdichtung benötigten Be­ schleunigungsamplituden einstellen kann. Andererseits können die Querträger derart elastisch auf den Längstra­ gern gelagert sein, daß die Übertragung der angeregten Schwingungen auf die Längsträger stark gemindert wird. Durch die vorgenannten Maßnahmen ergibt sich eine gewisse Freiheit für die Querträger, soweit dies erforderlich ist, andererseits jedoch deren so weich wie möglich aus­ gebildete Lagerung, damit nur wenige Schwingungen in die Längsträger gehen.

In diesem Zusammenhang ist es allgemein zweckmäßig, daß die Längsträger bei biege- und torsionssteifer Ausführung mit kleinstmöglicher Oberfläche ausgebildet sind, damit auch hier eine möglichst geringe Schallabstrahlung er­ folgt.

Sind aneinander grenzende, nicht in einer Ebene liegende, schwingende Schalflächen vorhanden, so können diese ela­ stisch und dicht miteinander verbunden sein.

Bezüglich der Randschalungen ist es zweckmäßig, daß die zu den Längsträgern parallelen Randschalungen an den Längsträgern befestigt und mit der parallelen Außenkante der Schalfläche elastisch und dicht verbunden sind. Auf diese Weise ist erreicht, daß das Schwingungsverhalten der Schalfläche durch die Randschalungen keine Beein­ trächtigung erfährt. Was die zu den Querträgern paralle­ len Randschalungen betrifft, so können diese unmittelbar mit der Schalfläche verbunden sein.

Als zweckmäßig hat es sich außerdem erwiesen, daß die der Schalfläche zugewandte Kante oder Fläche der Querträger zwischen den Verbindungsstellen mit der Schalfläche eine Aussparung aufweist. Die Querträger können natürlich über ihre gesamte Erstreckung mit der Schalfläche verbunden sein, so daß zwischen Querträgern und Schalfläche eine Relativbewegung nicht stattfinden kann. Da eine solche Verbindung jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, es vielmehr genügt, zwischen Querträgern und Schalfläche in Abständen Verbindungsstellen vorzusehen, würden zwischen diesen Verbindungsstellen solche Bereiche liegen, bei denen Querträger und Schalfläche ohne Verbindung mitein­ ander in Berührung sind. Unter Schwingungsbelastung wären hier starke Geräuschentwicklungen möglich, die jedoch er­ findungsgemäß durch die genannte Profilrücknahme der Querträger an den Bereichen verhindert sind, wobei es selbstverständlich ist, daß die Berührungslosigkeit für jedweden Betriebszustand gegeben ist.

Die Schwingungserreger können mit den Querträgern sowie die Querträger mit den Längsträgern über Gummielemente verbunden sein.

Schließlich besteht im Rahmen der Erfindung die Möglich­ keit, daß bei Schwingungserregern in Form von Unwucht­ rüttlern diese miteinander fluchtend angeordnet und durch eine gemeinsame Welle angetrieben sind, wobei die Kon­ struktion vereinfacht und verbilligt ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsfor­ men in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schalung in der Draufsicht ohne Randschalungen;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Schalung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Schalung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Einzelheit gemäß Fig. 2 in veränderter Form;

Fig. 5 eine weitere Einzelheit gemäß Fig. 2 in verän­ derter Form;

Fig. 6 die Verbindung zweier nicht in einer Ebene lie­ gender, schwingender Schalflächen untereinander;

Fig. 7 eine Randschalung und

Fig. 8 die Verbindung zwischen Querträgern und Schal­ fläche.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist die Schalung eine Schalfläche 1 auf. Diese liegt auf Querträgern 2, die im vorliegenden Falle als T-Träger ausgebildet sind, sich über die gesamte Breite der Schalfläche 1 erstrecken und mit ihrem nach oben weisenden Längssteg entlang der ge­ samten Berührungslinie mit der Schalfläche 1 verschweißt sind. Rechtwinklig zu den Querträgern 2 verlaufen Längs­ versteifungen 3 in Form von Metallbändern, die an den Kreuzungspunkten mit den Querträgern 2 verschweißt sind. Diese Konstruktion ist auf eine Unterkonstruktion abge­ stützt, wobei die Unterkonstruktion die Form von Längs­ trägern 8 oder Fundamenten haben kann.

Die Ausbildung aus Schalfläche 1, Querträgern 2, Längs­ versteifungen 3 und Längsträgern 8 ist in Richtung der Querträger 2 praktisch biegesteif, während sie in Richtung der Längsträger 8 biegeweich ausgebildet ist. Daher kann die Schalfläche 1 ein Schwingungsbild annehmen, wie es in Fig. 3 unten gezeichnet ist.

Dieses Schwingungsbild entsteht durch die Tätigkeit von Schwingungserregern 4, die unterhalb der Querträger 2 in diesem Falle über eine der Längsversteifungen 3 starr be­ festigt sind. Die Schwingungserreger 4 haben Unwuchtmassen 5, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Unwucht­ massen benachbarter Schwingungserreger 4 gegeneinander um 180° versetzt sind, so daß benachbarte Schwingungserreger 4 gegenphasig gesteuert sind. Diese gegenphasige Steue­ rung kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Schwingungserreger 4 miteinander fluchten und durch eine gemeinsame Welle 6 angetrieben werden.

Bezüglich des Schwingungsbildes gemäß Fig. 3 ergibt sich eine Biegewellenlänge λ_B, die dem doppelten Abstand λ_Q zwi­ schen zwei benachbarten Querträgern 2 entspricht. Es ist wesentlich, daß diese Biegewellenlänge kleiner, vorzugs­ weise wesentlich kleiner ist als die Luftschallwellen­ länge bei gleicher Frequenz.

Bezogen auf die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kon­ struktion kann selbstverständlich je nach den Gegebenhei­ ten die Anordnung so getroffen sein, daß eine größere Zahl von Querträgern mit untereinander gleichem Abstand vorgesehen ist, wobei dann nicht an jedem Querträger ein Schwingungserreger 4 angeordnet ist.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Querträger 2 mit ihrem nach oben weisenden Längssteg mit der Schalfläche 1 verbunden sind, wobei die Ausbildung der Längsschwingung geringstmöglich behindert ist. Außerdem zeigt Fig. 2, daß die aus Schalfläche 1 und Querträgern 2 gebildete Kon­ struktionseinheit über Gummi-Metallelemente 7 gegenüber den Längsträgern 8 abgestützt bzw. auf diesen gelagert ist. Hier soll erreicht werden, daß einerseits die Quer­ träger eine gewisse Freiheit hinsichtlich ihrer Starrkör­ perschwingungen haben, also nicht zu weich, jedoch auch nicht zu steif gelagert sind, und daß andererseits von den erregten Schwingungen so wenig wie möglich in die durch die Längsträger gebildete Unterkonstruktion geht.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt gemäß Fig. 2, aus dem er­ sichtlich ist, daß die Schwingungserreger 4 über Gummiele­ mente 9 an den Querträgern 2 bzw. der Längsversteifung 3 befestigt sind. Diese Verbindung soll so eingerichtet sein, daß die dynamischen Kräfte mit der Betriebsfrequenz der Schwingungserreger ungemindert und bei höheren Fre­ quenzen wesentlich herabgesetzt übertragbar sind.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 2 in geänderter Form. Hier sind die Querträger über die Längsversteifun­ gen 3 und Gummi-Metallelemente 7 auf Längsträgern 10 ab­ gestützt, die einen dreieckförmigen Hohlquerschnitt auf­ weisen, um die schwingungsabstrahlende Fläche zu minimie­ ren. Gleiches kann bei Längsträgern aus anderen Profilen dadurch beispielsweise erreicht werden, daß dort Material fortgenommen bzw. fortgelassen wird, wo es zur Erfüllung der Tragfunktion nicht erforderlich ist.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel dafür, wie zwei nicht in einer Ebene liegende, schwingende Schalflächen 11, 12 durch ein Zwischenelement 13 derart elastisch und dicht miteinander verbunden sind, daß die bevorzugt angeregte Eigenschwin­ gungsform der Schalflächen sich ungehindert einstellen kann, andererseits jedoch bezüglich des Betonmaterials sich eine Abdichtung zwischen den Schalflächen ergibt. Dazu besteht das Zwischenelement 13 aus einem elastischen Kör­ per, der zwischen den Schalflächen 11 und 12 eingesetzt und von einer Spange gehalten ist, die mit den Schalflä­ chen verbunden ist.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel, wie in Richtung der Längsver­ steifungen 3 bzw. der Längsträger 8 eine Randschalung derart vorgesehen werden kann, daß dadurch das Schwin­ gungsverhalten der Schalfläche 1 nicht beeinträchtigt wird. Dazu ist die Randschalung 14 über einen Arm 15 mit den Längsträgern 8 verbunden, so daß die Schalfläche 1 gegenüber der Randschalung 14 frei beweglich ist. Um hier für das zu verdichtende Material eine dichtende, aber elastische Verbindung zu schaffen, ist ein elastisches Zwischenstück 16 vorgesehen, das in der Nut einer Klammer 17 liegt, die an der Schalfläche 1 einerseits und der Randschalung 14 andererseits befestigt ist.

Anhand der Fig. 2 wurde gesagt, daß die Verbindung zwi­ schen Schalfläche 1 und Querträgern 2 entlang der gesam­ ten Berührungslinie besteht. Fig. 8 zeigt ein Beispiel, wie ohne Gefahr unliebsamer Schallerregung diese Verbin­ dung auf einzelne Stellen 18 eingeschränkt werden kann.

Dazu weist das Material der Querträger 2 zwischen den Stellen 18 eine Profilrücknahme 19 auf, derart, daß hier eine Berührung zwischen Schalfläche 1 und Querträgern 2 unter keinen Umständen eintreten kann.

Claims (13)

1. Verdichtungsvorrichtung zur Herstellung von Formkör­ pern aus körnigem Material, insbesondere von räumlichen, flächenförmigen oder stabförmigen Betonfertigteilen oder Stahlbetonfertigteilen, bestehend aus einer Unterkon­ struktion und über dieser mittels elastischer Elemente angeordneten Querträgern, auf denen eine plattenförmige, von Randschalungen umgebene Schalfläche form- und kraft­ schlüssig befestigt ist, wobei von außen mit den Querträ­ gern Schwingungserreger auf der materialabgewandten Seite der Schalfläche zur Verdichtung des Materials durch mechanische Schwingungen direkt einzeln in Wirkverbindung sind, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schwingungserreger (4) gegenphasig ge­ steuert sind, daß der untereinander gleiche Abstand be­ nachbarter Schwingungserreger kleiner ist als die halbe Luftschallwellenlänge bei der durch die bevorzugte Be­ triebsfrequenz der Schwingungserreger angeregten Schwin­ gungsform der Schalfläche (1) und daß die aus der Schal­ fläche und den Querträgern (2) gebildete Konstruktions­ einheit in zu den Querträgern senkrechter Richtung im wesentlichen biegeweich ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (2) mit der Schalfläche (1) an den Kontaktstellen (18) einstückig verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz der Schwingungserreger (4) wenigstens nahe der Eigenfrequenz der bevorzugt anzure­ genden Eigenschwingungsform der Schalfläche (1) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz der Schwingungserreger (4) von 50 bis 150 Hz in der Nähe der Eigenfrequenz des gleichen Bereiches der bevorzugt angeregten Schwingungsform der Schalfläche (1) liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserreger (4) mit den Querträgern (2) derart schwingungsisoliert verbunden (9) sind, daß die dynamischen Kräfte bis zur Betriebsfrequenz ungemindert und bei höheren Frequenzen wesentlich herabgesetzt über­ tragen werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (2) derart elastisch auf Längsträgern (8, 10) gelagert sind, daß die bevorzugt angeregte Eigen­ schwingungsform der Schalfläche sich mindestens mit den zur Materialverdichtung benötigten Beschleunigungsampli­ tuden einstellen kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (2) derart elastisch auf Längsträgern (8, 10) gelagert sind, daß die Übertragung der angeregten Schwingungen auf die Längsträger stark gemindert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (8, 10) bei biege- und torsionsstei­ fer Ausführung mit kleinstmöglicher Oberfläche ausgebil­ det sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei aneinandergrenzenden, nicht in einer Ebene lie­ genden, schwingenden Schalflächen (11, 12) diese ela­ stisch und dicht miteinander verbunden (13) sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Längsträgern (8, 10) parallele Randschalungen (14) an den Längsträgern befestigt und mit der parallelen Außenkante der Schalfläche (1) elastisch und dicht ver­ bunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schalfläche zugewandte Kante oder Fläche der Querträger (2) zwischen den Verbindungsstellen (18) mit der Schalfläche eine Aussparung (19) aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserreger (4) mit den Querträgern (2) sowie die Querträger mit den Längsträgern (8, 10) über Gummielemente (7 bzw. 9) verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schwingungserregern (4) in Form von Unwuchtrütt­ lern diese miteinander fluchtend angeordnet und durch eine gemeinsame Welle (6) angetrieben sind.