DE3716431C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung kann für Rüttelsenkgeräte Verwendung finden, welche zum Eintreiben von Spundbohlen, Rohren, Pfählen, Mantelpfählen und Mantelrohren großen Durchmessers in den Boden bei der Errichtung von Brücken, Gebäuden, Hafenanlagen und Wasserbauwerken, Offshore-Produktionsplattformen eingesetzt werden.

Eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende eines einen Schwingungserreger mit rotierenden Unwuchtmassen darstellenden Pfahlrüttlers (SU, A, I99230), ist auch mit einem Geber für Einrüttelungsbeginn und einem Logikteil versehen, der aus zwei miteinander verbundenen Umschaltern besteht, an einen von denen der Geber für das statische Moment der Unwuchtmassen, der Geber für die Drehzahl der Unwuchtmassen und die Antriebe angeschlossen sind, wobei der andere Umschalter mit dem Geber für Einrüttelungsbeginn verbunden ist.

Die Steuerung des statischen Momentes der Unwuchtmassen und der Drehzahl derselben erfolgt durch Auswahl eines der Parameter (Drehzahl oder Massenmoment), der die Effektivität der Einrüttelung je nach der durch die Vergleichseinheit vorgenommenen Auswertung der Leistung am stärksten beeinflußt. Hierbei wird durch den ersten Umschalter nach dem Loslösen des Pfahls vom Boden auf den Befehl des zweiten Umschalters eine Änderung z. B. der Drehzahl der Unwuchtmassen bewirkt, welche eine Verkleinerung der Leistung hervorruft. Die Geber für das Massenmoment der Unwuchtmassen und für die Drehzahl derselben erfassen nur die Endwerte der zugehörigen Parameter und nehmen zusammen mit dem ersten Umschalter an der Erzeugung einer Reihenfolge von Änderungen der Parameter des Pfahlrüttlers teil.

Also läßt die Einrichtung keine gleichzeitige Änderung der zu regelnden Parameter - des statischen Momentes der Unwuchtmassen und der Drehzahl derselben - zu.

Dadurch wird die Schnellwirkung der Einrichtung gesenkt und deren Effektivität im endgültigen Einrüttelungsstadium herabgesetzt, was durch die geringe Steuerungsgüte bedingt ist. Die Anwendung der Umschalter in der Einrichtung setzt auch ihre Zuverlässigkeit herab.

Darüber hinaus sichert die Einrichtung keinen stufenlosen Anlauf der Unwuchtmassen mit deren minimalem statischem Massenmoment beim Start des Pfahlrüttlers, was die Zufuhr einer zusätzlichen Leistung erfordert und zu Überlastungen des Pfahlrüttlers führt. Die Einrichtung gewährleistet keinen Schutz des Motors des Pfahlrüttlers vor Überhitzungen, was zum vorzeitigen Ausfall des Motors führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die bekannte Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers dahingehend zu verbessern, daß deren schaltungstechnische Ausführung dank automatisierter Regelung der Parameter des Pfahlrüttlers im Laufe des Betriebs nach vorgegebenem Algorithmus einen stufenlosen Anlauf der Unwuchtmassen durch Begrenzung des Niveaus der aufgenommenen Leistung gewährleistet und daß eine Verbesserung der Güte der Steuerung des Pfahlrüttlers und damit eine Erhöhung des Einrüttelungsvermögens ermöglicht wird.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Steuerung eines einen Schwingungserreger mit rotierenden Unwuchtmassen darstellenden Pfahlrüttlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß sie mit einem Sollwertgeber für das statische Moment der Unwuchtmassen, welcher an den Ausgang des Gebers für das statische Moment der Unwuchtmassen geschaltet ist, einem Sollwertgeber für die Drehzahl der Unwuchtmassen, der mit dem Ausgang des Drehzahlgebers für die Unwuchtmassen verbunden ist, einer Temperaturschutzeinheit für den Asynchronmotor des Antriebs zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen, die mit dem Asynchronmotor in Verbindung steht, und einem elektronischen Steuerwerk versehen ist, dessen Informationseingänge jeweils an die Sollwertgeber für das statische Moment der Unwuchtmassen, für die Drehzahl der Unwuchtmassen bzw. für die durch den Pfahlrüttler aufzunehmende Leistung und an die Temperaturschutzeinheit für den Asynchronmotor des Antriebs zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen angeschlossen sind, wobei die Ausgänge des elektronischen Steuerwerkes jeweils an den Antrieb zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen und an den Antrieb zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen geschaltet sind.

Es ist zweckmäßig, daß das elektronische Steuerwerk einen Former logischer Signale, dessen Eingänge als Informationseingänge des elektronischen Steuerwerkes dienen, eine erste und eine zweite Steuereinheit, welche zu den Ausgängen des Formers logischer Signale parallelgeschaltet sind, wobei die Ausgänge der ersten Steuereinheit Ausgänge des elektronischen Steuerwerkes bilden und an den Antrieb zur Steuerung des statischen Momentes der Unwuchtmassen angeschlossen sind, einen Registerblock, dessen Steuereingänge mit den Ausgängen der zweiten Steuereinheit verbunden sind, einen Taktimpulsgenerator, der an den Takteingang des Registerblockes angeschlossen ist, und eine Reihenschaltung aus einem Digital-Analog-Umsetzer, dessen Eingänge an die Ausgänge, des Registerblockes geschaltet sind, und einem Verstärker, dessen Ausgang als Ausgang des elektronischen Steuerwerkes dient und an den Antrieb zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen angeschlossen ist, enthält.

Die erfindungsgemäße Einrichtung sichert einen stufenlosen Anlauf der Unwuchtmassen mit deren minimalem statischem Massenmoment, ermöglicht eine verbesserte Güte der Steuerung des Pfahlrüttlers und damit eine Erhöhung seines Einrüttelungsvermögens.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Hand einer konkreten Ausführungsform derselben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Strukturschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers;

Fig. 2 das Strukturschema eines elektronischen Steuerwerkes nach der Erfindung;

Fig. 3 ein elektrisches Anschlußschaltbild des Gebers und des Sollwertgebers für das statische Moment der Unwuchtmassen gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein elektrisches Anschlußschaltbild des Gebers und des Sollwertgebers für die Drehzahl der Unwuchtmassen gemäß der Erfindung;

Fig. 5 ein elektrisches Anschlußschaltbild des Gebers und des Sollwertgebers für die durch den Pfahlrüttler aufgenommene Leistung gemäß der Erfindung;

Fig. 6 die elektrische Schaltung eines Antriebs zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen gemäß der Erfindung;

Fig. 7 die elektrische Schaltung eines Antriebs zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ein kinematisches Schema des Pfahlrüttlers gemäß der Erfindung;

Fig. 9 eine elektrische Prinzipschaltung eines Mehrkanal- Formers für logische Signale gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine elektrische Prinzipschaltung einer ersten Steuereinheit des elektronischen Steuerwerkes gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine elektronische Prinzipschaltung einer zweiten Steuereinheit des elektrischen Steuerwerkes gemäß der Erfindung;

Fig. 12 ein elektrisches Prinzipschema des Registerblockes des Steuerwerkes gemäß der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers enthält einen Geber 1 (Fig. 1) für das statische Moment der Unwuchtmassen und einen an diesen angeschlossenen Sollwertgeber 2 für das statische Moment der Unwuchtmassen, einen Geber 3 für die Drehzahl der Unwuchtmassen und einen mit diesem verbundenen Sollwertgeber 4 für die Drehzahl der Unwuchtmassen sowie einen Geber 5 für die durch den Pfahlrüttler augenommene Leistung und einen mit diesem verbundenen Sollwertgeber 6 für die durch den Pfahlrüttler aufgenommene Leistung.

Die Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers enthält auch einen Antrieb 7 zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen und einen Antrieb 8 zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen, der aus einem Spannungsregler und einem mit diesem in Reihe geschalteten Asynchronmotor 10 besteht. Die Antriebe 7 und 8 sind mit dem Pfahlrüttler 11 mechanisch gekoppelt, der in Fig. 1 schematisch gezeigt ist.

Erfindungsgemäß enthält die Einrichtung eine Temperaturschutzeinheit 12, die mit dem Elektromotor 10 verbunden ist, und ein elektronisches Steuerwerk 13, an dessen Informationseingänge jeweils die Ausgänge der Sollwertgeber 2, 4, 6 und der Einheit 12 geschaltet sind. Die Ausgänge 14, 15 des elektronischen Steuerwerkes 13 sind an den Antrieb 7 und sein Ausgang 16 an den Spannungsregler 9 des Antriebs 8 angeschlossen.

Das elektronische Steuerwerk 13 (Fig. 2) enthält einen Mehrkanal-Former 17 für logische Signale, dessen Informationseingänge 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 als Eingänge des Steuerwerkes 13 dienen, Steuereinheiten 25 und 26, die zu den Informationsausgängen 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 des Formers 17 parallelgeschaltet sind, einen Taktimpulsgenerator 34 sowie eine Reihenschaltung aus einem Registerblock 35, einen Digital-Analog-Umsetzer 36 und einem Verstärker 37. Die Steuereingänge des Registerblockes 35 sind mit den Ausgängen der Steuereinheit 26 verbunden und dessen Takteingang 38 liegt am Ausgang des Taktimpulsgenerators 34. Die Ausgänge der Steuereinheit 25 bilden Ausgänge 14, 15 des Steuerwerkes 13, während der Ausgang des Verstärkers 37 als Ausgang 16 des Steuerwerkes 13 dient. Die Baugruppen 25, 26, 34 und 35 können gerätetechnisch als in Steuerwerk 13 integrierter Mikroprozessor ausgeführt werden, der entsprechend den Funktionen vorprogrammiert ist, die durch diese Baugruppen übernommen werden.

Der Geber 1 (Fig. 3) für das statische Moment der Unwuchtmassen ist z. B. als Geberdrehmelder ausgebildet. Der Sollwertgeber 2 besteht z. B. aus einem Empfängerdrehmelder 39, der mit dem Geber 1 nach der Anzeigeschaltung zur Übertragung des Drehwinkels der Welle des Gebers 1 verbunden ist, und aus im Gehäuse des Sollwertgebers 2 angeordneten Mikroschaltern 40 und 41, deren Drucktasten mit einer (nicht gezeigten) Fahne mechanisch verbunden ist, die an der Welle des Empfängerdrehmelders 39 befestigt ist. Einer der Anschlüsse der Mikroschalter 40 und 41 ist geerdet, während deren andere Anschlüsse als Ausgänge des Sollwertgebers 2 dienen und an die Informationseingänge 18 und 19 des Formers 17 (Fig. 2) geschaltet sind. Der Sollwertgeber 2 (Fig. 3) enthält auch ein Organ 42 zur manuellen Vorgabe eines Änderungsbereiches für das statische Moment der Unwuchtmassen, welches mit den beweglichen Mikroschaltern 40 und 41 mechanisch gekoppelt ist.

Der Geber 3 (Fig. 4) für die Drehzahl der Unwuchtmassen ist z. B. als Tachogenerator ausgebildet. Der Sollwertgeber 4 stellt ein Signalvoltmeter mit einem an den Geber 3 angeschlossenen Meßwerk 43 an dem ein Reflektor 44 befestigt ist, und mit einer mit der (nicht gezeigten) Speisequelle verbundenen Lichtquelle 45 dar. Der Sollwertgeber 4 weist auch bewegliche Fotowiderstände 46 und 47 auf, die mit dem Reflektor 44 optisch verbunden sind. Die einen Anschlüsse der Fotowiderstände 46 und 47 sind an die (nichtgezeigten) Speisequelle und deren andere Anschlüsse jeweils an die Fotostrom-Verstärker 48 und 49 geschaltet. Der Verstärker 48 enthält einen Reihenkreis aus einem Widerstand 50 und einem Widerstand 51, mit deren gemeinsamen Anschlüssen die Basiszuleitung eines Transistors 52 verbunden ist. Der Emitteranschluß des Transistors 52 und der zweite Anschluß des Widerstandes 50 sind geerdet. Der Kollektoranschluß des Transistors 52 ist mit einem der Anschlüsse eines Widerstandes 53 verbunden, dessen anderer Anschluß einen der Ausgänge des Sollwertgebers 4 bildet, welcher an den Informationseingang 20 des Formers 17 (Fig. 2) angeschlossen ist. Der Verstärker 49 (Fig. 4) ist nach ähnlicher Schaltung ausgeführt, wobei sein Ausgang einen anderen Ausgang des Sollwertgebers 4 bildet, welcher an den Informationseingang 21 des Formers 17 (Fig. 2) angeschlossen ist. Der Sollwertgeber 4 (Fig. 4) enthält auch ein Organ 54 zur manuellen Vorgabe eines Änderungsbereiches für die Drehzahl der Unwuchtmassen, das mit den beweglichen Fotowiderständen 46, 47 mechanisch verbunden ist.

Der Geber 5 (Fig. 5) für die durch den Pfahlrüttler aufgenommene Leistung ist z. B. in Form von Stromwandlern 55, 56 ausgeführt, deren Primärwicklungen jeweils in die Phasenstränge A, C eines dreisträngigen Wechselstromnetzes geschaltet sind, an die der Antrieb 8 in Reihe geschaltet ist. Der Ausgang des Gebers 5 ist durch die Anschlüsse der Sekundärwicklungen der Stromwandler 55, 56 und die Anschlüsse der Phasenstränge A, B und C gebildet.

Der Sollwertgeber 6 stellt ein Signalwattmeter mit einem Meßwerk 57, an dem ein Reflektor 58 befestigt ist, und mit einer an die (nichtgezeigte) Speisequelle angeschlossenen Lichtquelle 59 dar. Das Meßwerk 57 ist mit seinen Stromwicklungen an die Sekundärwicklungen der Wandler 55, 56 des Gebers 5 angeschlossen, während die Spannungswicklungen des Meßwerkes 57 an die Anschlüsse der Phasenstränge A, B und C geschaltet sind.

Außerdem enthält der Sollwertgeber 6 bewegliche Fotowiderstände 60, 61, die mit dem Reflektor 58 optisch gekoppelt sind und deren eine Anschlüsse mit der (nichtgezeigten) Speisequelle und deren andere Anschlüsse mit den Fotostrom-Verstärkern 62 bzw. 63 verbunden sind. Die Verstärker 62, 63 sind analog der Schaltung des Verstärkers 48 (Fig. 4) ausgeführt. Die Ausgänge der Verstärker 62, 63 (Fig. 5) sind Ausgänge des Sollwertgebers 6 und liegen jeweils an den Informationseingängen 22, 23 des Formers 17 (Fig. 1). Der Sollwertgeber 6 (Fig. 5) enthält auch ein Organ 64 zur manuellen Vorgabe eines Bereiches der durch den Pfahlrüttler aufgenommenen Leistung, welches mit den beweglichen Fotowiderständen 60, 61 mechanisch gekoppelt ist.

Der Spannungsregler 9 (Fig. 6) des Antriebs 8 hat einen Eintrag für die Gleichstromsteuerung und ist nach einer bekannten Schaltung ("Dreiphasiger Thyristor-Spannungsregler vom Typ PHTT-330-250/600". 1972, Informelektro 07. 28. 15-72, Moskau) aufgebaut.

Die Welle 65 des Asynchronmotors 10 ist mit den Unwuchtmassen des Pfahlrüttlers 11 (Fig. 1) kinematisch gekoppelt.

Der Antrieb 7 (Fig. 7) zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen enthält Schütze 66 und 67 mit Kontakten 68 bzw. 69, die in den dreiphasigen Stromversorgungskreis des Elektromotors 70 geschaltet sind. Die Schütze 66 und 67 sind mit ihren einen Anschlüssen an die Nullschiene 71 und mit ihren anderen Anschlüssen jeweils an die Ausgänge 15, 14 des Steuerwerkes 13 (Fig. 1) gelegt. Die Welle 72 (Fig. 7) des Elektromotors 70 ist mit den Unwuchtmassen des Pfahlrüttlers 11 (Fig. 1) kinematisch gekoppelt.

An der Welle 65 (Fig. 8) des Elektromotors 10 ist ein Zahnrad 73 befestigt, das über ein Zwischenrad 74 mit einem Zahnrad 75 in Eingriff steht. Das Zahnrad 75 sitzt auf einer Welle 76, auf der eine Unwuchtmasse 77 befestigt ist, und steht mit einem Zahnrad 78 in Eingriff, das an der Welle 79 befestigt ist, durch die eine Unwuchtmasse 80 getragen ist. Auf der Welle 76 ist auch der Geber 3 für die Drehzahl der Unwuchtmassen angeordnet. Ein auf der Welle 79 sitzendes Zahnrad 81 steht mit einem Planetenträger 82 in Eingriff, der mittels Wellen 83, 84 mit Planetenrädern 85, 86 verbunden ist, die mit einem auf einer Welle 88 befestigten Zahnrad 87 und einem Zahnkranz 89 in Eingriff stehen.

Auf der Welle 88 sitzt ein Zahnrad 90, das über ein Zahnrad 91 in ein Zahnrad 92 eingreift, die jeweils auf Wellen 93, 94 befestigt sind, auf welchen Unwuchtmassen 95, 96 angeordnet sind.

Auf der Welle 72 des Elektromotors 70 ist eine Schnecke 97 befestigt, die mit einem Schneckenrad 98 in Eingriff steht, das auf der Welle 99 befestigt ist. Auf der Welle 99 sind auch eine Schnecke 100, die in den Zahnkranz 89 eingreift, und eine Schnecke 101, die mit einem Schneckenrad 102 in Eingriff steht, das auf der Welle 103 des Gebers 1 sitzt.

Die Einheit 12 (Fig. 1) zum Temperaturschutz des Asynchronmotors 10 ist nach einer bekannten Schaltung (s. "Asynchronmotoren einheitlicher Baureihe 4A mit einer Leistung von 0,06 bis 400 kW", 1980. Informelektro /Moskau/, 01. 40. 22-81, S. 47 bis 48) aufgebaut. Dabei ist einer der Anschlüsse des Relaisarbeitskontaktes der Einheit 12 geerdet und der andere Anschluß liegt am Eingang 24 (Fig. 2) des Formers 17 logischer Signale.

Der Mehrkanal-Former 17 (Fig. 9) logischer Signale besteht aus sieben Kanälen 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110. Der Kanal 104 enthält einen elektronischen Integralkomparator 111, hintereinandergeschaltete Widerstände 112, 113, mit deren gemeinsamen Anschlüssen der invertierende Eingang des Komparators 111 verbunden ist. Der zweite Anschluß des Widerstandes 112 ist an die (nichtgezeigte) Speisequelle angeschlossen, während der zweite Anschluß des Widerstandes 113 geerdet ist. An den nichtinvertierenden Eingang des Komparators 111 ist einer der Anschlüsse eines Widerstandes 114 und der zusammengeschaltete Anschluß eines Widerstandes 115 und eines an diesen in Reihe geschalteten Kondensators 116 gelegt, wobei der andere Anschluß des Widerstandes 115 mit der (nichtgezeigten) Speisequelle in Verbindung steht und der andere Anschluß des Kondensators 116 geerdet ist. An den Ausgang des Komparators 111 ist der zweite Anschluß des Widerstandes 114 und ein Anschluß eines Widerstandes 117 geschaltet, dessen anderer Anschluß mit der (nichtgezeigten) Speisequelle verbunden ist. Der invertierende Eingang des Komparators 111 dient als Informationseingang 18 des Formers 17, während der Ausgang des Komparators 111 einen Ausgang 27 des Formers 17 bildet.

Die Kanäle 105, 106, 107, 108, 109, 110 sind nach ähnlicher Schaltung aufgebaut, wobei die Eingänge der Kanäle 105, 106, 107, 108, 109, 110 als Informationseingänge 19, 20, 21, 22, 23 bzw. 24 des Formers 17 benutzt werden und ihre Ausgänge als Informationsausgänge 28, 29, 30, 31, 32 bzw. 33 des Formers 17 dienen.

Die Steuereinheit 25 kann z. B. nach einer Schaltung ausgeführt werden, die in Fig. 10 dargestellt ist. Diese Steuereinheit enthält ein logisches 2-Eingangs-NOR-Glied 118, dessen Eingänge an die Ausgänge 27, 30 des Formers 17 (Fig. 9) angeschlossen sind, Negatoren 119, 120, 121 (Fig. 10), deren Eingänge jeweils an die Ausgänge 31, 29, 32 (Fig. 9) des Formers 17 geschaltet sind. Die Ausgänge der Negatoren 120, 121 (Fig. 10) liegen an den Eingängen eines logischen 2-Eingangs-NAND-Gliedes 122, dessen Ausgang mit einem Eingang eines logischen 2-Eingangs-NAND- Gliedes 123 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 33 (Fig. 9) des Formers 17 in Verbindung steht. Der Ausgang des logischen 2-Eingangs-NAND-Gliedes 123 (Fig. 10) ist mit einem Eingang eines logischen 2-Eingangs- NAND-Gliedes 124 verbunden, dessen anderer Eingang am Ausgang 27 (Fig. 9) des Formers 17 liegt. Der Ausgang des 2-Eingangs-NAND-Gliedes 124 (Fig. 10) ist an den Eingang eines Negators 125 und einen jeweiligen Eingang eines logischen 4-Eingangs-NAND-Gliedes 126 angeschlossen, dessen übrige Eingänge jeweils an die Ausgänge des logischen Gliedes 118, des Negators 119 und den Ausgang 28 (Fig. 9) des Formers 17 geschaltet sind. Der Ausgang des logischen Gliedes 126 (Fig. 10) steht mit dem Eingang des Negators 127 in Verbindung.

Die Steuereinheit 25 enthält auch zwei Optothyristoren 128, 129, deren negative Anschlüsse geerdet sind. Der positive Anschluß des Optothyristors 128 ist an den offenen Kollektorausgang des Negators 125 und an einen Anschluß eines Widerstandes 130 geschaltet, dessen anderer Anschluß mit der (nichtgezeigten) Speisequelle verbunden ist. Der positive Anschluß des Optothyristors 129 steht mit dem offenen Kollektorausgang des Negators 127 und einem Anschluß eines Widerstandes 131 in Verbindung, dessen anderer Anschluß an die (nichtgezeigte) Speisequelle gelegt ist. Die Anschlüsse der Anoden der Optothyristoren 128, 129 sind an den positiven Anschluß einer Dioden-Gleichrichterbrücke 132 geschaltet, deren negative Anschluß mit der Nullschine 71 verbunden ist. Der Eingang der Gleichrichterbrücke 132 ist an eine (nichtgezeigte) Wechselstromquelle angeschlossen. Die Anschlüsse der Kathoden der Optothyristoren 128, 129 sind Eingänge 15 bzw. 14 des Steuerwerkes 13 (Fig. 2).

Die Steuereinheit 26 kann z. B. nach einer Schaltung ausgeführt werden, die in Fig. 11 dargestellt ist. Sie enthält eine Starttaste 133 und eine Stoptaste 134, die auf dem Bedienungspult (nicht gezeigt) angeordnet sind. Dabei sind die einen Anschlüsse dieser Tasten geerdet und die anderen über die jeweiligen Widerstände 135, 136 mit der (nichtgezeigten) Speisequelle verbunden. Parallel zu den Tasten 133 und 134 sind jeweils Kondensatoren 137, 138 geschaltet. Der gemeinsame Anschluß der Taste 133, des Widerstandes 135 und des Kondensators 137 ist an den Eingang eines logischen 2-2-2-3-Eingangs-UND-4-Eingangs-NOR- Gliedes 139 geschaltet. Der gemeinsame Anschluß der Taste 134, des Widerstandes 136 und des Kondensators 138 ist mit einem der Eingänge eines logischen 2-Eingangs-UND-Gliedes 140 verbunden, an dessen anderen Eingang der Ausgang 33 des Formers 17 (Fig. 2) gelegt ist, wobei der Ausgang des Gliedes 140 an die jeweiligen Eingänge des Gliedes 139 angeschlossen ist. Die Steuereinheit 26 enthält auch Negatoren 141, 142, 143, 144, deren Eingänge an die Ausgänge 27, 28, 31 bzw. 32 des Formers 17 (Fig. 2) angeschlossen sind, ein logisches 4-Eingangs-NAND-Glied 145 (Fig. 11), dessen einer Eingang mit den Ausgängen 30, 32 des Formers 17 (Fig. 2) verbunden ist, ein logisches 4-Eingangs-NAND-Glied 146 (Fig. 11), bei dem einer der Eingänge an den Ausgang 30 des Formers 17 (Fig. 2) geschaltet ist, und ein logisches 2-Eingangs-NAND-Glied 147 (Fig. 11), dessen einer Eingang mit dem Ausgang 29 des Formers 17 (Fig. 2) in Verbindung steht und dessen anderer Eingang an den Ausgang des Negators 144 (Fig. 11) angeschlossen ist.

Der Ausgang des Negators 141 ist an einen der Eingänge des Gliedes 139 und an einen der Eingänge des Gliedes 145 angeschlossen. Der Ausgang des Gliedes 139 liegt am Eingang eines Negators 148, dessen Ausgang an den jeweiligen Eingang des Gliedes 139 unter Bildung eines RS-Flipflops sowie an den Eingang des Gliedes 145 und an einen Parallelkreis angeschlossen ist, der aus dem Kondensator 149 und den Widerstand 150 besteht, die geerdet sind.

Die übrigen Eingänge des Gliedes 139 sind mit einem Anschluß eines Widerstandes 151 vereinigt, dessen anderer Anschluß an die Speisequelle (nicht gezeigt) geschaltet ist.

An die Eingänge des Gliedes 146 sind auch die Ausgänge der Negatoren 142, 143 und des Gliedes 147 angeschlossen, während der Ausgang des Gliedes 146 mit dem Eingang eines Negators 152 in Verbindung steht. Außerdem ist der Ausgang des Gliedes 147 an den Eingang eines Negators 153 geschaltet. Der Ausgang des Gliedes 145 ist mit einem Negator 154 verbunden, dessen Ausgang an einem Eingang eines logischen ODER-Gliedes 155 liegt, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Negators 152 gelegt ist. Die Ausgänge der Glieder 148, 155, 153 sind jeweilige Steuerausgänge der Einheit 26.

Der Registerblock 35 (Fig. 12) enthält Register 156, 157, deren R-Eingänge zusammengeschaltet sind und einen der Eingänge des Blockes 35 darstellten, der an den Ausgang des Negators 148 (Fig. 11) angeschlossen ist, sowie einen Negator 158 (Fig. 12), dessen Eingang einen der Eingänge des Blockes 35 bildet und an den Ausgang des Negators 153 (Fig. 11) geschaltet ist. Der Ausgang des Negators 158 (Fig. 12) liegt an einem der Eingänge eines logischen 2-Eingangs-NAND-Gliedes 159, dessen anderer Eingang einen der Eingänge des Blockes 35 darstellt und an den Ausgang des Gliedes 155 (Fig. 11) angeschlossen ist. Der Ausgang des logischen Gliedes 159 (Fig. 12) ist über einen Negator 160 mit dem Eingang V 2 der Register 156, 157 verbunden.

Der Block 35 enthält auch einen differenzierenden RC-Kreis, der einen Kondensator 161 aufweist, dessen einer Anschluß mit dem Takteingang 38 des Blockes 35 (Fig. 2) und dessen anderer Anschluß mit einem Widerstand 162 und mit den einen Eingängen logischer 2-Eingangs-NAND-Glieder 163, 164 verbunden sind, deren andere Eingänge als Eingänge des Blockes 35 dienen und jeweils an die Ausgänge des Gliedes 155 (Fig. 11) und des Negators 153 angeschlossen sind. Die Ausgänge der logischen Glieder 163, 164 (Fig. 12) sind an die Eingänge eines logischen 2-Eingangs- NAND-Gliedes 165 gelegt, dessen Ausgang über einen Negator 166 mit den C-Takteingängen der Register 156, 157 verbunden ist. Die Eingänge D ₁, D ₂, D ₃, D ₄, D ₅, D ₆, D ₇, D ₈ und D ^- der Register 156, 157 und der Eingang V 1 des Registers 156 sind geerdet; der Eingang V 1 des Registers 157 stellt einen der Eingänge des Blockes 35 dar und ist an den Ausgang des Negators 153 (Fig. 11) geschaltet. Der Eingang D⁺ des Registers 156 ist über einen Widerstand 167 an die Speisequelle (nicht gezeigt) gelegt, während der Eingang D⁺ des Registers 157 an die höchste Bitstelle des Ausganges des Registers 156 angeschlossen ist. Der Ausgang des Blockes 35 ist durch die 16 Informationsbitstellen der Register 156, 157 gebildet. Die Stellenzahl kann durch Anschluß zusätzlicher Register nach einer Schaltung vergrößert werden, die analog der Schaltung des Registers 157 ist.

Als Taktimpulsgenerator 34 (Fig. 2) und Verstärker 37 können bekannte Generator- bzw. Verstärkerschaltungen ("Funkelektronische Einrichtungen", Handbuch, B. I. Gorshkov, 1984, S. 253, S. 91) verwendet werden.

Die Wirkungsweise der Erfindung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers besteht im folgenden.

Vor Beginn der Einrüttelung des einzutreibenden Elementes (einer Spundbohle, eines Pfahls oder eines Mantelrohrs) werden vom Bediener an den Sollwertgebern 2, 4, 6 (Fig. 1) mit Hilfe der Organe 42 (Fig. 3), 54 (Fig. 4) und 64 (Fig. 5) die erforderlichen Änderungsbereiche für das statische Moment der Unwuchtmassen, für die Drehzahl derselben und für die aufgenommene Leistung voreingestellt. Diese Bereiche dürfen nicht weiter als die konstruktiven Parameter des Pfahlrüttlers sein und werden unter Berücksichtigung der Masse des einzurüttelnden Elementes, der Bodenverhältnisse, der erforderlichen Einrüttelungstiefe und der maximalen Leistung, die vom Pfahlrüttler verbraucht werden kann, gewählt. Die untere Grenze des Änderungsbereiches des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) wird am Sollwertgeber 2 (Fig. 3) in der Regel so eingestellt, daß sie dem minimalen statischen Moment entspricht.

Ein Signal, das eine Information über den laufenden Betrag des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) trägt und vom Geber 1 (Fig. 1) erzeugt wird, trifft am Sollwertgeber 2 ein, an dessen Ausgang elektrische Signale im Zeitpunkt gebildet werden, zu dem das statische Moment der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) die obere oder die untere Grenze des vom Bediener eingestellten Änderungsbereiches dieses Parameters erreicht hat.

Der Geber 3 (Fig. 1) liefert ein Signal, das eine Information über die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) repräsentiert, die zum Eingang des Sollwertgebers 4 (Fig. 1) gelangt. Am Ausgang des Sollwertgebers 4 werden elektrische Signale in den Zeitpunkten gebildet, zu denen die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) die obere oder die untere Grenze des vom Bediener eingestellten Änderungsbereiches der Drehzahl erreicht hat.

Eine Information, die die vom Antrieb 8 (Fig. 1) aufgenommene Leistung kennzeichnet, wird als elektrisches Signal vom Ausgang des Gebers 5 auf den Eingang des Sollwertgebers 6 gegeben. Am Ausgang des Sollwertgebers 6 werden elektrische Signale in den Zeitpunkten gebildet, zu denen die Größe der aufgenommenen Leistung die obere oder die untere Grenze des vom Bediener eingestellten Änderungsbereiches der Leistung erreicht hat.

Ein Signal, das eine Information über die Erwärmungstemperatur der Wicklungen des Motors 10 repräsentiert, gelangt zum Eingang der Temperaturschutzeinheit 12, an deren Ausgang elektrische Signale formiert werden, die eine Information über die Überhitzung des Elektromotors 10 darstellen.

Die Ausgangssignale der Sollwertgeber 2, 4, 6 und der Einheit 12 werden dem Eingang des elektronischen Steuerwerkes 13 zugeführt. Der Former 17 (Fig. 2) wandelt die an seinen Informationseingängen 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 eintreffenden elektrischen Signale in Signale um, deren Spannungspegel mit den Eingangsspannungspegeln der integrierten logischen Glieder der Steuereinheiten 25 und 26 in Übereinstimmung stehen. Die Einheit 25 wertet die Kombination der Eingangssignale aus und erzeugt aufgrund der darin vorgesehenen logischen Funktionen Steuersignale, die an den Ausgängen 14 und 15 des Steuerwerkes 13 erscheinen und das Ansprechen der Schütze 66, 67 (Fig. 7) des Antriebs 7 und eine Änderung der Drehphase der Unwuchtmassen 95, 96 (Fig. 8) gegenüber den Unwuchtmassen 77 und 80 bewirken.

Die Einheit 26 (Fig. 2) wertet die Kombination der Eingangssignale und erzeugt aufgrund der darin vorgesehenen logischen Funktionen Steuersignale, die am Eingang des Registerblockes 35 eintreffen. Im Block 35 werden mit der Flanke der vom Generator 34 am Eingang 38 ankommenden Taktimpulse logische Einsen oder Nullen in die Ausgangsbitstellen der Register 156, 157 (Fig. 2) eingeschrieben, was einer Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) entspricht. Der Digitalkode vom Ausgang des Registerblockes 35 (Fig. 2) wird durch den Digital-Analog-Umsetzer 36 in ein analoges Signal umgesetzt, das verstärkt und vom Ausgang 16 des Steuerwerkes 13 dem Spannungsregler 9 (Fig. 1) zugeführt wird, der die Drehzahl der Welle 65 (Fig. 6) des Elektromotors 10 steuert, durch die die Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) in Drehung versetzt werden.

Da sich die Änderung der Einrüttelungstiefe des Pfahles und die Bodenverhältnisse auf die Größe der vom Pfahlrüttler 11 (Fig. 1) aufgenommenen Leistung auswirken, wird mit der Einrichtung durch stufenlose Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) und des statischen Momentes derselben, welche mit dem Belastungsmoment an der Welle 65 des Elektromotors funktionell verbunden sind, die vom Pfahlrüttler 11 (Fig. 1) aufgenommene Leistung im vorgegebenen Bereich aufrechterhalten.

Eine der praktischen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung, welche in Fig. 3 bis 12 gezeigt ist, funktioniert folgenderweise.

Um einen Anlauf der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) des Pfahlrüttlers 11 (Fig. 1) durchzuführen, muß am Ausgang des Sollwertgebers 2 (Fig. 3) ein Signal niedrigen Pegels anliegen. Dieses Signal, das beim Schließen des Mikroschalters 40 durch die Fahne des Empfängerdrehmelders 39 formiert wird, gelangt zum Eingang 18 (Fig. 9) des Formers 17. Der Kanal 104 des Formers 17 liefert ein logisches 0-Signal, das über den Negator 141 (Fig. 11) der Steuereinheit 26 am Eingang der Glieder 139, 145 eintrifft. Gleichzeitig damit ist die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) gleich Null, was wesentlich geringer als die durch die Fotowiderstände 46, 47 (Fig. 4) des Sollwertgebers 4 eingestellte untere bzw. obere Grenze des Änderungsbereiches der Drehzahl ist. Infolgedessen wird mit dem Licht der Lichtquelle 45, das vom Reflektor 44 des Meßwerkes 43 reflektiert wird, der Fotowiderstand 46 bestrahlt, wobei der Fotowiderstand 47 abgeschirmt ist. Die Größe des Fotostromes des bestrahlten Fotowiderstandes 46 reicht zur Entsperrung des Transistors 52 des Verstärkers 48 aus, so daß am Ausgang des Verstärkers 48 ein elektrisches Signal niedrigen Pegels anliegt.

Da der Fotowiderstand 47 abgeschirmt ist, liegt am Eingang des Verstärkers 49 ein ziemlich geringer Strom vor, so daß an dessen Ausgang ein elektrisches Signal hohen Pegels anliegt.

Das Signal vom Ausgang des Verstärkers 48 des Sollwertgebers 4 gelangt zum Eingang 20 (Fig. 2) des Formers, während das Ausgangssignal des Verstärkers 49 dem Eingang 21 zugeführt wird. Am Ausgang 29 des Formers 17 wird somit ein logisches 0-Signal erzeugt, das eine Information darüber trägt, daß die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) geringer als die untere Grenze des vorgegebenen Bereiches ihrer Änderung ist. Am Ausgang 30 (Fig. 2) des Formers 17 wird ein logisches 1-Signal gebildet, das eine Information darüber repräsentiert, daß die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) die obere Grenze des Bereiches ihrer Änderung noch nicht überschreitet.

Liegt die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) in den Grenzen des am Sollwertgeber 4 eingestellten Bereiches, so sind die beiden Fotowiderstände 46, 47 (Fig. 4) abgeschirmt. Dabei werden an den beiden Ausgängen des Sollwertgebers 4 Signale hohen Pegels und an den Ausgängen 29, 30 (Fig. 2) Signale der logischen Eins gebildet.

Wenn die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) die obere Grenze erreicht oder überschreitet, die durch die Lage des Fotowiderstandes 47 (Fig. 4) vorgegeben ist, erweist sich der letztere als bestrahlt, so daß am Ausgang des Verstärkers 49 das Signal niedrigen Pegels und dementsprechend am Ausgang 30 (Fig. 2) des Formers 17 ein logisches 0-Signal erscheint.

Auf ähnliche Weise ist vor Beginn der Einrüttelung die vom Elektromotor 1 (Fig. 10) aufgenommene Leistung gleich Null, was wesentlich geringer als die durch die Fotowiderstände 60, 61 (Fig. 5) des Sollwertgebers 6 eingestellte untere bzw. odere Grenze des Bereiches ihrer Änderung ist.

Die Arbeitsweise des Sollwertgebers 6 ist analog der des Sollwertgebers 4 (Fig. 4), d. h. wenn die Größe der aufgenommenen Leistung geringer als die untere Grenze der vorgegebenen Leistung ist, ist der Fotowiderstand 60 (Fig. 5) abgeschirmt. Am Ausgang des Verstärkers 62 wird ein elektrisches Signal niedrigen Pegels und am Ausgang 31 (Fig. 2) des Formers 17 ein logisches 0-Signal gebildet. Dabei ist der Fotowiderstand 61 (Fig. 5) abgeschirmt, und am Ausgang des Verstärkers 63 des Sollwertgebers 6 entsteht ein Signal hohen Pegels, während am Ausgang 32 (Fig. 2) des Formers 17 jeweils ein logisches 1-Signal gebildet wird.

Bleibt die Größe der vom Elektromotor 10 (Fig. 1) aufgenommenen Leistung in den Grenzen des vorgegebenen Bereiches liegen, dann sind die beiden Fotowiderstände 60, 61 (Fig. 5) abgeschirmt, so daß an den Ausgängen der Verstärker 62, 63 des Sollwertgebers 6 Signale hohen Pegels und an den Ausgängen 31, 32 (Fig. 2) des Formers 17 logische 1-Signale formiert werden.

Falls die Größe der aufgenommenen Leistung die obere Grenze des Bereiches erreicht oder überschreitet, die durch die Lage des Fotowiderstandes 61 (Fig. 5) vorgegeben ist, erweist sich der letztere als bestrahlt, so daß am Ausgang des Verstärkers 63 ein Signal niedrigen Pegels und am Ausgang 32 (Fig. 2) des Formers 17 ein logisches 0-Signal erscheint.

Vor Beginn der Phahleinrüttelung, da die Temperatur des Elektromotors 10 (Fig. 1) kleiner als die Grenztemperatur ist, sind die Kontakte des Relais der Einheit 12 geöffnet, am Eingang 24 (Fig. 2) des Formers 17 liegt ein Signal hohen Pegels und am Ausgang 33 ein logisches 1-Signal an.

Das Signal der logischen Eins, welches vom Ausgang 30 des Formers 17 am Eingang des Gliedes 118 (Fig. 10) der Steuereinheit 25 eintrifft und die Glieder 126, 127 passiert, bewirkt das Erscheinen eines logischen 0-Signals am Ausgang des Gliedes 127 und die Sperrung des Optothyristors 129.

Die logischen 1-Signale, die an den Ausgängen 32, 33 (Fig. 9) des Formers 17 erzeugt werden, durchlaufen gleichzeitig den Negator 121 (Fig. 10), die Glieder 122, 123, 124 der Steuereinheit 25 und sichern das Erscheinen eines logischen 0-Signals des Negators 125 und die Sperrung des Opthothyristors 128. Dadurch erscheinen an den Ausgängen 14, 15 (Fig. 10) keine Signale mehr, die den Antrieb 7 (Fig. 1) steuern.

Zugleich gelangt das logische 0-Signal vom Ausgang 27 (Fig. 2) des Formers 17 zum Eingang des Negators 141 (Fig. 11), wird invertiert und gelangt zu einem der Eingänge des Gliedes 139. Das logische 1-Signal trifft von Ausgang 33 (Fig. 9) des Formers 17 am Eingang des Gliedes 140 (Fig. 11) und über dieses am Eingang des Gliedes 139 ein. Dabei wird durch Drücken der Starttaste 133 das RS-Flipflop in den 1-Zustand gebracht. Gleichzeitig damit wird an einem der Ausgänge der Steuereinheit 26 das Verbotssignal niedrigen Pegels gegen ein logisches 1-Signal ausgewechselt, das zu den R-Eingängen der Register 156, 157 (Fig. 12) des Blockes 35 gelangt, während am anderen Ausgang der Steuereinheit 26 (Fig. 11) ein logisches 1-Signal erscheint, das nach dem Durchlauf des Gliedes 159, des Negators 160 (Fig. 12) am Eingang V 2 der Register 156, 157 eintrifft und das Einschreiben der logischen Einsen in die letzteren ab der niedrigsten Bitstelle freigibt. Jede Bitstelle wird mit der logischen Eins nach der Flanke eines kurzen Taktimpulses aufgefüllt, der mittels der RC-Kette geformt wird und zum Eingang 38 (Fig. 2) des Registerblockes 35 vom Generator 34 gelangt. Die aus den Gliedern 163, 164, 165, dem Negator 166 (Fig. 12) bestehende Schaltung läßt diese Taktimpulse zu den C-Eingängen der Register 156, 157 nur dann durch, wenn Signale vorliegen, die durch eine Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) hervorgerufen sind. Die Intensität der Erhöhung und/oder Verminderung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 wird durch die Taktimpulsfrequenz des Generators 34 (Fig. 2) vorgegeben. Die Änderung eines Digitalkodes, der am Ausgang des Registerblockes 35 gebildet wird, bewirkt eine entsprechende Spannungsänderung am Ausgang des Digital- Analog-Umsetzers 36 und demnach eine Änderung des Stromes am Ausgang des Verstärkers 37, welcher dem Steuereingang des Reglers 9 (Fig. 1) des Antriebs zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) zugeführt wird. Auf solche Weise erfolgt der stufenlose Anlauf der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 durch den Motor 10.

Die Erhöhung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 wird von einer Vergrößerung der Spannung am Ausgang des Gebers 3 (Fig. 4) und folglich von einer Auslenkung des Meßwerkes 43 begleitet. Der Anlauf der Unwuchtmassen wird fortgesetzt, bis der Fotowiderstand 47 (Fig. 4) bei einer Verdrehung des Meßwerkes 43 belichtet wird, wie es oben beschrieben wurde. Dies ruft das Erscheinen eines Signals niedrigen Pegels am Ausgang des Verstärkers 49 des Sollwertgebers 4 hervor. Das logische 0-Signal, welches eine Information darüber trägt, daß die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) die obere Grenze des vorgegebenen Bereiches erreicht hat, trifft vom Ausgang 30 (Fig. 9) des Formers 17 am Eingang des Gliedes 145 (Fig. 11) ein und bewirkt das Erscheinen eines logischen 0-Signals am zugehörigen Ausgang der Steuereinheit 26. Dieses Signal unterbricht das Einschreiben der logischen Einsen in die Bitstellen der Register 156, 157 des Registerblockes 35, wodurch die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) nicht mehr erhöht wird.

Zugleich gelangt das logische 0-Signal vom Ausgang 30 (Fig. 9) des Formers 17 zum Eingang des Gliedes 118 (Fig. 10) der Steuereinheit 25 und ruft nach dem Durchlauf des Gliedes 126, des Negators 127 das Erscheinen eines logischen 1-Signals am Ausgang des Negators 127 hervor, was zur Öffnung des Optothyristors 129, zum Auftreten eines Signals hohen Pegels am Ausgang der Einheit 25 und zum Ansprechen der Kontakte 69 (Fig. 7) des Schützes 67 führt. Die Welle 72 des Elektromotors 70 beginnt die Schnecke 97 (Fig. 8) zu drehen, die über das Schneckenrad 98, die Welle 99 und die Schnecke 100 den Zahnkranz 89 in Drehung versetzt, der die Umlaufphase der Planetenräder 85 des Zahnrades 87 und damit die Drehphase der Unwuchtmassen 77, 80 ändert.

Die Erhöhung des statischen Gesamtmomentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 wird von einer Vergrößerung der Schwingungsamplitude des Systems "Pfahlrüttler - Pfahl" und der vom Elektromotor 10 aufgenommenen Leistung begleitet. In einem gewissen Zeitpunkt ergibt sich durch die Vibration eine Reduzierung der Reibung zwischen Pfahl und Boden, so daß ein sogenanntes "Loslösen" des Pfahls geschieht, das von einer schnellen Abteufung des letzteren in den Boden mit einer bedeutenden Schwingungsamplitude begleitet wird, was zu einer sprunghaften Erhöhung der vom Pfahlrüttler aufgenommenen Leistung führen würde, wenn seine Betriebsparameter unveränderlich bleiben würden. Weiterhin wird der Einrüttelungsvorgang sowohl von einer monotonen Vergrößerung des Abteufungswiderstandes infolge wirkender Kräfte der Seitenreibung zwischen Pfahl und Boden als auch von einer zufälligen Änderung der Belastungen wegen zufälliger Änderungen der Bodenkennwerte in der Tiefe und zufälliger Anlagerungen von verschiedenen Schichten begleitet. Dies bedingt damit ebenfalls einen unvorhersagbaren Verlauf der aufgenommenen Leistung.

Ist die Größe der aufgenommenen Leistung, die vom Geber 5 (Fig. 5) erfaßt wird, nicht größer als die untere Grenze des vorgebenen Bereiches, so wird, wie oben erwähnt, im Laufe des Betriebs die Erhöhung des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) fortgesetzt.

Falls die Größe der aufgenommenen Leistung die untere Grenze übersteigt, die durch die Lage des Fotowiderstandes 60 (Fig. 5) vorgegeben ist, erscheint am Ausgang 31 (Fig. 9) des Formers 17 ein logisches 1-Signal. Dieses Signal gelangt zum Eingang des Negators 119 (Fig. 11) der Steuereinheit und bewirkt die Umschaltung des Gliedes 126 und des Negators 127 so, daß am Eingang des Optothyristors 129 ein logisches 0-Signal eintrifft, was zu dessen Sperrung nach den nächstfolgenden Abfall des Momentanwertes der durch die Doppelweg-Gleichrichterbrücke 132 gleichgerichteten Spannung auf Null führt. Hierbei werden die Kontakte 69 (Fig. 7) des Schützes 67 geöffnet, wodurch der Elektromotor stromlos wird. Die Vergrößerung des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) hört auf.

Überschreitet die Größe der aufgenommenen Leistung die obere Grenze des vorgegebenen Bereiches, so tritt am Ausgang 32 (Fig. 9) des Formers 17 ein logisches 0-Signal auf. Dieses Signal gelangt zum Eingang des Negators 144 (Fig. 11) und bewirkt die Umschaltung des Gliedes 147 und des Negators 153 in der Weise, daß am Ausgang des Negators 153 ein logisches 1-Signal erscheint unter der Bedingung, daß vom Ausgang 29 (Fig. 9) des Formers 17 das logische 1-Signal eintraf, d. h. die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) nicht geringer als die durch den Sollwertgeber 4 (Fig. 4) eingestellte untere Grenze des Drehzahlbereiches ist.

Der logische 1-Signal gelangt vom Ausgang des Negators 153 (Fig. 11) der Steuereinheit 26 zum Eingang V 1 des Registers 157 (Fig. 12) und stellt eine Betriebsart ein, bei der die logischen Nullen in die Ausgangsbitstellen des Registers, begonnen mit der höchsten Bitstelle, aufeinanderfolgend eingeschrieben werden, in der die letzte logische Eins eingeschrieben worden ist. Dadurch ergibt sich eine Senkung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) und folglich eine Herabsetzung der aufgenommenen Leistung. Das gleiche Signal vom Ausgang des Negators 153 (Fig. 11) kommt zum Glied 164 (Fig. 12), wodurch der Durchlauf der Taktimpulse des Generators 34 (Fig. 2) zum C-Eingang des Registers 157 freigegeben wird, und zum Negator 158 (Fig. 12), um Fehlauslösungen der Schaltung zu vermeiden.

Also erfolgt die Anpassung der Parameter des Pfahlrüttlers 11 (Fig. 1) an die sich ändernden Umgebungsbedingungen, wodurch das Niveau der aufgenommenen Leistung im vorgegebenen Bereich aufrechterhalten wird. Im Laufe des Einrüttelns eines Pfahls, bei den die Kräfte der Seitenreibung zwischen dem Pfahl und den Boden die Kraft des dem Einrütteln entgegenwirkenden Spitzenwiderstandes des Bodens erheblich überwiegt, findet dann eine Senkung der Schwingungsamplitude, der Einrüttelungsgeschwindigkeit und eine Verminderung der vom Rüttler 11 aufgenommenen Leistung um einen gewissen Betrag statt. Dies wird vom Geber 5 (Fig. 5) erfaßt und bewirkt eine Verdrehung des Meßwerkes 57 zur Nullstellung hin. Der Fotowiderstand erweist sich als belichtet. Am Ausgang des Verstärkers 62 entsteht infolgedessen ein Signal niedrigen Pegels, das nach dem Durchgang durch den Former 17 (Fig. 9) als logische 0-Signal zum Eingang des Negators 119 (Fig. 10) der Steuereinheit gelangt. Allen Eingängen des Gliedes 126 werden die logischen 1-Signale zugeführt, wobei an dessen Ausgang ein logisches 0-Signal formiert wird. Vom Ausgang des Negators 127 gelangt zum Optothydristor 129 ein diesen entsperrendes Signal der logischen Eins, das eine Erhöhung des statischen Gesamtmomentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) sowie eine Änderung des Drehwinkels der Schnecke 101, des Schneckenrades 102 und der Welle 103 des Gebers 1 bewirkt. Falls der Betrag des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 der vom Geber 1 erfaßt wird, einen Wert erreicht, der durch die Lage des beweglichen Mikroschalters 41 (Fig. 3) vorgegeben ist, d. h. die an der Welle des Empfängerdrehmelders 39 befestigte Fahne das Schließen des Mikroschalters 41 hervorruft, tritt an einem der Ausgänge des Sollwertgebers 2 ein Signal niedrigen Pegels auf. Dieses Signal gelangt zum Eingang 19 (Fig. 9) des Formers 17, an dessen Ausgang 28 ein logisches 0-Signal gebildet wird, das auf das Glied 123 (Fig. 10) der Steuereinheit gegeben wird. Dadurch wird der Optothyristor 129 gesperrt und findet keine Erhöhung des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) mehr statt.

Gleichzeitig gelangt das logische 0-Signal von Ausgang 28 (Fig. 9) des Formers 17 zum Eingang des Negators 142 (Fig. 11) der Steuereinheit 26 und schaltet das Glied 146, den Negator 152 und das Glied 155 derart um, daß am Ausgang des Gliedes 155 der Steuereinheit 26 ein logisches 1-Signal erscheint. Dies bewirkt eine Erhöhung der Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) so lange, bis die Größe der aufgenommenen Leistung die obere Grenze des durch den Sollwertgeber 6 (Fig. 1) vorgegebenen Bereiches erreicht.

Dadurch, daß der Betrag des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) im Laufe des Pfahleinrüttelns nach dem oben dargelegten Algorithmus den durch den Sollwertgeber 2 (Fig. 1) voreingestellten Höchstwert erreicht, erfolgt die Abteufung des Pfahls in einer großen Tiefe mit höchster Wirksamkeit. Ist der Pfahl in eine Bodenschicht mit großer Spitzenwiderstandszahl geraten, dann nimmt die aufgenommene Leistung z. B. auf die obere Grenze des vorgegebenen Bereiches zu. In diesem Fall tritt, wie oben beschrieben, am Ausgang des Negators 153 (Fig. 11) der Steuereinheit 26 ein logisches 1-Signal auf, und die Drehzahl der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) sinkt bis auf die untere Grenze ab, die durch die Lage des Fotowiderstandes 46 vorgegeben ist, der sich dabei als belichtet erweist. Das Signal niedrigen Pegels gelangt vom Ausgang des Verstärkers 48 des Sollwertgebers 4, indem es den Former 17 (Fig. 9) passiert hat, zum Eingang des Negators 120 (Fig. 10), schaltet die Glieder 122, 123, 124 und den Negator 125 um und bewirkt die Öffnung des Optothyristors 128. Dabei sichert das Signal vom Ausgang 15 (Fig. 1) des Steuerwerkes 13 das Ansprechen des Schützes 66 (Fig. 7) des Antriebs 7, das Schließen der Kontakte 68 und das Umsteuern des Elektromotors auf die Reversierung, d. h. auf die Verminderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) so lange, bis die Belastung an der Welle 65 (Fig. 6) des Elektromotors 10 und die Größe der von diesem aufgenommenen Leistung in den Grenzen des vorgegebenen Bereiches liegen.

Im endgültigen Einrüttelungsstadium sinkt infolge einer erheblichen Senkung der Schwingungsamplitude, die durch Vergrößerung der Seitenreibung bedingt ist, die aufgenommene Leistung ab. Um diese Erscheinung zu überwinden und die Leistung vollständig auszunutzen sowie die Abteufung des Pfahls in den Boden zu unterstützen, wird durch die Einrichtung die Drehzahl der Unwuchtmassen 70, 80, 95, 96 (Fig. 8) und das statische Moment derselben auf die oberen Grenzen der entsprechenden Bereiche ihrer Änderung erhöht, was die Möglichkeit bietet, das Einrütteln der Pfähle bis auf große Tiefen durchzuführen.

Werden die Wicklungen des Elektromotors 10 (Fig. 6) höher als die zulässige Temperatur erwärmt, so erzeugt die Temperaturschutzeinheit 12 (Fig. 1) ein Signal niedrigen Pegels, das zum Eingang 24 (Fig. 2) des Formers 17 und weiter über das Glied 123 (Fig. 10) der Steuereinheit 25 zum Glied 124 und zum Negator 125 gelangt und die Entsperrung des Optothyristors 128 bewirkt, der die Verminderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) steuert. Zugleich gelangt das logische 0-Signale vom Ausgang 33 (Fig. 9) des Formers 17 zum Eingang des Gliedes 140 (Fig. 11) der Steuereinheit 25 und weiter zum Glied 139, so daß das RS-Flipflop zurückgesetzt wird, das auf dem Glied 139 und dem Negator 148 aufgebaut ist. Vom jeweiligen Ausgang der Steuereinheit 26 trifft das logische 0-Signal an den R-Eingängen der Register 156, 157 (Fig. 12) des Registerblockes 35 ein und bewirkt das gleichzeitige Rücksetzen ihrer Ausgangsbitstellen in den Nullstand, die Herabsetzung des Steuerstromes am Ausgang 16 (Fig. 1) des Steuerwerkes 13 auf Null, die Abstellung des Motors 10 des Antriebs 8 und damit das Aufhören der Drehung der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8).

In ähnlicher Weise kann die Arbeit des Pfahlrüttlers 11 (Fig. 1) bei Bedarf vom Bediener durch Drücken der Stoptaste 134 (Fig. 1) gestoppt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht einen stufenlosen Anlauf der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) mit vorgegebenen Niveau der aufgenommenen Leistung.

Die in der Einrichtung verwendeten Geber 1, 3, 5 (Fig. 1), Sollwertgeber 2, 4, 6 und das elektronische Steuerwerk 13 sichern eine hohe Genauigkeit bei der Vorgabe der Parameter der Pfahleinrüttelung. Das Verfahren zur digitalen Verarbeitung von Informationen, die hohe Schnelligkeit der Einrichtung ermöglichen es, die Parameter des Pfahlrüttlers 11 mit hoher Genauigkeit zu steuern, sein Abteufungsvermögen zu erhöhen und seine Leistung voll auszunutzen.

Die Aufrechterhaltung der Leistung in einem schmalen vorgegebenen Nennwertbereich ist für das abschließende Einrüttelungsstadium besonders wichtig, wo die regelbaren Parameter des Pfahlrüttlers - das statische Moment der Unwuchtmassen 77, 80, 95, 96 (Fig. 8) und die Drehzahl derselben - in höchstem Maße zur Überwindung des Bodenwiderstandes in großen Tiefen ausgenutzt werden müssen, um eine vorzeitige Verklemmung des Pfahls (wegen verminderter Schwingungsamplitude) bei unvollständig ausgenutzter Leistung zu vermeiden.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Steuerung eines einen Schwingungserreger mit rotierenden Unwuchtmassen darstellenden Pfahlrüttlers, welche enthält:

• - einen Geber (1) für das statische Moment der Unwuchtmassen,
• - einen Antrieb (7) zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen, der mit dem Pfahlrüttler (11) mechanisch gekoppelt ist,
• - einen Drehzahlgeber (3) für die Unwuchtmassen,
• - einen Antrieb (8) zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen, der einen Spannungsregler (9) und einen Asynchronmotor (10) aufweist und mit dem Pfahlrüttler (11) mechanisch gekoppelt ist,
• - einen Geber (5) für die durch den Pfahlrüttler (11) aufgenommene Leistung,
• - einen Sollwertgeber (6) für die durch den Pfahlrüttler (11) aufgenommene Leistung, der an den Ausgang des Gebers (5) für die durch den Pfahlrüttler (11) aufgenommenen Leistung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit
• - einem Sollwertgeber (2) für das statische Moment der Unwuchtmassen, welcher an den Ausgang des Gebers (1) für das statische Moment der Unwuchtmassen geschaltet ist,
• - einem Sollwertgeber (4) für die Drehzahl der Unwuchtmassen, der mit dem Ausgang des Drehzahlgebers (3) für die Unwuchtmassen verbunden ist,
• - einer Temperaturschutzeinheit (12) für den Asynchronmotor (10) des Antriebs (8) zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen, die mit dem Asynchronmotor (10) in Verbindung steht,
• - einem elektronischen Steuerwerk (13), dessen Informationseingänge jeweils an die Sollwertgeber (2, 4, 6) für das statische Moment der Unwuchtmassen, für die Drehzahl der Unwuchtmassen bzw. für die durch den Pfahlrüttler (11) aufzunehmende Leistung und an die Temperaturschutzeinheit (12) für den Asynchronmotor (10) des Antriebs (8) zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen und dessen Ausgänge (14, 15, 16) jeweils an den Antrieb (7) zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen und an den Antrieb (8) zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen angeschlossen sind, versehen ist.

2. Einrichtung zur Steuerung eines Pfahlrüttlers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuerwerk (13)

• - einen Former (17) logischer Signale, dessen Eingänge (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) als Informationseingänge des elektronischen Steuerwerkes (13) dienen,
• - eine erste und eine zweite Steuereinheit (25 bzw. 26), die zu den Ausgängen (27, 28, 29, 30, 31, 32, 33) des Formers (17) parallelgeschaltet sind, wobei die Ausgänge der ersten Steuereinheit (25) Ausgänge (14, 15) des elektronischen Steuerwerkes (13) bilden und an den Antrieb (7) zur Änderung des statischen Momentes der Unwuchtmassen angeschlossen sind,
• - einen Registerblock (35), dessen Steuereingänge mit den Ausgängen der zweiten Steuereinheit (26) verbunden sind,
• - einen Taktimpulsgenerator (34), der an den Takteingang (38) des Registerblockes (35) angeschlossen ist, und
• - eine Reihenschaltung aus einem Digital-Analog-Umsetzer (36), dessen Eingänge an die Ausgänge des Registerblockes (35) geschaltet sind, und einem Verstärker (37), dessen Ausgang als Ausgang (16) des elektronischen Steuerwerkes (13) dient und an den Antrieb (8) zur Änderung der Drehzahl der Unwuchtmassen angeschlossen ist, enthält.