DE4239955C1 - Vorrichtung mit an einem Fahrzeug befestigten Vibrator zum Erzeugen seismischer Schwingungen - Google Patents

Description

Zur Erzeugung seismischer Schwingungen werden häufig mobile Vibratoren verwendet. Diese sind in der Regel an einem speziell für diese Zwecke konstruierten Fahrzeug befestigt.

Ein Vibrator besteht aus den wesentlichen Komponenten Bodenplatte und Reaktionsmasse, die gegeneinander mittels einer Kolben-Zylindereinheit in Schwingungen versetzt werden können. Der gesamte Vibrator ist über eine Hubvorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden. Zum Einsatz des Vibrators wird die Bodenplatte auf den Boden abgesenkt und mittels der Hubvorrichtung an den Boden gedrückt. Die Anpressung geht so weit, daß das Fahrzeug dabei vorne oder hinten angehoben wird, so daß praktisch das gesamte Gewicht des Fahrzeuges als statische Vorlast auf dem Vibrator ruht. Dadurch können relativ große Schwingamplituden erzielt werden.

Aus der DE-OS 25 09 704 ist ein Fahrzeug mit einem Vibrator bekannt, bei welchem der Vibrator am freien Ende eines schwenkbar am Fahrgestell angelenkten rahmenartigen Trägers angeordnet ist und bei dem eine Hubvorrichtung mit Abstand zum Bodenvibrator zwischen dem Fahrgestell und dem schwenkbaren Träger befestigt ist. Die Hubvorrichtung besteht dabei aus einer Kolben-Zylindereinheit, deren Ende schwenkfähig mit dem Fahrgestell und dem schwenkbaren Trägerrahmen verbunden sind. Der schwenkbare Trägerrahmen weist am Fahrgestell angeordnete Schwenkarme auf, an deren Enden die Trägerplatte des Vibrators befestigt ist. Zu den Schwenkarmen sind parallel liegende Ausgleichsarme angeordnet, die es durch ihre teleskopische Ausbildung ermöglichen, die Bodenplatte des Vibrators in Längsrichtung des Fahrzeuges zu kippen.

Obgleich sich diese Anordnung über viele Jahre bewährt hat, ist deren Ausführung jedoch sehr kostenaufwendig und heutigen konstruktiven Möglichkeiten nicht mehr angepaßt.

Aus der US 3 866 709 ist ein Vibrator bekannt, der am oberen Ende an einem Haltestab mit einem kugelförmigen Ende befestigt ist. Damit ist auch ein Kippen des Vibrators aus der Horizontalen möglich. Diese Anordnung gibt aber keine Möglichkeit an, das gesamte Fahrzeuggewicht auf den Vibrator aufzulasten.

Aus der DE-OS 14 73 922 ist ein an einem Fahrzeug befestigter Vibrator bekannt, der über zwei seitlich zum Fahrzeug angeordnete Hubzylinder anheb- und absenkbar ist. Zum Ausgleich von Bodenunebenheiten ist das Verbindungsteil zwischen Bodenplatte und Hubteil elastisch ausgebildet. Dies hat allerdings den Nachteil, daß die übertragene Vibrationsenergie beeinträchtigt ist und der elastische Teil im übrigen starkem Verschleiß unterworfen ist.

Die DE-OS 27 37 991 zeigt einen Vibrator, dessen Bodenplatte durch eine besondere Anordnung von Stabilisierungsstäben aus der Horizontalen gekippt werden kann. Allerdings verbleiben Schwingsystem und Reaktionsmasse in vertikaler Ausrichtung zum Fahrzeug, so daß durch die winkelmäßige Anordnung der Bodenplatte gegenüber der Reaktionsmasse ein Schereffekt auftreten kann, der zu schnellem Verschleiß des Vibrators und unerwünschter Erregung von Scherwellen führen kann.

Aus der DE-OS 27 45 213 ist ein Fahrzeug mit einer seismischen Quelle nach dem Schlagprinzip bekannt, wobei eine kardanisch aufgehängte zentrale Zylindereinheit vorgesehen ist. Die Plattenbefestigung mit Gliedern ist zwar mit einer Pendellagerung vergleichbar, jedoch sind die Zylinder am Gestell des Fahrzeugs schwenkbar befestigt und nicht zum Anheben und Absenken des Impulsgenerators vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem an einem Fahrzeug befestigten Vibrator zum Erzeugen seismischer Schwingungen anzugeben, die bei kleinem Aufbau und geringen Kosten ebenfalls eine Verschwenkung der Bodenplatte in Anpassung an unebene Böden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der gesamte Vibrator konstruktiv einfach am Fahrzeug befestigt werden und es ist ein einfaches Verschwenken möglich.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Vibrator mittels zweier seitlich zur Reaktionsmasse angeordneter mit der Trägerplatte des Vibrators verbundener Hubvorrichtungen anheb- bzw. absenkbar ist. Dabei sind die Hubzylinder an festen Trägern befestigt, die mit den Längsträgern des Fahrzeugs verbunden sind.

Die unteren Enden der Kolbenstangen der Zylinder sind mittels Pendelstützenlager mit der Trägerplatte des Vibrators verbunden, um ein Verschwenken der Bodenplatte in Anpassung an unebene Böden zu ermöglichen. Die Pendelstützenlagerachse ist vorzugsweise quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu einem erhöhten Schutz gegen Beschädigungen, wenn beispielsweise während eines Standortwechsels des Fahrzeuges in unebenem Gelände die Bodenplatte gegen ein Hindernis stößt. Durch die kippbare Ausbildung kann die Bodenplatte auf einer Bodenfläche so abgesetzt werden, daß eine gute Kopplung an den Erdboden erzielt wird. Die Reaktionsmasse schwingt gegenüber der Bodenplatte in jedem Fall in gleicher Richtung unabhängig von der Stellung der Bodenplatte gegenüber dem Fahrzeug.

Den Kolben-Zylindereinheiten sind insbesondere ingetrierte Druckbegrenzungsventile zugeordnet, wobei auch integrierte entsperrbare Rückschlagventile mit in die Kolben-Zylindereinheiten integriert sein können, um eine höchstmögliche Sicherheit zu gewährleisten. Die Kolben-Zylindereinheiten sind insbesondere als Differentialzylinder oder Gleichlaufzylinder ausgebildet.

Das Verfahren zur Erzeugung der Schwingungen, das Absetzen des Vibrators und das Andrücken gegen den Boden erfolgen im wesentlichen auf bekannte Weise.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamteinsicht eines Fahrzeuges mit einem Vibrator,

Fig. 2 eine Rückansicht der Befestigung des Vibrators und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Vibrators nach Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug weist eine Führerkabine 3 und einen Antrieb 2 auf. Zwischen den Achsen des Fahrzeuges befindet sich an Längsträgem 6 befestigt ein Vibrator 1 mit Hub- und Führungsvorrichtungen und einem Stabilisator.

Die Fig. 1 zeigt den Vibrator in angehobener Ansicht. Zur Erzeugung seismischer Energie werden die an Längsträgern 6 des Fahrzeugs beidseitig der Reaktionsmasse 27 (Fig. 2) befestigten Kolben-Zylindereinheiten 4 ausgefahren, so daß die Bodenplatte 7 des Vibrators auf den Boden aufdrückt. Weiteres Ausfahren der Kolben der Kolben-Zylindereinheiten 4 bewirkt, daß der hintere Teil des Fahrzeuges vom Boden abgehoben wird, so daß nahezu das gesamte Fahrzeuggewicht auf dem Vibrator 1 lastet. In dieser Stellung wird dann in bekannter Weise durch Betätigung einer weiteren Kolben-Zylindereinheit die Bodenplatte gegenüber einer Reaktionsmasse 27 in Schwingungen versetzt.

Fig. 2 zeigt die Befestigung des Vibrators. Die Hubzylinder der Kolben- Zylindereinheiten 4 sind an festen Trägern 32 befestigt, die mit den Längsträgem 6 des Fahrzeuges verbunden sind. Die unteren Enden der Kolbenstangen der Kolben-Zylindereinheiten 4 sind in Pendelstützenlagern 33 verankert, die ein Kippen der Trägerplatte 18 gegenüber den Kolbenstangen der Zylinder erlauben. Auf diese Weise ist eine Anpassung der Bodenplatte 7 an unebene Bodenverhältnisse erreicht.

Es ist eine dynamische Hubbegrenzung 34 vorgesehen, die gegen ein Schwingmetall oder eine Stahlfeder 35 wirkt.

Die Zylinder der Kolben-Zylindereinheiten 4 sind als Differentialzylinder oder Gleichlaufzylinder ausgebildet. Im Kopf der Zylinder befindet sich vorzugsweise ein Druckbegrenzungsventil und ein entsperrbares Rückschlagventil. Insbesondere durch diese Maßnahme können die Zylinder gleichzeitig als Hubzylinder und als Führungszylinder dienen.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 2. Der Zylinder der Kolben-Zylindereinheit 4 ist über eine Zylinder-Flanschbefestigung mit dem Querträger 32 fest verbunden. Das untere Ende der Kolbenstange der Kolben-Zylindereinheit 4 endet in einer Pendelstützenlagerung 33.

Die Kolben der Kolben-Zylindereinheiten brauchen nur soweit ausgefahren werden, daß die Hinterachse des Fahrzeuges gerade vom Boden abhebt.

Vorzugsweise wird daher eine lastabhängige Hubschaltung verwendet, bei der nur ein solcher hydraulischer Druck in die Zylinder eingespeist wird, der gerade noch ein Anheben der Fahrzeughinterachse bewirkt.

Die Hubschaltung wird vorzugsweise durch Verwendung eines an sich bekannten Druckproportionalventils im Kopf des Zylinders erreicht.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß keine Verkantungen des Vibrators auftreten und daß der Arbeitshub der Zylinder klein gehalten werden kann, wodurch sich auch ein geringerer Kraftstoffverbrauch und eine höhere Lebensdauer der Zylinder ergibt.

Bezugszeichenliste

 1 Vibrator
 2 Antrieb
 3 Fahrerkabine
 4 Kolben-Zylindereinheit
 6 Träger
 7 Bodenplatte
18 Trägerplatte
27 Reaktionsmasse
32 Träger
33 Pendelstützenlager
34 Hubbegrenzung
35 Feder

Claims (4)

1. Vorrichtung mit einem an einem Fahrzeug befestigten Vibrator (1) zum Erzeugen seismischer Schwingungen, mit einer Bodenplatte (7) und einer Reaktionsmasse (27), die in bezug auf das Fahrzeug mittels zweier Hubvorrichtungen auf den Boden absenkbar sind, wodurch die Bodenplatte (7) aus einer angehobenen Transportstellung in eine auf dem Boden liegende Arbeitsstellung absenkbar und gegen den Boden anpreßbar ist, und wobei jede Hubvorrichtung je eine Kolben-Zylindereinheit (4) aufweist, die zwischen dem Vibrator (1) und je einem Längsträger (6) des Fahrzeugs angreift, so daß der gesamte Vibrator (1) mittels der beiden seitlich zur Reaktionsmasse angeordneten sowie mit einer Trägerplatte (18) des Vibrators verbundenen Hubvorrichtungen anheb- bzw. absenkbar ist, wobei ferner die Kolben-Zylindereinheiten (4) der Hubvorrichtungen an festen Trägern (32) befestigt sind, die mit den Längsträgern (6) des Fahrzeugs verbunden sind, und die unteren Enden der Kolbenstangen der Kolben-Zylindereinheiten über Pendelstützenlager (33) mit der Trägerplatte (18) des Vibrators verbunden sind, um ein Verschwenken der Bodenplatte in Anpassung an unebene Böden zu ermöglichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß den Kolben- Zylindereinheiten (4) integrierte Druckbegrenzungsventile zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß den Kolben- Zylindereinheiten (4) integrierte entsperrbare Rückschlagventile zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben- Zylindereinheiten (4) als Differentialzylinder oder Gleichlaufzylinder ausgebildet sind.