Vibrationseinrichtung Bei großen Arbeitsgeräten, z. B. Betonformen
zum Verdichten von Beton, besteht die Notwendigkeit, mehrere Vibratoren an ein Arbeitsstück
anzusetzen. Um mit gutem Wirkungsgrad arbeiten zu können, liegt der Gedanke nahe,
hierfür selbsterregte Vibratoren mit hydraulischem oder pneumatischem Druckmittel
zu verwenden, bei denen die Vibrationsfrequenz an die Eigenfrequenz der Ansatzstelle
des Vibrators am Arbeitsgerät angepaßt werden kann. Erfindungsgemäß wird für alle
an einem Arbeitsstück angesetzten Vibratoren ein gemeinsames Steuergerät verwendet,
so daß die eigentlichen Vibratoren nur aus Arbeitskolben, Arbeitsfedern und Arbeitskolbengehäuse
bestehen. Dabei wird vorausgesetzt, daß es sich um solche Arbeitsstücke (Formen)
handelt, bei denen die Eigenfrequenz an den Ansatzstellen der Vibratoren geringe
Unterschiede aufweist, so daß trotz gemeinsamer Steuerung der Vibratoren ein Arbeiten
in der Nähe der Resonanz und damit ein guter Wirkungsgrad möglich ist. Andererseits
kann die Vibrationsfrequenz der Vibratoren auch außerhalb der Resonanzstellen eingestellt
werden, so daß ein Betrieb mit beliebiger Vibrationsfrequenz und konstanter Amplitude
sämtlicher an das Steuergerät angeschlossenen Vibratoren möglich ist. Das Steuergerät
ist erfindungsgemäß als selbsterregter Schwinger ausgebildet, dessen Frequenz beliebig
eingestellt «-erden kann, so daß eine Anpassung der von einem Steuergerät gesteuerten
Vibratoren an das jeweilige Arbeitsstück und entsprechend dem technologischen Vorgang
möglich ist. Bei sehr
großen Arbeitsstücken können auch die Vibratoren
gemeinsamer Vibrationsfrequenz zu Gruppen zusammengefaßt werden, die von je einem
besonderen Steuergerät gesteuert werden. In der Zeichnung zeigt Abb. i ein selbsterregtes
Steuergerät für Druckölbetrieb, Abb. 2 ein solches für Druckluftbetrieb, Abb. 3
eine Vorrichtung für die Frequenzeinstellung des Steuergerätes und Abb. 4 ein Steuergerät,
das mit mehreren Vibratoren in Selbsterregerschaltung zusammen arbeite In Abb. i
bedeutet i das selbsterregte Steuergerät, bestehend aus dem Hauptsteuerschieber
2, der gegen das Gehäuse 3 mittels der Federn 4 und der Bolzen 5 abgefedert ist.
Der untere Teil des Hauptsteuerschiebers 2 ist gleichzeitig Arbeitskolben zu seiner
Betätigung. Die Steuerung des Steuerschiebers 2 erfolgt durch den Vorsteuerkolben
6, der mittels der Federn 7 und der Schwinge 8 mit dem Hauptsteuerschieber 2 elastisch
verbunden ist (in Selbsterregungsschaltung). Der Druck wird bei 9 zu- und bei io
abgeführt. i i ist die Leckölleitung des Vorsteuerkolbens 6, deren Drossel 12 zur
' Dämpfungseinstellung' des Vorsteuerkolbens 6 dient. Die Nulljustierung des Vorsteuerschiebers
6 erfolgt durch die Muttern 13, wobei die Nullage des Vorsteuerschiebers etwas unterhalb
der absoluten Nullage eingestellt wird, damit sich das Steuergerät selbst erregen
kann. Die in der Länge einstellbare Zusatzfeder 14 dient zur Resonanzabstimmung
des Vorsteuerkreises 6 auf den Hauptsteuerkreis 2. 15 stellt das Arbeitsstück dar,
an dem mehrere Vibratoren 16a bis 16c angesetzt werden. Diese Vibratoren bestehen
aus einem Arbeitskolben 17, der mit dem Arbeitsstück starr verbunden wird und sich
gegen das frei schwingende Arbeitskolbengehäuse 18 mittels der Federn i9 abstützt.Vibration device For large implements, e.g. B. Concrete forms
for compacting concrete, there is a need to attach several vibrators to one work piece
to apply. In order to be able to work with a high degree of efficiency, the idea suggests that
for this purpose self-excited vibrators with hydraulic or pneumatic pressure medium
to use where the vibration frequency matches the natural frequency of the attachment point
the vibrator can be adjusted on the implement. According to the invention is for everyone
vibrators attached to a work piece use a common control device,
so that the actual vibrators only consist of working pistons, working springs and working piston housing
exist. It is assumed that the work pieces (shapes)
acts in which the natural frequency at the attachment points of the vibrators is low
Has differences, so that despite common control of the vibrators work
close to the resonance and thus a good degree of efficiency is possible. on the other hand
the vibration frequency of the vibrators can also be set outside the resonance points
so that an operation with any vibration frequency and constant amplitude
all vibrators connected to the control unit is possible. The control unit
is designed according to the invention as a self-excited oscillator, the frequency of which is arbitrary
set «- can be so that an adaptation of the controlled by a control unit
Vibrators to the respective work piece and according to the technological process
is possible. With very
Big work pieces can also use the vibrators
common vibration frequency to groups are summarized, each of one
special control device can be controlled. In the drawing, Fig. I shows a self-excited
Control unit for pressurized oil operation, Fig. 2 one for compressed air operation, Fig. 3
a device for setting the frequency of the control unit and Fig. 4 a control unit,
that work together with several vibrators in self-excitation circuit In Fig. i
i means the self-excited control unit, consisting of the main control spool
2, which is cushioned against the housing 3 by means of the springs 4 and the bolts 5.
The lower part of the main control spool 2 is also his working piston
Activity. The control spool 2 is controlled by the pilot piston
6, which by means of the springs 7 and the rocker 8 with the main control slide 2 is elastic
connected (in self-excitation circuit). The pressure is increased at 9 and at io
discharged. i i is the leakage oil line of the pilot piston 6, the throttle 12 for
'Damping adjustment' of the pilot piston 6 is used. The zero adjustment of the pilot spool
6 takes place through the nuts 13, with the zero position of the pilot valve slightly below
the absolute zero position is set so that the control unit excites itself
can. The additional spring 14, which is adjustable in length, is used for resonance tuning
of the pilot control circuit 6 to the main control circuit 2. 15 represents the work piece,
on which several vibrators 16a to 16c are attached. These vibrators are made
from a working piston 17, which is rigidly connected to the work piece and
is supported against the freely oscillating working piston housing 18 by means of the springs i9.
Die Wirkungsweüse des selbsterregten Steuergeräts entspricht der Wirkungsweise
des selbsterregten hydraulischen Vibrators. Durch die Resonanzabstimmung des Vorsteuerkreises
6 auf den Hauptsteuerschieber 2 eilt die Vorsteuerschwingung y der Hauptsteuerschwingung
x um 9o° nach, wodurch sich die Schwingung selbst aufrechterhält. Die Frequenz dieser
Schwingung kann man durch Ändern der Federkonstanten der Feder 4 beliebig einstellen,
wobei das Vorsteuersystem 6 dann jeweils auf diese Frequenz nachgestimmt werden
muß. Die Steuerung der Vibratoren 1611 bis 16c erfolgt dann zwangsweise als Fremdsteuerung.
Man kann also, wenn die Resonanzfrequenzen des Arbeitsstückes an den Änsatzstellen
der Vibratoren nicht wesentlich voneinander abweichen, die Steuerfrequenz der Vibratoren
so einstellen, daß in der Nähe dieser Resonanzfrequenz gearbeitet wird und damit
ein guter Wirkungsgrad möglich ist. Andererseits kann mit dieser Anordnung auch
genügend weit außerhalb der Resonanzstellen der einzelnen Vibratoren gearbeitet
werden, wenn diese Resonanzstellen frequenzmäßig stärker voneinander abweichen und
überall gleiche Amplitude der Schwingung eingehalten werden soll. In Abb. 2 'ist
das gleiche Steuergerät für Druckluftbetrieb dargestellt, wobei der Hauptschieber
als Membranventil ausgebildet ist, das von einer Arbeitsmembran 2o, 21 betätigt
wird. Der Arbeitskolben 20 stützt sich mittels der Membran 21 gegen das Gehäuse
3 ab.The mode of action of the self-excited control unit corresponds to the mode of operation
the self-excited hydraulic vibrator. Through the resonance tuning of the pilot control circuit
6 the pilot control oscillation y of the main control oscillation rushes to the main control spool 2
x by 9o °, whereby the oscillation is self-sustaining. The frequency of this
Vibration can be set as desired by changing the spring constant of spring 4,
the pilot control system 6 then being tuned to this frequency in each case
got to. The control of the vibrators 1611 to 16c then takes place compulsorily as an external control.
So you can, if the resonance frequencies of the work piece at the Änsatzstellen
of the vibrators do not differ significantly from each other, the control frequency of the vibrators
set so that work is carried out in the vicinity of this resonance frequency and thus
a good efficiency is possible. On the other hand, with this arrangement too
worked far enough outside the resonance points of the individual vibrators
if these resonance points deviate more from one another in terms of frequency and
The same amplitude of the oscillation should be maintained everywhere. In Fig. 2 'is
the same control unit for compressed air operation is shown, with the main slide
is designed as a diaphragm valve which is actuated by a working diaphragm 2o, 21
will. The working piston 20 is supported against the housing by means of the membrane 21
3 from.
2 ist das Membranventil, das als Steuerschieber für die angeschlossenen
Druckluftvibratoren wirkt. Bei letzteren ist der Arbeitskolben zweckmäßig ebenfalls
durch eine Membran ersetzt. Arbeitsmembran 20, 21, Membranventil 2 und die Bolzen
5 sind mit der Platte 25 starr verbunden. Durch Lösen der Muttern 24 können die
Bolzen 5 verdreht werden, wobei sich die Arbeitsfedern 4 und die Koppelfedern 7
in ,die Federmuttern 13a, 13b und 13c hinein- oder herausschrauben, je nach der
Drehrichtung. Dadurch kann die Frequenz des selbsterregten Steuergerätes geändert
werden, wobei das Vorsteuersystem 6 immer auf das Hauptsteuersystem (Kolbenmembran
20) abgestimmt bleibt, so daß ein Abstimmen der Vorsteuerung auf die Frequenz des
Hauptsteuerschiebers nicht erforderlich ist. Die Nulljustierung des Vorsteuerschiebers
6 erfolgt dann durch eine Einstellvorrichtung 22. Die Frequenzeinstellung des Steuergerätes
nach Abb.2 ist in Abb. 3 nochmals besonders dargestellt. Die Arbeitsfedern 4 und
die Koppelfedern 7 sind gegensinnig gewickelt, so daß sich z. B. bei Rechtsdrehung
des Bolzens 5, mit dem die Muttern i3 a, 13b und 13c verbunden sind, alle Federn
verkürzen und damit dieFrequenz des Steuergerätes zunimmt, und umgekehrt. Die Windungszahlen
der Federn 7 und 4 sind dabei gleich groß zu machen, so daß die prozentuale Änderung
der Federkonstanten beim Arbeitsfedersystem 5 und beim Koppelfedersystem 7 beim
Vordrehen des Bolzens 5 gleich ist und sich damit auch die Frequenz beider Schwingungssysteme
um den gleichen Prozentsatz ändert.2 is the diaphragm valve that acts as a control slide for the connected
Pneumatic vibrators works. The working piston is also useful for the latter
replaced by a membrane. Working diaphragm 20, 21, diaphragm valve 2 and the bolts
5 are rigidly connected to the plate 25. By loosening the nuts 24, the
Bolts 5 are rotated, whereby the working springs 4 and the coupling springs 7
in, screw the spring nuts 13a, 13b and 13c in or out, depending on the
Direction of rotation. This allows the frequency of the self-excited control unit to be changed
the pilot control system 6 always on the main control system (piston diaphragm
20) remains tuned, so that a tuning of the feedforward control to the frequency of the
Main control spool is not required. The zero adjustment of the pilot spool
6 is then carried out by a setting device 22. The frequency setting of the control device
according to Fig.2 is shown again in Fig. 3 in a special way. The working springs 4 and
the coupling springs 7 are wound in opposite directions, so that z. B. with clockwise rotation
of the bolt 5, with which the nuts i3 a, 13b and 13c are connected, all springs
shorten and thus the frequency of the control unit increases, and vice versa. The number of turns
the springs 7 and 4 are to be made the same size, so that the percentage change
the spring constants in the working spring system 5 and in the coupling spring system 7 in
Pre-rotation of the bolt 5 is the same and thus the frequency of both vibration systems
changes by the same percentage.
In Abb.4 ist ein Steuergerät für Druckluftbetrieb zum Anschluß an
mehrere Druckluftvibratoren dargestellt. Das Steuergerät setzt sich nur aus einem
Membranventil zusammen, das in Selbsterregungsschaltung mit den Vibratoren zusammenwirkt.
Dies ist dann möglich, wenn das Arbeitsstück 15 so beschaffen ist, daß die Eigenfrequenzen
an den verschiedenen Ansatzstellen der Vibratoren nicht wesentlich voneinander verschieden
sind. Das Membranventil 6 ist mittels der Membran 26 gegen das Gehäuse 32 abgestützt.
Die Membran selbst besitzt Durchlässe 27. Die Nulljustierung erfolgt mittels Änderung
der Vorspannung des Federsystems 7, während die Feinabstimmung der Eigenfrequenz
des Membranventils auf die Vibratorfrequenz mittels der Zusatzfeder 14 erfolgt.
Die Arbeitskolben der Druckluftvibratoren 17 sind mittels der Membranen 28 gegen
das Vibratorgehäuse 18 abgestützt.In Fig.4 there is a control unit for compressed air operation to be connected to
several compressed air vibrators shown. The control unit consists of only one
Diaphragm valve, which interacts with the vibrators in a self-excitation circuit.
This is possible if the workpiece 15 is designed so that the natural frequencies
not significantly different from one another at the various attachment points of the vibrators
are. The membrane valve 6 is supported against the housing 32 by means of the membrane 26.
The membrane itself has passages 27. The zero adjustment takes place by means of a change
the preload of the spring system 7, while fine-tuning the natural frequency
of the diaphragm valve to the vibrator frequency by means of the additional spring 14 takes place.
The working pistons of the compressed air vibrators 17 are opposed by means of the membranes 28
the vibrator housing 18 is supported.
Werden mehrere Vibratoren an ein solches Membranventil in Selbsterregungsschaltung
angeschlossen, so ist ein Betrieb in der Form möglich, daß das Membranventil auf
die mittlere Resonanzfrequenz abgestimmt wird, wenn die Resonanzfrequenzen der einzelnen
Vibratoren wenig voneinander abweichen, oder das Membranventil wird
nacheinander
auf die Resonanzfrequenz jedes einzelnen Vibrators abgestimmt.If several vibrators are connected to such a diaphragm valve in self-excitation circuit
connected, operation is possible in such a way that the diaphragm valve opens
the mean resonance frequency is tuned when the resonance frequencies of each
Vibrators differ little from each other, or the diaphragm valve will
after another
matched to the resonance frequency of each individual vibrator.