JP2002506748A - 振動センサと制御装置とを備えたコンクリート締固め装置 - Google Patents

振動センサと制御装置とを備えたコンクリート締固め装置

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JP2002506748A
JP2002506748A JP2000536540A JP2000536540A JP2002506748A JP 2002506748 A JP2002506748 A JP 2002506748A JP 2000536540 A JP2000536540 A JP 2000536540A JP 2000536540 A JP2000536540 A JP 2000536540A JP 2002506748 A JP2002506748 A JP 2002506748A
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control device
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concrete
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シュテッフェン ミヒャエル
グランツ クリスティアン
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ワツカー ヴエルケ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンデイトゲゼルシヤフト
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    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B28B1/087—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
    • B28B1/0873—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould the mould being placed on vibrating or jolting supports, e.g. moulding tables
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    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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Abstract

(57)【要約】 塑性変形可能なコンクリートを型枠（２）内で締め固めるための本発明によるコンクリート締固め装置は、型枠（２）に固定された、振動発生装置（３）を有する少なくとも１つの振動ユニット（１）を有している。本発明によるコンクリート締固め装置は、前記振動ユニット（１）が、前記振動発生装置（３）により型枠（２）に形成された振動に相当する信号を発生させるための加速度センサ（５）と、前記振動発生装置（３）の運転パラメータを調節するための、前記信号によって負荷可能な制御装置（６）とを有していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のコンクリート締固め装置に関
する。
【０００２】 このような形式のコンクリート締固め装置は、コンクリート部分を形成するた
めに型枠内に充填されている、まだ塑性変形可能なコンクリートを締め固めるた
めに働く。この型枠には、少なくとも１つの、一般には複数の振動ユニットが固
定されており、これらの振動ユニットはしばしば各１つの外部振動機を有してい
る。このような外部振動機は通常、モータを有しており、このモータは、フライ
ウェイトから成る１つまたは複数のアンバランス体を駆動し、これによって振動
を発生させる。この振動は固い結合部を介して型枠に伝達される。型枠の振動に
よって、コンクリートを所望通りに締め固めることができる。
【０００３】 通常、比較的大きなコンクリート部分のための型枠には、規定数の外部振動機
が配置されており、これらの外部振動機は全て１つの共通の周波数変換器に接続
されている。この周波数変換器は、接続された電動モータのために、所望の周波
数を有する交流電圧を準備する。
【０００４】 実際の使用時には、しばしば、型枠の特定の範囲が十分に振動させられず、ひ
いてはこれらの範囲のコンクリートが十分に振動させられず、これによって十分
に締め固められないという問題が生じる。オペレータがこの問題を認識した場合
、オペレータは通常、周波数変換器によって準備された電圧周波数を高める。し
かし、この周波数増大は、外部振動機が、これまで弱く起振されていたコンクリ
ートの近傍に位置しているのか、または既に強力に起振されていた個所に位置し
ているのかとは無関係に、接続された全ての外部振動機を対象にして同時に行わ
れる。このことは著しいノイズ負荷および材料負荷を招き、このようなノイズ負
荷および材料負荷はオペレータにとっても、型枠にとっても不都合である。
【０００５】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４２８６８号明細書に基づき、１つの
型枠に固定された、各１つの振動発生装置を有する２つの振動ユニットを備えた
コンクリート締固め装置が公知である。
【０００６】 型枠の振動は、それぞれ振動ユニットに固定された加速度センサによって検出
されて、１つの共通の信号処理ユニットに伝送される。この信号処理ユニットに
は、データ処理ロジックが接続されており、このデータ処理ロジックは測定値と
、記憶された比較値とから、コンクリート成形部分の、予想され得る製品品質に
関する予想を立てる。
【０００７】 全ての振動ユニットに対して有効となる中央の制御は、プレフィールド（Ｖｏ
ｒｆｅｌｄ）において、運転中に可能となるパラメータを極めて正確に求めるこ
とを必要とする。この目的のためには、たとえばエキスパートカタログ（Ｅｘｐ
ｅｒｔｅｎｋａｔａｌｏｇｓ）を蓄積することが提案される。したがって、種々
の成形部分に合わせて締固め装置を適合させること、もしくは２つよりも多い振
動ユニットを運転することは、エキスパートカタログを規定するためのかなり大
きな手間を必要とする。
【０００８】 ドイツ連邦共和国実用新案第２９７１２２４２号明細書に基づき、同様の装置
が公知である。しかし、この公知の装置では、個々の振動機の周波数を個別に変
化させるための手段は設けられていない。
【０００９】 本発明の課題は、型枠の、これまでまだ所望の強さで振動していないような範
囲だけが一層強力に起振可能となるようなコンクリート締固め装置を提供するこ
とである。この場合、種々の型枠ジオメトリ（幾何学的形状）や種々の個数の外
部振動機に合わせてコンクリート締固め装置がフレキシブルにかつ簡単に適合さ
れることが目標とされなければならない。
【００１０】 この課題は、本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴を有するコンクリ
ート締固め装置により解決される。本発明の有利な改良形は請求項２以下に記載
されている。
【００１１】 本発明によれば、複数の振動ユニットが設けられており、これらの振動ユニッ
トが、それぞれ専用の振動発生装置と、専用の加速度センサと、専用の周波数変
換器と、専用の制御装置とを有している。これにより、型枠の個々の個所におけ
る振動強さを、個々の振動ユニットの制御によって極めて正確にかつ個別に行な
うことができる。複数の制御装置の調整を可能にするために、本発明の有利な改
良形では、各振動ユニットの制御装置がデータ線路を介して互いに接続されてい
る。このデータ線路は、振動ユニットを個別に制御するために働く１つの共通の
マスタコンピュータに接続されていてもよい。
【００１２】 本発明による解決手段に基づき、加速度センサを介して、型枠に作用する振動
を検出することが可能となる。振動に対応する、常時変化する加速度値は、制御
装置へ供給され、この制御装置は相応して、型枠で所望の振動を発生させるため
に、振動発生装置の運転パラメータを変化させることができる。すなわち、たと
えば、加速度センサが、型枠の低過ぎる振動を検出した場合には、制御装置が振
動発生装置の周波数を高めることが可能となる。
【００１３】 制御装置を用いた周波数変換器の制御に基づき、振動発生装置の振動周波数を
変化させることが簡単に可能となる。
【００１４】 本発明の特に有利な構成では、加速度センサが振動発生装置または型枠に固定
されている。これによって、加速度センサは振動を直接に型枠で検出し得るよう
になるか、または型枠における振動発生装置の固い固定に基づき、型枠と同じ振
動を受ける振動発生装置において振動を検出し得るようになる。
【００１５】 振動ユニットに設けられた個別制御装置のための目標値としては、振動発生装
置の周波数、目標加速度または許容コントロール範囲が適しており、この許容コ
ントロール範囲内で個別制御装置は、測定された振動信号に関連して、振動発生
装置を制御することができる。
【００１６】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１７】 本発明によるコンクリート締固め装置は、複数の振動ユニット１を有しており
、これらの振動ユニット１はそれぞれ、やはり概略的にしか図示されていない、
液状のコンクリートを収容するために働く型枠２に配置されている。これらの振
動ユニット１は、それぞれ振動発生装置として働く、型枠２に固く固定された外
部振動機３と、周波数変換器４と、加速度センサ５と、制御装置６とから成って
いる。図面を簡略化するために、図面には、これらの振動ユニット１のうちの１
つの振動ユニットの構造しか示さない。
【００１８】 自体公知の外部振動機３は、主として電動モータと、この電動モータにより駆
動される１つまたは２つのフライウェイトとから成っている。このフライウェイ
トは回転時に、意図された振動を発生させるための必要なアンバランスを生ぜし
める。振動をできるだけ損失なく型枠２へ伝達するためには、外部振動機３が型
枠２に固く結合されていなければならない。既に説明したように、外部振動機３
自体は公知の構成部分であるので、外部振動機に関する詳しい説明や図面におけ
る詳細な図示は省略する。
【００１９】 振動周波数を調節し得るようにするためには、外部振動機３の電動モータに周
波数変換器４が前置接続されている。この周波数変換器４は公知の形式で電流回
路網に接続されている。周波数変換器４は電源周波数を、外部振動機３のために
適した電圧周波数に変換する。型枠２に結合された全ての外部振動機３に１つの
周波数変換器４によって電流を供給することは知られている。それに対して、本
発明の構成では、それぞれの外部振動機３のために専用の周波数変換器４が設け
られている。
【００２０】 図示の実施例では、周波数変換器４が直接に外部振動機３に配置されている。
しかし、構成に応じて、周波数変換器４を、外部振動機３から離れて別個のスイ
ッチキャビネット（図示しない）内に設けることも有利になり得る。
【００２１】 加速度センサ５も振動ユニット１の構成要素である。この加速度センサ５は外
部振動機３に取り付けられるか、または直接に型枠２に取り付けられると有利で
ある。これにより、形成された振動をできるだけ精密に検出することができる。
加速度センサ５は、振動により生ぜしめられた、型枠２に作用する加速度を記録
し、これに基づき信号を発生させる。この信号は制御装置６に伝送される。
【００２２】 制御装置６は、本発明の構成に応じて、加速度センサ５により測定された加速
度値と、対応する規定された目標値とに基づいて周波数変換器４を制御するコン
トロール装置として実現されていてもよい。パラメータとしては、測定された振
動周波数の他に、測定された加速度値も適している。制御装置６には、許容コン
トロール範囲、あるいはまた特性マップが記憶されていてよい。この特性マップ
を用いて、制御装置６は加速度センサ５の信号を考慮して外部振動機３の運転に
影響を与える。
【００２３】 型枠２に複数の振動ユニット１が固定されている場合、本発明の特に有利な構
成では、これらの振動ユニット１もしくはその各制御装置６が、データ線路７を
介して互いに接続されている。たとえばデータバスとして形成されたデータ線路
７を介して、制御装置６は互いに情報を交換し、かつ規定の運転状態に関して互
いに情報報知し合うことができる。
【００２４】 本発明の図示の特に有利な構成では、データ線路７がさらにマスタコンピュー
タ８に接続されている。このマスタコンピュータ８を介して、それぞれ個々の制
御装置６が中央で制御可能となる。マスタコンピュータ８からは、コンクリート
部分を形成する際の相応する製作ステップのために必要となる運転パラメータが
目標値の形で各制御装置６に供給される。マスタコンピュータ８は、たとえばそ
れぞれ個々の制御装置６に、外側振動機３がこの時点ではどの周波数で作動する
と望ましいか、もしくはどの加速度値が達成されると望ましいかを報知する。こ
のために、マスタコンピュータ８は、対応する許容コントロール範囲をも制御装
置６に伝送することができる。この許容コントロール範囲内で、制御装置６は、
ファイルされた制御プログラムに応じて外部振動機３をいわば「自給自足的（ａ
ｕｔａｒｋ）」に制御する。
【００２５】 マスタコンピュータ８は、型枠２により規定された型内に液状のコンクリート
を充填する際に振動ユニット１をまず低い周波数で運転し、これにより過剰のノ
イズ発生を回避することを可能にする。引き続き行われる締固めプロセスでは、
マスタコンピュータ８によって外部振動機３の周波数が高められる。各加速度セ
ンサ５を介して、それぞれ局所的な制御装置６は、対応する外部振動機３が型枠
２において所要の加速度を達成しているかどうかを求める。測定された加速度が
十分ではない場合、制御装置６は周波数変換器４を介して外部振動機３の周波数
を高める。それに対して、加速度が大き過ぎる場合には、外部振動機３の周波数
が減じられる。
【００２６】 また、外部振動機３のモータタイプに応じて、周波数は一定のままでロータも
しくはフライウェイトの互いに相対的な位置に影響を与え、ひいては型枠に作用
する力もしくは加速度に影響を与えることも可能である。ロータの相対位置は、
よく知られているようにアンバランスの重心に影響を与え、ひいてはその都度の
時点における合成力ベクトルの強さに影響を与える。
【００２７】 本発明によるコンクリート締固め装置は種々様々な形式の振動発生装置に合わ
せて実現可能であるので、当然ながら、いくつかの事例では、型枠２に作用する
振動に、制御装置６を用いて、周波数変換器４とは異なる手段でも影響を与える
ことができる場合には、周波数変換器４が不要となる。したがって、上で説明し
た実施例は、単に本発明を説明するためのものであって、決して本発明を制限す
るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるコンクリート締固め装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 振動ユニット、 ２ 型枠、 ３ 外部振動機、 ４ 周波数変換器、
５ 加速度センサ、 ６ 制御装置、 ７ データ線路、 ８ マスタコンピュ
ータ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月１７日（２０００．４．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 全ての振動ユニットに対して有効となる中央の制御は、プレフィールド（Ｖｏ
ｒｆｅｌｄ）において、運転中に可能となるパラメータを極めて正確に求めるこ
とを必要とする。この目的のためには、たとえばエキスパートカタログ（Ｅｘｐ
ｅｒｔｅｎｋａｔａｌｏｇｓ）を蓄積することが提案される。したがって、種々
の成形部分に合わせて締固め装置を適合させること、もしくは２つよりも多い振
動ユニットを運転することは、エキスパートカタログを規定するためのかなり大
きな手間を必要とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 ドイツ連邦共和国実用新案第２９７１２２４２号明細書に基づき、同様の装置
が公知である。この公知の装置では、１つの振動テーブルに複数の振動発生装置
が設けられている。これらの振動発生装置の周波数および相対的な位相位置は個
々に調節可能である。このためには、振動テーブルに複数のセンサが配置されて
おり、これらのセンサは振動テーブルの全体リアクション、つまり全体振動を検
出して、測定信号として１つの共通の制御装置に伝送する。この公知の装置にお
いても、所望の複雑な振動リアクションを得るためには、制御装置として働くベ
クトルコントローラに、手間のかかるコントロールアルゴリズム、特性マップ等
が蓄積されていることが必要となる。さもないと、センサからのフィードバック
を不満足にしか評価することができない。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６４００７９号明細書に基づき、原理的に
比較可能な構造を知ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 本発明の課題は、型枠の、これまでまだ所望の強さで振動していないような範
囲だけが一層強力に起振可能となるようなコンクリート締固め装置を提供するこ
とである。この場合、種々の型枠ジオメトリ（幾何学的形状）や種々の個数の外
部振動機に合わせてコンクリート締固め装置がフレキシブルにかつ簡単に適合さ
れることが目標とされなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 この課題は、本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴を有するコンクリ
ート締固め装置により解決される。本発明の有利な改良形は請求項２以下に記載
されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 本発明によれば、複数の振動ユニットが設けられており、これらの振動ユニッ
トが、それぞれ専用の振動発生装置と、専用の加速度センサと、専用の周波数変
換器と、専用の制御装置とを有している。これにより、型枠の個々の個所におけ
る振動強さを、個々の振動ユニットの制御によって極めて正確にかつ個別に行な
うことができる。複数の制御装置の調整を可能にするために、本発明の有利な改
良形では、各振動ユニットの制御装置がデータ線路を介して互いに接続されてい
る。このデータ線路は、振動ユニットを個別に制御するために働く１つの共通の
マスタコンピュータに接続されていてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスティアン グランツ ドイツ連邦共和国 オーバーシュライスハ イム アム ミヒャエリアンガー ２ベー

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 塑性変形可能なコンクリートを型枠（２）内で締め固めるた
    めのコンクリート締固め装置であって、型枠（２）に固定された少なくとも２つ
    の振動ユニット（１）が設けられている形式のものにおいて、前記振動ユニット
    （１）がそれぞれ −振動発生装置（３）と、 −該振動発生装置（３）により型枠（２）に形成された振動に相当する信号を発
    生させるための加速度センサ（５）と、 −前記振動発生装置（３）の運転パラメータを調節するための、前記信号によっ
    て負荷可能な制御装置（６）と、 −該制御装置（６）によって負荷可能な、前記振動発生装置（３）のための周波
    数変換器（４）と を有していることを特徴とする、コンクリート締固め装置。
  2. 【請求項２】 振動発生装置が、外部振動機（３）である、請求項１記載の
    コンクリート締固め装置。
  3. 【請求項３】 加速度センサ（５）が、振動発生装置（３）または型枠（２
    ）に固定されている、請求項１または２記載のコンクリート締固め装置。
  4. 【請求項４】 各振動ユニット（１）の制御装置（６）が、データ線路（７
    ）を介して互いに接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のコ
    ンクリート締固め装置。
  5. 【請求項５】 各振動ユニット（１）の制御装置（６）が、前記データ線路
    （７）に接続された１つのマスタコンピュータ（８）を介して制御可能である、
    請求項４記載のコンクリート締固め装置。
  6. 【請求項６】 制御装置（６）が、目標値によって負荷可能である、請求項
    １から５までのいずれか１項記載のコンクリート締固め装置。
  7. 【請求項７】 前記目標値が、前記マスタコンピュータ（８）を介して入力
    可能である、請求項５または６記載のコンクリート締固め装置。
JP2000536540A 1998-03-16 1999-03-15 振動センサと制御装置とを備えたコンクリート締固め装置 Ceased JP2002506748A (ja)

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PCT/EP1999/001692 WO1999047322A1 (de) 1998-03-16 1999-03-15 Betonverdichtungsanordnung mit schwingungssensor und steuerung

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EP (1) EP1064131B1 (ja)
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