JP2002540940A - 可変の振幅を有する内部振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内部振動装置であって、振動容器（１）に配置された電動モータ（４）が設けられており、電動モータ（４）が、同様に振動容器に配置された、アンバランス質量体を備えた回転装置を有している形式のものにおいて、アンバランス質量体の重心（１４）の偏心率が、アンバランス質量体の回転軸線（１３）に関して、電動モータ（４）の回転方向に応じて可変であることを特徴としている。これによって内部振動装置はフレッシュコンクリートを圧縮するためにも型枠にコンクリート分配するためにも適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の内部振動装置に関する。

【０００２】 内部振動機または棒状振動機と呼ばれる内部振動装置は一般的に公知であり、
流動的なコンクリートを圧縮（締め固め）するのに用いられる。このために管状
振動機または棒状振動機に対応する長短の管の端部に振動容器が取り付けられて
おり、この振動容器に電動モータと、電動モータによって駆動されるアンバラン
ス質量体とが設けられている。高い回転数で回転するアンバランス質量体は圧縮
しようとするコンクリートに調和された振動を発生させ、この振動は振動容器が
フレッシュコンクリート（まだ固まらないコンクリート）に差し込まれたあとで
フレッシュコンクリートに伝達され、これによって空気封入と、これと関連する
孔形成が排除され、したがってコンクリートの密度が高められるので、所望の品
質および強度が得られる。このような装置は実際に有利であると認識されている
。

【０００３】 さらに内部振動機に類似の構成原理が公知であり、ここでは大きなアンバラン
ス体が低い回転数で駆動されており、これによって振動容器の高い振幅を形成す
ることができる。このような装置はコンクリートを圧縮するよりはむしろ分配す
るのに適している。

【０００４】 工事現場でのコンクリートの加工時に最適に作業できるようにするために、両
方のタイプの装置が必要であり、これによって提供される装置に関する高い材料
的なコストが必要であるばかりではなく、様々なタイプの装置を頻繁に変更し接
続する必要がある。

【０００５】 ドイツ連邦共和国実用新案登録第７３１６２１０号明細書によって、アンバラ
ンス質量体を回転駆動する、振動ケーシングに配置された電動モータを備えた内
部振動機が公知である。アンバランス質量体の回転軸線に関するアンバランス質
量体の重心の偏心率は、コンクリートに振動ケーシングを差し込む際に生じる回
転数減少によって、同時にアンバランス力の減少がもたらされるので、直ちに回
転数減少が補償され得るように、可変である。これによって内部振動機を、コン
クリートの圧縮時にほぼ同じ回転数で維持することができる。

【０００６】 旧東ドイツ経済特許第２６９５６８号明細書によって調節バイブレータが公知
であり、この調節バイブレータでは、最大および最小励振力を調節するために２
つのアンバランス体が１つの軸に配置されており、この配置は、これらのうちの
一方のアンバランス体が軸と堅固に支承され、他方のアンバランス体が軸上で回
転可能に支承されるようにして行われている。回転方向の変化によって、回転可
能なアンバランス体が、定置のアンバランス体に対する位置状態を変化するので
、これによって同時に励振力の変化が結果として生じる。

【０００７】 したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、可変の振幅を有する
内部振動装置を改良して、フレッシュコンクリートを圧縮するだけでなく分配す
ることもできるようなものを提供することである。

【０００８】 この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決
される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

【０００９】 アンバランス質量体が構成に関して不変である場合、アンバランス質量体の回
転軸線に関して、アンバランス質量体の重心の偏心率が変化することによって、
振幅のために重要であるいわゆるｍｒ値（質量体ｍと重心の半径ｒとの積）を変
化させることができる。低いｍｒ値では振幅も小さく、これは有利にはフレッシ
ュコンクリートを圧縮するために適している。ｍｒ値が重心偏心率の変化によっ
て高められると、振幅ひいてはフレッシュコンクリートにおける振動容器の固有
運動も高められる。これによってコンクリートは圧縮されるよりはむしろ移動さ
れ、これによって簡単に型枠に分配することができる。

【００１０】 本発明の有利な実施形態によれば、偏心率が少なくとも２つの固定値の間を可
変で、一方の固定値は圧縮作業のため、他方の固定値は分配作業のために特に適
している。

【００１１】 特に有利には、電動モータの回転数ひいてはアンバランス質量体の回転数が可
変である。これによって各重心偏心率に最適な回転周波数を対応配置することが
できる。この回転周波数は特にフレッシュコンクリートにおける振動容器の作用
によって生じる。簡単な予備試験の枠内で、このために適した値を求めることが
できる。

【００１２】 本発明によれば、電動モータが周波数変換装置から給電され、この周波数変換
装置は少なくとも２つの異なる電気的な周波数を形成するために切換可能である
。周波数変換装置が内部振動装置のスイッチケーシングに配置されていると、ス
イッチケーシングに切換のために必要な操作エレメントを簡単に取り付けること
もできる。

【００１３】 本発明の別の実施形態によれば、電動モータの回転方向が切換可能で、回転装
置が電動モータと連結された軸を備えていて、この軸に２つのアンバランス質量
体を形成する質量エレメントが配置されており、この配置は、第１の質量エレメ
ントが軸に固定されていて、第２の質量エレメントが軸上で、第１の質量エレメ
ントに対して相対的に２つの終端位置の間を回動可能であるようにして行われて
いる。

【００１４】 第１の質量エレメントは、常に電動モータによって設定された軸の回転方向で
軸と共に回転する。したがって回転方向が逆転されると、直ちに第１の質量エレ
メントはこの逆回転方向に追従する。軸上で、規定の境界位置つまり両方の終端
位置の内側で自由に回動可能な第２の質量エレメントは、その慣性に基づいて出
発位置にとどまり、したがって軸上で第１の質量エレメントに対して相対的に回
動されるようになる。たとえば連行部材を介して定義される第２の終端位置に達
すると始めて、第２の質量エレメントも第１の質量エレメントの逆向きの回転方
向に追従する。質量エレメントの適当な配置形式と質量分配とによって、両方の
質量エレメントによって生じるアンバランス質量体の全体の重心が、両方の終端
位置でそれぞれ異なる偏心率ひいてはそれぞれ異なるｍｒ値を有している。

【００１５】 本発明の別の特徴および利点は、以下の説明から明らかである。

【００１６】 次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

【００１７】 図１には、本発明の内部振動機の前方部分が示されている。

【００１８】 一般的に金属から形成された、振動ケーシングとして使用される振動容器１は
、保護管２の端部に取り付けられており、この保護管２は一般的に１．５〜６メ
ートルの長さを有しているが、図１では極端に短縮して示されている。内部振動
機の操作のために、作業員は保護管２、または保護管２の別の端部に取り付けら
れた、図示されていないハンドグリップを把持する。

【００１９】 保護管２の内側に、振動容器１の内側に配置された、それ自体公知の電動モー
タ４のための給電線３が延びている。

【００２０】 電動モータ４に属するロータ軸５の延長部分に回転装置６が取り付けられてい
る。回転装置６は主にロータ軸５と結合している軸７と、軸７に固定された第１
の質量エレメント８と、同様に軸７に配置された第２の質量エレメント９とから
成っている。第１の質量エレメント８がねじ１０によって軸７と堅固に結合され
ており、これに対して第２の質量エレメント９は軸７上で、第１の質量エレメン
ト８に対して、規定の境界位置の内側で自由に回動可能である。

【００２１】 この境界位置は２つの終端位置によって定義されており、これらの終端位置は
図１のＸ−Ｘ線に沿って示された図２のａおよび図２のｂの横断面図に示されて
いる。これに関して第１の質量エレメント８に切欠１１が形成されており、この
切欠１１に、図２のａに示された位置で、第２の質量エレメント９に属する突起
１２が係合する。

【００２２】 図２のｂに示された位置では、第１の質量エレメント８が、切欠１１とは反対
側で突起１２に当接する。

【００２３】 図２のａおよび図２のｂの両方に示された位置の間の切換は、以下のようにし
て行われる。

【００２４】 図２のａでは、第１の質量エレメント８を備えた軸７が矢印Ａの方向で回転す
る。これによって第１の質量エレメント８は切欠１１によって、突起１２を介し
て第２の質量エレメント９を連行するようになる。

【００２５】 電動モータ４の逆転方向では、軸７が図２のｂに示されているように矢印Ｂの
方向で回転する。第２の質量エレメント９は慣性に基づいて図２のａに示された
位置にとどまり、これに対して軸７と堅固に結合された第１の質量エレメント８
は軸７と同様にＢの方向で回転する。

【００２６】 約１８０°回転した後で、第１の質量エレメント８は、切欠１１とは反対側で
突起１２に当接し、第２の質量エレメント９を連行するようになる。そこで第２
の質量エレメント９も同様にＢの方向で回転運動を行う。

【００２７】 図２のａで示された位置では、両方の質量エレメント８，９のそれぞれの重心
が、軸７の回転軸線１３に関して互いに反対側に位置しているが、これに対して
図２のｂに示された位置では、回転軸線１３に関して同じ側に位置している。そ
の結果、両方の質量エレメント８，９によって形成されたアンバランス質量体の
、点で示された全体の重心１４は、図２のａの位置では、図２のｂの位置よりも
回転軸線１３に関して僅かな偏心率を有している。

【００２８】 重心位置の変化つまり重心１４の偏心率の変化は、アンバランス質量体によっ
て生ぜしめられた振動ひいては振動容器１全体の振幅の変化をもたらす。偏心率
が小さいと、いわゆるｍｒ値も低く、振幅も小さい。図２のａに示された状態は
、とくにコンクリートを圧縮するのに適している。

【００２９】 図２のｂの位置に相応して、重心偏心率が大きく、ひいてはｍｒ値が高い場合
、振幅も大きく、これは有利にはフレッシュコンクリートを分けるのに適してい
る。

【００３０】 規定の偏心率もしくは振幅での特に効果的な作業のためには、規定の周波数領
域ひいては電動モータ４の回転数しか適していない。一般的に電動モータ４は、
図示されていない周波数変換装置から給電されたブラシレスモータである。周波
数変換装置によって、たとえば４２ボルトの電圧では、２００ヘルツの電気的な
周波数が提供され、この周波数は１２０００回／分のモータ回転数ひいては２０
０ヘルツの振動周波数を可能にしており、これはコンクリートを圧縮するにのに
特に適している。

【００３１】 本発明に基づいて、周波数変換装置が少なくとも２つの周波数の値の間を切り
換えることができるので、この周波数変換装置は、既に記載した２００ヘルツの
高い周波数の他に、６０００〜９０００回／分のモータ回転数に相応する１００
〜１５０ヘルツの領域の低い周波数も提供し、これは特にフレッシュコンクリー
トを分配するのに適している。

【００３２】 コンクリートを分配するためには、周波数を低くすることだけではなく、振幅
を大きくすることも望まれているので、特に有利には、周波数の切換と回転数の
逆転とが関連づけされており、これによって必要な大きさの重心偏心率が得られ
る。

【００３３】 したがって図２のａに示された位置では、電動モータ４に電気的な高い周波数
が供給され、これに対して電動モータ４は、図２のｂに示された位置では低い周
波数が供給される。

【００３４】 もちろん周波数変換装置は、技術的に有利である限り、３つ以上のそれぞれ異
なる周波数を提供することもできる。このような形式の周波数変換装置の構成は
、専門家にとって公知であり、したがってこれ以上は説明しない。

【００３５】 有利には、周波数間の切換は、内部振動機の、メインスイッチが設けられてい
るスイッチケーシング（図示されていない）で行われる。必要であれば、そこに
回転方向の逆転のためのスイッチを設けることもできる。

【００３６】 図示の有利な実施例で選択された、重心偏心率の変化のための構成は、単に例
示されているにすぎない。専門家にとって、本発明を別の調節機構に使用するこ
とは容易である。たとえば重心偏心率の変化を回転数つまり周波数に応じて制御
することができる。さらに重心偏心率の変化のために必要な質量移動は、電気機
械式の調節部材によってもたらすことができる。

【００３７】 説明した本発明は、別の構成の内部振動装置でも実現することができる。この
別の構成の内部振動装置は、たとえば電動モータが振動発生装置を駆動するため
に振動容器１の内側に配置されておらず、外側に配置されているような内部振動
機である。構成に応じて、電動モータは作業領域の周辺に位置するか、または作
業員によって保持されており、この場合電動モータから振動発生装置までの回転
運動の伝達は、保護管２に案内された可撓性の軸を介して得られる。本発明に基
づいて、電動モータの回転方向は切換可能であるので、可撓性の軸は両方の回転
方向の回転運動の伝達に適合するものでなければならない。これに関しては、専
門家によって様々な構成が知られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内部振動装置の振動容器を示す縦方向断面図である。

【図２】 ａおよびｂは、異なる２つの位置で相対運動可能な２つの質量エレメントを示
す横断面図である。

【符号の説明】

１ 振動容器、 ２ 保護管、 ３ 給電線、 ４ 電動モータ、 ５ ロー
タ軸、 ６ 回転装置、 ７ 軸、 ８ 第１の質量エレメント、 ９ 第２の
質量エレメント、 １０ ねじ、 １１ 切欠、 １２ 突起、 １３ 回転軸
線、 １４ 重心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ バイアーライン ドイツ連邦共和国 ゲルメリング シュテ グマイルシュトラーセ 15 (72)発明者 ヨハン シンドルベック ドイツ連邦共和国 ハーグ／アンパー ハ ウン ヌンマー ３ Ｆターム(参考） 2E172 AA05 FA13 FA18 5D107 AA20 BB10 CC09 DD10 5H607 AA00 BB01 BB14 CC01 CC03 CC07 DD03 DD17 EE57 JJ05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部振動装置であって、電動モータ（４）と、振動ケーシン
   グ（１）と、該振動ケーシング（１）に配置された、前記電動モータ（４）によ
   って駆動される、アンバランス質量体（８；９）を有する回転装置（６）とが設
   けられており、 これらのアンバランス質量体（８，９）の重心（１４）の偏心率が、アンバラ
   ンス質量体（８，９）の回転軸線（１３）に関して可変である形式のものにおい
   て、 前記電動モータ（４）が周波数変換装置から給電されており、該周波数変換装
   置が前記電動モータ（４）のためのそれぞれ異なる少なくとも２つの電気的な周
   波数を生じさせるために切換可能であり、 前記電動モータ（４）の回転方向が切換可能であり、各回転方向に１つの電気
   的な周波数が対応配置されており、 重心の偏心率が前記電動モータ（４）の回転方向の切換に基づいて可変である
   ことを特徴とする、可変の振幅を有する内部振動装置。
2. 【請求項２】 偏心率が少なくとも２つの固定値の間で可変である、請求項
   １記載の内部振動装置。
3. 【請求項３】 前記電動モータ（４）の回転数が可変である、請求項１また
   は２記載の内部振動装置。
4. 【請求項４】 周波数変換装置が内部振動装置のスイッチケーシングに配置
   されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の内部振動装置。
5. 【請求項５】 前記回転装置（６）が、前記電動モータ（４）と連結された
   軸（７）を備えており、第１の質量エレメント（８）が該軸（７）に固定されて
   いて、第２の質量エレメント（９）が前記軸（７）上で前記第１の質量エレメン
   ト（８）に対して相対的に２つの終端位置の間を回動可能であるように、前記軸
   （７）にアンバランス質量体を形成する２つの質量エレメント（８，９）が配置
   されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の内部振動装置。
6. 【請求項６】 前記電動モータ（４）が前記振動ケーシング（１）に配置さ
   れている、請求項１から５までのいずれか１項記載の内部振動装置。
7. 【請求項７】 前記電動モータ（４）と前記回転装置（６）との間に可撓性
   の軸が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の内部振動装置
   。
8. 【請求項８】 前記電動モータ（４）が前記振動ケーシング（１）とは別の
   モータケーシングに配置されている、請求項７記載の内部振動装置。