WO1996003224A1 - Kompensation von querschwingungen an unwuchtvibratoren - Google Patents

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WO1996003224A1
WO1996003224A1 PCT/EP1995/002899 EP9502899W WO9603224A1 WO 1996003224 A1 WO1996003224 A1 WO 1996003224A1 EP 9502899 W EP9502899 W EP 9502899W WO 9603224 A1 WO9603224 A1 WO 9603224A1
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unbalance
partial
control
rotation
angle
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PCT/EP1995/002899
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Hubert Bald
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GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • B06B1/186—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid operating with rotary unbalanced masses

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for compensating transverse vibrations on unbalance vibrators with a predetermined direction of vibration.
  • the resulting excitation force FE which determines the direction of vibration, is generated by two synchronously and oppositely rotating groups of partial unbalance bodies, in the simplest case each group having only a single partial unbalance body.
  • a further feature of the type of vibrators relating to the invention is that each group has at least one drive motor of its own, and that both groups do not, or at least not, each other, but at least two partial unbalance bodies belonging to each other belong to each other are constantly forcibly synchronized via mechanical drive means in order to maintain a certain angular position.
  • a vibrator of this type consists of two partial unbalance bodies rotating in opposite directions and synchronously around two axes arranged parallel to one another, each of which is driven by its own motor.
  • Such vibrators are used for various tasks, the synchronous running being created in the simplest case by the so-called “self-synchronization", which is easy to achieve under the following conditions:
  • the resulting acceleration or the resulting unbalance force in Dynamic mass mdyn to be displaced must be able to oscillate unhindered (for example supported by springs) and a straight line through the center of gravity in the direction of oscillation must be the perpendicular bisector on such a distance which is in the plane of the rotating unbalance center of gravity from one Axis of rotation extends to the other.
  • Such vibrators are also used for ramming.
  • the fact that a forced synchronization by mechanical drive means can be dispensed with between the two groups of partial unbalance bodies is regarded as a particular functional advantage, for example because of the contribution to noise reduction. Because the invention is special here can be used advantageously, it is described below in connection with ram vibrators.
  • the dynamic mass mdyn which also vibrates, to which the mass of the rammed material belongs, is always via special vibration-isolating devices such as e.g. Spring yokes, is connected to a special carrier device (e.g. leader or crane).
  • a special carrier device e.g. leader or crane.
  • the entire weight of the dynamic mass is introduced into the carrier device via this vibration-isolating special device.
  • the pulling force is also superimposed on the weight to be transmitted.
  • Such transverse vibrations can arise from the incorrect alignment of the resulting excitation force FE of the partial unbalance body itself.
  • the resulting excitation force is kinetically coupled to the dynamic mass and can therefore e.g. can also be influenced by external disturbing forces as a function of the disturbance of the oscillating movement of the dynamic mass.
  • transverse vibrations can also be excited directly by disturbing forces acting on the dynamic mass. Possible causes of such disturbing forces are: asymmetrical loading of the pile, asymmetrical suspension of the dynamic mass, non-horizontal alignment of the exciter body, force excitation from the coupling of the exciter body to the spring yoke or the leader.
  • vibrators are to be considered, which work according to the teaching of DE-PS 41 16 647.
  • a separate drive motor is assigned to each partial unbalance body, with the motor needing a separate drive controller in a remarkable manner and each drive controller in turn being assigned its own angle measuring system for detecting the actual angle of rotation position of the associated partial unbalance body is.
  • the associated control system also requires a higher-level position controller, which assigns the currently valid angle of rotation position to each drive controller based on the "master motor and slave motor" principle.
  • Motor-controlled vibrators according to DE-PS 41 16 647 are in principle also not intended for the purpose of compensating for transverse vibrations, since it is the task of all drive controllers to synchronize the partial unbalance bodies as if they were synchronized via a gear transmission. The resulting
  • Acceleration is always adjusted in the same, predetermined direction.
  • a vibrator controlled in this way cannot compensate for transverse vibrations of the dynamic mass that are excited from the outside.
  • the object of the invention is to provide a simpler and more robust device compared to the closest prior art, with the aid of which all types of undesirable transverse vibrations can be reduced in size or even avoided.
  • the improvement sought should be limited to solutions using only hydraulic drive motors 30.
  • the expected solution should be simpler to such an extent that it is possible, for example, to apply at least two hydraulic drive motors, which may be assigned to different groups, through a common pressure source (feature of the preamble of claims 1 and 10).
  • the principle according to the invention can also steer the direction of the resulting excitation force (in the manner of overcompensation) in a direction deviating from the predetermined direction of oscillation.
  • an internal acceleration generated by unbalanced forces
  • the external acceleration which excites the transverse vibration
  • the two independent claims 1 and 10 are based on the same general inventive concept. Thereafter, the undesirable transverse vibrations of the dynamic mass mdyn are not combated with passive means (damping), but are compensated with an active measure in such a way that, depending on the value of a physical quantity to be measured or taken into account, the functional quantity In connection with the transverse oscillation, a correction is made to the direction of the resulting excitation force by influencing the resulting torque (which is the sum of driving and braking torques) causing the rotation of the unbalance bodies in at least one group.
  • FIG. 1 shows in a schematic manner a directional oscillator with two partial unbalance bodies, with two electrical measuring devices for detecting the angles of rotation of two partial unbalanced bodies and for detecting vibration paths, and with a correction actuating device for influencing the torques of two drive motors,
  • Figure 2 shows schematically the same overall device as in Fig. 1, with the only difference that the measuring device measures only a relative angle of rotation, and that hydraulically.
  • the frame 100 represents the housing of an unbalance vibrator 101, which is operated with two partial unbalance bodies 106 and 108 attached to the two shafts 102 and 104, driven by two hydraulic motors M1 and M2.
  • the center of gravity of the dynamic mass is identified by the cross 114. If the vibrator is used to ram rammed material, the center of gravity of the rammed material coincides with the center of gravity 114 and the rammed material mass belongs to the dynamic mass mdyn.
  • the two hydraulic motors M1 and M2 of the same size are acted upon by a common pressure source 116 with variable pressure. After starting the motors with the opposite direction of rotation indicated by the arrows 118 and 120, because of the intended arrangement of the center of gravity 114, the rotational movement of the two unbalanced bodies 106 and 108 is self-synchronized, so that they rotate synchronously in opposite directions.
  • the centrifugal forces compensate each other in a plane that can be laid through the center lines of the shafts 102 and 104, while in a direction perpendicular to the plane of the drawing they add to the resulting excitation force FE, which excitation force has to be imagined through the center of gravity 114.
  • the rotating part unbalance bodies develop special "synchronous guidance torques" in connection with mass forces guided via the bearings 122, 124 and generated by the oscillating dynamic mass mdyn, which within a certain range of disturbing forces cause the synchronous operation of the two Ensure partial unbalanced bodies without having to be synchronized by mechanical drive means such as gears.
  • the position sensor 136 shows a relative angle of rotation ⁇ which deviates from the real synchronous position and which stems from an advance of the partial unbalance body 108 in the direction of the arrow 120. If such a relative rotation angle ⁇ deviates from the value zero, it can be assumed that the direction of the resulting excitation force FE is deflected out of its desired direction and that consequently transverse vibrations occur with a travel component SQ (142). With the aid of the correction actuating device 178, which in addition to the regulating or control device RSE1 also includes the actuator 144, the relative angle of rotation should then be brought back to the value zero.
  • the actuator 144 has a throttle device 146, with the aid of which the volume flows emerging from the motors M1 and M2 can be selectively throttled.
  • One or the other volume flow is throttled by moving the control piston 150 in the direction of the double arrow 148 from the center position shown.
  • the control edge narrows 152 the inlet channel 156 of the volume flow originating from the engine Ml, with a shift to the right, the inlet channel 158 of the volume flow emerging from the engine M2 is reduced.
  • the outflow channel 160 leading to the tank 162 is not affected by the displacement of the control piston, so that the unrestricted volume flow can flow off unhindered at any time.
  • the control piston 150 is displaced by the difference between a force generated by a compression spring 166 on the one hand and a hydraulic pressure generated in the control pressure chamber 164
  • the hydraulic pressure in the control pressure chamber is determined by the output pressure of an electrically controllable pressure control valve 168, with which the pressure specified by a constant pressure source 170 can be regulated down to arbitrarily specifiable pressures at the outlet 172.
  • the size of the regulated output pressure which can be set at the output 172 is determined with the cooperation of the electrical control element 174 by the output signal of the regulating or control device RSEL supplied via the line 176.
  • a sensor 180 for detecting the acceleration SQ "assigned to the vibration path SQ (142) is attached to the frame 100, the signal of which is fed to the regulating or control device RSE2 via the signal line 182.
  • the information of the input signal becomes in the regulating or control device RSE2 processes that the output signal, which is supplied to the electrical control element 174 via the line 184, contains the necessary information about the value and direction of the size measured by the sensor 180, so that the pressure control valve 168 and the throttle device 146 on the motors Ml and M2 similar reactions can be caused, as can be achieved by the influence of the output signal from RSEl.
  • a correction-setting process is carried out as follows:
  • the regulating or control devices RSE1 or RSE2 cause the throttle device 146 to be adjusted via their output signals and thus to generate a setting device. Torque on one of the motors proportional to the measured value of the disturbance ⁇ or
  • the regulating or control device RSE1 will ensure that the control piston 150 is shifted to the right, which reduces the torque of the motor M2 and thus compared to the motor Ml builds up a control torque with the help of which the relative angle of rotation ß is reduced again.
  • the regulating or control devices RSE1 and RSE2 can, however, be provided with additional functions which they use depending on the operating situation of the vibrator. This includes e.g. an integration function in the sense of the control technology in order to be able to compensate for the disturbances without residual errors, or an algorithm which allows the output signals to take effect individually or together according to predetermined criteria.
  • FIG. 2 shows an unbalance vibrator 201 which is said to have the same properties as that shown in FIG. 1 insofar as it relates to the features 200 to 220 and the motors M1 and M2.
  • the same features in both figures have their key figures with identical combinations of the last two digits.
  • the difference between the unbalance vibrator 201 in FIG. 2 and that according to FIG. 101 in FIG. 1 consists exclusively in another embodiment of the correction actuating device 225. In FIG. 2, this consists of the actuator 226 and the regulating or control device 228 with the sensor part 230.
  • the sensor part 230 is formed by two control rotors 232 and 234 with a control groove and control edges on the circumference of their outer cylinders 244, 246 and by two control stators 236 and 238 with control openings on the circumference of their inner cylinders 240, 242.
  • the two control rotors 232 and 234 are designed as cylindrical bodies which (in a manner not shown) are connected in a rotationally fixed manner to the shafts 202 and 204 and thus to these and the partial unbalance bodies. circulate synchronously.
  • the outer cylinders 244, 246 of the control rotors 232, 234 are fitted with a narrow cylindrical sealing gap into the inner cylinders 240, 242 of the control stators 236, 238, so that the leakage flowing through these sealing gaps can be neglected.
  • a control groove 252 is embedded in the outer cylinder 244, through which two control edges 252 and 254 are formed.
  • the space of the control groove 252 can be connected to a pressure source 258 via the control opening 248.
  • the control edge 256 is just about to connect the control opening 250 to the control groove 252.
  • the control rotor 232 rotates further in the direction of the arrow 218, the control opening 250 is connected to the control opening 248 and thus to the pressure source 258. This connection exists via an angle of rotation ⁇ until the control edge 254 closes the control opening 248 again.
  • the control opening 250 is connected with the throttle bodies 260 and 262 to the control lines 264 and 266 carrying the output signals of the regulating or control device 228. As a result of this, the pressure present in the control opening 250 is also present in the control lines 264, 266, unless one of these control lines is connected to the pressureless tank 268 by the influence of the control rotor 234.
  • inlet channels 286, 288 can be blocked or throttled, while a central drain channel 290 to the unpressurized tank 297 always remains open.
  • control piston 280 is held in the basic position shown by the action of two springs 292, 294.
  • the control piston 280 maintains the basic position shown. However, as soon as the time pulse length of the pressure pulses on both sides of the control piston is changed at the same pressure level, it shifts Control piston 280 on one side or the other.
  • a change in the pulse length on one or the other control line depending on the relative angle of rotation of both partial unbalance bodies or both control rotors is the task of the control edges 274, 276, which are formed by the control groove 278 on the outer cylinder of the control rotor 234 become.
  • the control edge 274 has just closed the control opening 272, taking into account the direction of rotation 220, while the control edge 276 has closed the control openings 280 after the further rotation of both control rotors to release the angle ⁇ , but at this point in time at the control opening 280 there is no longer any pressure from the pressure pulses generated by the control rotor 232.
  • the path component SQ (142) of the transverse vibration could also be detected with a special hydraulic sensor part, comparable to that
  • the oscillation acceleration would set an auxiliary mass in an oscillating movement, by means of which movement flow cross sections of hydraulic volume flows are changed in the sense of a desired blocking or throttling effect. (Claim 6).
  • Braking elements to be acted upon by the actuators with actuating energy.
  • the partial unbalance bodies including shafts and motors
  • two groups of partial unbalance bodies are obtained with the same direction of rotation within the group and the opposite direction of rotation from group to group.
  • the 4 motors can be controlled in a known manner (as shown, for example, in the publication PCT / EP93 / 01693) between the rotating motors in the same direction
  • Partial unbalance bodies set a relative setting angle of a predetermined size, with which the entire resulting centrifugal moment is also set in a predeterminable manner.
  • the present invention is particularly urgently required in order to ensure the functioning of the vibrator at all. To do this, one only needs to change the relative angle of rotation between two partial unbalance bodies of different groups in accordance with the type of FIG. 1 or 2 (claim 8).
  • the determination of the actual value of the relative actuation angle which is also to be regulated when regulating the resulting centrifugal torque is carried out using an angle measuring device.
  • Such vibrators are used only for Supply of the angle measuring device continuously records the angles of rotation of two partial unbalance bodies, which in this case can belong to the same group.
  • the regulating and control device can contain the function of an integrating element, with which, as is known, the control deviation, that is the difference between the setpoint and actual value of the controlled variable, can be reduced to the value zero (claim 11).
  • the actuators only have to be acted upon by another or differently operating control device.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Querschwingungen an Vibratoren mit vorgegebener Schwingrichtung. Querschwingungen an Vibratoren können unerwünscht sein. Zur Kompensation oder wenigstens Reduzierung von Querschwingungen bedient sich die vorgeschlagene Lösung einer aktiven Methode. Die Querschwingungen werden als Schwingwegkomponenten oder in der mit ihnen zusammen auftretenden Erscheinung der Richtungsabweichung der Erregerkraft als Abweichungen der Unwucht-Drehwinkel von ihrer vorgegebenen Lage meßtechnisch erfaßt. In Abhängigkeit von den Meßergebnissen wird über ein geeignetes Stellglied in die Energie-Beaufschlagung der Antriebsmotoren eingegriffen, um durch Erzeugung entsprechender Drehmoment-Korrekturen die resultierende Erregerkraft im Sinne einer Verkleinerung der Querschwingungen zu beeinflussen. Anwendung speziell bei Vibratoren, die mit der sogenannten Selbstsynchronisierung arbeiten.

Description

Kompensation von Querschwingungen an Unwuchtvibratoren
Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Kompensation von Querschwingungen an Unwuchtvibratoren mit vorgegebe¬ ner Schwingrichtung. Bei der hier betroffenen Gattung von Vibratoren wird die die Schwingrichtung bestimmende resultierende Erregerkraft FE durch zwei synchron und gegenläufig umlaufende Gruppen von Teil- Unwuchtkörpern erzeugt, wobei im einfachsten Falle jede Gruppe nur einen einzigen Teil-Unwuchtkörper aufweist.
Ein weiteres Merkmal der die Erfindung betreffenden Gattung von Vibrato¬ ren besteht darin, daß jede Gruppe über wenigstens einen eigenen An- triebsmotor verfügt, und daß beide Gruppen untereinander, wenigstens aber zwei jeweils einer anderen Gruppe angehörende Teil-Unwuchtkörper untereinander nicht, oder wenigstens nicht ständig über mechanische An¬ triebsmittel zwangssynchronisiert sind, um eine bestimmte Dreh-Winkellage einzuhalten. In der einfachsten Ausführungsart besteht ein Vibrator dieser Art aus zwei gegenläufig und synchron um zwei parallel zueinander ange¬ ordnete Achsen umlaufende Teil-Unwuchtkörper, von denen jeder durch einen eigenen Motor angetrieben wird.
Solche Vibratoren werden für diverse Aufgaben eingesetzt, wobei der Syn- chronlauf im einfachsten Falle durch die sogenannte "Selbstsynchronisie- rung" entsteht, welche unter den nachfolgenden Bedingungen leicht zu er¬ reichen ist: Die durch die resultierende Beschleunigung bzw. durch die resultierende Unwuchtkraft in Schwingung zu versetzende dynamische Masse mdyn muß ungehindert schwingen können (z.B. durch Federn abge- stützt) und eine durch den Massenschwerpunkt in Schwingrichtung ge¬ legte Gerade muß die Mittelsenkrechte auf eine solche Strecke sein, welche sich in der Ebene der rotierenden Unwucht-Schwerpunkte von einer Drehachse zu der anderen erstreckt.
Derartige Vibratoren werden auch zum Rammen eingesetzt. Dabei wird der Umstand, daß zwischen beiden Gruppen von Teil-Unwuchtkörpern auf eine Zwangssynchronisierung durch mechanische Antriebsmittel verzichtet wer¬ den kann, als besonderer funktioneller Vorteil angesehen, z.B. wegen des Beitrages zur Geräuschverminderung. Da die Erfindung hier besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann, wird sie nachfolgend im Zusammenhang mit Rammvibratoren beschrieben.
Zur Erinnerung sei an dieser Stelle angemerkt, daß bei den Rammvibrato- ren die in Schwingungen versetzte dynamische Masse mdyn, zu der auch die Masse des Rammgutes gehört, stets über schwingungsisolierende Spe- zialeinrichtungen, wie z.B. Federjoche, mit einem besonderen Trägergerät (z.B. Mäkler oder Kran) verbunden ist. Über diese schwingungsisolierende Spezialeinrichtung wird die gesamte Gewichtskraft der dynamischen Masse in das Trägergerät eingeleitet. Bei Zieharbeiten wird der zu übertragenden Gewichtskraft auch noch zusätzlich die Ziehkraft überlagert.
Bei der Konstruktion von Rammvibratoren der bewußten Gattung achtet man darauf, daß die in Richtung der Längsachse des Rammgutes in Schwingung zu versetzende dynamische Masse mdyn derart symmetrisch verteilt ist, daß der Schwerpunkt der dynamischen Masse auf einer Sym¬ metrielinie liegt, welche durch den Flächenschwerpunkt der bei einem Schnitt senkrecht zur Längsachse entstehenden Profilfläche des Rammgutes läuft.
Trotz Befolgung dieser Regel können an der dynamischen Masse Schwing¬ wegkomponenten quer zur vorgesehenen Schwingrichtung in einer solchen Größe auftreten, daß eine ordnungsgemäße Arbeit mit dem Vibrator nicht mehr möglich ist.
Derartige Querschwingungen können einmal aus der unkorrekten Ausrich¬ tung der resultierenden Erregerkraft FE der Teil-Unwuchtkörper selbst herrühren. Die resultierende Erregerkraft ist mit der dynamischen Masse kinetisch verkoppelt und kann daher z.B. auch in Abhängigkeit von der Störung der Schwingbewegung der dynamischen Masse durch externe Störkräfte mit beeinflußt werden.
Querschwingungen können andererseits aber auch unmittelbar durch an der dynamischen Masse angreifende Störkräfte angeregt werden. Für die Entstehung solcher Störkräfte kommen in Frage: Unsymmetrische Belastung des Rammgutes, unsymmetrische Aufhängung der dynamischen Masse, nicht- horizontale Ausrichtung des Erregerkörpers, Kraftanregungen aus der Ankopplung des Erregerkörpers am Federjoch oder am Mäkler. Bei dem Versuch der Ermittlung des nächstgelegenen Standes der Technik sind solche Vibratoren zu betrachten, welche nach der Lehre der DE-PS 41 16 647 arbeiten. Bei derartigen Vibratoren ist jedem Teil-Unwuchtkörper ein eigener Antriebsmotor zugeordnet, wobei in bemerkenswerter Weise je- 5 der Motor einen eigenen Antriebsregler benötigt und jedem Antriebsregler wiederum ein eigenes Winkel-Meßsystem zur Erfassung der Ist-Drehwinkel- Lage des jeweils zugehörigen Teil-Unwuchtkörpers zugeordnet ist. Zusätz¬ lich benötigt die zugehörige Steuerung noch einen übergeordneten Lage¬ regler, welcher nach dem Prinzip "Leitmotor und Folgemotor" jedem An- 0 triebsregler die jeweils momentan gültige Drehwinkel-Lage zuweist.
Eine solche Lösung ist jedoch sehr kostenintensiv und gerätetechnisch sehr aufwendig und daher unter anderem auch besonders störanfällig. Für den Einsatz bei z.B. im rauhen Baubetrieb laufenden Ramm-Vibratoren
1 5 kommt eine solche Lösung daher nicht in Betracht. Motorisch geregelte Vi¬ bratoren gemäß der DE-PS 41 16 647 sind im Prinzip auch nicht für den Zweck der Kompensation von Querschwingungen gedacht, da es die Auf¬ gabe aller Antriebsregler ist, die Teil-Unwuchtkörper derart zu synchroni¬ sieren, als seien sie über ein Zahnradgetriebe synchronisiert. Die resultie-
20 rende Beschleunigung wird stets in der gleichen, vorgegebenen Richtung eingeregelt. Von außen angeregte Querschwingungen der dynamischen Masse kann ein derart geregelter Vibrator also nicht kompensieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Vergleich zu dem nächstgelegenen 25 Stand der Technik einfachere und robustere Einrichtung zu schaffen, mit Hilfe derer alle Arten von unerwünschten Querschwingungen in ihrer Größe reduziert oder gar vermieden werden können. Um der gewünschten Robustheit näher zu kommen, soll sich die gesuchte Verbesserung dabei auf Lösungen unter Einsatz von lediglich hydraulischen Antriebsmotoren 30 beschränken dürfen. Die erwartete Lösung soll in einem solchen Maße ein¬ facher sein, daß es beispielsweise möglich ist, wenigstens zwei hydrauli¬ sche Antriebsmotoren, die unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sein dürfen, durch eine gemeinsame Druckquelle zu beaufschlagen (Merkmal des Oberbegriffes der Ansprüche 1 und 10).
7.
Die Lösung der Aufgabe ist in den beiden unabhängigen Patentansprüchen 1 und 10 definiert. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß der re¬ gelnde Eingriff in den Drehantrieb zur Beeinflussung der Richtung der resultierenden Erregerkraft sich nur auf Drossel-Maßnahmen bezieht, die mit geringem Geräte-Aufwand zu realisieren sind und wofür beispielsweise nicht der Druck der Druck-Quelle verändert werden muß. Die dabei in Kauf zu nehmenden, von der Größe der Querschwingungen abhängigen Drosselverluste sind gering, da die Querschwingungen im Prinzip ja ver¬ hindert werden. Darüberhinaus leistet das gewählte Prinzip der Beeinflus¬ sung der Richtung der resultierenden Erregerkraft mehr als die aufwen- dige Technik gemäß dem zitierten nächstgelegenen Stand der Technik. An¬ ders als beim Stand der Technik vermag das erfindungsgemäße Prinzip die Richtung der resultierenden Erregerkraft auch (nach der Weise einer Überkompensation) in eine von der vorgegebenen Schwingrichtung abwei¬ chenden Richtung zu lenken. Dadurch kann bei durch den Regelvorgang erreichter Reduzierung der Querschwingungen auf Minimalwerte beispiels¬ weise eine innere (durch Unwuchtkräfte erzeugte) Beschleunigung erzeugt werden, welche der äußeren (zur Querschwingung anregenden) Beschleuni¬ gung entgegengesetzt ist.
Den beiden unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 liegt der gleiche generelle Erfindungsgedanke zu Grunde. Danach werden die unerwünschten Quer¬ schwingungen der dynamischen Masse mdyn nicht mit passiven Mitteln (Dämpfung) bekämpft, sondern mit einer aktiven Maßnahme derart kompen¬ siert, daß man in Abhängigkeit von dem Wert einer zu messenden bzw. zu berücksichtigenden physikalischen Größe, die in funktionellem Zusammen¬ hang mit der Querschwingung steht, eine Korrektur an der Richtung der resultierenden Erregerkraft vornimmt, indem man an wenigstens einer Gruppe das die Drehung der Unwuchtkörper bewirkende resultierende Drehmoment (das ist die Summe aus treibenden und bremsenden Drehmo- menten), beeinflußt.
In den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 10 ist als die zu messende bzw. zu bewertende physikalische Größe sowohl der Weg SQ der Querschwingbewegung selbst, bzw., die davon abgeleiteten Größen, wie z.B. SQ' oder SQ" angegeben als auch der Relativ-Drehwinkel der die Erreger¬ kräfte erzeugenden Teil-Unwuchtkörper. Der "Relativ-Drehwinkel" ist dabei ein Winkel, den man durch einen Vergleich der Drehwinkel-Lage zweier Teil-Unwuchtkörper zu ermitteln hat. Die Erfindung wird durch die Beschreibung zweier Beispiele anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert:
Figur 1 zeigt in schematisierter Weise einen Richtschwinger mit zwei Teil- Unwuchtkörpern, mit zwei elektrischen Meßeinrichtung für die Erfassung der Drehwinkel zweier Teil-Unwuchtkörper und für die Erfassung von Schwingwegen und mit einer Korrektur-Stelleinrichtung für die Beein¬ flussung der Drehmomente zweier Antriebsmotoren,
Figur 2 zeigt in schematisierter Weise die gleiche Gesamteinrichtung wie in Fig. 1, mit lediglich dem Unterschied, daß die Meßeinrichtung nur einen Relativ-Drehwinkel mißt, und zwar auf hydraulische Weise.
In Fig.l repräsentiert der Rahmen 100 das Gehäuse eines Unwuchtvibrators 101, welcher mit zwei an den beiden Wellen 102 und 104 befestigten Teil- Unwuchtkörpern 106 und 108, angetrieben von zwei Hydraulikmotoren Ml und M2, betrieben wird. Der Schwerpunkt der dynamischen Masse ist durch das Kreuz 114 gekennzeichnet. Falls der Vibrator zum Rammen von Rammgut eingesetzt wird, fällt der Massenschwerpunkt des Rammgutes mit dem Schwerpunkt 114 zusammen und die Rammgut-Masse gehört mit zur dynamischen Masse mdyn.
Die beiden gleichgroßen Hydromotoren Ml und M2 werden von einer ge¬ meinsamen Druckquelle 116 mit veränderbarem Druck beaufschlagt. Nach dem Anlaufen der Motoren mit durch die Pfeile 118 und 120 gekennzeich¬ neter gegensinniger Drehrichtung erfolgt wegen der vorgesehenen Anord¬ nung des Massenschwerpunktes 114 eine Selbstsynchronisierung der Dreh¬ bewegung beider Teil-Unwuchtkörper 106 und 108, so daß diese gegensin¬ nig synchron umlaufen.
In einer durch die Mittellinien der Wellen 102 und 104 legbaren Ebene kompensieren sich die Fliehkräfte, während sie sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene zur resultierenden Erregerkraft FE addieren, welche Erregerkraft man sich durch den Schwerpunkt 114 verlaufend vor- stellen muß. Die resultierende Erregerkraft FE versetzt die dynamische Masse mdyn in eine Schwingbewegung mit der vorbestimmten Schwingrichtung senkrecht zur Zeichenebene und mit der Amplitude A = mdyn / M, mit M als dem maximalen resultierenden Fliehmoment aus den Teil-Fliehmomenten M/2 der beiden Teil-Unwuchtkörper. Bei Behinderung der Schwingbewegung der dynamischen Masse entwickeln die umlaufenden Teil-Unwuchtkörper in Verbindung mit über die Lager 122, 124 geführten und von der schwingenden dynamischen Masse mdyn erzeugten Massenkräfte besondere "Synchronführungs-Drehmomente", die innerhalb eines bestimmten Rahmens von Störkräften den Synchronlauf der beiden Teil-Unwuchtköper sicherstellen, ohne, daß diese durch mechanische Antriebsmittel, wie z.B. Zahnräder, zwangssynchronisiert werden müßten.
Versucht man umgekehrt, den Synchronlauf der Teil-Unwuchtkörper zu ändern, (womit man auch die Richtung der resultierenden Erregerkraft än¬ dert), so erreicht man dies nur, wenn man über die Motoren zusätzliche Stell-Drehmomente erzeugt.
Mit den Wellen 102, 104 sind mitumlaufende Merkmalsträger 126, 128 ver¬ bunden, welche an ihrem Umfang Positionsmerkmale 130, 132 tragen, die von den Positions-Sensoren 134, 136 während des Umlaufes detektiert wer¬ den, wobei die Sensoren über die Signalleitungen 138, 140 Signale abge¬ ben. Diese Signale werden in der Regel- oder Steuereinrichtung RSE1 ver¬ arbeitet, derart, daß dort Abweichungen von einer vorgegebenen Relativ- Winkellage beider Teil-Unwuchtkörper als "Relativ-Drehwinkel" nach ihrem Verlauf und ihrer Richtung ermittelt werden können.
In Figur 1 ist beim Positions-Sensor 136 ein von der echten Synchronlage abweichender Relativ-Drehwinkel ß eingezeichnet, welcher von einer Vorei- lung des Teil-Unwuchtkörpers 108 in Richtung des Pfeiles 120 herrührt. Sofern ein derartiger, vom Wert Null abweichender Relativ-Drehwinkel ß vorhanden ist, kann man davon ausgehen, daß die Richtung der resultie¬ renden Erregerkraft FE aus ihrer Soll-Richtung ausgelenkt ist, und daß demzufolge Querschwingungen mit einer Wegkomponente SQ (142) auftreten. Mit Hilfe der Korrektur-Stelleinrichtung 178, zu welcher neben der Regel- oder Steuereinrichtung RSE1 auch noch das Stellglied 144 gehört, soll so¬ dann der Relativ-Drehwinkel wieder auf den Wert Null zurückgeführt werden.
Das Stellglied 144 verfügt über eine Drosseleinrichtung 146, mit Hilfe derer die aus den Motoren Ml und M2 austretenden Volumenströme wahlweise ge¬ drosselt werden können. Die Drosselung des einen oder anderen Volumen¬ stromes geschieht durch die in Richtung des Doppelpfeiles 148 vorgenom¬ mene Verschiebung des Steuerkolbens 150 aus der gezeichneten Mittelstel¬ lung heraus. Bei einer Verschiebung nach links verengt die Steuerkante 152 den Einlaßkanal 156 des vom Motor Ml herrührenden Volumenstromes, bei einer Verschiebung nach rechts wird der Einlaßkanal 158 des aus dem Motor M2 austretenden Volumenstromes verkleinert. Von der Verschiebung des Steuerkolbens ist der zum Tank 162 führende Abflußkanal 160 nicht betroffen, so daß der nicht gedrosselte Volumenstrom jederzeit ungehin¬ dert abfließen kann.
Die Verschiebung des Steuerkolbens 150 erfolgt durch die Differenz einer durch eine Druckfeder 166 einerseits erzeugten Kraft und einer durch Druck im Steuerdruck-Raum 164 andererseits erzeugten hydraulischen
Kraft. Der hydraulische Druck im Steuerdruck-Raum wird durch den Aus¬ gangsdruck eines elektrisch ansteuerbaren Druckregelventils 168 bestimmt, mit welchem der durch eine Konstantdruck-Quelle 170 vorgegebene Druck auf beliebig vorgebbare Drücke am Ausgang 172 herunter geregelt werden kann. Die Größe des am Ausgang 172 einstellbaren geregelten Ausgangs¬ druckes wird unter Mitwirkung des elektrischen Steuergliedes 174 durch das über die Leitung 176 zugeführte Ausgangssignal der Regel- oder Steuerungseinrichtung RSEl bestimmt.
Am Rahmen 100 ist ein Sensor 180 zur Erfassung der dem Schwingweg SQ (142) zugeordneten Beschleunigung SQ" angebracht, dessen Signal über die Signalleitung 182 der Regel- oder Steuereinrichtung RSE2 zugeführt wird. In der Regel- oder Steuereinrichtung RSE2 wird die Information des Eingangssignals derart verarbeitet, daß das Ausgangssignal, welches dem elektrischen Steuerglied 174 über die Leitung 184 zugeleitet wird, die nö¬ tigen Informationen über Wert und Richtung der vom Sensor 180 gemesse¬ nen Größe mitbeinhaltet, so daß über das Druckregelventil 168 und die Drosseleinrichtung 146 an den Motoren Ml und M2 ähnliche Reaktionen veranlaßt werden können, wie sie durch den Einfluß des Ausgangssignals von RSEl erreichbar sind.
Die Durchführung eines Korrektur-Stellvorganges geschieht wie folgt: Im einfachsten Falle veranlassen beim Auftreten eines Relativ-Drehwinkels ß oder einer Schwingwegkomponente SQ die Regel- oder Steuereinrichtungen RSEl oder RSE2 über ihre Ausgangssignale eine Verstellung der Drossel¬ einrichtung 146 und damit die Erzeugung eines Stell-Drehmomentes an ei¬ nem der Motoren proportional zum gemessenen Wert der Störung ß oder
SQ. Wird z.B. der Relativ-Drehwinkel ß zur Kompensation der Querschwingung ausgewertet, so wird die Regel- oder Steuereinrichtung RSEl dafür sor¬ gen, daß der Steuerkolben 150 nach rechts verschoben wird, womit das Drehmoment des Motors M2 verringert wird und womit sich im Vergleich zum Motor Ml ein Stell-Drehmoment aufbaut, mit dessen Hilfe der Relativ- Drehwinkel ß wieder verkleinert wird.
Die Regel- oder Steuereinrichtungen RSEl und RSE2 können jedoch mit weiteren Zusatzfunktionen versehen sein, welche sie je nach Betriebssitua- tion des Vibrators zur Anwendung bringen. Hierzu gehört z.B. eine Inte¬ grationsfunktion im Sinne der Regeltechnik, um die Störungen auch rest¬ fehlerfrei kompensieren zu können, oder ein Algorithmus, welcher nach vorgegebenen Kriterien die Ausgangssignale einzeln oder gemeinsam zur Wirkung gelangen läßt.
Selbstverständlich kann es auch ausreichend sein, mit einer Korrektur- Stelleinrichtung zu arbeiten, welche ausschließlich nur mit einer der bei¬ den Eingangsgrößen ß oder SQ arbeitet.
In Figur 2 ist ein Unwuchtvibrator 201 dargestellt, der über die gleichen Eigenschaften wie jener in Figur 1 gezeigte verfügen soll, soweit es die Merkmale 200 bis 220 und die Motoren Ml und M2 betrifft. Dabei tragen gleiche Merkmale in beiden Figuren ihre Kennzahlen mit gleichlautenden Kombinationen der beiden letzten Ziffern.
Die Andersartigkeit des Unwuchtvibrators 201 in Figur 2 gegenüber dem nach 101 in Figur 1 besteht ausschließlich in einer anderen Ausführung der Korrektur-Stelleinrichtung 225. Diese besteht in Figur 2 aus dem Stellglied 226 und der Regel- oder Steuereinrichtung 228 mit dem Sen- sorteil 230.
Das Sensorteil 230 wird gebildet durch 2 Steuer-Rotoren 232 und 234 mit Steuernut und Steuerkanten auf dem Umfang ihrer Außenzylinder 244, 246 und durch zwei Steuer-Statoren 236 und 238 mit Steuer-Öffnungen auf dem Umfang ihrer Innenzylinder 240, 242.
Die beiden Steuer-Rotoren 232 und 234 sind als zylindrische Körper aus¬ gebildet, welche (in nicht dargestellter Weise) drehfest mit den Wellen 202 und 204 verbunden sind und somit mit diesen und den Teil-Unwuchtkör- pern synchron umlaufen. Die Außenzylinder 244, 246 der Steuer-Rotoren 232, 234 sind mit einem engen zylindrischen Dichtspalt in die Innenzylin¬ der 240, 242 der Steuer- Statoren 236, 238 eingepaßt, so daß die durch diese Dichtspalte abfließende Leckage vernachlässigt werden kann.
In den Außenzylinder 244 ist eine Steuernut 252 eingelassen, durch welche 2 Steuerkanten 252 und 254 gebildet sind. Der Raum der Steuernut 252 kann über die Steuer-Öffnung 248 mit einer Druckquelle 258 verbunden werden. In der gezeichneten Grundstellung, zugehörig zu einem Relativ- Drehwinkel = Null, ist die Steuerkante 256 soeben im Begriff, die Steuer¬ öffnung 250 mit der Steuernut 252 zu verbinden. Bei einer Weiterdrehung des Steuer-Rotors 232 in Richtung des Pfeiles 218 wird die Steuer-Öffnung 250 mit der Steuer-Öffnung 248 und damit mit der Druckquelle 258 ver¬ bunden. Diese Verbindung besteht über einen Drehwinkel α, bis die Steu- erkante 254 die Steuer-Öffnung 248 wieder schließt.
Die Steuer-Öffnung 250 ist unter Einschaltung von Drosselkörpern 260 und 262 mit den die Ausgangs Signale der Regel- oder Steuereinrichtung 228 führenden Steuerleitungen 264 und 266 verbunden. Dadurch bedingt, steht der in Steuer-Öffnung 250 vorhandene Druck auch in den Steuerleitungen 264, 266 an, sofern nicht eine dieser Steuerleitungen durch die Einflu߬ nahme von Steuer-Rotor 234 mit dem drucklosen Tank 268 verbunden ist.
Im Stellglied 226 befindet sich ein Steuerkolben 280, bei dessen seitlicher Bewegung durch die Steuerkanten 282, 284 Einlaßkanäle 286, 288 abge¬ sperrt bzw. gedrosselt werden können, während ein zentraler Abflußkanal 290 zum drucklosen Tank 297 hin stets offen bleibt. Mit der Drosselung der durch die Einlaßkanäle von den Motoren abfließenden Volumenströme können die gleichen Wirkungen bezüglich der Erzeugung von Stell-Dreh- momenten erzielt werden, wie dies im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde.
Durch die Wirkung zweier Federn 292, 294 wird der Steuerkolben in der gezeigten Grundstellung gehalten. Für den Fall, daß die Steuerleitungen 264, 266, mit welchen die Steuerdruck-Räume 296, 298 verbunden sind, zur gleichen Zeit die gleichen Drücke mit der gleichen zeitlichen Impulslänge aufweisen, behält der Steuerkolben 280 die gezeigte Grundstellung. Sobald aber bei gleicher Druckhöhe die zeitliche Impulslänge der Druckimpulse auf beiden Seiten des Steuerkolbens geändert wird, verschiebt sich der Steuerkolben 280 nach der einen oder anderen Seite.
Eine Veränderung der Impulslänge auf der einen oder anderen Steuerlei¬ tung in Abhängigkeit vom Relativ-Drehwinkel beider Teil-Unwuchtkörper bzw. beider Steuer-Rotoren ist die Aufgabe der Steuerkanten 274, 276, die durch die Steuernut 278 am Außenzylinder des Steuer-Rotors 234 gebildet werden. In der gezeigten Grundstellung, die dem Wert Null eines Relativ- Drehwinkels entspricht, hat - unter Beachtung des Drehsinnes 220 - die Steuerkante 274 die Steuer-Öffnung 272 gerade verschlossen, während die Steuerkante 276 die Steuer-Öffnungen 280 nach der Weiterdrehung beider Steuer-Rotoren um den Winkel α freizugeben beginnt, wobei aber zu ge¬ rade diesem Zeitpunkt an der Steuer-Öffnung 280 kein Druck aus den durch den Steuer-Rotor 232 erzeugten Druckimpulsen mehr ansteht.
Man erkennt, daß beim Zurückbleiben des dem Teil-Unwuchtkörper 208 zu¬ zuordnenden Drehwinkels - also beim Entstehen eines negativen Relativ- Drehwinkels - die Steuerkante 274 die Steuer-Öffnung 272 zu spät ver¬ schließt, so daß durch Abfluß eines Volumenstromes durch die Steuernut 278 und durch die stets unverschlossen bleibende Abflußöffnung 270 zum drucklosden Tank 268 hin der Druck in der Steuerleitung 264 zeitweilig abgebaut wird, wodurch die Impulslänge des Druckimpulses verkürzt wird. Beim Voreilen des Drehwinkels von Steuer-Rotor 234 - also beim Entstehen eines positiven Relativ-Winkels - gibt die Steuerkante 276 die Steuer-Öff¬ nung 280 zu früh frei, woraus eine Verkürzung der Impulslänge der auf Steuerleitung 266 liegenden Druckimpulse resultiert.
Summiert man das Produkt aus Impulsdruck p und Impulszeit ti auf Steu¬ erleitung 264 bzw. Impulszeit t2 auf Steuerleitung 266 über einen be¬ stimmten Zeitraum, so erhält man die Impulse Ii und 12 zu Ii = ∑ p*tι bzw. I2 = ∑ p*t∑ . Mit der Differenz δl = Ii - I2 erhält man in Abhängigkeit von den Zeiten ti und t∑ einen auf die Flächeneinheit bezo¬ genen richtungsbehafteten Richtimpuls 61, welcher nach Größe und Rich¬ tung (zusammen mit der Masse des zu bewegenden Steuerkolbens und der Federkonstanten der mitwirkenden Federn) maßgebend ist für die Ver- Schiebung des Steuerkolbens 280. Dieser auf das Stellglied 226 einwirkende Richtimpuls 61 kann auch als Informationsgehalt des über beide Steuerlei¬ tungen 264 und 266 weitergeleiteten Ausgangssignals der Regel-oder Steuereinrichtung 228 angesehen werden. Folgende vorteilhafte Abwandlungen können an den geschilderten Un¬ wuchtvibratoren vorgenommen werden:
- Auch die Wegkomponente SQ (142) der Querschwingung könnte mit einem speziellen hydraulischen Sensorteil erfaßt werden, vergleichbar mit der
Arbeitsweise des Sensorteiles 230 in Figur 2. Dabei würde die Schwingbe¬ schleunigung eine Hilfsmasse in eine schwingende Bewegung versetzen, durch welche Bewegung Strömungsquerschnitte von hydraulischen Volu¬ menströmen im Sinne einer gewünschten Sperr- oder Drosselwirkung ver- ändert werden. (Anspruch 6).
- Anstelle der Maßnahme, ein Stell-Drehmoment durch Veränderung von Motor-Drehmomenten herbeizuführen, könnte auch vorgesehen werden, daß kraftbetätigte Bremsorgane zur Erzeugung eines an den Unwuchtwellen bremsend wirkenden Stell-Drehmomentes herangezogen werden, welche
Bremsorgane durch die Stellglieder mit Stellenergie zu beaufschlagen wä¬ ren.
- Falls man bei den Unwuchtvibratoren 101 und 201 die Teil-Unwuchtkör- per samt Wellen und Motoren in doppelter Ausführung anordnet, erhält man zwei Gruppen von Teil-Unwuchtkörpern mit innerhalb der Gruppe gleichem Drehsinn und von Gruppe zu Gruppe entgegengesetztem Drehsinn. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich bei entsprechender Ansteuerung der 4 Motoren in bekannter Weise (wie z.B. in der Druckschrift PCT/EP93/01693 gezeigt) zwischen den jeweils gleichsinnig umlaufenden
Teil-Unwuchtkörpern ein Relativ- Stellwinkel vorgegebener Größe einstellen, womit auch das gesamte, resultierende Fliehmoment in vorgebbarer Weise eingestellt ist.
Bei einem derartigen Unwuchtvibrator wird die vorliegende Erfindung be¬ sonders dringend benötigt, um die Funktion des Vibrators überhaupt zu gewährleisten. Dazu braucht man nach Art der Figur 1 oder 2 lediglich zwischen jeweils 2 Teil-Unwuchtkörpern verschiedener Gruppen den Rela¬ tiv-Drehwinkel zu verändern (Anspruch 8).
Die Ermittlung des Istwertes des bei der Regelung des resultierenden Fliehmomentes (z.B. gemäß der Lehre der Druckschrift PTC/EP93/01693) ebenfalls zu regelnden Relativ-Stellwinkels geschieht unter Einsatz einer Winkel-Meßeinrichtung. Dabei werden bei solchen Vibratoren allein für die Versorgung der Winkel-Meßeinrichtung die Drehwinkel zweier Teil-Un- wuchtkörper, die für diesen Fall ein und derselben Gruppe angehören können, laufend digital erfaßt. Es ist daher bei der Kompensation von Querschwingungen an solchen Vibratoren besonders vorteilhaft, für die zur Ermittlung des Relativ-Drehwinkels ß benötigte Sensorik und/oder In¬ formationsverarbeitung wenigstens teilweise auch hardware-Komponenten der Winkel-Meßeinrichtung zu nutzen (Anspruch 9).
- Die Regel- und Steuereinrichtung kann die Funktion eines Integrierglie- des enthalten, womit bekanntlich die Regelabweichung, das ist die Diffe¬ renz zwischen Sollwert und Istwert der Regelgröße, bis auf den Wert Null zurückgeführt werden kann (Anspruch 11).
- Anstelle der Kompensation unerwünschter Querschwingungen können die beschriebenen Einrichtungen alternativ auch dazu eingesetzt werden,
Querschwingungen künstlich zu erzeugen. Dazu müssen die Stellglieder le¬ diglich von einer anderen oder anders arbeitenden Steuereinrichtung be¬ aufschlagt werden.
Die im Zusammenhang mit der Beschreibung von Funktionen der Steue- rungs- und Regelungstechnik benutzten Begriffe sind der Normenvor¬ schrift der DIN 19 226 entnommen oder zumindestens an diese Normbegriffe angelehnt.

Claims

Patentansprüche
1. Unwuchtvibrator mit vorgegebener Schwingrichtung,
I C - mit 2 Gruppen (106, 108) von umlaufenden Teil-Unwuchtkörpern ( 106,
108), wobei die Teil-Unwuchtkörper innerhalb einer Gruppe gleichsinnig und synchron und die zu unterschiedlichen Gruppen gehörenden Teil- Unwuchtkörper gegensinnig und synchron umlaufen,
- mit wenigstens je einem Teil-Unwuchtkörper pro Gruppe,
15 - mit wenigstens je einem hydraulischen Antriebsmotor (Ml, M2) pro
Gruppe, wobei wenigstens zwei Antriebsmotoren, die unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind, von einer gemeinsamen Druckquelle beaufschlagt sind oder wenigstens unter Einbehaltung der für sie vorgesehenen prinzipiellen Funktion beaufschlagt werden können. 0 - mit einem zwischen den Gruppen bei Verzicht auf mechanische
Synchronisierungsmittel (z.B. Zahnräder) durch die Wirkung von Massen kräften der schwingenden dynamischen Masse (200) herbeigeführten Synchronlauf,
5 gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- Es ist eine als Differenz zwischen Sollwert und Istwert definierbare Re¬ gelabweichung "e" einer durch eine Regeleinrichtung zu regelnden physi¬ kalischen Größe "Drehwinkel" und/oder "Schwingweg" meßtechnisch erfaßt, 0 wobei der "Drehwinkel" von dem Drehwinkel wenigstens eines Teil- Unwuchtkörpers abgeleitet ist und wobei der "Schwingweg" von der senk¬ recht zur vorgegebenen Schwingrichtung meßbaren Schwingweg-Kompo¬ nente SQ abgeleitet ist oder ersetzbar ist durch eine von der zeitlichen Ableitung SQ' bzw. SQ" herleitbaren anderen physikalischen Größe, 5
- es ist in Abhängigkeit von der Regelabweichung "e" ein Stellglied der Regeleinrichtung gesteuert, durch welches Stellglied wenigstens bei einem Antriebsmotor die am Antriebsmotor in ein Drehmoment umsetzbare Druck¬ differenz des den Antriebsmotor durchfließenden Fluid-Volumenstromes im U
Sinne einer Verkleinerung der Regelabweichung "e" beeinflußt ist.
2. Unwuchtvibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Antriebsmotor in ein Drehmoment umsetzbare Druckdifferenz bei wenigstens je einem Antriebsmotor einer Gruppe durch ein Stellglied beeinflußbar ist.
3. Unwuchtvibrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Gruppe wenigstens zwei Teil-Unwuchtkörper vorgesehen sind.
4. Unwuchtvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die am Antriebsmotor in ein Drehmoment umsetzbare Druck¬ differenz durch Drosselung des den Antriebsmotor durchfließenden Fluid- Volumenstromes vor dem Eintritt in den Antriebsmotor und/oder nach dem Austritt aus dem Antriebsmotor beeinflußt ist.
5. Unwuchtvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die laufende Erfassung der Regelabweichung "e" durch den Sensorteil (230) einer hydraulischen Regel- oder Steuereinrichtung (228) erfolgt ist, wobei die Wandlung des Wertes der der Regelabweichnug "e" entsprechenden Winkelabweichung in ein Ausgangssignal (264, 266) der Re¬ gel- oder Steuereinrichtung durch die Einwirkung der Lage des Drehwin¬ kels zweier Teil-Unwuchtkörper (206, 208) auf die Drosselwirkung von ih¬ nen zugeordneten hydraulischen Drosselstellen (248, 250; 272, 280) bewirkt ist.
6. Unwuchtvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die laufende Erfassung der von der Weggröße SQ, SQ' oder SQnab eleiteten Regelabweichung "e" durch den Sensorteil einer hydrauli¬ schen Regel- oder Steuereinrichtung erfogt ist, wobei die Wandlung der Weg-Größen in das Ausgangssignal der Regel- oder Steuereinrichtung durch die Einwirkung der senkrecht zur vorgegebenen Schwingrichtung wirksamen Schwingbeschleunigung auf eine bewegliche Hilfsmasse erfolgt ist, welche Hilfsmasse bei ihrer Schwingbewegung die Drosselwirkung einer hydraulischen Drosselstelle beeinflußt.
7. Unwuchtvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die laufende Erfassung der Regelabweichung "e" unter Zu¬ hilfenahme elektrischer Sensoren erfolgt ist, und zwar - entweder als von der Weggröße SQ bzw. SQ' bzw. SQ" unter Einsatz ei¬ nes Weg- bzw. Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungssensors (180) abge¬ leitet,
- oder als von dem Relativ-Drehwinkel abgeleitet, welcher Relativ-Drehwin- kel mittels elektrischer Sensoren aus der Dreh-Lage zweier Teil-Unwucht¬ körper ermittelt ist.
8. Unwuchtvibrator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß innerhalb jeder Gruppe wenigstens 2 Teil-Unwuchtkörper mit ihnen zugeordneten Antriebsmotoren vorgesehen sind, zwischen denen zwecks Verstellung des sogenannten statischen Momentes ein Relativ- Stell¬ winkel variabel einstellbar ist.
9. Unwuchtvibrator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Relativ-Stellwinkel definierende Dreh-Lage zweier Teil-Unwuchtkörper durch zu einer Winkel-Meßeinrichtung zugehörige elektrische Sensoren erfaßt ist und daß die Regelabweichung "e" ebenfalls unter Zuhilfenahme von elektrischen Sensoren erfaßt ist, wobei die zur Ermittlung der Re¬ gelabweichung "e" benötigte Informationsverarbeitung in einer Steue- rungs-hardware durchgeführt ist, mit welcher gleichzeitig auch Aufgaben der Informationsverarbeitung für die Winkel-Meßeinrichtung bearbeitet sind.
10. Verfahren zur Kompensation von unerwünschten Schwingwegkomponen- ten quer zur vorgegebenen Schwingrichtung eines Unwuchtvibrators ( 101,
201), welcher Unwuchtvibrator versehen ist
- mit 2 Gruppen (106, 108) von umlaufenden Teil-Unwuchtkörpern (106, 108), wobei die Teil- Unwuchtkörper innerhalb einer Gruppe gleichsinnig und synchron und die zu unterschiedlichen Gruppen gehörenden Teil- Unwuchtkörper gegensinnig und synchron umlaufen,
- mit wenigstens je einem Teil-Unwuchtkörper pro Gruppe,
- mit wenigstens je einem hydraulischen Antriebsmotor (Ml, M2) pro Gruppe, wobei wenigstens zwei Antriebsmotoren, die unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind, von einer gemeinsamen Druckquelle beaufschlagt sind oder wenigstens unter Einbehaltung der für sie vorgesehenen prinzipiellen Funktion beaufschlagt werden können. - mit einem zwischen den Gruppen bei Verzicht auf mechanische Synchro- nisierungsmittel (z.B. Zahnräder) durch die Wirkung von Massenkräften der schwingenden dynamischen Masse (200) herbeigeführten Synchronlauf,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensmerkmale:
- Laufende Erfassung (180) der Weg-Größe SQ der Querschwingung oder der zeitlichen Ableitungen SQ' oder SQ" bezüglich ihres Wertes und/oder ihrer Richtung,
- und/oder laufende Erfassung (134, 136) des Wertes und/oder der Rich¬ tung des durch die Dreh-Lage eines Teil-Unwuchtkörpers aus der einen Gruppe und durch die Dreh-Lage eines Teil-Unwuchtkörpers aus der an¬ deren Gruppe definierbaren Relativ-Drehwinkels (ß), wobei der Relativ- Drehwinkel (ß) ein Maß oder wenigstens ein Indikator einer quer zur vorgegebenen Schwingrichtung vorhandenen Schwingbewegung ist.
- Umwandlung der erfaßten Werte und/oder Richtungen in einer Regel¬ oder Steuerungseinrichtung (RSEl, RSE2, 228) derart, daß in den Aus gangssignalen der Regel- oder Steuereinrichtung Informationen über die Werte und/oder die Richtungen der erfaßten Größen enthalten sind,
- Beaufschlagung eines Stellgliedes (144, 226) mit den Ausgangssignalen der Regel-oder Steuereinrichtung, welches Stellglied zur Durchführung eines vom Informationsgehalt des Ausgangssignals abhängigen Stellvorganges vorgesehen ist, - Eingreifen ( 156, 158; 286, 288) des Stellgliedes bei wenigstens einem der Antriebsmotoren in den ihn durchfließenden Fluid-Volumenstrom zur Beeinflussung des zwischen Eingang und Ausgang des Antriebsmotors meßbaren Differenzdruckes zwecks Erzeugung eines Korrektur-Stell- Drehmomentes und damit gleichzeitig Erzeugung einer Korrektur des Relativ-Drehwinkels im Sinne der Verkleinerung seines Wertes.
11. Unwuchtvibrator nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9 oder Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel¬ einrichtung mit einer Integrier-Funktion versehen ist.
12. Unwuchtvibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der "Drehwinkel" ein Relativ-Drehwinkel ist, welcher abgeleitet ist von einem Vergleich der Dreh-Lage eines Teil-Unwuchtkörpers aus der einen Gruppe und der Dreh-Lage eines Teil-Unwuchtkörpers aus der anderen Gruppe.
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