DE4301368A1 - Device and method for exciting vibrations - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schwingungserregung eines Vorrichtungsgestells in einer vorgegebenen Richtung und insbesondere eine solche Vorrichtung, bei welcher das die Fliehkraft FR bestimmende resultierende Fliehmoment MR verstellbar ist (FR = MR×w2, mit w als Winkelgeschwindigkeit).The invention relates generally to a device and a method for vibrating a device frame in a predetermined direction, and in particular to such a device in which the resulting centrifugal force F R determining the resulting centrifugal torque M R is adjustable (F R = M R × w 2 , with w as Angular velocity).
Derartige Vorrichtungen finden ihren Einsatz z. B. als Rüttelvibratoren in Formereimaschinen oder als Rammvibratoren.Such devices are used for. B. as vibrating vibrators in Forming machines or as ram vibrators.
Zur Erzeugung einer gerichteten Schwingung benötigt man zwei Unwuchtkörper mit je einem Fliehmoment M, welche mit geeigneten Mitteln zu einem winkelsynchronen Umlauf mit gegensinniger Laufrichtung ge zwungen werden müssen. Wird eine Verstellbarkeit der Fliehmomente MR verlangt, ist jeder der Unwuchtkörper durch ein Paar von zwei Teil-Un wuchtkörpern zu ersetzen (Teil-Unwuchtkörper erster Art und zweiter Art).To generate a directional vibration, two unbalanced masses, each with a centrifugal moment M, are required, which must be forced with suitable means to an angularly synchronous rotation with the opposite direction of rotation. If an adjustability of the centrifugal torques M R is required, each of the unbalance bodies must be replaced by a pair of two partial unbalance bodies (first and second type unbalanced bodies).
Jeder Teil-Unwuchtkörper verfügt über ein Teil-Fliehmoment mit dem Absolutbetrag |M/2| = mu× |e|, wobei mu die (punktförmig konzentrierte) Unwuchtmasse darstellt und |e| den Abstand des Schwerpunktes der Un wuchtmasse von der Drehachse. Da e als Vektor aufgefaßt werden kann, ist auch das Fliehmoment M/2 als Vektor anzusehen, wie auch die bei Drehung eines Teil-Unwuchtkörpers mit der Winkelgeschwindigkeit w auftretende Fliehkraft F = mu×e×w2.Each partial unbalance body has a partial centrifugal moment with the absolute amount | M / 2 | = mu × | e |, where mu is the (point-concentrated) unbalanced mass and | e | the distance of the center of gravity of the unbalanced mass from the axis of rotation. Since e can be understood as a vector, the centrifugal moment M / 2 is also to be regarded as a vector, as is the centrifugal force F = mu × e × w 2 that occurs when a part unbalance body rotates at the angular velocity w.
Die Verstellbarkeit des Fliehmomentes MR kommt dadurch zum Ausdruck, daß die Teil-Fliehmomente jedes Paares unterschiedliche Richtungen auf weisen können.The adjustability of the centrifugal moment M R is expressed in that the partial centrifugal moments of each pair can have different directions.
Um die vektorielle Summe der Teil-Fliehmomente eines jeden Paares zwi schen dem Wert Null und dem Maximalwert M zu verändern, hat der dazu gehörige Stellantrieb einer entsprechenden Schwingungs-Vorrichtung zwi schen den Teil-Fliehmomenten einen Relativ-Stellwinkel β=Null und β=180° einzustellen. By the vectorial sum of the partial centrifugal moments of each pair between To change the value between zero and the maximum value M, he has to do so proper actuator of a corresponding vibration device between the partial centrifugal moments a relative setting angle β = zero and β = 180 ° adjust.
Die vektorielle Summe der Teil-Fliehmomente beider Paare ergibt das resultierende (Gesamt-)Fliehmoment MR mit dem Maximalwert MR,max.The vectorial sum of the partial centrifugal moments of both pairs gives the resulting (total) centrifugal moment M R with the maximum value M R, max .
Eine Vorrichtung zur Erzeugung von gerichteten Schwingungen mit verstellbarem Fliehmoment MR erfordert also mindestens 4 rotierbare Teil- Unwuchtkörper, weshalb die vorliegende Erfindung auch an Beispielen mit jeweils 4 Teil-Unwuchtkörpern erläutert wird. Selbstverständlich erstreckt sich die Erfindung auch auf solche Schwingungserreger-Vorrichtungen, bei welchen sich die mindestens zwei notwendigen Paare bzw. die mindestens pro Paar notwendigen zwei Teil-Fliehmomente auf eine größere Anzahl von Paaren bzw. rotierbaren Teil-Unwuchtkörpern verteilt.A device for generating directed vibrations with an adjustable centrifugal moment M R therefore requires at least 4 rotatable partial unbalance bodies, which is why the present invention is also explained using examples with 4 partial unbalance bodies each. Of course, the invention also extends to vibration excitation devices in which the at least two pairs required or the at least two partial centrifugal moments required per pair are distributed over a larger number of pairs or rotatable partial unbalance bodies.
Der der vorliegenden Erfindung am nächsten liegende bekannte Stand der Technik ist in der Druckschrift PCT/EP 90/02 239 ausgewiesen. Hier wird eine Vorrichtung zur Schwingungserregung beschrieben, bei der die we nigstens notwendigen 4 Teil-Unwuchtkörper auch durch mehrere parallel angesteuerte Stellmotoren verstellt werden können. Ein vorbestimmtes, ma ximal einstellbares resultierendes Fliehmoment MR,max ergibt sich bei Ein stellung eines Relativ-Stellwinkels β=180°.The known prior art closest to the present invention is disclosed in PCT / EP 90/02 239. Here, a device for vibration excitation is described in which the least necessary 4 partial unbalance bodies can also be adjusted by several actuators driven in parallel. A predetermined, maximally adjustable resulting centrifugal torque M R, max results when a relative setting angle β = 180 °.
Eine einfache, robuste und preiswerte Betriebsart ergibt sich dabei dann, wenn zwecks Einstellung eines vorbestimmten resultierenden Fliehmomentes MR den Stellmotoren mittels der Stelleinrichtung ein solches Stell-Drehmo ment eingeprägt wird, welches im Gleichgewicht mit dem bei Einstellung des Fliehmomentes MR sich ergebenden Reaktions-Drehmomentes MR steht.A simple, robust and inexpensive operating mode is obtained if, for the purpose of setting a predetermined resulting centrifugal torque M R, the actuating motors are impressed with such an actuating torque by means of the actuating device which is in equilibrium with the reaction resulting when the centrifugal torque M R is set. Torque MR stands.
Bei diesem Steuerungsvorgang genügt es also, wenn man, im Falle von hydraulischen Stellmotoren, diesen einen ganz bestimmten, das Stell-Dreh moment bestimmenden Druck einprägt. Bei dieser Art der Steuerung des Relativ-Stellwinkels β können dann auch mehrere Stellmotoren durch den gleichen Druck beaufschlagt werden.With this control process it is therefore sufficient if, in the case of hydraulic servomotors, this one very specific, the actuating rotation moment determining pressure. With this type of control of the Relative actuation angle β can then also be actuated by several actuators same pressure can be applied.
Als nachteilig hat sich bei diesem Steuerungsverfahren herausgestellt, daß im Bereich von Werten oberhalb β=90° die Einhaltung von vorgegebenen Werten für den Relativ-Stellwinkel β ohne Hinzunahme von zusätzlichen steuerungstechnischen Hilfsmitteln nicht möglich ist. Erzwingt man die Funktionserfüllung mit zusätzlichem steuerungstechnischen Aufwand dahin gehend, daß auch Relativ-Stellwinkel β größer als 90° beherrschbar sind, so ergeben sich für den Bereich β=90° bis β=180° zusätzliche Schwierig keiten als Folge der dann auftretenden Drehmoment-Schwankungen aus dem Steuerungsprozeß und als Folge von Wechsel-Drehmomenten, welche später noch zu beschreiben sind.A disadvantage of this control method has been found that in the range of values above β = 90 °, compliance with specified Values for the relative positioning angle β without the addition of additional ones control aids is not possible. You force them Fulfillment of functions with additional control engineering effort assuming that relative positioning angles β greater than 90 ° can be controlled, this results in additional difficulties for the range β = 90 ° to β = 180 ° due to the torque fluctuations that then occur the control process and as a result of alternating torques which to be described later.
Durch die Patentschrift DE 41 16 647 C1 ist eine Vorrichtung zur Schwin gungserregung bekannt geworden, bei welcher jedem der 4 Teil-Unwucht körper ein eigener elektrischer Stellmotor zugeordnet ist.Through the patent DE 41 16 647 C1 is a device for Schwin excitation, in which each of the 4 partial unbalance body is assigned its own electric servomotor.
Die mit Winkel-Meßsystemen ausgerüsteten Stellmotoren sind drehsteif mit den die 4 Teil-Unwuchtkörper tragenden Unwuchtwellen verbunden, und ein allen 4 Stellmotoren übergeordnetes Lageregelsystem regelt die Winkel- Lage aller Motoren derart, daß die jeweils ein Paar bildenden Teil-Un wuchtkörper in symmetrischer Weise verstellt, bzw., in symmetrischer Win kel-Lage gehalten werden.The servomotors equipped with angle measuring systems are torsionally rigid the unbalance shafts carrying the 4 partial unbalance bodies connected, and a position control system superior to all 4 servomotors controls the angular Position of all motors in such a way that the part-Un balancing body adjusted in a symmetrical way, or, in a symmetrical win be kept in the same position.
Ein Relativ-Stellwinkel β kann problemlos auf jeden Wert zwischen β=0° und β=180° eingestellt werden. Ein vorbestimmtes, maximal einstellbares re sultierendes Fliehmoment MR,max ergibt sich bei Einstellung eines Relativ- Stellwinkels β=180°.A relative setting angle β can easily be set to any value between β = 0 ° and β = 180 °. A predetermined, maximum adjustable resultant centrifugal moment M R, max results when a relative actuation angle β = 180 ° is set.
Bei dieser Verstell-Strategie gilt die Winkel-Lage eines der 4 Motoren als unabhängige Variable (Leitgröße), während die Winkel-Lagen der 3 anderen Motoren als abhängige bzw. veränderliche Variablen (Folgegrößen) angese hen werden.With this adjustment strategy, the angular position of one of the 4 motors is considered independent variable (guide variable), while the angular positions of the 3 others Engines as dependent or changeable variables (subsequent variables) will be.
Damit die 3 abhängigen Winkel-Lagen unter dem Einfluß von Störgrößen, wozu auch die Reaktions-Drehmomente MR gehören, stets auf dem vorge schriebenen Sollwert verharren, muß jeder Stellmotor permanent von einem eigenen Regler beaufschlagt sein.So that the 3 dependent angular positions always remain at the prescribed setpoint under the influence of disturbance variables, which also include the reaction torques MR , each servomotor must be permanently acted upon by its own controller.
Da durch die mitschwingende gemeinsame dynamische Masse mg eine ener giemäßige Koppelung aller Teil-Unwuchtkörper untereinander gegeben ist (Transformatorwirkung), derart, daß mit einer Verstellung der Winkel-Lage an einem Teil-Unwuchtkörper sich die drei anderen Teil-Unwuchtkörper ebenfalls verstellen möchten, sind alle Regler ständig mit dem Ausregeln von Winkelabweichungen in beiden Richtungen beschäftigt. Because of the resonating common dynamic mass mg an ener Proper coupling of all partial unbalance bodies to one another is given (Transformer effect), such that with an adjustment of the angular position on one partial unbalance body the three other partial unbalance bodies want to adjust as well, all controllers are constantly adjusting of angular deviations in both directions.
Die somit sich ergebenden Anforderungen an die Dynamik der Regler wer den noch verschärft durch den Umstand, daß die Definition der Winkel- Lage einer der Unwuchtwellen als Leitgröße, und die regelungstechnische Nachführung der Folgegrößen der 3 anderen Winkel-Lagen zu unsymmetri schen Belastungen führen. Als Ergebnis der notwendigen hochdynamischen Regelung ergeben sich laufende Veränderungen von Drehgeschwindigkeiten und Drehmomenten an den Motoren.The resulting demands on the dynamics of the controller exacerbated by the fact that the definition of angular Location of one of the unbalanced shafts as a guide, and the control technology Tracking of the subsequent sizes of the 3 other angular positions to asymmetrical lead to burdens. As a result of the necessary highly dynamic Regulation there are ongoing changes in rotational speeds and torques on the motors.
Die negativen Auswirkungen von daraus sich ergebenden Drehmoment- Sprüngen auf die Antriebsorgane sind dem Fachmann bekannt. Die Bean spruchung der Antriebsorgane ist besonders hoch, wenn die Motoren sta tionär (also nicht mitschwingend) angeordnet sein sollen und dennoch über geeignete Antriebsorgane eine drehsteife Drehmomentübertragung zwischen Stellmotor und Unwuchtwelle erfolgen muß.The negative effects of resulting torque Jumps to the drive elements are known to the person skilled in the art. The bean The drive elements are particularly stressed when the motors are should be arranged (i.e. not resonating) and still above suitable drive elements a torsionally rigid torque transmission between Actuator and unbalanced shaft must be done.
Die durch die DE-PS 41 16 647 C1 gekennzeichnete Gattung von Schwin gungserregungs-Vorrichtungen mit verstellbarem resultierenden Fliehmo ment MR und mit einem jedem Teil-Unwuchtkörper zugeordneten eigenen Stellmotor weist die beiden nachfolgend benannten Nachteile auf:The type of vibration excitation devices characterized by DE-PS 41 16 647 C1 with adjustable resulting centrifugal moment M R and with a separate servomotor assigned to each partial unbalance body has the two disadvantages mentioned below:
- - Die Stelleinrichtungen für die Regelung bzw. Steuerung des Relativ- Stellwinkels β sehr aufwendig, bzw., auch sehr teuer.- The control devices for regulating or controlling the relative Adjustment angle β very expensive, or, also very expensive.
- - Es wirken offensichtlich auf die beteiligten Antriebsorgane (z. B. Zahnräder, Zahnriemen, Kardanwellen) hohe dynamische Belastungen ein, die zum schnellen Verschleiß bzw. zur raschen Unbrauchbarkeit der An triebsorgane führen und gleichzeitig verantwortlich sind für hohe Ge räusch-Emissionen.- Obviously, it affects the drive elements involved (e.g. Gears, toothed belts, cardan shafts) high dynamic loads, those for rapid wear and tear or rapid uselessness of the type drive organs and at the same time are responsible for high Ge noise emissions.
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, die durch die zuvor geschil derten Beispiele gekennzeichnete Gattung von Schwingungserregungs-Vor richtungen zu verbessern. Die Verbesserung soll einerseits dazu beitragen, die Kosten und den gerätemäßigen Aufwand zur steuerungsmäßigen Beein flussung des Relativ-Stellwinkels β gering zu halten und andererseits auch zur Folge haben, daß die vorgenannten Verschleiß- und Geräusch-Pro bleme, deren Ursachen in der Existenz von Wechselmomenten zu suchen sind, zu reduzieren. The invention has set itself the task by the previously schil Other examples of the genus of vibration excitation to improve directions. On the one hand, the improvement should help the costs and the device-related effort for control purposes to keep the flow of the relative setting angle β low and on the other hand also have the consequence that the aforementioned wear and noise Pro bleme, whose causes are to be found in the existence of alternating moments are to reduce.
Bevor auf die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe eingegangen wird, soll zunächst versucht werden, auf die theoretischen Ursachen der be nannten Schwierigkeiten einzugehen.Before going into the solution to this problem according to the invention, should be tried first on the theoretical causes of be called difficulties.
In der PCT-OS PCT/EP 90/02 239 wird anhand der Fig. 4 für eine Vorrich tung zur Schwingungserregung mit 4 Teil-Unwucht-Körpern erläutert, daß zwischen den Teil-Unwuchtkörpern erster und zweiter Art durch Massen kräfte verursachte Reaktions-Drehmomente MRI und MRII wirken. (Man be achte jedoch, daß der dort gekennzeichnete Winkel β mit dem in der Be schreibung der vorliegenden Erfindung benutzten Winkel α identisch ist).In the PCT-OS PCT / EP 90/02 239 is explained with reference to FIG. 4 for a Vorrich device for vibration excitation with 4 part-unbalance bodies that between the part-unbalance bodies of the first and second types caused by inertia reaction torques M RI and M RII work. (However, note that the angle β identified there is identical to the angle α used in the description of the present invention).
Diese bekannten theoretischen Betrachtungen sollen nachfolgend anhand der Fig. 5 und 6 erweitert werden.These known theoretical considerations will be expanded below with reference to FIGS. 5 and 6.
Die Reaktions-Drehmomente MR treten als Wechsel-Momente mit sinoidischem Verlauf über dem Drehwinkel mit einer doppelt so hohen Frequenz wie die Drehfrequenz auf, also mit zwei Spitzenwerten pro Umdrehung (Siehe Fig. 5). Die absolute Größe der Reaktions-Drehmomente MR ist abhängig von der dynamischen Masse mg, von der Winkelgeschwindigkeit w, von dem Flieh moment MR und vom Relativ-Stellwinkel β.The reaction torques MR occur as alternating torques with a sinoid course over the angle of rotation with a frequency twice as high as the rotational frequency, that is to say with two peak values per revolution (see FIG. 5). The absolute magnitude of the reaction torques MR depends on the dynamic mass mg, on the angular velocity w, on the centrifugal moment M R and on the relative actuation angle β.
Fig. 5 zeigt den Verlauf des Reaktions-Drehmomentes MR als Funktion des Winkels β für die Winkelwerte β = 30°, 90° und 180°. (Die Bedeutung der nachfolgend benutzten Winkel α und β geht anschaulich aus Fig. 1 hervor. Während mit α und β Verstellwinkel gekennzeichnet sind, handelt es sich beim Winkel µ um den gemeinsamen Drehwinkel der Unwuchtwellen.) Fig. 5 shows the course of the reaction torque MR as a function of the angle β of the angular values of β = 30 °, 90 ° and 180 °. (The meaning of the angles α and β used in the following can be seen clearly from Fig. 1. While α and β are indicated as adjustment angles, the angle µ is the common angle of rotation of the unbalanced shafts.)
Mit den Beispielen wird angedeutet, daß bis MR = f(β=90°) mit steigendem Winkel β gleichzeitig sowohl die Amplituden-Werte der Wechselmomente ansteigen, als auch der Anteil der negativen MR-Werte zunimmt. The examples indicate that up to MR = f (β = 90 °) with increasing Angle β both the amplitude values of the alternating moments increase as the proportion of negative MR values increases.
Ab dem Funktionsverlauf für MR = f(β=90°) bis MR = f(β=180°) erfolgt eine geringfügige Abnahme der Amplituden-Werte. Bemerkenswerter ist jedoch, daß die negativen MR-Werte mit wachsendem Winkel β laufend zunehmen, bis schließlich bei β=180° der Anteil der positiven MR-Werte gleich dem Anteil der negativen MR-Werte ist. From the function course for MR = f (β = 90 °) to MR = f (β = 180 °) there is a slight decrease in amplitude values. More remarkable, however, that the negative MR values increase continuously with increasing angle β, until finally at β = 180 ° the proportion of positive MR values equal to that Share of negative MR values.
Wenn man die Funktion von MR über den Drehwinkel 2 π integriert, erhält man den sogenannten Drehimpuls D. Teilt man den Wert für D durch 2π, erhält man ein durchschnittliches Reaktions-Drehmoment MR.If you integrate the function of MR over the rotation angle 2 π, you get the so-called angular momentum D. If you divide the value for D by 2π, you get an average reaction torque MR .
Die Größe von MR entspricht der Größe desjenigen Stell-Drehmomentes MD an der Unwuchtwelle, welches durch einen Verstellmotor aufgebracht wer den muß, um den zugehörigen Relativ-Stellwinkel β aufrecht zu erhalten.The size of MR corresponds to the size of the actuating torque MD on the unbalanced shaft, which must be applied by an adjusting motor in order to maintain the associated relative actuating angle β.
Ermittelt man gemäß Fig. 5 für alle Werte von β das durchschnittliche Reaktions-Drehmoment MR und trägt die Werte für MR über dem Winkel β auf, so erhält man einen Kurvenverlauf wie in Fig. 6 dargestellt. Die Kurve für die Funktion MR = f(β) ist gleichzeitig ein Maß für das zur Auf rechterhaltung eines Winkels β aufzubringende Stell-Drehmoment MD = f(β) [mit MR=-MD].If, according to FIG. 5, the average reaction torque MR is determined for all values of β and the values for MR are plotted over the angle β, a curve profile as shown in FIG. 6 is obtained. The curve for the function MR = f (β) is at the same time a measure of the actuating torque MD = f (β) to be maintained to maintain an angle β [with MR = -MD].
Bemerkenswert ist in Fig. 6, daß die Abnahme des Funktionswertes für MR nach Überschreiten des Maximal-Punktes MP vom Maximal-Wert bis auf den Wert Null bei β=180° nicht in erster Linie auf eine Abnahme der Amplitu den-Werte der entsprechenden Funktionen in Fig. 5 zurückzuführen ist, sondern hauptsächlich auf den Umstand, daß sich mit zunehmendem Wert für Winkel β die positiven und die negativen MR-Werte mehr und mehr die Waage halten. Man kann mathematisch nachweisen, daß der Maximalpunkt MP bei β=90° liegen muß und die Kurve eine reine Sinuslinie ist.It is noteworthy in Fig. 6 that the decrease in the function value for MR after exceeding the maximum point MP from the maximum value to the value zero at β = 180 ° is not primarily due to a decrease in the amplitude values of the corresponding functions is shown in FIG. 5 due, but mainly to the fact that with increasing β value for angle of the positive and negative MR values more and more balanced. It can be demonstrated mathematically that the maximum point MP must be at β = 90 ° and the curve is a pure sine line.
Aus Fig. 6 entnimmt man aus dem Kurvenverlauf für MD = f(β) [=-MR] für einen Arbeitspunkt API links vom Maximal-Punkt MP, daß bei einem einge prägten Stell-Drehmoment MDAI am Stellmotor sich ein Winkel βAI einstellt, wobei es für die Einhaltung dieser Zuordnung keinerlei Regelung bedarf.From Fig. 6 it can be seen from the curve for MD = f (β) [= - MR ] for an operating point AP I to the left of the maximum point MP that with an actuating torque MD AI embossed on the servomotor there is an angle β AI sets, whereby no regulation is required for compliance with this assignment.
Die ohne Regelung erreichbare Stabilität des Betriebszustandes bei vorgegebenem konstanten Wert für MDAI erklärt sich aus dem Verhalten bei Abweichungen des Wertes von βAI nach oben oder unten: Tendiert βAI zu größeren Werten, so vergrößert sich auch das rückstellende Reaktions- Drehmoment MR und sorgt für eine Verkleinerung von βAI. Tendiert βAI zu kleineren Werten, so nimmt das innere Rückstellmoment MR ebenfalls ab, so daß sich der Wert βAI unter dem Einfluß des Stell-Drehmomentes MDAI zwangsläufig wieder vergrößern muß. The stability of the operating state that can be achieved without control at a given constant value for MD AI can be explained by the behavior in the event of deviations in the value of β AI upwards or downwards: If β AI tends to larger values, the resetting reaction torque MR also increases and ensures for a reduction of β AI . If β AI tends to lower values, the internal restoring torque MR also decreases, so that the value β AI must inevitably increase again under the influence of the actuating torque MD AI .
Ganz anders sieht jedoch das Betriebsverhalten in einem Arbeitspunkt APII auf dem absteigenden Kurvenast aus:However, the operating behavior at a working point A PII on the descending curve branch looks completely different:
Tendiert der Winkel βAII zu größeren Werten, so verkleinert sich das rückstellende Reaktions-Drehmoment MR, was wegen des nun entstehenden Überschusses von MDAII gegenüber dem aktuellen Wert von MR zur Be schleunigung der Verstell-Drehung der entsprechenden Teil-Unwuchtkör per führt, wodurch sich der Winkel β automatisch weiter vergrößert. Ein ähnlich negatives Betriebsverhalten stellt sich ein bei Abweichungen des Wertes βAII vom Sollwert zu kleineren Werten hin. Ein Stabilhalten des Ar beitspunktes APII kann insbesondere im rechten Teil des absteigenden Kurvenastes nur mit Gegen-Regeln mit einem negativen Stelldrehmoment erreicht werden.If the angle β AII tends to larger values, then the resetting reaction torque MR decreases, which leads to acceleration of the adjustment rotation of the corresponding partial imbalance bodies due to the resulting excess of MD AII compared to the current value of MR the angle β automatically increases further. A similarly negative operating behavior arises when the value β AII deviates from the target value to smaller values. Keeping the working point A PII stable, especially in the right part of the descending curve branch, can only be achieved with counter-rules with a negative actuating torque.
Das stabile Einregeln eines Arbeitspunktes auf dem rechten Kurven-Teil der Funktion MD = f(β) erfordert aus den aufgezeigten Gründen einerseits einen echten Regler (mit Rückmeldung des Istwertes der Regelgröße β) und verursacht zum anderen durch den laufenden Vorzeichen-Wechsel des Stelldrehmomentes MD eine laufende Lastumkehr an den Getriebeteilen, was wegen des meistens vorhandenen Umkehrspieles zu unerwünschten hohen dynamischen Belastungen führt.The stable adjustment of a working point on the right part of the curve the function MD = f (β) requires on the one hand for the reasons shown a real controller (with feedback of the actual value of the controlled variable β) and on the other hand caused by the ongoing change of sign Actuating torque MD a current load reversal on the transmission parts what because of the mostly existing backlash to undesirable high dynamic loads.
Im Vergleich dazu noch höhere dynamische Belastungen ergeben sich aus dem Verlauf der Reaktions-Drehmomente MR = f(β,µ) über den Drehwinkel µ gesehen:In comparison, even higher dynamic loads result from this the course of the reaction torques MR = f (β, µ) over the angle of rotation µ seen:
Aus Fig. 5 entnimmt man folgende Zusammenhänge: Die Spitzenwerte der Reaktions-Drehmomente MR = f(β,µ) überragen die Größe des durchschnittlichen Reaktions-Drehmomentes MR = f(β), was für das Beispiel MR = f(β=90°) durch Schraffur dargestellt ist.From Fig. 5, it is the following relationships extracts: The peak values of the reaction torques MR = f (β, μ) project beyond the size of the average reaction torque MR = f (β), which for the example MR = f (β = 90 ° ) is represented by hatching.
Da die Größe von MR ja mit dem konstant wirkenden Stell-Drehmoment MD gleichgesetzt werden kann, kann man die Wirkung der Drehmomente am Beispiel MR = f(β=90°) und MD = f(β=90°) für den Fall, daß bei der Kraftübertragung durch sämtliche, beteiligte Antriebsorgane kein Spiel auftritt, wie folgt deuten:Since the size of MR can be equated with the constant actuating torque MD, the effect of the torques can be seen using the example MR = f (β = 90 °) and MD = f (β = 90 °) in the event that No play occurs when the power is transmitted through all of the drive elements involved, as follows:
Beide Drehmomente wirken in entgegengesetzter Richtung auf die rotierba ren Massen ein. Während der Phase 1 bis 2 (in Fig. 5) überwiegt MR und es kommt zu einer zusätzlichen Beschleunigung der Drehmassen durch MR, was sich in einer Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit um den Betrag delta-w äußert (Siehe auch die Kurve für delta w in Fig. 5).Both torques act on the rotatable masses in the opposite direction. During phase 1 to 2 (in FIG. 5) MR predominates and there is an additional acceleration of the rotating masses by MR, which manifests itself in an increase in the angular velocity by the amount delta-w (see also the curve for delta w in FIG . 5).
Während der Phase 2 bis 3 überwiegt das (verzögernde) Stell-Drehmoment MD, wodurch die Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit w um den Betrag delta-w wieder rückgängig gemacht wird.The (decelerating) actuating torque predominates during phases 2 to 3 MD, which increases the angular velocity w by the amount delta-w is undone.
Ist jedoch in der Kette der Kraftübertragung durch sämtliche beteiligte Antriebsorgane ein Umkehrspiel vorhanden, was normalerweise stets der Fall ist, so kommt es nicht nur zu einem Kräfte- bzw. Momentenverlauf, wie in Fig. 5 dargestellt, sondern es treten schlagende Beanspruchungen mit sehr viel höheren Spitzenwerten auf. Denn bei dem Vorhandensein von Umkehrspiel ist die "glättende Wirkung" von MR oftmals nicht mehr ge währleistet, und die Energie des Dralls (entsprechend der Fläche unter der Kurve "A", von 0 bis 2a in Fig. 5) setzt sich durch Massenbeschleuni gung vollständig in kinetische Energie um.However, if there is a backlash in the chain of power transmission through all the drive elements involved, which is usually always the case, not only is there a force or torque curve, as shown in FIG. 5, but striking stresses occur with a great deal higher peak values. Because in the presence of backlash, the "smoothing effect" of MR is often no longer guaranteed, and the energy of the swirl (corresponding to the area under the curve "A", from 0 to 2a in Fig. 5) settles through mass acceleration completely into kinetic energy.
Hiermit erklärt sich zu einem großen Teil die Ursache der zu beobachten den negativen Auswirkungen von dynamischen Belastungen in den Antriebsorganen von bezüglich ihres Fliehmomentes MR veränderbaren Schwingungserregungs-Vorrichtungen.This explains in large part the cause of the negative effects of dynamic loads in the drive elements of oscillation excitation devices which can be changed with regard to their centrifugal torque M R.
Die zu den Winkelgeschwindigkeits-Abweichungen delta-w zugehörigen Drehwinkel-Abweichungen delta-µ liegen typischerweise im Bereich zwi schen 0,5° und 1°, was z. B. bei als Antriebsorganen eingesetzten Zahnrä dern einen Betrag größer als das Zahnspiel ausmachen kann. Die Abwei chungen stellen jeweils die Unterschiede zwischen einem Teil-Unwuchtkör per erster Art und zweiter Art dar.The associated with the angular velocity deviations delta-w Rotation angle deviations delta-µ are typically in the range between rule 0.5 ° and 1 °, which, for. B. in Zahnrä used as drive elements who can make up an amount larger than the backlash. The reject the differences between a partial unbalance body the first type and the second type.
Die Verhältnisse bei dem zitierten Beispiel β=90° stellen noch nicht die schärfsten Wechselbelastungen dar. Diese stellen sich mit wachsendem Wert für Winkel β ein, wobei die Amplituden der Wechselmomente kaum abneh men, wohl aber die Größe des durchschnittlichen Reaktions-Drehmomentes MR, welch letzteres bei β=180° gar den Wert Null erreicht. Mit abnehmendem MR nimmt die Wirkung der Wechselmomente also noch zu. The ratios in the cited example β = 90 ° do not yet represent the sharpest alternating loads. These arise with increasing value for angle β, the amplitudes of the alternating torques hardly decreasing, but the size of the average reaction torque MR , which the latter even reaches zero at β = 180 °. With decreasing MR , the effect of the alternating moments increases.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist in den unabhängigen Patentansprü chen 1 und 6 definiert und beruht auf dem nachfolgend beschriebenen Konzept:The solution to the problem is in the independent patent claims Chen 1 and 6 defines and is based on that described below Concept:
- a) Zum Einstellen und Aufrechterhalten eines vorgegebenen Relativ- Stellwinkels β mit Hilfe der übergeordneten Stell-Einrichtung wird jedem Stellmotor ein nur in einer Richtung wirkendes Stell-Drehmoment MD eingeprägt, wobei die Richtung des Stell-Drehmomentes derart wirkt, daß eine Vergrößerung des Stell-Drehmomentes eine Vergrößerung des Relativ- Stellwinkels β zur Folge hat.a) To set and maintain a predetermined relative Setting angle β with the help of the higher-level setting device is everyone Actuator is a one-way actuating torque MD impressed, the direction of the actuating torque acting in such a way that an increase in the actuating torque an increase in the relative Adjustment angle β results.
- b) Die Teil-Fliehmomente werden (um bis zu 30%) größer, als ei gentlich unbedingt notwendig, dimensioniert, derart, daß zwecks Einstel lung des vorgesehenen maximalen und zulässigen resultierenden Fliehmo mentes MR,max eine Verstellung des Relativ-Stellwinkels β nur bis etwa in eine Größenordnung von 90° nötig ist.b) The partial centrifugal torques are (up to 30%) larger than actually absolutely necessary, dimensioned such that, for the purpose of setting the intended maximum and permissible resulting centrifugal moment M R, max an adjustment of the relative actuation angle β only up to around 90 °.
- c) Die Begrenzung des Relativ-Stellwinkels β hat zur Folge, daß die Auswirkungen der Reaktions-Drehmomente MR, bzw. auch die zu dynami schen Belastungen führende Wirkung von fertigungsbedingtem oder von gebrauchsbedingtem Spiel (Umkehrspiel) an oder zwischen solchen Antriebsorganen, welche der Synchronisation des Drehwinkels zweier Teil- Unwuchtkörper der ersten Art oder der zweiten Art je eines Paares die nen (z. B. an Zahnrädern, Zahnriemen Kardanwellen), spätestens nach er folgter Einstellung des vorgegebenen Relativ-Stellwinkels β reduziert oder aufgehoben werden.c) The limitation of the relative setting angle β has the consequence that the Effects of the reaction torques MR, or that too dynamic effects of manufacturing-related or of use-related play (reverse game) on or between such Drive elements which synchronize the angle of rotation of two part Imbalance body of the first type or the second type of a pair each (e.g. on gears, timing belts, cardan shafts), at the latest after he following setting of the predetermined relative setting angle β reduced or To get picked up.
- d) Die Vermeidung von nachteiligen Wechselmomenten wird außerdem erreicht durch Inanspruchnahme von im Bereich eines Relativ-Stellwinkels β kleiner als 90° selbsttätig (durch die mitschwingende dynamische Masse mg) wirkenden inneren Kräften. Bei symmetrischer Beaufschlagung der Stellmotoren mit Stell-Drehmomenten befindet sich die Symmetrie der sich einstellenden Drehwinkel aller Teil-Unwuchtkörper nämlich in einem derart stabilen Zustand, daß auf andere Synchronisationsmittel im Prinzip gänzlich verzichtet werden kann.d) The avoidance of adverse alternating moments is also achieved by using in the range of a relative setting angle β less than 90 ° automatically (due to the dynamic mass that resonates mg) acting internal forces. When the Servomotors with actuating torques are the symmetry of the adjusting angle of rotation of all partial unbalance bodies namely in such a way stable state that on other synchronization means in principle entirely can be dispensed with.
Gemäß Patentanspruch 1 können die Antriebsorgane von der Belastung der Reaktions-Drehmomente MR praktisch komplett befreit werden, indem jedem Teil-Unwuchtkörper ein eigener Stellmotor zugeordnet wird, wobei die den Teil-Unwuchtkörpern gleicher Art zugeordneten Stellmotoren an die Teil- Unwuchtkörper Stell-Drehmomente MD mit gleich großem Betrag, jedoch un terschiedlicher Wirkrichtung übertragen, und wobei die Beträge der Stell- Drehmomente MD bei konstant gehaltenem Relativ-Stellwinkel β dem durch schnittlichen Reaktions-Drehmoment MR des zugeordneten Teil-Unwuchtkör pers entsprechen.According to claim 1, the drive elements can be freed from the load on the reaction torques MR practically completely by assigning a separate servomotor to each partial unbalance body, with the servomotors assigned to the partial unbalance bodies of the same type to the partial unbalance bodies actuating torques MD the same amount, but une different direction of action, and the amounts of the actuating torques MD correspond to the average reaction torque MR of the assigned part-Unwuchtkör pers with a constant relative actuation angle β.
Mit den Mitteln gemäß Patentanspruch 6 kann die Wirkung dynamischer Belastungen aus Umkehrspiel dadurch reduziert oder aufgehoben werden, daß mit Erreichen des vorbestimmten Relativ-Stellwinkels βmax wenigstens bei einem Paar gegen einen den Relativ-Stellwinkel β begrenzenden An schlag gefahren und die Anschlagstellung mit einem Stell-Drehmoment fest gespannt wird.With the means according to claim 6, the effect of dynamic loads from backlash can be reduced or eliminated in that when the predetermined relative setting angle β max is reached at least in one pair against a relative setting angle β limiting stop and the stop position with a setting - Torque is tight.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 benötigt erstaunlicherweise im Prinzip keinerlei zusätzliche Synchronisiermittel zur Synchronführung der Drehwinkel aller Teil-Unwuchtkörper. Die Synchronhaltung des Relativ- Stellwinkels β wird durch das für jedes Paar gleich große Reaktions-Dreh moment MR bzw. durch das gegenwirkende Stell-Drehmoment MD besorgt, während die Synchronlage der Winkel beider Paare durch solche Massen kräfte bewirkt wird, die aus dem Trägheitsbestreben der auf beide Paare gemeinsam einwirkenden dynamischen Masse mg erklärbar ist. Man bedenke dabei, daß die oszillierende dynamische Masse mg den Teil-Unwuchtkörpern laufend wechselweise Drehbeschleunigungen und Drehverzögerungen zugleich, und damit synchronisierend, einprägt.In principle, a device according to claim 1 surprisingly does not require any additional synchronizing means for synchronously guiding the angles of rotation of all partial unbalanced bodies. The synchronism of the relative actuation angle β is worried by the same torque MR for each pair or by the counteracting actuating torque MD, while the synchronous position of the angle of both pairs is caused by such mass forces resulting from the desire for inertia dynamic mass mg acting on both pairs can be explained. It should be borne in mind that the oscillating dynamic mass mg continuously and alternately impresses the partial unbalance bodies on rotational accelerations and rotational delays, and thus in a synchronizing manner.
Wenngleich Synchronisiermittel nicht benötigt werden zur Synchronfüh rung der Drehwinkel, kann es dennoch zweckmäßig sein, solche als Sicherungsmaßnahme vorzusehen. In Fig. 2, wie auch in Fig. 4 sind zwi schen zwei Teil-Unwuchtkörpern gleicher Art zweier Paare Zahnräder als Sicherungsmaßnahmen vorgesehen. Diese Zahnräder übertragen normaler weise keine Synchronisierkräfte oder andere Kräfte und können daher auch ohne Schmierstoff-Zugabe betrieben werden. Sie haben lediglich die Aufgabe, den Synchronlauf in Notfällen bei von außen einwirkenden Sym metriestörungen zu sichern.Although synchronizing means are not required to synchronize the rotation angle, it may still be expedient to provide such as a safety measure. In Fig. 2, as in Fig. 4 between two partial unbalanced bodies of the same type two pairs of gears are provided as safety measures. These gears normally do not transmit synchronizing forces or other forces and can therefore be operated without the addition of lubricant. They only have the task of ensuring synchronous operation in emergencies in the event of external symmetry disturbances.
Ganz im Gegensatz zu der Erfindung nach der DE-PS 41 16 647 C1 ist bei der vorliegenden Erfindung eine Rückmeldung der Drehwinkel-Istlage nicht notwendig, wie auch eine Lage-Regelung bezüglich des Drehwinkels nicht stattfindet.In complete contrast to the invention according to DE-PS 41 16 647 C1 the present invention does not provide feedback of the actual angle of rotation position necessary, as is not a position control with regard to the angle of rotation takes place.
Die mögliche Parallel-Beaufschlagung mehrerer Motoren, wie überhaupt die Anwendung des Prinzips der Steuerung (anstatt Regelung) leisten den Haupt-Beitrag bezüglich Vereinfachung und Kostenreduzierung bei Anwen dung einer Vorrichtung nach der Erfindung.The possible parallel loading of several motors, like that at all Apply the principle of control (instead of regulation) Main contribution to simplification and cost reduction for users extension of a device according to the invention.
Zu den Vorteilen, die sich aus der Beschränkung des Verstellbereiches im Wesentlichen auf Werte zwischen 0° und 90° für den Relativ-Stellwinkel β ergeben, gehört auch, daß man dabei den Bereich mit den höchsten Wech sel-Momenten MR vermeidet. [Siehe auch MR = f(β=180°) in Fig. 5] Die zusätzliche Benutzung eines den Relativ-Stellwinkel β begrenzenden Anschlages kann aus mehreren Gründen sinnvoll sein. Z.B. kann man Win kel β < 90° einstellen oder bei β < 90° einen gewünschten Relativ-Stellwinkel β gegen Veränderungen durch diverse denkbare Störgrößen schützen.The advantages that result from the limitation of the adjustment range essentially to values between 0 ° and 90 ° for the relative adjustment angle β also include the fact that the range with the highest alternating moments MR is avoided. [See also MR = f (β = 180 °) in FIG. 5] The additional use of a stop limiting the relative positioning angle β can be useful for several reasons. For example, you can set angle β <90 ° or protect a desired relative setting angle β against changes caused by various conceivable disturbance variables at β <90 °.
Das Begrenzen des Relativ-Stellwinkels β erfolgt bei der Lösung nach Pa tentanspruch 6 durch einen Anschlag, wobei zwei Anschlagsorgane mit ei nem durch die Stellmotoren erzeugten Drehmoment festgespannt werden.The relative setting angle β is limited in the solution according to Pa claim 6 by a stop, two stop members with egg tightened torque generated by the servomotors.
Um bei dieser Lösung den Relativ-Stellwinkel β variieren zu können, kann man den Anschlag selbst versetzen bzw. verändern.In order to be able to vary the relative setting angle β in this solution, to move or change the stop yourself.
Eine einfache Lösung ergibt sich dann, wenn man eines der Anschlagor gane parallel oder koaxial verschieblich zu einer Drehachse der Vorrich tung anordnet, wozu das Anschlagorgan auch nicht mitumlaufend ange bracht sein kann.A simple solution arises if you have one of the anchor gane parallel or coaxially displaceable to an axis of rotation of the Vorrich device arranges, which is why the stop element is not also circulating can be brought.
Ein derart variierbarer Anschlag wäre auch für eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 einsetzbar.Such a variable stop would also be suitable for a device Claim 1 can be used.
Die Unteransprüche definieren weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Konzeptes.The subclaims define further preferred configurations of the inventive concept.
Besonders hervorgehoben werden sollen folgende - in den Unteransprüchen berücksichtigte - Weiterentwicklungen der Erfindung:The following should be particularly emphasized - in the subclaims considered - further developments of the invention:
- - Es kann sehr zweckmäßig sein, Stellmotoren zugleich auch als Antriebsmotoren zu betreiben. Dabei ist zu bedenken, daß die Stellmotoren an den Teil-Unwuchtkörpern der einen Art ein Stell-Drehmoment MD mit umgekehrten Vorzeichen wie an den Teil-Unwuchtkörpern der anderen Art aufzubringen haben. Da es sich bei den Stell-Drehmomenten MD um solche Drehmomente handelt, die nur bedingt zur Nutzarbeit herangezogen werden können, ist es sinnvoll, die Stell-Drehmomente MD sich über eine Reihenschaltung der Stellmotoren gegeneinander abstützen zu lassen. Dies ist am einfachsten möglich bei Anwendung von Hydraulikmotoren. Wie dabei eine Druckaufteilung bezüglich der Stell-Drehmomente und der Arbeits- Antriebsmomente aussehen kann, ist für eine hydraulische Lösung anhand eines konkreten Beispiels in der OS PCT/EP 90/02 239 (Seite 14) ausführlich beschrieben.- It can be very useful to use servomotors as well To operate drive motors. It should be borne in mind that the servomotors an actuating torque MD with the partial unbalance bodies of one type the opposite sign as on the partial unbalance bodies of the other type have to bring up. Since the actuating torques MD are such Torques that are only partially used for useful work , it makes sense to set the actuating torques MD over a To have series connection of the servomotors supported against each other. This is easiest possible when using hydraulic motors. How about it a pressure distribution with regard to the actuating torques and the working Drive torque can look like is based on a hydraulic solution of a concrete example in OS PCT / EP 90/02 239 (page 14) in detail described.
- - Da eine Synchronführung der Drehwinkel (bis zu einem möglichen Anschlag) ausschließlich über die Größe der Stell-Drehmomente MD bzw. über die Größe von aus Massenkräften abgeleiteten Drehmomenten erfolgt, müssen die Antriebsmittel, mit Hilfe derer die Drehmomente von den Stell motoren zu den Wellen der Teil-Unwuchtkörper geleitet werden, die Dreh momente nicht zwangsläufig winkelgetreu übertragen.- Since the rotation angle is synchronized (up to a possible Stop) only via the size of the actuating torques MD or takes place via the magnitude of torques derived from mass forces, the drive means with the help of which the torques motors are guided to the shafts of the partial unbalance bodies, which rotate moments do not necessarily have to be transmitted in the correct angle.
Es ist daher möglich, Keilriemen einzusetzen, ohne Nachteile des bei ihrem Einsatz entstehenden Schlupfes hinnehmen zu müssen.It is therefore possible to use V-belts without the disadvantages of their To accept the resulting slip.
- - Als Stellmotoren, die hier ja ihr Stell-Drehmoment MD einerseits in Richtung der Drehrichtung und andererseits entgegen der Drehrichtung erzeugen müssen, eignen sich vorzüglich (handelsübliche) Drehstrom-Mo toren, welche bei der Einstellung des Winkels β von der Stelleinrichtung mit zwei unterschiedlichen Drehstromsystemen beaufschlagt werden, wobei eines der Drehstromsysteme mit dem normalen Ortsnetz identisch sein kann.- As servomotors, which have their actuating torque MD on the one hand in the direction of rotation and on the other hand against the direction of rotation have to generate, are particularly suitable (commercially available) three-phase Mo gates, which when adjusting the angle β of the actuator with two different three-phase systems, whereby one of the three-phase systems must be identical to the normal local network can.
Beim Einsatz als reine Stellmotoren könnte der direkt am Netz betriebene Drehstrom-Motor - als Generator arbeitend - die dem mit höherer Frequenz arbeitenden Stellmotor zugeführte Energie wieder in das Netz zurücklie fern (von stets in Kauf zu nehmenden Wandlungs- und Reibungsverlusten einmal abgesehen). When used as pure servomotors, the one operated directly on the network could Three-phase motor - working as a generator - the one with a higher frequency energy supplied to the working servomotor returned to the network far (from always to be accepted change and friction losses apart from once).
Da in diesem Falle der motorische Schlupf das Drehmoment und infolgedes sen auch das Stell-Drehmoment MD bestimmt, wäre die Frequenz-Differenz ein Maß für den Relativ-Stellwinkel β.Because in this case the motor slip is the torque and consequently sen also determines the actuating torque MD, the frequency difference would be a measure of the relative setting angle β.
Der Vorteil dieser Betriebsart bleibt beim Einsatz von Drehstrom-Asyn chron-Motoren auch dann noch erhalten, wenn die Asynchron-Motoren gleichzeitig Stellmotoren und Arbeits-Antriebsmotoren sind. Eine Anwen dung ist dann besonders vorteilhaft, wenn elektrische Motoren wegen der Kosten und/oder der Funktion bevorzugt sind und gleichzeitig auch noch eine elektrische Verstellbarkeit der Drehzahlen erwünscht ist.The advantage of this operating mode remains when using three-phase asyn chron motors still get when the asynchronous motors are servomotors and working drive motors at the same time. An application is particularly advantageous when electric motors because of Costs and / or the function are preferred and at the same time also electrical adjustability of the speeds is desired.
- - Die Größe der abgegebenen Nutzleistung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in der Regel abhängig von der Schwingungsamplitude, mithin auch abhängig von dem Relativ-Stellwinkel β.- The size of the output of a device the present invention is generally dependent on the Vibration amplitude, therefore also dependent on the relative setting angle β.
Bei einer vorgegebenen begrenzten Leistungszufuhr von außen zu der Schwingungserregervorrichtung kann man durch Beeinflussung des Rela tiv-Stellwinkels β dafür sorgen, daß die abgegebene Nutzleistung zusammen mit der unvermeidlichen Verlustleistung gerade der maximal von außen zuführbaren Antriebsleistung entspricht.With a predetermined limited power supply from the outside to the Vibration excitation device can be influenced by the Rela tiv-setting angle β ensure that the output power together with the inevitable power loss just the maximum from the outside supplyable drive power corresponds.
Oftmals ist es erwünscht, kurzzeitig die Nutzleistung über die Grenze der ständig abgebbaren Leistung hinaus steigern zu können, wozu man unter Inkaufnahme absinkender Drehzahlen und Nutzung der Verstellbarkeit des resultierenden Fliehmomentes MR die gespeicherte kinetische Energie (oder die in einem Druckspeicher gespeicherte Energie) heranziehen kann.It is often desirable to be able to briefly increase the useful power beyond the limit of the continuously deliverable power, for which purpose one can use the stored kinetic energy (or the energy stored in a pressure accumulator) while accepting falling speeds and using the adjustability of the resulting centrifugal torque M R .
Um dem Energiespeicher wieder auffüllen zu können, muß anschließend die Nutzleistungs-Abgabe wieder reduziert oder ganz unterbrochen werden.In order to replenish the energy storage, the Power output levy can be reduced again or completely interrupted.
Ein Verfahren, bei welchem hierfür die Verstellbarkeit des Relativ-Stellwin kels β eingesetzt wird, ist in Anspruch 30 bis 35 definiert.A method in which the adjustability of the relative Stellwin kels β is used is defined in claims 30 to 35.
Mit den entsprechenden Merkmalen ausgerüstet, kann man z. B. einen mit einem Bagger-Motor betriebenen Ramm-Vibrator kurzzeitig mit einer höhe ren (z. B. doppelt so hohen) Ramm-Kraft betreiben, als es die normale Motorleistung des Baggers zulassen würde. Equipped with the appropriate features, you can e.g. B. one with an excavator motor driven ram vibrator for a short time with a height operate (e.g. twice as much) ram force as normal Would allow engine power of the excavator.
Kombiniert man diese Eigenschaft mit anderen, durch die vorliegende Erfindung ebenfalls ermöglichten vorteilhaften Merkmalen eines Ramm-Vi brators (wie geräuscharmer Betrieb und der Möglichkeit des Durchfahrens von durch den Ramm-Boden vorgegebenen Resonanzfrequenzen mit Null- Amplitude), so erhält man einen idealen, sogenannten Stadt-Vibrator.Combining this property with others, through the present one Invention also enabled advantageous features of a Ramm Vi brators (such as quiet operation and the possibility of driving through of resonance frequencies predetermined by the ramming floor with zero Amplitude), you get an ideal so-called city vibrator.
- - Eine Schwingungserregungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 benötigt im Prinzip keinerlei Synchronisierungsmittel zur Synchronregelung der Drehwinkel der Teil-Unwuchtkörper des einen Paa res relativ zu dem anderen Paar. Diese Eigenschaft ermöglicht es, unterschiedliche Relativ-Stellwinkel β für beide Paare einzustellen.- A vibration excitation device with the features according to In principle, claim 1 does not require any synchronization means Synchronous control of the angle of rotation of the partial unbalance body of one Paa res relative to the other couple. This property enables set different relative positioning angles β for both pairs.
Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Richtung der gerichteten Schwin gung relativ zum Vorrichtungs-Gestell zu verändern. Anwendungen für eine derartige Schwingrichtungs-Steuerbarkeit ergeben sich z. B. bei Rütt lern für die Bodenverdichtung, bei denen damit nicht nur die vertikal wirkende Rüttel-Intensität variiert, sondern auch eine horizontal wirkende Beschleunigungskomponente für den Verlagerungs-Vorschub erzeugt wer den kann.This results in the possibility of the direction of the directional swing change relative to the device frame. Applications for Such an oscillation direction controllability results, for. B. Rütt learn for soil compaction, which means that not only vertical acting vibrating intensity varies, but also a horizontally acting Acceleration component for the displacement feed generated who that can.
Bei Formereimaschinen-Rütteltischen können mit der steuerbaren Schwingrichtung z. B. auch Horizontal-Schwingungen erregt werden.Forming machine vibrating tables can be controlled with the Direction of vibration z. B. also horizontal vibrations are excited.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezug nahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert.Embodiments of the invention are described below with reference took explained in detail on the drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schwingungserregungsvorrichtung mit 4 Teil-Unwuchtkörpern und 4 hydraulisch betriebenen Motoren. Fig. 1 shows schematically a vibration excitation device with 4 partial unbalance bodies and 4 hydraulically operated motors.
Fig. 2 zeigt in einem in Fig. 3 mit E-F bzw. mit K-L gekennzeichneten Schnittverlauf senkrecht zu den Drehachsen eine Vorrichtung zur Schwingungserregung mit zwei Paaren von Teil-Unwuchtkörpern mit für jedes Paar koaxial angeordneten Teil-Unwuchtkörpern. FIG. 2 shows in a section in FIG. 3 marked EF or KL perpendicular to the axes of rotation a device for excitation of vibration with two pairs of partial unbalanced bodies with partial unbalanced bodies arranged coaxially for each pair.
Fig. 3 ist der Schnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 2 gemäß der dort mit G-H gekennzeichneten Schnittführung. Fig. 3 is a section through a device according to Fig. 2 according to the cut marked there with GH.
Fig. 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit 4 Elektromotoren und deren Ansteuerung mittels eines Frequenz-Umrichters. Fig. 4 shows schematically a device according to the invention with 4 electric motors and their control by means of a frequency converter.
Fig. 5 zeigt Diagramme zum Verlauf von Reaktions-Drehmomenten, aufge tragen über dem Drehwinkel µ der Unwuchtkörper. Fig. 5 shows diagrams of the course of reaction torques, up wear over the angle of rotation µ of the unbalance body.
Fig. 6 zeigt Diagramme für den Verlauf des notwendigen Stell-Drehmo mentes MD und des resultierenden Fliehmomentes MR über dem Relativ- Stellwinkel β. Fig. 6 shows diagrams for the course of the necessary actuating torque MD and the resulting centrifugal torque M R over the relative actuating angle β.
In Fig. 1 sind in einem massebehafteten Gestell 109 4 Wellen 116 bis 119 mit daran befestigten, mit bezüglich ihres Teil-Fliehmomentes gleich großen Teil-Unwuchtkörpern 101, 102, 105, 106 gelagert.In Fig. 1 4 shafts 116 to 119 are mounted in a frame 109 with masses, with unbalanced bodies 101 , 102 , 105 , 106 of the same size with respect to their partial centrifugal moment.
Jeder der 4 Wellen ist ein bezüglich des spezifischen Drehmomentes gleich großer Hydraulikmotor 103, 104, 107, 108 zugeordnet. Die Umlaufrichtung der Wellen ist mit w (w für Winkelgeschwindigkeit) gekennzeichnet.Each of the 4 shafts is assigned a hydraulic motor 103 , 104 , 107 , 108 of the same torque. The direction of rotation of the shafts is marked with w (w for angular velocity).
Die Teil-Unwuchtkörper 101 + 105 bzw. 102 + 106 bilden jeweils ein Paar (im Beispiel auch durch gleiche Umlaufrichtungen gekennzeichnet) mit Teil- Unwuchtkörpern der ersten Art 101 bzw. 102 und der zweiten Art 105 bzw. 106, zwischen denen ein Relativ-Stellwinkel β einzustellen ist (Winkel α ist Komplementär-Winkel α=180°-β).The partial unbalance bodies 101 + 105 and 102 + 106 each form a pair (also characterized in the example by the same circumferential directions) with partial unbalance bodies of the first type 101 or 102 and the second type 105 or 106 , between which a relative Setting angle β must be set (angle α is complementary angle α = 180 ° -β).
Ein Aggregat zur Erzeugung zweier getrennter Fluid-Volumenströme ist vorgesehen, mit einem elektrischen Antriebsmotor 110, einer Pumpe 115 mit konstantem Fördervolumen und einer Pumpe 214 mit veränderbarem Fördervolumen, welches durch den Sollwertgeber 213 auf elektrischem Wege vorgebbar ist. Mit einem Druckbegrenzungs-Ventil 111 ist der Druck am Ausgang der Pumpe 115 einstellbar. Über ein elektrisch ansteuerbares Druckregelventil 112 ist der Druck im Leitungsteil 117 innerhalb bestimm ter Grenzen beliebig einstellbar.An assembly for generating two separate fluid volume flows is provided, with an electric drive motor 110 , a pump 115 with a constant delivery volume and a pump 214 with a variable delivery volume, which can be specified electrically by the setpoint generator 213 . The pressure at the outlet of the pump 115 can be adjusted with a pressure limiting valve 111 . Via an electrically controllable pressure control valve 112 , the pressure in the line part 117 can be set as desired within certain limits.
Die den beiden Paaren zugeordneten Motoren-Gruppen werden parallel und mit gleichem Eingangsdruck an den Motoren von der Pumpe 114 beauf schlagt. Die Motoren eines jeden Paares sind in Serie geschaltet. Auf diese Weise ist allen Motoren die gleiche Drehgeschwindigkeit vorgegeben, die ihrerseits durch ein verändertes Fördervolumen der Pumpe 114 variiert werden kann.The motor groups assigned to the two pairs are acted upon in parallel by the pump 114 with the same inlet pressure at the motors. The motors of each pair are connected in series. In this way, all motors are given the same rotational speed, which in turn can be varied by changing the delivery volume of the pump 114 .
Die Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 ist folgende: The operation of the device according to FIG. 1 is as follows:
Es gelangt die technische Lehre nach Patentanspruch 1 zum Einsatz. Die Hydraulikmotoren werden als Arbeits-Antriebsmotoren und als Stellmotoren zugleich eingesetzt. Die Teil-Unwuchtkörper 101 und 102 mö gen aus Sicherheitsgründen mittels zweier, je einer Welle 117 und 118 zu geordneter Zahnräder (angedeutet durch die Berührung der die Teil-Un wuchtkörper symbolisierenden Kreise) zwangssynchronisiert sein. Da über diese Zahnräder im Normalfall keine Kräfte zu übertragen sind, könnte diese Art der Zwangssynchronisation aber auch entfallen.The technical teaching according to claim 1 is used. The hydraulic motors are used both as working drive motors and as servomotors. The partial unbalance bodies 101 and 102 may be forcibly synchronized for safety reasons by means of two gearwheels, each associated with a shaft 117 and 118 (indicated by the contact of the circles symbolizing the partial unbalance bodies). Since no forces are normally to be transmitted via these gears, this type of forced synchronization could also be omitted.
Es wird angenommen, daß der Druck am Ausgang 117 des Druckregelventils 112 zunächst kleiner ist als im Leitungsteil 118 und daß alle Motoren mit einer gleichen Drehzahl rotieren, wobei der Relativ-Stellwinkel β zunächst ebenfalls den Wert Null hat.It is assumed that the pressure at the outlet 117 of the pressure control valve 112 is initially lower than in the line part 118 and that all the motors rotate at the same speed, the relative actuating angle β also initially having the value zero.
In den Leitungsteilen L3 bzw. L1 und L2 haben sich Drücke aufgebaut, welche in erster Linie von den rheologischen Verhältnissen und von den beim Umlauf der rotierenden Teile entstehenden Reibleistungen bestimmt sind.In line parts L 3 or L 1 and L 2 , pressures have built up, which are primarily determined by the rheological conditions and by the friction generated during the rotation of the rotating parts.
Stellt man nun am Ausgang 117 des Druckregelventils 112 einen Druck ein, der größer ist, als der vorher im Leitungsteil 118 herrschende, so müssen die Motoren 103 und 104 zusätzlich gegen diesen Druck anarbeiten, was für die Motoren einen gleichzeitigen Pumpbetrieb (Generatorbetrieb) be deutet, wozu sie das Zusatz-Drehmoment MDP benötigen.If you now set a pressure at the output 117 of the pressure control valve 112 that is greater than that prevailing in the line part 118 , the motors 103 and 104 must additionally work against this pressure, which means a simultaneous pump operation (generator operation) for the motors , for which you need the additional torque MD P.
Durch die Druckerhöhung an L1 bzw. L2 bedingt, geben die Motoren ein zusätzliches Drehmoment MDM ab.Due to the pressure increase at L 1 and L 2 , the motors deliver an additional torque MD M.
Durch die Einwirkung der zusätzlichen Drehmomente MDP und MDM wurde an jedem Paar der Relativ-Stellwinkel β erzeugt, welcher seinerseits be wirkte, daß an den Teil-Unwuchtkörpern erster Art 101, 102 ein Reaktions- Drehmoment MRI und an den Teil-Unwuchtkörpern zweiter Art 105, 106 ein umgekehrt gerichtetes Reaktions-Drehmoment MRII auftrat.By the action of the additional torques MD P and MD M , the relative setting angle β was generated on each pair, which in turn acted on the part-unbalance bodies of the first kind 101 , 102, a reaction torque MR I and on the part-unbalance bodies of the second type 105 , 106 an opposite reaction torque MR II occurred.
Mit der Höhe des Druckes am Leitungsteil 118 kann der Winkel β innerhalb des Bereiches 0° und 90° beliebig eingestellt werden. With the amount of pressure at the line part 118 , the angle β can be set as desired within the range of 0 ° and 90 °.
Wie man aus Fig. 1 entnehmen kann, sind die Reaktions-Drehmomente den Zusatz-Drehmomenten entgegengerichtet, dabei sind die jeweiligen Beträge der entgegengerichteten Drehmomente gleich. Die Zusatz-Drehmomente stel len die Stell-Drehmomente MD dar (MD=-MR).As can be seen from FIG. 1, the reaction torques are opposite to the additional torques, the respective amounts of the opposite torques being the same. The additional torques represent the actuating torques MD (MD = -MR).
Die von den Motoren 107 und 108 aufzubringenden Zusatz-Drehmomente MDM werden nach Umwandlung durch am Gestell wirkende innere Kräfte den Motoren 103 und 104 als Zusatz-Drehmomente MDP wieder zugeführt.After conversion by internal forces acting on the frame, the additional torques MD M to be applied by the motors 107 and 108 are fed back to the motors 103 and 104 as additional torques MD P.
Man erkennt, daß für jedes Paar betrachtet, gilt, daß eine dem Produkt Ps = MDM×w = MDP×w entsprechende Scheinleistung auf einem geschlosse nen Transportweg (Wellen, Gestell, Motoren, Leitungen L1 bzw. L2) dauernd umgewälzt wird. (Zur Erläuterung der Druckverhältnisse vor und hinter den Motoren, siehe auch OS PCT/EP 90/02 239, Seite 14).It can be seen that, for each pair, it applies that an apparent power corresponding to the product Ps = MD M × w = MD P × w is continuously circulated on a closed transport route (shafts, frame, motors, lines L 1 and L 2 ) becomes. (For an explanation of the pressure conditions in front of and behind the motors, see also OS PCT / EP 90/02 239, page 14).
In den Fig. 2 und 3 ist eine Schwingungserregungsvorrichtung nach der Erfindung gezeigt, die eine spezielle Variante der in Fig. 1 in schema tisierter Form vorgestellten Vorrichtung darstellt.In FIGS. 2 and 3, an oscillation excitation apparatus is shown according to the invention, which is a special variant of the presented in FIG. 1 in schematic form tisierter device.
Es handelt sich um eine Variante, bei welcher die Teil-Unwuchtkörper ei nes jeden Paares koaxial angeordnet sind.It is a variant in which the partial unbalance body ei nes of each pair are arranged coaxially.
In Fig. 2 entspricht der linke Zeichnungs-Teil der Schnittführung E-F und der rechte Zeichnungs-Teil der Schnittführung K-L. In Fig. 3 erkennt man ein aus Teilen 209 und 219 zusammengesetztes Gestell mit Rollenlagern 202 und 206, in welchen eine geteilten Welle mit den Teil-Wellen 216 bzw. 217 gelagert ist.In Fig. 2, the left part of the drawing corresponds to the cut EF and the right part of the drawing to the cut KL. In Fig. 3 one recognizes a composite of portions 209 and 219 frame with roller bearings 202 and 206, in which a divided shaft with the sub-shaft 216 and is mounted 217th
Eine Koaxialführung beider Teil-Wellen mit der Möglichkeit einer Relativdrehung gegeneinander wird dadurch erreicht, daß das rechte Wel lenende 220 von Teil-Welle 216 in zwei Nadellagern 211 gelagert ist, wäh rend die Nadellager ihrerseits in einer Bohrung 210 des Hohlzylinder-En des 207 der Teil-Welle 217 abwälzen können.A coaxial guide of both part shafts with the possibility of a relative rotation against each other is achieved in that the right Wel lenende 220 of part shaft 216 is mounted in two needle bearings 211 , while the needle bearings in turn in a bore 210 of the hollow cylinder-En of 207 the Roll part shaft 217 .
Auf dem Hohlzylinder-Ende 207 sind zwei bezüglich ihres Fliehmomentes gleich große Unwuchtkörper 201a und 201b mit gleich gerichteter Schwerpunktslage befestigt (Siehe auch Fig. 2). Zwischen ihnen ist ein weiterer Unwuchtkörper 205 mit einem doppelt so großen Fliehmoment wie dem von Unwuchtkörper 201a und mit einer um 180° gedreht angeordne ten Schwerpunktslage (bezogen auf Unwuchtkörper 201a) untergebracht, und zwar derart, daß er - gelagert mit einem Nadellager 218 - relativ zur Teil-Welle 217 verdrehbar ist.On the hollow cylinder end 207 , two unbalanced bodies 201 a and 201 b with the same centrifugal moment are attached with the same center of gravity (see also FIG. 2). Between them is another unbalance body 205 with a centrifugal torque twice as large as that of unbalance body 201 a and with a 180 ° rotated th position of the center of gravity (based on unbalance body 201 a), in such a way that it is - supported with a needle bearing 218 - Is rotatable relative to the partial shaft 217 .
Der Unwuchtkörper 205 ist drehmomentübertragend mit der Teil-Welle 216 verbunden, was durch einen Anschlagbolzen 213 bewerkstelligt wird. Die ser ist mit zwei abgesetzten Zylinderteilen jeweils in eine Bohrung 224 im Unwuchtkörper 205 und in eine Bohrung 222 im Scheibenteil 212 der Teil- Welle 216 eingepreßt.The unbalance body 205 is connected to the partial shaft 216 in a torque-transmitting manner, which is accomplished by a stop pin 213 . The water is pressed with two stepped cylinder parts each in a bore 224 in the unbalanced body 205 and in a bore 222 in the disk part 212 of the part shaft 216 .
Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung ist samt Lagerung mit den Rollenlagern zweimal in der gleichen Ausführung im Gestell 209/219 untergebracht, wie auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, wo gleiche Teile beider Gruppen mit glei chen Bezugszeichen-Zahlen gekennzeichnet sind. Beide Gruppen sind zwangssynchronisiert durch zwei miteinander kämmende Zahnräder 204, 204′ mit Teilkreisen 226, 226′. Wie in Fig. 3 erkennbar, sind die Zahnräder 204, 204′ fest mit den Teil-Wellen 217, 218 verbunden.The arrangement shown in Fig. 3 is housed together with storage with the roller bearings twice in the same design in the frame 209/219 , as can also be seen from Fig. 2, where the same parts of both groups are identified with the same reference numerals. Both groups are positively synchronized by two meshing gears 204 , 204 'with pitch circles 226 , 226 '. As can be seen in Fig. 3, the gears 204 , 204 'are firmly connected to the partial shafts 217 , 218 .
Die Verdrehbarkeit des Unwuchtkörpers 205 relativ zu den Unwuchtkör pern 201a und 201b wird begrenzt durch einen Anschlag, der dadurch gebildet wird, daß nach einer Relativdrehung von β=90° aus der ge zeichneten Stellung der Anschlagbolzen 213 (durch den Kreis 228 symboli siert) gegen eine Anschlagfläche 230 am Unwuchtkörper 201a zu liegen kommt.The rotatability of the unbalance body 205 relative to the Unwuchtkör pern 201 a and 201 b is limited by a stop which is formed by the fact that after a relative rotation of β = 90 ° from the ge drawn position of the stop bolt 213 (symbolized by the circle 228 ) ) comes to rest against a stop surface 230 on the unbalance body 201 a.
Wie in Fig. 3 mit den Motoren 203 und 207 schematisch angedeutet, sind 4 Hydraulikmotoren vorhanden und drehmomentübertragend mit den 4 Teil- Wellen 216, 219, 217, 218 verbunden.As indicated schematically in FIG. 3 with the motors 203 and 207 , 4 hydraulic motors are present and are connected to the 4 partial shafts 216 , 219 , 217 , 218 in a torque-transmitting manner.
Im Vergleich mit der Anordnung in Fig. 1 ergeben sich für die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung folgende Übereinstimmungen:In comparison with the arrangement in FIG. 1, the following correspondences result for the device shown in FIGS. 2 and 3:
Wellen 117 und 118 bzw. Wellen 116 und 119 sind die Teil-Wellen 217 und 218 bzw. 217′ und 218′.Waves 117 and 118 or waves 116 and 119 are the partial waves 217 and 218 or 217 'and 218 '.
Motoren 103 und 104 bzw. Motoren 107 und 108 sind die Motoren 203 und 203′ bzw. 207 und 207′. Motors 103 and 104 or motors 107 and 108 are motors 203 and 203 'or 207 and 207 '.
Die Teil-Unwuchtkörper 101 bzw. 102 entsprechen den zweigeteilten Teilunwuchtkörpern 201a und 201b bzw. 201a′ und 201b′. Die Teil- Unwuchtkörper 105 bzw. 106 entsprechen den Teil-Unwuchtkörpern 205 bzw. 205′.The partial unbalance bodies 101 and 102 correspond to the two-part partial unbalance bodies 201 a and 201 b or 201 a 'and 201 b'. The partial unbalance bodies 105 and 106 correspond to the partial unbalance bodies 205 and 205 '.
Die Betriebsweise ist die gleiche wie für Fig. 1 beschrieben. Allerdings könnten die Motoren auch Elektromotoren sein und dann z. B. auch derart betrieben werden, wie es für die Anordnung nach Fig. 4 beschrieben wird.The mode of operation is the same as that described for FIG. 1. However, the motors could also be electric motors and then e.g. B. can also be operated as described for the arrangement according to FIG. 4.
Die gezeichnete Lage der Schwerpunkte in Fig. 2 und 3 entspricht einem Relativ-Stellwinkel β=0°. Der Verstellbereich für den Winkel β beträgt ma ximal 90° und wird durch den bereits beschriebenen mechanischen An schlag begrenzt. Entgegen der zeichnerischen Darstellung könnte der durch den Anschlag begrenzte Verstellbereich für den Relativ-Stellwinkel β jedoch auch größer oder kleiner als 90° ausgeführt werden.The drawn position of the focal points in FIGS. 2 and 3 corresponds to a relative setting angle β = 0 °. The adjustment range for the angle β is a maximum of 90 ° and is limited by the mechanical impact already described. Contrary to the drawing, the adjustment range for the relative adjustment angle β, which is limited by the stop, could also be made larger or smaller than 90 °.
Der besondere Vorteil einer Koaxial-Ausführung wie in Fig. 2 und 3 ge zeigt, ist neben einer platzsparenden Bauweise vor allem der Umstand, daß bei einem Betrieb der Vorrichtung mit einem geringen Betrag oder gar mit dem Betrag Null für den Relativ-Stellwinkel β sich eine Reduzierung oder gar eine komplette Entlastung der Wellenlager von den Fliehkräften ergibt. Dieser Gesichtspunkt ist besonders wichtig für Anwendungsfälle, wo - wie z. B. bei Rütteltischen für Formereimaschinen - ein ständiger Durchlaufbe trieb vorgesehen ist mit überwiegender Betriebsweise β=0°.The particular advantage of a coaxial version as shown in FIGS. 2 and 3 shows, in addition to a space-saving design, is above all the fact that when the device is operated with a small amount or even with zero amount for the relative setting angle β itself a reduction or even a complete relief of the shaft bearings from the centrifugal forces. This aspect is particularly important for applications where - such as B. with vibrating tables for molding machines - a constant Durchlaufbe operation is provided with predominant operating mode β = 0 °.
Mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3 könnte man aber auch die technische Lehre gemäß Patentanspruch 6 realisieren:With a device according to FIGS. 2 and 3, one could also implement the technical teaching according to claim 6:
Z.B. könnte man nach Erreichen der Anschläge die Motoren 203 und 207 bzw. 203′ und 207′ gegeneinander verspannen (z. B. durch Druckbeauf schlagung auf den Leitungsteilen L2, L3). Man könnte auch die Scheiben teile 212 und 212′ als miteinander kämmende Zahnräder ausbilden und - indem man dafür sorgt, daß nur über den Anschlagbolzen 213′ ein den Relativ-Stellwinkel β begrenzender Anschlag erfolgt - dabei lediglich die Motoren 203 und 207 gegeneinander verspannen, so daß die Verspannung über beide Zahnradpaare bis zum Anschlag geleitet würde. For example, after reaching the stops, motors 203 and 207 or 203 'and 207 ' could be braced against each other (e.g. by pressurizing line parts L 2 , L 3 ). You could also the discs parts 212 and 212 'form as meshing gears and - by ensuring that only the stop pin 213 ' a relative setting angle β limiting stop - just brace the motors 203 and 207 against each other, so that the bracing over both gear pairs would be directed to the stop.
Fig. 4 zeigte eine Schwingungserreger-Vorrichtung, welche bezüglich der Anordnung und der Wirkungsweise der Teil-Unwuchtkörper und der Moto ren ähnlich wie die Vorrichtung in Fig. 1 aufgebaut ist, mit lediglich dem Unterschied, daß die Motoren als 3-Phasen-Asynchron-Motoren elektrisch betrieben sind. In der Funktion vergleichbare Organe weisen in beiden Fi guren die gleichen beiden Endziffern in den Bezugszeichen auf. Fig. 4 shows a vibration excitation device, which is constructed similar to the device in Fig. 1 with respect to the arrangement and operation of the partial imbalance body and the Moto ren, with the only difference that the motors as a 3-phase asynchronous Motors are electrically operated. Organs comparable in function have the same two end digits in the reference numerals in both figures.
Die Motoren 403 und 404 werden unmittelbar vom Netzgenerator 430 beauf schlagt, während der Anschluß der Motoren 407 und 408 an das Netz unter Zwischenschaltung eines Frequenz-Umrichters 432 erfolgt.The motors 403 and 404 are struck directly by the network generator 430 , while the connection of the motors 407 and 408 to the network is carried out with the interposition of a frequency converter 432 .
Die Betriebsweise ist mit der die Verhältnisse vereinfachenden Annahme, daß Reibleistungen und andere Verlustleistungen gleich Null gesetzt wer den können, wie folgt:The mode of operation is based on the assumption simplifying the circumstances, that friction and other power losses are set to zero can do as follows:
Zunächst laufen alle Motoren mit gleicher Drehzahl in der angegebenen Drehrichtung w bei einem Relativ-Stellwinkel β=0° um, wobei die Fre quenz f2 gleich der Netzfrequenz f1 ist. Die Zusatz-Drehmomente bzw. Stell-Drehmomente MD weisen ebenso wie der motorische und generatori sche Schlupf den Betrag Null auf.First, all motors run at the same speed in the specified direction of rotation w with a relative setting angle β = 0 °, the frequency f 2 being equal to the mains frequency f 1 . The additional torques or actuating torques MD, like the motor and generator slip, have an absolute value of zero.
Um einen bestimmten Relativ-Stellwinkel β einzustellen, wird die Frequenz f2 in Bezug auf f1 um 10% erhöht. Mit dem sich nun einstellenden Schlupf von 5% wird in den Motoren 407 und 408 ein motorisches Stell-Drehmoment MDM entwickelt, welches in beiden Paaren eine Verstellung des Relativ- Stellwinkels β auf einen entsprechenden Wert zur Folge hat, wobei im Ge folge der Verstellung die Teil-Unwuchtkörper 405 und 406 Reaktions-Dreh momente MRII entwickeln, die den gleichen Betrag wie die motorischen Stell-Drehmomente MDM aufweisen.In order to set a specific relative setting angle β, the frequency f 2 is increased by 10% with respect to f 1 . With the now occurring slip of 5%, a motor actuating torque MD M is developed in the motors 407 and 408 , which in both pairs results in an adjustment of the relative actuation angle β to a corresponding value, with the result being the adjustment develop the partial unbalance bodies 405 and 406 reaction torques MR II which have the same amount as the motor actuating torques MD M.
Die sich automatisch an den Teil-Unwuchtkörpern 401 und 402 einstellen den Reaktions-Drehmomente MRI treiben die Motoren 403 und 404 über ihre Synchrondrehzahlen hinaus in einen Generatorbetrieb mit 5% generatori schem Schlupf, bei welchem sich ein generatorisches Stell-Drehmoment MDG vom gleichen Betrag wie bei den Motoren 407 und 408 einstellt.The reaction torques MR I , which are automatically set on the partial unbalance bodies 401 and 402 , drive the motors 403 and 404 beyond their synchronous speeds into generator operation with 5% regenerative slip, in which a regenerative actuating torque MD G is the same Set the amount as for motors 407 and 408 .
Die von den Motoren 403 und 404 in das Netz eingespeiste Leistung hat die gleiche Größe wie die von den Motoren 407 und 408 aus dem Netz be zogene Leistung (Verlustleistungen als Null angenommen). Beide Leistungen können als Scheinleistungen angesehen werden.The power fed into the network by motors 403 and 404 has the same size as the power drawn from the network by motors 407 and 408 (power losses assumed as zero). Both services can be viewed as apparent services.
Beim wirklichen, praktischen Betrieb arbeiten die Motoren als Stellmotoren und Arbeits-Antriebsmotoren zugleich. An jeder der 4 Wellen ist ein Ar beits-Drehmoment MDA aufzubringen, welches auch die Reibungsverluste mit beinhaltet. Solange an den Wellen 417 und 418 MDA < MRI ist, arbeiten die Motoren 403 und 404 generatorisch. Für den Fall, daß auch die Motoren 403 und 404 über einen Frequenz-Umrichter (434) betrieben werden sollen, wäre für den Generator-Betrieb eine anderweitige Energie-Ausschleusung vorzunehmen. Statt dessen kommen natürlich noch andere Lösungen in Frage (wie z. B. die Gleichstrombremsung), um an diesen Motoren ein "Bremsmoment" zu erzeugen.In real, practical operation, the motors work as servomotors and working drive motors at the same time. A working torque MD A must be applied to each of the 4 shafts, which also includes the friction losses. As long as MD A <MR I on shafts 417 and 418 , motors 403 and 404 work as generators. In the event that the motors 403 and 404 are also to be operated via a frequency converter ( 434 ), a different energy discharge would have to be carried out for the generator operation. Instead of this there are of course other solutions (such as DC braking) to generate a "braking torque" on these motors.
Auf den Inhalt der Kurvendiagramme der Fig. 5 und 6 wurde bereits im Verlaufe der Beschreibungseinleitung eingegangen.The content of the curve diagrams in FIGS. 5 and 6 was already discussed in the course of the introduction to the description.
In Fig. 5 ist über den Drehwinkel µ der Unwuchtkörper über einen Winkelbereich von 2 π dargestellt:In FIG. 5 the unbalanced bodies is on the rotational angle represented μ π over an angular range of 2:
- - Der Verlauf der Reaktions-Drehmomente MR in Abhängigkeit vom Relativ-Stellwinkel β für β=30°, 90° und 180°.- The course of the reaction torques MR as a function of Relative positioning angle β for β = 30 °, 90 ° and 180 °.
- - Die Größe der durchschnittlichen Reaktions-Drehmomente MR in Abhängigkeit vom Relativ-Stellwinkel β für β=30° und 90° [MR(β=180°)=0]. Hinzuweisen ist darauf, daß die Größe der durchschnittlichen Reaktions- Drehmomente MR dem Betrag nach stets gleich der Größe der für die Ein stellung des entsprechenden Relativ-Stellwinkels β benötigten Stell- Drehmomente MD sind.- The size of the average reaction torques MR as a function of the relative setting angle β for β = 30 ° and 90 ° [ MR (β = 180 °) = 0]. It should be noted that the magnitude of the average reaction torques MR are always equal to the magnitude of the actuating torques MD required for setting the corresponding relative actuation angle β.
- - Die Größe des optimalen Verspann-Drehmomentes MDVS für den Fall β=90°. Bei der Dimensionierung des Drehmomentes MDVS in dieser Größe ist sichergestellt, daß an den Anschlagorganen nach Aufbringung des Verspann-Drehmomentes kein Umkehrspiel mehr auftritt.- The size of the optimal bracing torque MDVS for the Case β = 90 °. When dimensioning the torque MDVS in this Size ensures that the attachment elements after application the backlash torque no more backlash occurs.
- - Die Größe der Winkelgeschwindigkeits-Schwankungen delta w in folge der Abweichungen der Größe MR f(β) vom Stell-Drehmoment MD = f(β) für den Fall β=90° und unter der Voraussetzung fehlenden Umkehrspie les in den Antriebsgliedern.- The size of the angular velocity fluctuations delta w in follow the deviations of the variable MR f (β) from the actuating torque MD = f (β) for the case β = 90 ° and provided there is no reversal game les in the drive links.
In Fig. 6 ist als Diagramm-Kurve über dem Relativ-Stellwinkel β darge stellt:In Fig. 6 is shown as a graph curve over the relative positioning angle β Darge:
- - Der Verlauf des durchschnittlichen Reaktions-Drehmomentes MR = f(β). Da MR = f(β) vom Betrag her gesehen stets gleichgesetzt werden kann mit dem notwendigen Stell-Drehmoment MD = f(β), und da bei Hydraulik-Motoren das Stell-Drehmoment proportional abhängig ist von dem hydraulischen Stell-Druck ps, repräsentiert die gleiche Kurve alle 3 Größen.- The course of the average reaction torque MR = f (β). Since MR = f (β) can always be equated with the necessary actuating torque MD = f (β), and since the actuating torque in hydraulic motors is proportionally dependent on the hydraulic actuating pressure p s , represents the same curve all 3 sizes.
- - Das resultierende Fliehmoment MR. Die Kurve zeigt, daß bei β= 90° bereits 70,7% vom maximal möglichen Wert erreicht sind.- The resulting centrifugal moment M R. The curve shows that at β = 90 ° 70.7% of the maximum possible value has already been reached.
Claims (39)
- - Die Vorrichtung weist in dem Gestell gelagerte und zum Umlauf um eine zugeordnete Achse antreibbare Teil-Unwuchtkörper zum Erzeugen von Teil-Fliehkraftvektoren auf, von denen jeweils ein erster und ein zweiter Teil-Unwuchtkörper ein Paar bilden, deren Teil-Fliehmomente rela tiv zu einander um einen Relativ-Stellwinkel β zumindest zwischen einer ersten Position (β=0°), in der das resultierende Fliehmoment minimal ist, und einer zweiten Position, in der das resultierende Fliehmoment einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat, verdrehbar sind,
- - die Vorrichtung umfaßt wenigstens 2 Paare von Teil- Unwuchtkörpern,
- - ein Stellantrieb mit aus Rotor und Stator bestehenden Stellmotoren ist vorgesehen für die Erzeugung einer Relativverdrehung zwischen den jeweils ein Paar bildenden Teil-Unwuchtkörpern auch während deren Um laufs, wobei die Stell-Drehmomente MD, das sind die Verstell-Drehmomente bzw. die Halte-Drehmomente für die Verstellung bzw. Aufrechterhaltung ei nes Relativ-Stellwinkels β, für die ersten und die zweiten Teil-Unwucht körper jeweils von mit umlaufenden Motor-Rotoren abgeleitet sind,
- - eine Stelleinrichtung ist vorgesehen zur Beaufschlagung der
Stellmotoren mit die Stell-Drehmomente bestimmenden Stell-Energiemengen
bzw. Stell-Leistungen, mit denen für eine bestimmte Konstellation von Be
triebsbedingungen zugleich auch die Relativ-Stellwinkel β festgelegt sind,
gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Merkmale: - a) jedem Teil-Unwuchtkörper (101, 102, 105, 106) ist ein eigener Stell motor (103, 104, 107, 108) zugeordnet, mit dem er drehmomentübertragend verbunden ist,
- b) die den Teil-Unwuchtkörpern gleicher Art (101, 102); (105, 106) zugeordneten Stellmotoren (103, 104; 107, 108) übertragen ihnen eingeprägte Stell-Drehmomente MD an die Teil-Unwuchtkörper mit gleich großem Betrag, jedoch mit unterschiedlichen Wirkrichtungen, und zwar bei der einen Art in Umlaufrichtung und bei der anderen Art entgegen der Umlaufrichtung wirkend,
- c) für den maximalen Sollwert des resultierenden Fliehmomentes MR ist eine maximal zulässige Größe MR,max festgelegt, welche durch die Stell einrichtung nach der Eingabe des maximalen Sollwertes in einen maximalen Relativ-Stellwinkel βmax gewandelt ist, wobei die Größe des maximalen Re lativ-Stellwinkels βmax auf Werte im Bereich von β=90° oder auf Werte un terhalb von 90° festgelegt sind,
- d) die Teil-Unwuchtkörper verfügen über Teil-Fliehmomente mit ei nem in mkg definierbaren Wert, derart, daß die Summe der Absolutwerte der Teil-Fliehmomente der wenigstens 2 Paare größer ist als der absolute Wert des maximal zulässigen resultierenden Fliehmomentes |MR,max|.
- - The device has in the frame and driven to rotate around an associated axis part-unbalance body for generating part-centrifugal force vectors, of which a first and a second part-unbalance body form a pair, the part-centrifugal moments rela tive to each other can be rotated by a relative setting angle β at least between a first position (β = 0 °) in which the resulting centrifugal moment is minimal and a second position in which the resulting centrifugal moment has reached a predetermined maximum value,
- the device comprises at least 2 pairs of partial unbalanced bodies,
- - An actuator with actuator consisting of rotor and stator is provided for the generation of a relative rotation between the pair-forming part-unbalance bodies also during their order, the actuating torques MD, which are the adjusting torques or the holding Torques for the adjustment or maintenance of a relative setting angle β, for the first and the second partial unbalance bodies are each derived from with rotating motor rotors,
- - An actuating device is provided to act upon the actuating motors with the actuating torques that determine the actuating torques or actuating powers, with which the relative actuating angles β are also determined for a specific constellation of operating conditions,
characterized by the combination of the following features: - a) each partial unbalance body ( 101 , 102 , 105 , 106 ) is assigned its own servomotor ( 103 , 104 , 107 , 108 ) with which it is connected in a torque-transmitting manner,
- b) the partial unbalance bodies of the same type ( 101 , 102 ); ( 105 , 106 ) assigned servomotors ( 103 , 104 ; 107 , 108 ) transmit impressed actuating torques MD to the partial unbalance bodies with the same amount, but with different directions of action, in one type in the direction of rotation and in the other Counteracting direction,
- c) for the maximum setpoint of the resulting centrifugal torque M R , a maximum allowable size M R, max is defined, which is converted by the actuating device after entering the maximum setpoint into a maximum relative setting angle β max , the size of the maximum Re relative positioning angle β max are set to values in the range of β = 90 ° or to values below 90 °,
- d) the partial unbalance bodies have partial centrifugal torques with a value which can be defined in mkg, such that the sum of the absolute values of the partial centrifugal torques of the at least 2 pairs is greater than the absolute value of the maximum permissible resulting centrifugal torque | M R, max |.
- - Die Vorrichtung weist in dem Gestell gelagerte und zum Umlauf um eine zugeordnete Achse antreibbare Teil-Unwuchtkörper zum Erzeugen von Teil-Fliehkraftvektoren auf, von denen jeweils ein erster und ein zweiter Teil-Unwuchtkörper ein Paar bilden, deren Teil-Fliehmomente rela tiv zu einander um einen Relativ-Stellwinkel β zumindest zwischen einer ersten Position (β=0°), in der das resultierende Fliehmoment minimal ist, und einer zweiten Position, in der das resultierende Fliehmoment einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat, verdrehbar sind,
- - die Vorrichtung umfaßt wenigstens 2 Paare von Teil-Unwuchtkör pern,
- - ein Stellantrieb mit aus Rotor und Stator bestehenden Stellmotoren ist vorgesehen für die Erzeugung einer Relativverdrehung zwischen den jeweils ein Paar bildenden Teil-Unwuchtkörpern auch während deren Um laufs, wobei die Stell-Drehmomente MD, das sind die Verstell-Drehmomente bzw. die Halte-Drehmomente für die Verstellung bzw. Aufrechterhaltung ei nes Relativ-Stellwinkels β, für die ersten und die zweiten Teil-Unwucht körper jeweils von mit umlaufenden Motor-Rotoren abgeleitet sind,
- - eine Stelleinrichtung ist vorgesehen zur Beaufschlagung der
Stellmotoren mit die Stell-Drehmomente bestimmenden Stell-Energiemengen
bzw. Stell-Leistungen, mit denen für eine bestimmte Konstellation von Be
triebsbedingungen zugleich auch die Relativ-Stellwinkel β festgelegt sind,
gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Merkmale: - a) den Teil-Unwuchtkörper erster Art (101, 102) und zweiter Art (105, 106) ist jeweils wenigstens ein Stellmotor (103, 107) zugeordnet, dessen Rotor mit den Teil-Unwuchtkörpern drehmomentübertragend verbunden ist,
- b) für den am Ende des kontinuierlich einstellbaren Verstell- Bereiches stehenden maximalen Sollwert des resultierenden Fliehmomentes MR ist eine maximal zulässige Größe MR,Kon,max festgelegt, welche durch die Stelleinrichtung nach der Eingabe des maximalen Sollwertes in einen maximalen Relativ-Stellwinkel βKon,max gewandelt ist, wobei die Größe des maximalen Relativ-Stellwinkels βKon,max auf Werte im Bereich von β=90° oder auf Werte unterhalb von 90° festgelegt sind,
- c) die Teil-Unwuchtkörper verfügen über Teil-Fliehmomente mit ei nem in mkg definierbaren Wert, derart, daß die Summe der Absolutwerte der Teil-Fliehmomente der wenigstens 2 Paare größer ist als der absolute Wert des maximal zulässigen resultierenden Fliehmomentes |MR,Kon,max|.
- d) spätestens mit Erreichen des vorbestimmten maximalen Relativ- Stellwinkels βmax ist wenigstens bei einem Paar der Relativ-Stellwinkel β durch einen mechanischen Anschlag (213′, 230′) begrenzt worden, gegen welchen Anschlag ein von den Verstellmotoren erzeugtes Festspann-Dreh moment wirksam ist.
- - The device has in the frame and driven to rotate around an associated axis part-unbalance body for generating part-centrifugal force vectors, of which a first and a second part-unbalance body form a pair, the part-centrifugal moments rela tive to each other can be rotated by a relative setting angle β at least between a first position (β = 0 °) in which the resulting centrifugal moment is minimal and a second position in which the resulting centrifugal moment has reached a predetermined maximum value,
- - The device comprises at least 2 pairs of partial Unwuchtkör bodies,
- - An actuator with actuator consisting of rotor and stator is provided for the generation of a relative rotation between the pair-forming part-unbalance bodies also during their order, the actuating torques MD, which are the adjusting torques or the holding Torques for the adjustment or maintenance of a relative setting angle β, for the first and the second partial unbalance bodies are each derived from with rotating motor rotors,
- - An actuating device is provided to act upon the actuating motors with the actuating torques that determine the actuating torques or actuating powers, with which the relative actuating angles β are also determined for a specific constellation of operating conditions,
characterized by the combination of the following features: - a) the partial unbalance bodies of the first type ( 101 , 102 ) and second type ( 105 , 106 ) are each assigned at least one servomotor ( 103 , 107 ), the rotor of which is connected to the partial unbalance bodies in a torque-transmitting manner,
- b) for the maximum setpoint of the resulting centrifugal torque M R at the end of the continuously adjustable adjustment range, a maximum permissible quantity M R, Kon, max is defined, which is determined by the actuating device after the maximum setpoint has been entered into a maximum relative setting angle β Kon, max is converted, the size of the maximum relative actuation angle β Kon, max being fixed to values in the range from β = 90 ° or to values below 90 °,
- c) the partial unbalance bodies have partial centrifugal moments with a value which can be defined in mkg, such that the sum of the absolute values of the partial centrifugal moments of the at least 2 pairs is greater than the absolute value of the maximum permissible resulting centrifugal torque | M R, Kon , max |.
- d) at the latest when the predetermined maximum relative actuation angle β max is reached at least in a pair of the relative actuation angles β by a mechanical stop ( 213 ', 230 '), against which stop a clamping torque generated by the adjusting motors is effective is.
- a) Beide Arten von Drehstrommotoren sind angeschlossen an zwei unterschiedliche Drehstrom-Systeme mit einer Kenngrößen-Differenz entwe der bezüglich der Kenngröße Drehfrequenz oder bezüglich der Kenngröße Winkellage des resultierenden Drehfeld-Vektors,
- b) wenigstens eines der Drehstrom-Systeme ist nicht mit dem netzmäßigen Drehstrom-System identisch und ist künstlich erzeugt durch ein Steuerungsteil,
- c) das Steuerungsteil zur Erzeugung des wenigstens einen künstli chen Drehstrom-Systems verfügt für jede Phase des Systems über einen Halbleiter-Strompfad-Schalter, durch dessen Puls-Ein-Ausschaltungen pro Zyklus eine vorbestimmte Energiemenge durch den Schalter geleitet wird, wobei die Durchleitung der Ströme für jede Phase in zyklischer Vertau schung erfolgt, bezogen auf die zeitlichen Maximalwerte der Energiemen gen,
- d) der Relativ-Stellwinkel β ist hergestellt durch die Erzeugung ei nes generatorischen Drehmomentes an einem der Drehstrommotoren durch Herbeiführung einer übersynchronen Betriebsweise, deren Zustand durch die Kenngrößen-Differenz bestimmt ist,
- e) die Kenngrößen-Differenz ist dabei die Summe einer ersten, zwi schen dem ersten Drehstrom-System und dem Rotor des antreibenden Mo tors meßbaren Teildifferenz und einer zweiten, zwischen dem Rotor des bremsenden Motors und dem zweiten Drehstrom-Systems meßbaren Teildif ferenz.
- a) Both types of three-phase motors are connected to two different three-phase systems with a parameter difference either with regard to the parameter frequency or with respect to the parameter angular position of the resulting rotating field vector,
- b) at least one of the three-phase systems is not identical to the network-type three-phase system and is artificially generated by a control part,
- c) the control part for generating the at least one artificial three-phase system has a semiconductor current path switch for each phase of the system, by means of whose pulse on-off switches a predetermined amount of energy is passed through the switch per cycle, the passage of the Currents for each phase are cyclically interchanged, based on the maximum time values of the energy quantities,
- d) the relative setting angle β is produced by generating a generator torque on one of the three-phase motors by inducing an oversynchronous mode of operation, the state of which is determined by the difference in parameters,
- e) the parameter difference is the sum of a first, between the first three-phase system and the rotor of the driving motor Tor measurable partial difference and a second, between the rotor of the braking motor and the second three-phase system measurable partial difference.
- - bei einer infolge nicht ausreichend von außen zugeführten An triebsleistung absinkenden Drehzahl der Unwuchtkörper
- - während einer Betriebsweise zur Abgabe einer vom Relativ- Stellwinkel β abhängigen Nutzleistung
- - eine Reduzierung des Relativ-Stellwinkels β vorgenommen wird,
- - damit dadurch die Drehzahl und damit die drehzahlabhängige ge speicherte kinetische Energie und/oder die gespeicherte Energie eines Druckspeichers wieder erhöht wird.
- - If the rotational speed of the unbalance body drops as a result of inadequate external power supply
- - During an operating mode to deliver a useful power dependent on the relative setting angle β
- a reduction of the relative actuation angle β is carried out,
- - So that the speed and thus the speed-dependent ge stored kinetic energy and / or the stored energy of a pressure accumulator is increased again.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996003224A1 (en) * | 1994-07-21 | 1996-02-08 | GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH | Compensation for transverse vibrations in unbalanced mass vibrators |
| EP0734786A1 (en) | 1995-03-30 | 1996-10-02 | Zenith-Maschinenfabrik GmbH | Vibration device for a vibrating table of a moulding machine |
| WO1997019765A1 (en) * | 1995-11-26 | 1997-06-05 | GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH | Adjusting device for an unbalance vibrator with adjustable centrifugal moment |
| DE20105427U1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-08-08 | Josef Martin Ges.m.b.H. & Co. KG, Braz | Arrangement for the interchangeable attachment of a soil compactor to an excavator |
| NL1025763C2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-20 | Presign B V | Vibration assisted pile driving system, has eccentric shafts provided with driver controlled individually according to shaft rotation speed and position |
| EP2067533A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH | Vibrator for a vibratory pile driver |
| EP2085149A1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-05 | ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH | Vibrator for a vibratory pile driver |
| DE202018100511U1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-05-03 | Liebherr-Werk Nenzing Gmbh | Hydraulic vibrator drive as well as a piling and / or drilling rig with a hydraulic vibrator drive |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29723617U1 (en) | 1997-05-27 | 1998-11-26 | AMMANN Verdichtung GmbH, 53773 Hennef | Vibration plate to compact the soil |
| DE19920348A1 (en) | 1998-05-08 | 2000-01-13 | Gedib Ingbuero Innovation | Regulating device for adjusting static moment resulting from unbalanced mass vibration generators |
| DE10306791A1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-08-26 | Bomag Gmbh | Vibration exciter device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3806897A1 (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Wacker Werke Kg | Vibration exciter |
| WO1991008842A2 (en) * | 1989-12-20 | 1991-06-27 | GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH | Vibration generator |
| DE4116647C5 (en) * | 1991-05-22 | 2004-07-08 | Hess Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg | shaker |
-
1993
- 1993-01-20 DE DE19934301368 patent/DE4301368A1/en not_active Withdrawn
- 1993-07-01 WO PCT/EP1993/001693 patent/WO1994001225A1/en not_active Ceased
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996003224A1 (en) * | 1994-07-21 | 1996-02-08 | GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH | Compensation for transverse vibrations in unbalanced mass vibrators |
| EP0734786A1 (en) | 1995-03-30 | 1996-10-02 | Zenith-Maschinenfabrik GmbH | Vibration device for a vibrating table of a moulding machine |
| DE19511608A1 (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-10 | Zenith Maschf Gmbh | Vibrating device for the vibrating table of a stone molding machine |
| WO1997019765A1 (en) * | 1995-11-26 | 1997-06-05 | GEDIB Ingenieurbüro und Innovationsberatung GmbH | Adjusting device for an unbalance vibrator with adjustable centrifugal moment |
| US6105685A (en) * | 1995-11-26 | 2000-08-22 | Gedib Ingenieurburo Und Innovationsberatung Gmbh | Adjusting device for an unbalance vibrator with adjustable centrifugal moment |
| DE20105427U1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-08-08 | Josef Martin Ges.m.b.H. & Co. KG, Braz | Arrangement for the interchangeable attachment of a soil compactor to an excavator |
| NL1025763C2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-20 | Presign B V | Vibration assisted pile driving system, has eccentric shafts provided with driver controlled individually according to shaft rotation speed and position |
| EP2067533A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH | Vibrator for a vibratory pile driver |
| EP2085149A1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-05 | ABI Anlagentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH | Vibrator for a vibratory pile driver |
| US8522891B2 (en) | 2008-01-29 | 2013-09-03 | ABI Anlangentechnik-Baumaschinen-Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH | Vibration generator for a vibration pile driver |
| DE202018100511U1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-05-03 | Liebherr-Werk Nenzing Gmbh | Hydraulic vibrator drive as well as a piling and / or drilling rig with a hydraulic vibrator drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994001225A1 (en) | 1994-01-20 |
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