DE1573585A1

DE1573585A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfaehigkeit von Vibrationsgeraeten

Info

Publication number: DE1573585A1
Application number: DE19661573585
Authority: DE
Inventors: Johanson Frederic Robert
Original assignee: Jaeger Machine Co
Current assignee: Jaeger Machine Co
Priority date: 1965-04-22
Filing date: 1966-04-19
Publication date: 1971-07-29
Also published as: NL6605416A; US3391571A; LU50937A1; GB1132632A; SE310273B; BE679768A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Prüfverfahren zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit von Vibrationsgeräten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Prüfgerät, das auf die bei Testversuchen vom Vibrationsgerät erzeugten mechanischen Schwingungen anspricht und in eine Ablesung umwandelt, die für die Energieleistung und Betriebsfrequenz des Vibrationsgerätes maßgeblich ist. Insbesondere betrifft die Erfindung weiterhin ein Prüfverfahren zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit einen Vibrationngerätes bezogen auf ein iJormalprüf-

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hanimann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann S MÖNCHEN 2, THEKESIENSTRA8SE 33 ■ Τ·Ι·ίοη. 292102 · T*l«gramm-Adr«iiei Llpatli/München

gerät, wobei beide Geräte im Zusammenhang mit einem Testkörper betrieben werden.

Die vorliegende Erfindung dient primär zur Prüfung von Vibrationsgeräten, etwa Druckluft-Rammen oder Hammer bekannter Bauart, die für Erd- oder Straßenbefestigungsarbeiten verwendet werden. Vibrationsgeräte dieser besonderen Gattung umfassen einen Luftventil-Mechanismus zur automatischen Steuerung der aus einem geeigneten Druckluftspeicher zufließenden Druckluft, sodaß einem damit verbundenen Werkzeug eine Hin- und Herbewegung erteilt wird. Solche Geräte sind bei längerem Betrieb einer Abnutzung unterworfen und benötigen eine Instandhaltung oder Y/artung, um eine befriedigende betriebliche Leistungsfähigkeit beizubehalten. Eine zeitweilige, in bestimmten Abständen durchgeführte Instandhaltung verringert die Gesamtunterhalt skosten, da rechtzeitig durchgeführte kleinere Reparaturen die betriebliche Lebensdauer der Geräte verlängern und größere Reparaturen und Instandsetzung weniger oft notwendig sind. Bisher wurde der richtige Zeitpunkt für eine Untersuchung auf kleinere Instandsetzungen oder Reparaturen empirisch bestimmt und war von der Erfahrung und dem Wissen der Bedienungsperson oder eines zugewiesenen Aufsichtsbeamten abhängig. Dadurch wurde die V/artung der Vibrationsgeräte normalerweise so lange verzögert, bis das Gerät nicht mehr betriebsfähig war oder sichtbare betriebliche kängel aufwies, sodaß kostspielige Reparaturen und Erneuerung wesentlicher Bauteile erforderlich wurden.

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1 § 7 S 5 § Ö

Der Erfindung liegt folgende Aufgabenstellung zugrunde: Es soll ein Prüfgerät zur Bestimmung der "betrieblichen Leistungsfähigkeit von Vibrationsgeräten geschaffen werden, das eine Anzeige liefert, wodurch eine rechtzeitige Durchführung von Instandhaltung, Inspektion und Reparatur gewährleistet ist; außerdem soll das Prüfgerät eine Anzeige für die relative Energieleistung und Betriebsfrequenz des Vibrationsgerätes liefern.

Weiterhin soll ein Prüfverfahren zur Bestimmung der relativen Leistungsfähigkeit von Vibrationsgeräten geschaffen werden.

Einzelheiten uno weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind &us der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu ersehen, die folgendes darstellen:

Figur 1'zeigt als Diagramm ein erfindungsgemäßes Prüfgerät zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes.

Figur 2 ist ein vergrößerten, axiale^ Schnitt durch den Beschleunigungsmesser des Instrumentes, das zur Feststellung der von dem Gerät erzeugten mechanischen Schwingungen ■ dient und diese in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt.

Figur 3 ist ein Schnitt entlang der linie 3-3 aus Figur 2.

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Figur 4 ist ein Schnitt durch das- Gerät zur mechanischen Kopplung von üeschleunigungsmesirer und Testkörper.

Figur 5 ^;ift ein Schnitt durch ein abgewandeltes Gerät zur uechanic-ichen Kopplung τοη Beschleunigungsmesser una ¹Het-, CKüi'pei.

ii^ur 6 ist ein elektrisches Schaltäiagramm des Prüfgerätes.

Figur 1 zeigt die Grün dko rap on en ten der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Prüfgerätes und seine Anwendung zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes. Ein zum Prüfgerät gehöriger Beschleunigungsmesser 10 ist, wie schematisch in Figur 1 dargestellt ist, mechanisch mit einem Vibrationsgerät, etwa einem Drucklufthammer gekoppelt, um ein elektrisches Eingangssignal für das Prüfgerät zu liefern. Dieses elektrische Eingangssignal bezieht sich auf die Energieleistung und Betriebsfrequenz des Werkzeugs T. Das vom Beschleunigungsmesser 10 gelieferte elektrische Eingangssignal wird in der elektronischen Schaltung des Prüfgerätes, die später noch im einzelnen beschrieben wird, in eine visuelle Anzeige der beiden in Betracht kommenden, voneinander unabhängigen Faktoren umgewandelt. Im vorliegenden Beispiel ist schematisch ein Meßgerät dargestellt, das die relative Energieleistung und die Betriebsfrequenz des Gerätes, angegeben in "Stöße pro Minute", anzeigt.

Beim Betrieb eines Vibrationsgerätes, etwa einer Druckluft-Ramme, gibt das Gerät eine kontinuierliche Folge von

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Stößen an den Testkörper ab, auf dem die Arbeit durchgeführt wird. Diese bezeichnende Arbeitsweise ist in Figur 1 dargestellt, wo ein Werkzeug T gezeigt ist, das mechanisch mit einem kurzen Abschnitt einer verdichteten Straßenoberfläche oder einem Straßenpflaster P in Berührung steht. Diese verdichtete Straßendecke überträgt jeden Stoß von der Aufschlagstelle des Werkzeugs T als wellenförmige Pulsfolge mechanischer Schwingungen. Die Frequenz, mit der das Werkzeug T betrieben wird, bestimmt die Frequenz für die Bildung von Impulsen im Pflaster P; die besondere Wellenform jedes Impulses hängt mit der Energie zusammen, die das Werkzeug T auf das Pflaster P überträgt, oder mit der Energieleistung des Werkzeugs. Der Beschleunigungsmesser 10 kann die durch das Pflaster P übertragenen mechanischen Schwingungen abtasten und in entsprechende elektrische Signale umwandeln. Dieses elektrische Signal ist ebenfalls eine wellenförmige Pulsfolge. Solange das Werkzeug T in Betrieb ist, liefert es eine kontinuierliche Folge von Pulsen mit amplitudenmodulierter Wellenform. Die Betriebsfrequenz des Werkzeugs kann dadurch festgestellt werden, daß die in einem bestimmten Zeitintervall auftretenden Impulse gezählt werden. Jeder mechanische Energie-Impuls, der vom Pflaster P übertragen wird, mag eine Wellenform haben, wie sie graphisch im Kreis A dargentellt ist. Die Wellenform hat dan Aussehen einer amplitudenmodulierten Schwingung. Die durch Integrieren über die Wellenform erhaltene Fläche liefert eine Angebe über die Energie, die von der Druckluft-Ramme auf dan Pflaster P übertrager.

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wird. Diese Energie-Angabe ist nur relativ, da die mechanische Kopplung vom Werkzeug T relativ zum Pflaster P und die mechanische Schwingung, die materialeigenschaften des Pflasters überträgt, die Amplitude und Wellenform der zum Beschleunigungsmesser 10 übertragenen mechanischen Schwingung beeinflußt,

Obwohl hier nur eine einzige Anwendung des Gerätes bei der Prüfung eines speziellen Vibrationsgerätes gezeigt wurde, ist ersichtlich, daß das Prüfverfahren und G-erät leicht anderen Verwendungszwecken angepaßt v/erden können, um die betriebliche Leistungsfähigkeit anderer Geräte ähnlicher Gattung zu bestimmen, Das Pflaster P kann z. B. aus Beton bestehen, und das Werkzeug T mag, bezogen auf das Pflaster, einen !»leißel oder ein Brecheisen betreiben. Bei anderen Anwendungszwecken mag das Pflaster P durch eine Stahlplatte oder andere metallische Werkstoffe ersetzt v/erden. Auch verdichtetes, körniges Material mag eine geeignete Übertragung der mechanischen Schwingungen zum Beschleunigungsmesser gewährleisten. In jedem Fall ist die wesentliche Eigenschaft des Testkörpers, dargestellt durch das Pflaster P, daß das iuaterial zur Übertragung von mechanischen Schwingungen über eine kurze Entfernung mit relativ geringer Dämpfung geeignet ist.

Das suf diese Weise vom Beschleunigungsmesser 10 erzeugte elektrische Signal wird zuerst von einem geeigneten elektronischen Verstärker 11 an der Eingangastufe der analytischen elektronischen Schaltung verstärkt. Diese Schaltung ist in zv/ei Hauptabschnitte unterteilt, die die Funktion haben,

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unabhängig voneinander die relative Energieleistung und die Betriebrsfrejuenz des ",Yerkzeugs T zu bestimmen. Der Schaltungsabnchnitt zur Bestimmung der relativen Energie -anfaßt einen Gleichrichter, schematicch bei 12 dargestellt, einen Wellenformintegrator 13> eine das lueßgerät enthaltende Schaltung und ein Anzeige- oder Ablesemeßgeret 15. Der zur Frequenzbestinmung dienende Schaltungsabcchnitt umfaßt als Grundkomponenten eine automatische Verstärkungsreglerschaltung 16, eine Pulsformerschaltung 17> einen Multivibrator 18, einen Pulszählintegrator 19» eine das Ließgerät enthaltende Schaltung und ein Anzeige- oder Ablesemeßgerät 21. Da «jede Punktion für Yei'gleichszwecke auf eine Zeitbasis bezogen wird, sind ein elektronischer Zeitgeber 22 und ein zugehöriger Schalter 22a zwischen dem Verstärker 11 und den Eingängen zu den beiden Schaltungsabschnitten vorhanden und liefern ein festes Zeitintervall, während dem die Schaltungsabschnitte betrieben werden, sodaiB eine festgelegte Zeitbasis vorhanden ist.

Die vom Verstärker 11 an die beiden Schaltkreise gelieferten elektrischen Signale umfassen deshalb eine Pulsfolge in Form einer amplitudenmoduliei-ten "'eile, die während eines festgelegten Zeitintervalls auftreten. Wie im Kreis B angedeutet ist, erscheint jedes elektrische Signal im wesentlichen identisch zur mechanischen Schv.ingungsfolge und mag positive und negative Spannungskomponenten enthalten. Dieses Schwiiigungssignal wird dem Gleichrichter 12 oder einem anderen Einweg-Schaltelement eingespeist, sodaß eine Signalfolge mit

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nur einer einzigen Spannungskoiaponente ent ,steht. Ein Wellenforraintegrator 13 verarbeitet dsc gleichgerichtete Signal, dee i& Kreis C dargestellt ist, um auf elektronischem Y/ege die zu einen einzigen Impuls gehörigen Flächen unterhalb der Wellenkurve zu bestimmen, scdaß am Ausgang nur eine Gleichspannung^r-?-Gecaratkomponente auftritt, wie bei D angegeben ist. Die i.leßgeräteschaltung 14 ist während der vom Zeitgeber 22 gelieferten Zeitspanne in Betrieb und überträgt das aufsumnierte Gleichspsnnungs-Ausgangssignal zum Ließgerät 15. Diese zum Leßgerät 15 übertragene Gleichspannungskomponente liefert eine relative Anzeige für die Energieleistung de? Vibrationskern ten oder der Druckluft-Ra inae 'T.

las vom Verstärker 11 zum zweiten, frequenzbestimmenden Schaltkreis gelieferte Signal wix'u i.ut.-x-oX von einem automatischer: Ver-tärkungsregler 16 verarbeitet, der eine wie bei E dargestellte 'Wellenform, aber mit konstantei; Amplitude liefert, unabhängig von der Amplitude des empfangenen Signals. Jeder vom automatischen Verstärkungsregler kommende Impuls gelangt zur FuIsformerschaltung 17» in der die Wellenform konstanter Amplitude zu einem einzigen Puls mit einheitlicher Polarität verarbeitet wird. Die Ausgabe der Pulsformerschaltung 17 ist bei F angegeben und besitzt eine Amplitude, die zum Triggern den ilultivibrators 18 ausreicht. Die Ausgabe der Pulsformerschaltung mag zwar veränderlich sein, wie irgend zwei beliebige Pulse voneinander abweichen, der Ausgang vom Multivibrator gleicht aber jede Ungleichförmigkeit zwischen zwei

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beliebigen Pulsen aun und liefert als Ausgebe eine Kechteckwelle, die bei G- dargestellt ist. Jeder „lechteckouls hat also eine Amplitude konstanter Größe, unabhängig von der Amplitude der Singsngswelle oder der Betriebsfrequenz des Y/erkzeugs T. Der Pulszählintegrator 19 nimmt die vom laultivibrator kommende Pulsfolge konstanter Amplitude auf und liefert ein Ausgangssignal, entsprechend der auf summierten G-esaiatheit der über ein bestimmtes Zeitintervall, das der Zeitgeber 22 bestimmt, empfangenen Pulse. Dieses Ausgangssignal ist schematisch bei H dargestellt und liefert den Eingang für die Meßgeräteschaltung 20, die das Meßgerät 21 betreibt und eine Anzeige für die Betriebsfrequenz liefert. Dieses I/Ießgerät 21 mag so geeicht sein, daß es direkt die Anzahl der in einem bestimmten Zeitintervall von der Ramme ausgeführten Stöße anzeigt. Durch "Zahl einer geeigneten Zeitbasis und durch passende Eichung liefert das Meßgerät 21 eine direkte Anzeige.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren liefert eine relative Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit des zu prüfenden Vibrationsgerätes. Die Durchführung erfolgt in der Weise, daß das zu prüfende Gerät mit ^T/7irkung auf einen geeigneten Tentkörper betrieben wird, der wie in dem dargestellten Beispiel ein Abschnitt von einem Straßenpflaster P sein magj und daß dabei die relative Energieleistung und die Betriebsfrequenz bestimmt werden. Diene Paktoren können durch dar: im vorstehenden kurz beschriebene Prüfgerät vorzüglich bestimmt werden. Denn wird ein zweites Vibra fciom;,:^rerüt der

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gleichen Gattung Kit Wirkung auf denselben Testkörper betrieben und die Energieleistung und Betriebsfrequenz des zweiten Gerätes bestimmt· lurch Verwendung der bleichen Prüfvorrichtungen ergibt sich deshalb eine relative Anzeige· der Betriebsdaten der beiden Geräte. V/enn als zweite?·; Gerät eins mit gutem betrieblichen Zustand gewählt wird, ist es daher möglich, den Zustand des zu prüfenden Gerätes relativ zu bestimmen und demnach die Notwendigkeit für Instandhaltung oder Eeperεtür festzustellen. Das Verfahren liefert eine genaue Angabe über den Zustand des Gerätes, sodaß keine Incpaktionen mit vollständigem Zerlegen dee Gerätes erforderlich sind und man nicht auf die Setriebserfahrung der Bedienungsperson angewiesen ist.

In der vorliegenden Ausführungsform des Prüfgerätes umfaßt der Beschleunigungsmesser 1C einen elektromechanischen Wandler, der in eine neuartige mechanische Anordnung eingebaut ist, die den Wandler trägt und zum vorteilhaften Abtasten der im Testkörper oder im Pflaster P erzeugten mechanischen Vibrationen oder Schwingungen dient. Dor Aufbau des Beschleunigungsmessers 10 int im einzelnen aus Figur 2 und 35 zu ersehen, In der vorliegenden Ausführungsform umfaßt der elektromechenische Wandler einen piezoelektrischen Kristall 25, der so angebrecht iot, daß er auf eine auf ihn wirkende mechanische Verschiebungfikraft anspricht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der piezoelektrische Kristall 25 über einen Befestigungsansatz 27, der gleichzeitig eine Klemme der elektrischen Ausgangsschaltung ist, im wesentlichen starr mit

einem Träger 26 verbunden. Der Kristall 25 hat langgestreckte St&bform und wird durch den Befestigungsansatz freitragend gehalten, weshalb er insbesondere euf Biegungskräfte anspricht. Durch eine elastische Federklammer 25, die durch einen eingebauten, nach oben stehenden Zapfen 29 am Träger 26 befestigt •"i'.-t, wird der Kristall 25 an; BefeMtigungsansatz 27 festgeklemmt. Die Federklammer 28 besteht aus elektrisch leitendem Material. Sie ist gegen den Träger 26 elektrisch isoliert und bildet so den zweiten elektrischen Kontakt für den Kristall 25. Lit dem freien Ende des Kristalls 25 ist über eine geeignete Verbindung 31 ein Gewicht 30 verbunden, um die Wirkung der mechanischen Auslenkungskräfte auf den Kristall zu vergrößern. Line biegsame Itiembran 32 hält das Gewicht 30 in der gewünschten Lage zum Kristall 25. Der Träger 26 und die kembran 32 befinden sich in einem Schutzgehäuse 33 mit zylindrischer Wand und abschließenden Stirnplatten. Dar Innere der Zylinderwand des Gehäuses 33 bildet einen ringförmigen Ansatz 34, der die kreisförmige Membran 32 und den Träger 26 trägt. In der dargestellten Ausführungsform hat der Träger 26 ebenfalls Kreisform und ist mit einem ringförmigen Flansch 35 ver-

sehen, dessen Außenkante über dem ringförmigen Ansatz 34 liegt, sodaß der Außenrand der Ivlembran 32 zwischen beiden festgeklemmt ist.. Den Abschluß des Gehäuses bildet eine rückwärtige Abschlußplatte 36, die in Preßsitz in die rückwärtige Öffnung des Gehäuses 33 eingepaßt werden kann und mit vorstehenden Ansätzen 37 versehen ist, die am Träger 26 anliegen.

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Bei richtiger Einpassung der hinteren Platte 36 in das Gehäuse 33 hält sie den Trärer 26 an seiner Stelle im Gehäuse fest.

Lit der Außenfläche der rückwärtiren Abrchlußplatte 36 ist eine geeignete elektrische Steckverbindung 38 befestigt,

die zwei stiftföriaige Klemmen 39 besitzt, von denen nur eine dargestellt ist. Die eine Klemme 39 ist mit dem Träger 26 elektrisch verbunden, die andere Klemme führt zur Federklammer 28. Beide Klemmenstifte 39 sind auf einer Isolierplatte 40 befestigt, die ein Teil der Steckverbindung 38 ist. Das Gehäuse 33 bildet zusammen mit der hinteren Abschlußplatte 36 und der zugehörigen elektrischen Steckverbindung 38 als Schutz für den piezoelektrischen Kristall 25 eine vollständig abgeschlossene Einheit, die eine Verwendung des Prüfgerätes unter ungünstigsten Versuchsbedingungen, wie sie bei Messungen ii:: Freien auftreten können, gestattet.

Zur Unterstützung der -mechanischen Verbindung zwischen Wandler oder Beschleunigungsmesser und dem Testkörper oder Pflaster P ist ein langgestreckter Befestigungsstift 41 mit dem Gehäuse 33 starr verbunden. Der Befestigungsstift 41 hat kreisförmigen Querschnitt und mag durch Preßsitz mit dem Gehäuse 33 befestigt sein. Da der Wandler oder Beschleunigungsmesser 10 mit dem Pflaster P mechanisch gekoppelt ist, werden die durch das Pflaster übertragenen Vibrationen auch zum Gehäuse 33 und zum Träger 26 für den piezoelektrischen Kristall <l? üoerxiü._£jij. jjHtnu-ch wird der Kristall 25 in Schwingungen versetzt und schwingt in gleicher Weise wie die Wellenform

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der Titrationen. Durca geeignete Einstellung des Kristalls 25, sodaß die bevorzugte Biegungsachse für einen größtmöglichen 'wirkungsgrad bei der Erzeugung einer elektrischen Ladung in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schwingungen liegt, liefert der KriFtall 25 ein elektrische? Spannungssignal an den Ausgangsklemmen 39. Die von den mechanischen Schwingungen herrührenden Biegungskräfte- werden durch das von der iiembran 32 getragene G-ewicht 30 noch vergrößert. Da mechanische Schwingungen durch eine richtungsänderung der Bewegung dargestellt v/erden, setzt die Jk'asse des Gewichtes 30 dieser Änderung einen Trägheitswiderstand entgegen; die kasse des Gewichtes 30 stellt also zusätzlich zur .Lasse des nicht unterstützten Krifjtallabschnittes und der xiembrari eine Ivraft dar, die auf das freie, nicht unterstützte Ende des Kristalls 25 einwirkt.

Zur weiteren Unterstützung der mechanischen Verbindung zwischen Beschleunigungsmesser 10 und Pflaster P dienen die in Figur A"und 5 dargestellten Stecker-Zwischenstücke. Das in Figur 4 dargestellte Zwischenstück umfaßt ein Brecheisen mit Meißelspitze, das in Verbindung mit der Druckluft-Ramme oder dem Drucklufthammer verwendet wird. Dieses 7ferkzeug hat einen sechseckigen Kopf 43» der an dem Betätigungsmechanismus des Gerätes abnehmbar befestigt werden kann. Das mit Meißelspitze versehene Werkzeug 42 steht mit dem Betätigungsmechanismus in Verbindung und wird bis zu einer gewünschten Tiefe in das Pflaster P hineingetrieben. Durch Einbringen des Werkzeugs

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. in das Pflaster P sind "beide starr mechanisch gekoppelt. Im

Pail einer Beton-Pflasterung ist dienes Vermehren "besonders wirkungsvoll. Für die gewünschte Eindringtiefυ wurde ermittelt, daß das Werkzeug über die glitte der Pflasterung hineinreichen soll, jedoch darf die V/erkzeugspitze nicht auf der gegenüberliegenden Seite aus der Pflasterung herausragen. Zur Vervollständigung der Verbindung zwischen Beschleunigungsmesser 10 und Y/erkzeug 42 dient eine Zwischenstück-Kopplung 44. Die Kopplung 44 unifaßt einen kurzen zylindrischen Körper mit einer Passung 45, die einen sechseckigen Querschnitt haben kann und sich an dem einen Ende des Körpers befindet. Am anderen Ende des Körpers befindet sich eine zylindrische Fassung 46. Die sechseckige Fassung 45 ni-nrat den Kopf 43 des mit ileißelspitze versehenen 7/erkzeugs suf, und mehrere Stellschrauben 47 dienen zur Befestigung von Zwischenstück-Kopplung 44 und dem V/erkzeug 42. In ähnlicher Weise dient die zylindrische Fassung 46 zur Aufnahme den Befestigungsstiftes 41 des Wandlers 10 und besitzt mehrere Stellschrauben 48, um die starre mechanische Verbindung zu vervollständigen. Nachdem das mit iaeißelspitze versehene Werkzeug 42 in das Pflaster eingebracht wurde, wird der Betätigungsmechanismus entfernt und die Zwischenstück-Kopplung 44 mit dem Kopf 43 verbunden. Dann wird der Befestigungsstift 41 des Beschleunigungsmessers 10 in die zylindrische Fassung 46 eingelassen und mit den Stellschrauben 48 befestigt. Das Werkzeug 42 soll im wesentlichen senkrecht in das Pflaster getrieben werden, damit der Beschleunigungsmesser in der in Figur 2

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geneigt cn Stelli;ng gehalten v/irä. Der .tlriTtcll 25 befindet rieh dann in eratr .:erfrech te.-η Lb ere und somit juer zur Bewegmr; bricht uiag der me dienlicher. S chw indungen in Pflaster..

Das in Figur 5 gezeigte, abgehandelte Stocker-Zwischenstück eignet sich iivitescnöere i:ur Verwendung bei Asphalt oder stark veräi elite ten k'irniren 7; e rl·: etc ff en -el:? Pflasterung. Diesem Z'.yi-.ichenrtüeic UEifs.vt einen langgestreckten Stiel A9, der konisch geformt ir-t iina an äes?tn einem Ende eine Zwischenstück-Kopplung 5C vorge:/ei:en ict. Ik.r c-tiel 49 yoll in gleicher ^sise v.-ie das V/erkseug 42 in das Pflaster eingebracht werden, oder aber in eine vorgefertigte Bohrungj er wird jedoch vorzugsweise mit einen. Hammer und nicht mit dem SetätigungcLiechanisnus einer Druckluft-jäarnne oder eines Druck- !■ufth&iumere eingebracht". Die in der Zwischenstück-Kopplung vorgesehene zylindrische Fassung 51 dient zusammen mit mehreren Stellschrauben 52 zur Befestigung des Stiftes 41. Zur Verhütung von Schaden an der Zwischenstück-Kopplung 50, wenn ein Hamner zum Eintreiben des Stiels in das Pflaster verwendet wird, kann eine Ansatzkappe 53 vorgesehen sein. Die Ansatzkappe 53 umfaßt einen Kopf mit der Kontaktfläche und einen Stift 54, der in die Fassung 51 hineinpaßt. Eevor das G-erät in das Pflaster P eingebracht wird, müßte die Ansatzkappe mit der Zwischenstück-Kopplung zusammengebaut werden, sodaß sie die Stöße des Hammers absorbieren könnte. Wenn dann das Zwischenstück an der richtigen Stelle sitzt, kann die Ansatzkappe 53 entfernt werden, um den Beschleunigungsmesser 10

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mit der Zwischenstück-Kopplung 50 zusammenzubauen.

Die elektrische Schaltung- der vorliegenden Ausführungsform des Prüfgerätes ist im einzelnen im Diagramm aus Figur 6 dargestellt. Alle in dem Diagramm gezeigten Komponenten oder Elemente,außer dem piezoelektrischen Wandler und dem Beschleunigungsmesser 10, sind in einem geeigneten, nicht dargestellten Instrumentengehäuse untergebracht. Der piezoelektrische Wandler ist mit einem'geeigneten, biegsamen Kabel versehen, um vielseitige Verwendung des Gerätes zu gewährleisten. Die Schaltungen sind vorzugsweise mit Festkörper-Schaltelementen versehen, um den physikalischen Aufbau des Instrumentes und die erforderliche leistung in bestimmten Grenzen zu halten, sodaß es als tragbares Gerät verwendet werden kann. Die in Figur 6 dargestellte Schaltung umfaßt ein zum Betrieb der Festkörper-Schaltelemente geeignetes Gleichspannungs-Netzteil, das ' mit einer üblichen Wechselspannungsquelle von 115 ^T verbunden werden kann. Ein Transformator T1 mit einer Primärwicklung, die über einen zweipoligen Schalter S1 mit einem geeigneten Hetzteil verbunden werden kann, betreibt zwei Brückenschal~ tungen mit Vollweggleichrichtung. Jede der Gleichrichter-Brückenschaltungen enthält vier Halbleiterdioden CE16 und 0R17» die in bekannter Weise als Brückenschaltung zur Vollweggleichrichtung miteinander verbunden sind. Der Ausgang ;jeder Gleichrichteranordnung ist mit einem geeigneten Filternetzwerk verbunden, wobei die entsprechenden Ausgänge bei der vorliegenden Ausführungsform in der Größenordnung von 40 V und 15V liegen*

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Eine Verbesserung der Arbeitsweise wird durch die Zener-Dioden CR13 und CR19 erreicht, die an den Leistungseingängen mit den zugehörigen Schaltungsabschnitten zur Regulierung der Spannungsversorgung verbunden sind. Es ist ersichtlich, daß das hier dargestellte Gleichspannungsnetzteil durch geeignete 3atterien ersetzt werden kann, damit das Gerät leichter zu tragen ist. Es ist auijeraen ersichtlich, daß die beiden Geräte durch einen einzigen Gleichrichter oder Batterie-Spannungsquelle für besondere Schaltungskomponenten ersetzt werden können.

Die Verstärkerschaltung 11 umfaßt zwei transistorierte Verstärkerstufen üblicher Bauart, Die beiden Stufen sind über den Koppelkondensator C2 und die Kontakte S4a des Relais S4 miteinander gekoppelt. Das Relais S4 ist ία Zeitgeber-Mechanismus 22 enthalten, der später noch im einzelnen beschrieben wird, und dient demnach zur Bestimmung des PrüfIntervalls. Eine Verbindungsbuchse J dient als bequeme, lösbare Verbindung zwischen Beschleunigungsmesser mit piezoelektrischem Wandler und der Instrumentenschaltung. Eine Eingangsklemme der Buchse ist über ein Potentiometer R1 mit dem Eingang der ersten Veratärkerstufe verbunden, die den Transistor Q1 enthält. Der Kollektorausgang der zweiten Verstärkerstufe, die den Transistor Q2 enthält, wird über die zugehörigen Koppelkondensatoren 03 und G6 en die zwei Abschnitte der Schaltung angelegt·

jiflit dem Koppelkondennator 03 ist der Gleichrichter 12 verbunden, der zwei Silizium-Gleichrichterdioden CR1 und

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CR2 enthält. Diese beiden Dioden gestatten den Durchgang aller positiven Pulse zum Wellenforiaintegrator 13 und unterdrücken alle negativ verlaufenden Pulse des verstärkten Eingangssignals. Der Wellenformintegrator 13 üblicher Bauart umfaßt einen integrierenden Kondensator C5 mit einem Ein^angswiderstand R9 und integriert die übertragene Wellenform durch Aufsummieren der elektrischen ladung. Die elektrische Ladung bildet auf diese Weise ein Grleichspannungs-G-esamtsignal, das zur LIe^rdgerätschaltung übertragen wird und mit der Energie des elektrischen Signals zusammenhängt. Dieses G-leichspannungs-Ausgangssignal steht außerdem mit der Energieleistung des zu prüfenden Vibrationsgerätes in Verbindung und ist deshalb maßgebend für dessen betriebliche Leistungsfähigkeit. Auch wenn ein empfindliches (Drehspuhl-) Ließwerk zur visuellen Anzeige de3 integrierten Signals verwendet wird, kann ein derartiges übliches Meßwerk leicht den integrierenden Kondensator 05 entladen, v/odurch eine fehlerhafte Ablesung entsteht. Um, das zu vermeiden, wird durch die Meßgeräteschaltung eine hohe Eingangnimpedanz für

das Meßgerat geliefert. Diese hohe Eingangsimpedanz für das ; Meßgerät liefern zwei Transistoren Q3 und Q4, die so geschaltet sind, wie das Diagramm anzeigt.

Die zweite Schaltung, die eine Anzeige der Betriebe-; frequenz des Vibrationsgerätes liefert, umfaßt eine automatische Verstärkungsregler-Schaltung 16, die über den Koppelkondensator C6 mit dein Ausgang der Veratärkerstufen gekoppelt ist. Diese Schaltung üblicher Bauweise verwendet eine lichtem-

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j Zelle zur Einflutnsikue ?uf aen automatischen Verirejrler. Die lichtempfindliche Zelle -umfaßt ein variables '.Viaerstiriidseleaer.t It/C und die spsniranrjceriipfindliche variable r.eleuchtungslampe L1. Der 'widerstand Pl40 und die Lampe 11 sind zu einer Einheit zusammen^ efaßt, die ±:i. Handel erhältlich ist. Das Licht der La .are fällt auf des 77iderst;:ndseleaent 5.40, und eine Änderung der auf treffenden Beleuchtungsstärke "bewirkt eine Änderung des TTiderstanden 2.40. Ds die Lampe L1 über den Tranr-if?tor Q6 an die Jiinrangssps.nnung des Veratäriaingsreglers angeGchloseen ist, ist die einfallende Beleuchtungsstärke eine Funktion der Eingangsspannung. Durch geeignete Schaltungsauslegung liefert diese Spannungsänderung die notwendige Rückkopplung zur Steuerung der Verstärkung der Schaltung und zur Aufrechterhaltung eines Ausgang«signals konstanter Amplitude. Der Schieber vom Potentiometer ϊ114, der mit der Emitterklemme des Transistors Q5 verbunden ist, bildet den Ausgang der automatischen Yerstärkungsregler-Schaltung 16..

Mit dein Ausgang des automatischen Verstärkungsreglers 16 ist die Pulsforirerschaltung 17 verbunden. Die Pulsformerschaltung liefert für jeden Eingangspuls mit ausschwingender Wellenform einen einzigen, positiv verlaufenden Puls. Dieser Ausgangspuls der Pulsformerschaltung 17 wird dem Eingang der Multivibratorschaltung 18 an der Basisklemme des Transistors Q7 eingespeist. Die liultivibratorsehaltung 18 ist bekannter Bauart und unter dem Hamen Monostabiler Multivibrator bekannt. Der Eingangspuls trig-gert die Schaltung in den zweiten, leitenden

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Betriebszustand, wobei am Ausgang des Multivibrators ein Hechteckpuls auftritt.

Die vom Liultivibrator 18 ^lieferte Folge von Ixechteckpulsen v;ird in den Pulszählintegrator 19 eingespeist. Diese Schaltung iuit einem integrierenden Kondensator C14 summiert eine Ladung über des Zeitintervall auf, während dem die Pulszählung stattfindet, und liefert ale Ausgang eine G-leichspannungskomponente, die proportional zur Anzahl der empfangenen Rechteckpulse ist und mit der Betriebsfrequenz des Vibrationsgerätec zusammenhängt. Dieser auf summierte Gleichstrom bildet den Ausgang des Integrators und dient als Eingangssignal für die LIeßgerätenchaltung 20 und ihr zugehöriges Ließgerät 21, das so geeicht sein mag, daß es eine direkte Anzeige der Stöße pro Limite liefert. Diese Meßgeräteschaltung und ihre Verbindung zum Ließgerät 21 ist ähnlich wie die im vorhergehenden beschriebene Schaltung zur relativen Energiemessung; sie enthält eine hohe Eingangsimpedanz, die ein Entladen des integrierenden Kondensators C14 während der Meßzeit verhindert.

Die Zeitgebung für das Prüfintervall liefert eine elektronische Zeitgeberschaltung 22. Diese Schaltung umfaßt zwei Abschnitte} der eine Abschnitt enthält das Relais S4, das die beiden Stufen der Verstärkerschaltung 11 zur übertragung des Eingangssignala miteinander verbindet. Der zweite Abschnitt der Zeitgeberschaltung enthält ebenfalls ein Relais, bezeichnet mit S3, das zur Entladung der integrierenden Kondensatoren C5 und C14 der zugehörigen Integratorschaltungen

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vor jedem neuen integrierenden Zeitintervall dient, Ein Satz normalerweise geschlossener Schalter S3a verbindet einen Entladungswiderstand R24 für die Ausgangsklemme des integrierenden Kondensators C5 im Wellenformintegrator 13 mit einer SpannungsstaMlisierungs-Schaltung. Die Spannungsstabilisierungsschaltung umfaßt das Potentiometer Έ.26 und zwei in Serie geschaltete Dioden CR13 und CRH, die parallel zum Potentiometer liegen, um eine konstante Spannung zu liefern. Das Potentiometer R26 ist so eingestellt, daß es eine Bezugsspannung von etwa 1 V liefert» In ähnlicher Weise verbinden die normalerweise offenen Kontakte S3b einen Entladungswiderstand H27 für die Ausgangsklemme des integrierenden Kondensators CH des Pulszählintegrators 19 mit dem Schleifer des Potentiometers R26, um die benötigte Bezugsspannung zu liefern. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine feste Bezugsspannung für die Entladung der Kondensatoren C5 und CH zu verwenden, um so die "Offset"-Spannung zur Vorspannung der Transistoren Q3, Q4 und Q9» Q10 an der Grenze des Emitterstromflusses zu liefern.

Die Betätigungsspulen der beiden Heiais S3 und S4 werden von Silizium-Gleichrichtern Q13 und QIA gesteuert, die ihrerseits an ihren entsprechenden Gratterklenunen durch eine geeignet abgestimmte Zeitgeberschaltung _:':etriggert v/erden. Beide Trlggerechaltungen sind so au r^ .(.-.;;■ >,, daß sie die Silizium-Gleichrichter Q13 und QH in den leitenden Zustand trigger« , um da« Zeitgebungointervall zu beenden. Beim "Außer Betrieb" Zustand den Instrumentes leiten beide Silizium-

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Gleichrichter *13 und Q14, wodurch die augehörigen Betätigungsapulen der Relais S3 und S4 erregt werden und die zugehörigen Kontakte offen sind. Durch Entladen der zugehörigen Zeitgeber-Kondensatoren 016 und C17 und durch Trennen des Netzgerätes von den Relais S3 und S4 werden die Silizium-Gleichrichter QI3 und Q14 in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet, und die zugehörigen Relais-Kontakte schließen. Das Entladen der Zeitgeber-Kondensatoren 016 und 017 bewirken die Widerstände R30 und R36, die über ein Relais 35 und die zugehörigen, normalerweise offenen Kontakte S5a und S5"b geerdet sind. Durch Schließen der Kontakte werden deshalb die Zeitgeberkondensatoren 016 oder 017 über die zugehörigen Entladungswiderstände R30 oder R36 entladen, lach dem Entladen der Kondensatoren können die Kontakte S5a und S5b geöffnet werden, um das Zeitgebungsintervall für jeden Abschnitt der Zeitgeberschaltung einzuleiten. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Zeitgebungsintervall für den Abschnitt der Zeitgeberschaltung, der das Relais S4 enthält, für eine Verzögerung von 10 Sekunden ausgelegt, während der das Relais S3 enthaltende Schaltkreis für eine Verzögerung von 3 Sekunden ausgelegt ist. Die Zeitverzögerung in jedem Abschnitt wird hauptsächlich durch den Wert des in Serie liegenden Widerstandes R29 für den Kondensator 016 und durch die Werte der Widerstände R33 und R34 für den Kondensator 017 bestimmt.

Zu Beginn des Zeitintervalle int das Relais S4 abgeschaltet und reine Kontakte S<-s sind geschlossen, sodaß der

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Stromkreis zwischen den beiden Stufen der Verstärkerschaltung 11 geschlossen ist. Am Ende des Zeitintervalls ist der Kondensator C17 soweit aufgeladen, daß der Unijunction-Transistor Q12 in den leitenden Zustand umgeschaltet wird und den SiIiziuüicleicLrichtcr ^14 in den leitenden Zustand triggert, wodurch die Betätigungsspule vorn Relais S4 erregt wird. Das ILeIsiρ S3 ir. der zweiten Zeitgebungcscheltung ist zu Beginn des Zcitintervalls ebenfalls abgeschaltet, und seine kontakte S3a und S3b sind geschlossen. Da diese Kontakte geschlossen eine, werde:·, diu integrierenden Kondensatoren C5 und 014 entladen. Wenn der Zeitgeberkondensator C16 aus diesem Abschnitt der Leitgeb^ngeschaltung auf einen bestimmten Wert aufgeladen ist, wird der zugehörige Unijunction-Transistor Q11 in den leitenden Zustand umgeschaltet, sodeü er den Silizium-Gleichrichter Q13 in den leitenden Zustand triggert. Dadurch wird die Betätigung?·spule S3 erregt, wodurch die Kontakte S3s und S3b reöffnet v/erden. In diesen. Augenblick k":"i:nen die integrierenden Kondensatoren C5 und G14 ihre Funktion, nämlich das Integrieren der zugehörigen Signale, ausführen.

Das 15-Volt Gleichspannung-netsteil ist über einen mit Hand zu betätigenden Druckknopfschalter S2 mit den Relais S3 und S4 verbunden. Dieser Schalter umfaßt einen Satz normalerweise offener und einen Satz normalerweise geschlossener Kontakte S2a und S2b, wobei die normalerweise geschlossenen Kontakte mit den Eingangsklemmen der Betätigungsspulen der Relais S3 und S4 in Serie gescheltet sind. Diese Eelais sind

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also normalerweise bei jedem "Außer Betrieb" Zustand des Prüfgerätes erregt. Ein PrüfIntervall wird durch Betätigen des Schalters S2 begonnen, wodurch die normalerweise geschlossenen Kontakte S2b geöffnet und die normalerweise offenen Kontakte S2a geschlossen werden. Die normalerweise offenen Kontakte S2a sind mit der Betätigungsspule des Relais S5 mit den normalerweise offenen Kontakten S5s und S5b in Serie geschaltet. Der Schelter S2, der als "Test 3eginn" Schalter betrachtet werden kann, schaltet, also die Relais S3 und BA sb, während er gleichzeitig das Relais S5 betätigt, sodaß die Zeitgeberkondensatoren 016 und G17 der Zeitgebungsschaltungen entladen werden.

Zwei Anzeigelämpchen L2 und L3 können als Anzeige für der. jeweiligen Betriebszustand dee Prüfgeräten vorgesehen sein. Das Anzeigelämpchen L2 liegt parallel zu einem Netzgerät mit niedriger Wechselspannung und brennt dann, wenn der Zweipolschalter S1 geschlossen ist. Das Anzeigelämpchen L3»ist mit den normalerweise geschlossenen Kontakten S4b des Relais S4 in Serie geschaltet. Das Anzeigelämpchen L3 brennt also nur, wenn die Zeitgeberschaltung in Betrieb ist, wenn also das Relais S4 abgeschaltet ist und ein 10 Sekunden dauerndes Zeitintervall läuft. Am Ende des 1C Sekunden dauernden Zeitintervalls schaltet das Lämpchen L3 aus; das bedeutet, daß das Zeitintervall beendet ist und daß die Ableseinstrumente, nämlich die Meßgeräte 15 und 21, die entsprechenden Werte für relative Energie und Stöße pro Llinute anzeigen.

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Die in Figur 6 im einzelnen dargestellte Ausführungsforni der Schaltung verwendet die folgenden Komponenten:

H1 50 K R21 4,7K

It2 2,3,ϋ R22 3 E

R3 4,7K E23 2,2K

E4 820 K R24 470 Ohm

E5 10 K E25 10 K

E6 ...... 330 0hm R26 3 K

E7 2,2K E27 470 0hm

E8 1 K E28 330 0hm

E9 ...... 1 M R29 180 K

R10 4,7K E30 ...... 1 K

E11. ..... 3 K E31 100 0hm

E12 .100 K E32 2,2K

R13 4,7M R33 250 K

R14 3 K R34 ...... 270 K

H15 100 Ohm R35 ...... 330 Ohm

R16. ..... 1,5K R36 1 K

R17 47 K R37 100 0hm

R18 10 K R38 47 Ohm

E19. ..... 47 E R39 100 Ohm

E20. ..... 3,3E R40(11)Raytheon 1123

1OS031

01 0,01 ρΐ C12 0,33

C2 0,1 " 013 0,01 »

C3 0,01 " CH 12,0 »

04 1,5 " 015 10,0 "

05 12,0 » C16 22,0 "

G6 ...... 0,1 »- 017 22,0 "

C7 0,1 " C18 10,0 "

G8 0,1 » C1S 250,0 "

09 ..... .'10,0 » C20 ...... 250,0 »

C10 0,01 " C21 250,0 "

C11 0,001 "

Q1 2N3391A

Q2 2N697

Q3 2N3391A

Q4 2N3391A

Q5 2N3391A

6 21T3391A

Q7 2N697

Q8 2N697

Q9 2N3391A

Q10 2N3391A

Q11 2N2646

Q12 2N2646

Q13 06P (GE)

QH C6P (GE)

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CH1 1N456

0R2 11X456

CLJ 11J456

Cil4 117456

1E4 56

i:;456

CH7 1^456

CEB 1N456

CIt? 111456

CE1O. . . . . . 1K456

CR11

GPJ 2 1-1Ϊ3193

CRI3 1IH56

0E14 11T456

GEIS 1N3193

CH16 1H3193

CrJ 7 1F3193

CR1S Z4XL2O (JE)

cm ζ ; Ζ4ΣΙ20 (ge)

Zur weiteren Erläuterung der Arbeitcv/eiee des Prüfgerätes soll hier eine kurze Beschreibung der Arbeitsweise im Zuöanraenr.eng mit dem scheaatisGhen Diagramm aus Figur 6 gegeben werden. In üieoer Beschreibung wird angenommen, daß der jcschleuni^uj:,;-messer 10 nit den: Testkörper· cder Pflaster P mechanisch gekoppelt ist und sachgemäß funktioniert, sodaß er entsprechend der Arbeitsweise des Vibrationsgerätes T das aus einer amplitudenniodulierten Schwingungsfolge bestehende elektrische Signal liefert. Es wird weiterhin angenommen, daß das Prüfgerät mit einem geeigneten Netzgerät für 115 "V Wechselspannung verbunden ist und daß die Gleichrichter-Schaltungsabschnitte des ITetzgerätes sachgemäß arbeiten und die geeigneten Gleichspannungen von 40 Y und 15 T an die entsprechenden Schaltungsabschnitte liefern. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der "Test Beginn" Schalter S2, wie angegeben, in der normalerweise

geschlossenen Stellung, die Relais S3 "und S4 sind im erregten Zustand und die entsprechenden Kontakte sind geöffnet. Das Lämpchen L2 leuchtet also auf, um anzuzeigen, daß dem Wetzteil des Prüfgerätes Energie zugeführt wurde; das Lämpchen 13 ist ausgeschaltet und zeigt dadurch an, daß das PrüfIntervall noch nicht begonnen hat, da die Kontakte S4a geöffnet sind. Die Stufen der Verstärkerschaltung 11 sind getrennt, sodaß kein Signal zu den übrigen Abschnitten der Prüfschaltung übertragen werden können. Die integrierenden Kondensatoren C5 und C14 der entsprechenden integrierenden Schaltungen können eine Restladung enthalten; diese Ladung wird aber am Beginn einer Testperiode vernichtet. Solange die Kontakte S2b vom Schalter S2 geschlossen sind, liefern die Schaltungen keine zusätzliche Erhöhung zur Anzeige der Heßgeräte.

Der Beginn einer Testperiode wird dadurch eingeleitet, daß der "Test Beginn" Schalter S2 kurzzeitig "betätigt wird, der die Kontakte S2a schließt, wodurch das Entladungsrelais S5 erregt wird, und die entsprechenden Zeitgeberkondensatoren C16

und C17 entladen werden. Gleichzeitig werden die Relais S3 und S4 abgeschaltet und die zugehörigen Kontakte geschlossen. Das Anzeigelämpchen L3 leuchtet auf und zeigt an, daß die Zeitgebungsperiode begonnen hat. Die Kontakte S3a sind geschlossen, wodurch die beiden Stufen der Verstärkerschaltung 11 miteinander verbunden werden, sodaß das elektrische Eingangssignal zu den beiden Anzeige-Schaltkreisen gelangen kann. Durch Schließen der Kontakte S3a und S3b des Relais S3 v/erden die inte-

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girierenden Kondensatoren C5 und 014- bis zu der oben beschriebenen Bezugsspannung entladen. Am Ende des 3 Sekunden dauernden Zeitintervalls für den mit dem Relais S3 verbundenen Schaltkreis wird die Betätigungsspule S3 erregt und öffnet die Kontakte S3a und S3b. Erst nachdem die Kontakte S3a und S3b geöffnet wurden arbeiten die integrierenden Kondensatoren 05 und 014 und liefern eine Anzeige für die relative Energie bzw. die Stöße pro Minute. Diese 3 Sekunden Verzögerung bie zum Beginn des eigentlichen iießintervalls hat den Zweck, der automatischen Verstärkungsreglerschaltung 16 genügend Zeit zur Stabilisierung zu lassen. Die Zeitgebungsj^eriode läuft weiter, bis das durch den Kondensator 017 bestimmte 10 Sekunden dauernde Zeitintervall beendet ist. Wenn der Kondensator 017 auf den vorgewählten Wert aufgeladen ist, wird der Schalterstromkreis betätigt, sodaß der Silizium-Gleichrichter Ql4 in einen leitenden Zustand getriggert wird und dadurch die Betätigungsspule äea. Relais S4 erregt. Durch Erregen des Relais S4 werden die Kontakte S4a und S4b geöffnet. Durch Öffnen der Kontakte S4a werden die beiden Stufen der Verstärkerschaltung 11 getrennt, 3odaß keine weiteren elektrischen Signale zu den Anzeigeschaltungen gelangen können. Der Kontakt S4b öffnet ebenfalls und löscht das lämpchen 13 als Anzeige dafür, daß daa Zeitgebungsintervall oder Meßintervall beendet int und die Ablesung für die betreffende Energie oder Frequenz maßgeblich 1st«

Das erfindungsgemäße Gerät dient, wie schon beschrieben wurde, zur Anzeige der relativen Energie und Betriebsfrequenz

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ausgedrückt in Stö^e. pro Minute einen Vibr&ticnegorüton und eines ähnlichen G-erätes mit bekanntem Zustand. Las vorliegende Verfahren liefert eine Anzeige für die relative betriebliche Leistungsfähigkeit der beiden Geräte, die dann r.dteinender verglichen werden können. Wählt man als 3-erät mit bekanntem Zustand ein solches, das optimalen Betriebszustand aufweist, so liefert ein Vergleich der zugehörigen Ablesungen die notwendige Information über den Zustand des zu prüfenden Geräten, sodaß eine notwendige Korrektur der betrieblichen Eigenschaften festgestellt werden kann.

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Gerät eine brauchbare Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes, etwa eines Drucklufthammers oder Ramme liefert. Die vorliegende Erfindung bietet außerdem ein zweckdienliches Verfahren zur Bestimmung der betrieblichen Leistungefähigkeit der oben beschriebenen Gerätegattung. Dieses Verfahrren eines relativen Vergleichs zwischen der Arbeitsweise eines zu prüfenden Gerätes und der eines Vergleichsgeräteo mit bekannten Betriebsdaten liefert eine relativ genaue Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit. Das Gerät kann aus relativ einfachen Komponenten zusammengesetzt sein, die wirtschaftlich in der Herstellung sind und feste Bauelemente darstellen, wodurch ein handliches, für verschiedene Testbedingungen anpassungsfähiges Gerät geschaffen wurde. Das Gerät kann außerdem leicht in einen bleibenden Testaufbau einbezogen werden.

BADORiOtNAL

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Otv.olil die GründZUi"e der Jrfindunr cn Eand eine? iiein^j air bcrclirieben wurden, das fllr die oeot-o Aus führung οίοι*..¹. ;y?l.al±^n wird, aoll αεο keine Zinscäränkur.c· der Erfindung darstellen, die ii;. Itahmen der angefügten Patentansprüche Gültis:keit hat.

10 9a.11

Claims

Patentanmeldung: Verfahren und Vorrichtung zur .Bestimmung

der betrieblichen Leistungsfähigkeit von ' Vitrationsseräten.

PATENTANSPRÜCHE

1. Gerät zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes, gekennzeichnet durch einen elektromechanischen Wandler, der mit einem in Betrieb befindlichen Vibrstionsgerät mechanisch gekoppelt werden kann und auf die erzeugten mechanischen Schwingungen anspricht, sodaß er für jeden erzeugten mechanischen ütoßimpuls ein entsprechendes, wellenförmiges elektrisches aignal liefert; und eine elektrische Scheltung, die mit dem Wandler elektrisch verbunden ist, auf die vom Wandler erzeugten elektrischen Signale anspricht und ein Ausgangssignel liefert, das eine reib live Anzeige für die Energieleistung des Vibrationsgerätes darstellt.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hanimann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE SS · T«Won. »2102 · Ttl»oromm-Adrt—ι LlpoHI/n

Bankverbindung·!)! Deutsche Bank AO, Filiale München, Dep.-Katie Viktualienmarkt, Konto-Nr. 7MlIN Bayer. Vereinibank Mönchen, Zweigir. Oikar-von-Miller-lllng, Kto.-Nr. 882495 · PoirteSeck-Kontoi MOndien Nr· 113397

OppenauerBOro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zusätzliche elektrische Schaltung enthält, die mit dem 7/andler elektrisch verbunden ist, auf die vom Wandler erzeugten elektrischen Signale anspricht und ein Ausgangssignal liefert, das eine Anzeige für die Betriebsfrequenz des Vibrationsgerätes darstellt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein auf die mechanischen Schwingungen ansprechendes Spannungserzeugungsgerät enthält, das für jeden mechanischen Stoßimpuls eine amplitudenmodulierte Schwingungsfolge liefert, die mit der Energieleistung des zu prüfenden Vibrationsgerätes zusammenhängt.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung sowohl ein mit dem Wandler verbundenes Einwegsehaltelement (12), das nur den aus einheitlicher Polarität bestehenden Anteil des Signals hindurchläßt, als auch einen Wellenformintegrator (13) enthält, dessen Eingang mit dem Einwegschaltelement zum Empfang der gleichgerichteten Signalkomponenten verbunden ist, wobei der Wellenformintegrator Über ein bestimmtes Zeitintervall betrieben werden kann und ein Ausgangssignal liefert, das mit der während des Intervalls aufaummierten Energie des Signals zusammenhängt.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein auf das Auagangasignal ansprechendes Gerät (15) zur visuellen Ablesung enthält.

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6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltung sowohl eine Triggerschaltung, die auf das von jedem mechanischen Stoßimpuls erzeugte, wellenförmige Signal anspricht und dieses in einen Einzelpuls bestimmter Form umwandelt, als auch eine auf die Einzelpulse ansprechende Pulszahl-Vorrichtung (19) enthält, die über ein bestimmtes Zeitintervall betrieben werden kann und ein Ausgangssignal liefert, das proportional zur Gesamtheit der während des Intervalls aufsummierten Einzelpulse ist.

7. Gerät zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes, gekennzeichnet durch einen elektromechanischen Wandler, der mit einem in .Betrieb befindlichen Vibrationsgerät mechanisch gekoppelt werden kann, das für jedes Betriebsintervall eine amplitudenmodulierte mechanische Schwingungsfolge liefert, sodaß der -Vandler entsprechend diesen mechanischen Schwingungen ein elektrisches Signal als amplitudenmodulierte Schwingungsfolge liefert} und gekennzeichnet durch eine mit dem Wandler verbundene elektrische Schaltung mit Schaltelementen, die das vom Wandler gelieferte Signal zu einem Ausgangssignal weiterverarbeiten, das mit der Energieleiatung des Vibrationsgerätea zusammenhängt»

8. Gerät nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler einen piezoelektrischen Kristall (25) enthält, der so befestigt ist, daß er auf die mechanischen Schwingungen anspricht.

ΙΟΜίΙ/QW^

-4^s-

ί. Gerät nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Kristall, der l&i^^G'-tre elite Stabforru hat und Huf 3ie:rungrkräfte tnr-yrlcht, εο in einer Tragvorrichtung befestigt ist, deIr seine Biegungnaclise senkrecht zur Richtung der üieehaniGcIjeii Schlingbewegung verläuft.

1C. Gieret nsch Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, äsL die uchaltui'jg eir.ei: elektronischen '„'ellenferminterrator (13) enthält, der auf mindestenε einen elektrischen Signalimpuls anspricht u::d zur Bestimmung der relativen Impulsenergie ein Ausganrsaignal liefert, de? msigeblich für die relative Energieleistung des Vibrationsgerätes ist.

11. Serät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da£ die elektrische Schaltung eine zweite Schaltung enthält, die das vom "Vandler gelieferte elektrische Signal zu einem Aust-an^srignal weiterverarbeiten das ouantitativ mit der !Betriebsfrequenz des Vibrationsgerates zusammenhängt.

12. 3erät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zv.eite Schaltung sowohl einen elektronischen Pulezählinte_e-rator (19), dessen Ausgangssignal mit der während eines bestimmten Zeitintervalls empfangenen Anzahl der Signalimpulse zusammenhängt, als auch eine Zeitgebervorrichtung (22) zur Bestimmung des Zeitintervalls enthält.

13. Verfahren zur Bestimmung der relativen betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerates mit folgenden Verfahrensschritten: abwechselnder Betrieb des zu prüfenden Ge rätes und eines zweiten, ähnlichen Gerätes mit bekannten

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Kennwerten in Verbindung mit einem Testkörper, dem mechanische Schwingungen erteilt werden und der diese mechanischen Schwingungen v/eiterleiten kann; Abtasten dieser dem TestkörOer erteilten mechanischen Schwingungen mit einem elektromechanischen V/andler, um entsprechend den mechanischen Schwingungen ein elektrisches Signal zu erhalten; Abtasten des elektrischen Signals, um ein damit zusammenhängendes Ausgangssignal zu erhalten, das für die Kennwerte'des jev/eils in Betrieb befindlichen G-erätes maßgeblich ist; quantitativer Vergleich der entsprechenden Ausgangssignale, um die relative betriebliche Leistungsfähigkeit des zu prüfenden G-erätes zu bestimmen.

14. Verfahren zur Bestimmung der relativen betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes mit folgenden Verf shrenasciiritten: abwechselnder betrieb des zu prüfenden Gerätes und eines zweiten, ähnlichen Gerätes mit bekannter betrieblicher Leistungsfähigkeit in Verbindung mit· einem Testkorper, dem für jede? Betriebf-intervall des jeweils betriebenen Gerätes=: eine amplituu^c3ijm0(.-i-.i.iur· e L-tcijcjiische Schwingun^sfolge erteilt wird und der die.'?e mechanischen Schwingungen weiterleiten kann; Abtasten dieser dem Testkorper erteilten mechanischen Schwingungen mit einem elektromechanischen n'andler, um für jede mechanische Schwingung ein elektrisches Signal als amplitudenmodulierte Schwingungsfolge zu erhalten} Bestimmung der relativen Energie von mindestens einem elektrischen Signalimpuls für das jeweils in Betrieb befindliche Gerät, um ein damit zusammenhängendes, quantitatives Ausgangs-

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οι

signal zu erhalten, das für die Energieleictung des jeweiligen Gerätes maßgeblich ist; quantitativer Vergleich von dem Ausgangssignal des zu prüfenden Gerätes mit dem Ausgangssignal des zweiten Gerätes mit bekannter betrieblicher Leistungsfähigkeit, um die relative betriebliche Leistungsfähigkeit des zu prüfenden Gerätes zu bestimmen.

15. Verfahren zur Bestimmung der relativen betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Abtasten der elektrischen Signale, die in einem bestimmten Intervall beim Betrieb des zu prüfenden Gerätes erzeugt werden, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das für die Betriebsfrequenz maßgeblich ist.

16. Verfahren zur Bestimmung der betrieblichen Leistungsfähigkeit eines Vibrationsgerätes mit folgenden Verfahrensschritten t Betrieb des zu prüfenden Gerätes in Verbindung mit einem Testkörper, dem für jedes Betriebsintervall des zu prüfenden Gerätes eine amplitudenmodulierte mechanische Schwingungsfolge erteilt wird und der diese mechanischen Schwingungen weiterleiten kann; Abtasten dieser dem Testkörper erteilten mechanischen Schwingungen mit einem elektromechanischen Wandler, um für jed^ mechanische Schwingung ein elektrisches Signal als amplitudenn^odulierte Schwingungsfolge zu erhalten; Abtasten des so entstandenen elektrischen Signals, um eine mit dem Signal zusammenhängende Anzeige zu schaffen, die für die Kennwerte des zu prüfenden Gerätes maßgeblich ist.

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