EP1242234B1 - Compressing device for performing compression operations on shaped bodies made of grainy materials - Google Patents

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EP1242234B1
EP1242234B1 EP00990584A EP00990584A EP1242234B1 EP 1242234 B1 EP1242234 B1 EP 1242234B1 EP 00990584 A EP00990584 A EP 00990584A EP 00990584 A EP00990584 A EP 00990584A EP 1242234 B1 EP1242234 B1 EP 1242234B1
Authority
EP
European Patent Office
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spring
forces
exciting
mass
force
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00990584A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1242234A1 (en
Inventor
Hubert Bald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gedib Ingenieurbuero und Innovationsberatung GmbH
Original Assignee
Gedib Ingenieurbuero und Innovationsberatung GmbH
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Publication date
Priority claimed from DE19962887A external-priority patent/DE19962887A1/en
Priority claimed from DE10039028A external-priority patent/DE10039028A1/en
Application filed by Gedib Ingenieurbuero und Innovationsberatung GmbH filed Critical Gedib Ingenieurbuero und Innovationsberatung GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/022—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form combined with vibrating or jolting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • B06B1/183—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid operating with reciprocating masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/022—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space whereby the material is subjected to vibrations

Definitions

  • the invention relates to a compression device operated with vibration vibrations for molding and compacting molded materials in mold recesses in molded boxes Shaped bodies, wherein the shaped bodies have a top and a bottom, about which the compression forces are introduced.
  • the Molding material before the compression process in the mold recesses as a volume made of loosely adhering, granular constituents, which only take place during the compression process by the action of compression forces on the top and the underside are formed into solid molded bodies.
  • the volume mass can be used the compacting device in machines for the production of finished concrete products (e.g. paving stones) e.g. from moist concrete mortar, in foundry molding machines made of molding sand and in sintered molding machines made of metal particles or other sintered particles exist.
  • the Compression equipment can also be used to preform sintered molded parts further condense.
  • the invention relates particularly to such vibration compaction devices which work comparatively quietly and with low energy consumption for compaction.
  • the low-noise mode of operation requires, on the one hand, that the compression takes place by using essentially harmonic (sinusoidal) vibration forces and, on the other hand, that the molding box has no noticeable inherent movements relative to the other components involved in the vibration.
  • the mold box In order to meet the latter requirement, the mold box must be clamped against such a machine element that participates in the vibration vibrations.
  • Such a machine element is, for example, the swing table located under the molding box.
  • the requirement for compression with low energy consumption is met in that the mass-spring system involved can also oscillate in or at least in the vicinity of the resonance frequency f o of this system.
  • the resonance frequency mode of operation leads to a very effective compression because of the so-called resonance effect due to the very high accelerations that can be achieved if it is ensured that the form body is also subjected to the high values for the vibration acceleration derived from the resonance mode.
  • the power transmission elements included in the power flow circuit can form an oscillatable mass-spring system which has at least a first resonance frequency f o , which resonance frequency can be excited by the specific excitation frequency of the drive device.
  • the mass-spring system 207 + 217 should be operated with its resonance frequency f o .
  • the molded body 226 itself is included in the resonant mass-spring system.
  • the compression of the molded body 226 should take place by the action of the acceleration of impact from impacts between the base plate 294 and the underside of the molded body or between the end face 272 of the press plate 250 and the upper side of the molded body (see, for example, column 3, lines 1 to 21).
  • the molded body 226 executes free-flight movements (gap L) relative to the vibrating mass system 207 (see, for example, column 9, lines 40 to 52 or claim 1). It is therefore a "Scdazzlingt compression device", so to speak.
  • EP 0 870 585 A1 describes a compression device in which the Compression of a molded body with simultaneous application of a pressure and one Vibration takes place by means of sinusoidal vibration acceleration.
  • the baling pressure can be controlled by a hydraulic one Pressing force device 6 and the vibration (vibration) is carried out by a hydraulic-mechanical mass-spring system, which is formed by the Vibration table 1, the molding box 14, the molding 17, the movable part 2 of the hydraulic Exciter 3, and by the compressible hydraulic medium, which is between the movable part 2 of the exciter and the drive means 7 (electromechanical Tax body).
  • the vibration during the compression can be carried out in such a way that the hydraulic-mechanical mass-spring system vibrates in the vicinity or exactly at its resonance frequency f o and thereby (due to the accelerations "a") generates mass forces which the 5 by the hydraulic Pressing force device 6 generated press force are superimposed. It also follows from this that, in contrast to DE 44 34 679 A1, the pressing pressure (generated by the hydraulic pressing force device 6 and transmitted via the hydraulic cylinder 5, 6) is not a pressure interrupted between two oscillating movements of the hydraulic-mechanical mass-spring system, but rather a print with a constant component and with) a superimposed alternating component.
  • the swing back The mass of the mass-spring system must therefore because of the desired high oscillation frequency in addition to the gravity, which is also involved, additionally by means of such a force Force can be exerted on the molded body (and on the hydraulic pressing force device 6) supported against a frame.
  • the volume of the medium is part of the hydraulic exciter 3, namely in that the volume of the medium is acted upon by the drive 7 and the control means 11 with "dynamic hydraulic volume flows" (column 2, lines 38 to 40), so that the movable part ( 2) the exciter (3) is forced to perform oscillatory movements and thereby generate the exciter oscillating movement and the dynamic excitation forces (the dynamic volume flows are the fluid volumes added to and removed from the volume of the medium at the time of the excitation frequency).
  • the volume of the medium is part of the hydraulic-mechanical mass-spring system to be vibrated with a resonance frequency f o , the compressible hydraulic medium being used as a spring (later also called the main system spring).
  • the portions The excitation energy is supplied in that the energy portions through the "dynamic hydraulic volume flows" to be generated discretely and in time with the excitation frequency (Column 2. lines 38 to 40) in the swinging hydraulic-mechanical Mass-spring system are introduced. This can be done in portions Energy coupling logically only through those associated with increasing pressure "dynamic hydraulic volume flows" happen. Like i.a. from the comments in column 1, lines 33 to 50 and in column 3, lines 19 to 22, the "dynamic hydraulic volume flows" with the participation of an "electro-hydraulic Control unit "or a” Servomechanism 7, 8 "are generated. This particular Measure of energy coupling must therefore have a certain meaning of the invention include, but is not described.
  • NL-A-8 004 985 is a device for compacting granular Substances to form bodies by introducing essentially harmonic Vibratory forces known in the form of a fixed during the compression is used, in which an upper and a lower press plate is provided movably are between which the fluffy material is arranged.
  • the lower press plate is supported by springs on the bottom, which are also used to adjust the Vibration amplitude can be used.
  • the springs do not provide storage represents the kinetic energy of the vibrating mass, so accordingly there is also no energy recovery (on the other hand, the vibration itself only by the hydraulic pressure to act on the press plates connected piston generated.
  • DE-A-37 24 199 discloses a device for compacting grainy Fabrics known to be shaped by impact compaction, on which over a Springs isolated from the ground and driven by unbalance A vibrating table is arranged above which a hydraulic and spring-loaded cover weight is arranged in a frame, all these parts resonate.
  • the compression device defined above is still characterized in that the main system spring (150, 970) acts as a hydraulic spring is designed with a compressible fluid volume (140, 906) that acts separately Organs for the generation of the excitation force (135, 980) and the spring force of the main system spring (150, 914) are provided, and that the power flow paths for the excitation force and the spring force is at least partially running separately.
  • the compression device defined above is still characterized in that the main system spring as a single mechanical spring or as a resultant composed of several individual mechanical springs Spring is formed that separately acting organs for the generation of the excitation force (135, 980) and the spring force of the main system spring are provided, and that the power flow paths for the excitation force and the spring force of the main system spring at least partially are separate.
  • a hydraulic alternating volume pump generator in different Variants provided.
  • those required to generate the excitation forces are required "dynamic hydraulic volume flows" or the hydraulic to be exchanged Alternating volumes are not produced by taking those derived from a pressure source Volume flow through an electro-hydraulic control element or a servomechanism modulated or portioned, but that you have a hydraulic alternating volume pump generator used as part of the excitation device.
  • those with mechanical Pump piston driven alternating volume pump generators are the amounts of hydraulic exchange volumes to be exchanged essentially independent of the pressure prevailing in the hydraulic exciter actuator.
  • the strokes of the reciprocating piston can also be changed in a predetermined manner are, or that the change volumes are variable by changing the useful stroke the reciprocating piston, such as one that can be regulated with regard to the displacer volume Axial piston pump.
  • the change volumes can also be varied by changing the stroke of the alternating volume pump generator is kept constant, but only a part of one Pump Hubes corresponding change volume is introduced into the fluid volume.
  • An example of a control process to be accomplished in this way is the change the useful stroke of the reciprocating piston in a conventional diesel engine injection device pointed.
  • the size of the exchanged exchange volumes remains constant because of the stroke distances of the Alternating volume pump generator is not retroactive due to the influence of dynamic Pressure of the exciter actuator (due to the dynamic mass forces) is affected can be. Nevertheless, the dynamic pressure of the exciter actuator can be React to the alternating volume pump generator in such a way that the pump piston on its way back is driven by dynamic pressure, causing the Average power output of the drive motor of the AC volumetric pump generator is reduced.
  • This type of coupling results from precisely this retroactive effect for the excitation energy under certain conditions also an automatic one Synchronization of excitation frequency and oscillation frequency of the mass-spring system or an automatic synchronization of the phase position of both types of vibrations.
  • the drive motor of the alternating volume pump generator only needs with respect to its rotational frequency to be controlled or regulated. Any deviation in synchronous guidance the phase position between the rotational frequency and the oscillation frequency of the mass-spring system is due to the elasticity of the electrical field, especially the rotating field or the traveling field of an AC motor (slip) compensated or in mitigated its impact.
  • the alternating volume pump generator does not have a suitable one Device for changing the stroke length (preferably down to zero) is, according to the invention between the output of the cylinder space of the alternating volume pump generator and the input of the fluid volume of the hydraulic exciter actuator closing room provided a switchable organ with which at least the fluid volume exchange can be restricted or interrupted.
  • a bypass path should advantageously also be switchable with the same switching operation over which the change volumes can be redirected to another container.
  • FIG. 1 shows a compression device in a general embodiment, the one below the line A-B shown part in Figures 4 to 8 in a different, special embodiment is shown, so that the part of the compression device shown in Fig. 1 below the dividing line A-B is replaced by the partial representations of Figures 4 to 8.
  • Figure 2 3 illustrates a first variant and FIG. 3 shows a second variant of an alternating volume pump generator, which is identified in Fig. 1 as frame 160, which frame in Fig. 1 and 9 symbolizes a control part, which together with the exciter actuator, the entire Excitation device forms.
  • FIG. 1 shows a compression device in a general embodiment, the one below the line A-B shown part in Figures 4 to 8 in a different, special embodiment is shown, so that the part of the compression device shown in Fig. 1 below the dividing line A-B is replaced by the partial representations of Figures 4 to 8.
  • Figure 2 3 illustrates a first variant
  • FIG. 3 shows a second variant of an alternating volume pump generator, which
  • FIG. 9 shows a further variant of a compression device, in which the hydraulic linear motor of the excitation actuator with respect to the hydraulic cylinder of the main system spring is arranged coaxially.
  • the reference numerals beginning with the number "1" are the same Represent organs or features as in Fig. 1.
  • Fig. 10 is on an enlarged scale a detail marked Q in FIG. 9 together with a connected hydraulic Circuit shown.
  • 100 denotes the frame of the compression device, which Forces of different types to be transmitted and which as vibration isolators serving spring 102 is supported against the floor 104.
  • Shaped box 106 is the shaped body 108 to be compressed, on the upper side thereof the pressing plate 110 of the pressing device 112 rests.
  • the bottom of the molding box and the shaped body rest on a base plate or transport plate 122, which in turn rests on the vibrating table 124.
  • Two clamping devices 126 with in the direction of the double arrow 132 movable for the purpose of tightening and loosening Clamping elements 130 are provided in order to exchange the base plate and / or the To enable mold box. At least during the compression process Molded box 106 and the base plate 122 clamped against the vibrating table 124, see above that they form a physical unity with it.
  • the hydraulic pressing device 112 consists of a cylinder 114, a piston 116 and a press drive device 118, which via a hydraulic line 120 with the Pressure fluid of the cylinder and connected to the central controller 190 via a line 192 is.
  • the pressing device supports the forces transmitted via the pressing plate 110 the frame.
  • the press drive device 118 can also be designed such that it is connected to a pressure source, which is delivered at different or recorded volume flows keeps a predetermined pressure constant.
  • the vibrating table 124 together with other components moving synchronously with it, which mainly include the molding box 106, the clamping device 126, the base plate 122, and the oscillating piston 134, belong to an oscillating mass system 136 which represents the mass of an oscillatable mass-spring system.
  • the dynamic mass forces generated when the vibrations of the mass-spring system are carried out are supported against the frame by the main system spring 150.
  • the main system spring of the mass-spring system simultaneously represents an energy converter and energy store, since it continuously stores the kinetic energy of the vibrating mass system 136 is converted into spring energy (and vice versa).
  • the main system spring 150 is embodied by a pressure fluid volume 140 of a certain size V o , at least part of the pressure fluid volume being clamped between the oscillating piston 134 and the walls of the cylinder 138.
  • the dynamic mass forces are supported against the frame 100 via the cylinder 138.
  • the vibrating mass system 136 can be used to perform the Vibration compression process to be carried out to generate vibratory movements 152 are forced.
  • the forces to perform the swinging movements are generated by a motion generation system 142 (which in principle is very different can be designed).
  • the latter consists at least of the two components Main system spring 150, which takes over the generation of the main forces and the excitation device 144 for the supply of the drive energy for excitation and maintenance the vibrations and for the compaction work.
  • the excitation device itself includes the (Generically shown in FIG. 1 by a rectangle 135) excitation actuator for generation of excitation forces and excitation control 160 for energy supply and energy control of the exciter actuator.
  • the excitation controller 160 is schematically represented by a Frame indicated, which is representative of different embodiments. Junction 196 on line 194 from central controller 190 to exciter controller 160 and the connection point 162 in the operative connection between the excitation control 160 and the exciter actuator 135 are said to be the interchangeability of the function carrier Exciter control 160 also
  • the excitation actuator 135 is arranged such that it excites the excitation forces with a movable Part against a component of the vibrating mass system 136, preferably against the Swing table 124, and supported with a fixed part against the frame 100 (the movable Part and the fixed part are not shown in Fig. 1). It can be seen that the power flow paths the main system spring 150 and the excitation actuator 135 at least partially run separately, so that there is a direct coupling of the spring forces and the excitation forces can not come as with the named prior art. Is too recognizable that the excitation force is not against the compressible fluid volume when it is generated 140 of the main system spring 150 is supported. That the function holder is the main system spring and exciter actuator can be realized with absolutely different means, show the partial representations of Figures 4 to 8.
  • the exciter actuator 135 works in such a way that it is clocked by the exciter control 160 predetermined frequency energy portions are supplied, which by the Active connection 164 is shown symbolically.
  • the exciter actuator is a hydraulic actuator, e.g. a hydraulic linear motor, then takes place as a hydraulic Line to be interpreted operative connection 164 a dynamic exchange of alternating volumes with the predetermined frequency between the exciter actuator and an in the exciter control 160 existing alternating volume pump generator.
  • alternating volume pump generators three different types are possible, two of which will be explained with reference to Figures 2 and 3. (In the third variant, the exciter actuator operated with an electric linear motor that works similarly to the one below Fig. 7 described).
  • the periodic excitation forces are at least approximately designed as harmonic excitation forces.
  • the easiest way to do this is by using alternating-volume pump generators with the inclusion of an unbalance vibrator or by using a hydraulic displacement pump.
  • the mass-spring system can be excited within certain limits to harmonic vibrations with any frequencies and any vibration path amplitudes. This also applies to the case of the compression vibration to be carried out, the vibrations of the mass-spring system being influenced by the components of the pressing device 112 and by the molded body 108 itself, for example by its spring force.
  • the mass-spring system with its excitation device 144 is designed in such a way that it is well under the resonance frequency f o , but also in the resonance frequency f o or in the vicinity, even when loaded by the pressing device with a predetermined pressing force passed over the molded body can be operated from f o (above and below).
  • the resonance mode is characterized, among other things, by the fact that very high accelerations of the vibrating table are achieved here, which are required especially with the compression provided here with harmonic vibration forces, and relatively low excitation forces have to be generated at the same time in the resonance mode.
  • the compacting device is part of a concrete block machine (whereby the compacted shaped bodies later harden to concrete blocks), the shaped body is made before it is compressed from a molding material made of loosely adhering gromigen Components such as damp concrete mortar. After the compression is complete, the molded body pushed out of the molding box and transported away in a manner known per se and the empty molding box is again made in a known manner with undensified molding material filled.
  • the pressing device is also involved in the process of changing the mold box contents 112 involved in a manner known per se, by doing this the piston 116 together able to perform an upward and downward lifting movement with the press plate 110 is.
  • the compression process begins after the mold box 106 is filled Molding material so that the pressing plate 110 moved downwards by the pressing device the top of the molding material. From that moment the lifting movement of the Press plate 110 moves to the same while exerting a predetermined pressure on the resulting molded body further downward with increasing compression. With Beginning of compression caused by press plate 110 or to any other Starting or ending at the point in time, the compression is carried out by a common Influence of pressure and vibration on the body.
  • a particularly effective compression can be brought about if the vibration is carried out at the resonance frequency or in the vicinity of the resonance frequency f o . For this reason, a process sequence is provided during the compression process, during which the resonance frequency f o is approximated or reached or passed at least once. Since different constituents of the molding compound, with their different behaviors, often require different vibration frequencies during compression, it is also intended to change the vibration frequency during the compression process and, if necessary, also the vibration path amplitude. With the progress of compaction, the compressive force should ideally also be adaptable. In order to be able to maintain a repeatable course of the parameters over time, it is therefore provided that the size of at least one of the parameters frequency, vibration path amplitude or pressing force vary according to a predetermined time function.
  • a further or more resonance points are created by changing the spring rate.
  • This requirement can be met in that the specific size V o of the pressure fluid volume 140 is formed by a plurality of sub-volumes that can be separated from one another by switchable shut-off valves. If the spring rate is to be changed, the corresponding check valves then only have to be opened or closed.
  • a continuous change in the spring rate can also be provided in that part of the pressure fluid volume 140 is formed by a cylinder, the cylinder space of which is changed by a piston which can be displaced in the cylinder in a predetermined manner.
  • the vibration must be able to be switched on and off, e.g. when changing the mold box content.
  • the Switching the vibration on and off in the sense of high productivity of the whole Production facility can be carried out very quickly. To meet this requirement measures are provided which will be described later with the aid of further figures.
  • the floor 104 could of course also be included for the transmission of the power flows as shown in FIG. 9.
  • the power flows especially the dynamic mass forces completely to flow through the frame 100 and the vibrations of the frame through springs 102 isolate from the ground.
  • pistons 116 and 134 in Fig. 1, as well as other pistons in the other figures designed as double-acting pistons could be.
  • FIG. 2 shows an exciter control 200 with an alternating volume pump generator, including an unbalance vibrator 240, in a schematic form.
  • the entire exciter control can be connected via two connection points 162 and 196 to a compression device according to FIG. 1 at the connection points 162 and 196 also present there, the excitation control 200 being the exciter control symbolized in FIG. 1 by the frame 160 replaced.
  • Two unbalances 204 are forced by their drive motors 202 to rotate in opposite directions and thus set the base plate 208 of the common frame in a directional oscillation, which is indicated by the double arrow 206.
  • the base plate 208 is also still softly supported in a manner not shown in the drawing via springs against the cylinder housing 214.
  • Two pump pistons 210 are fastened to the base plate 208 and work together with two cylinder spaces 216 of the cylinder housing 214.
  • the cylinder spaces are connected to one another by a connecting line 220 and are connected to the outside via a line 222 with the involvement of the device 226 at the connection point 162.
  • the oscillating movement of the pump pistons 210 forces the pressurized fluid volume 218, which is under a prestressing pressure, and with each downward stroke under increased pressure, an exchange volume of a predetermined size via the connection point 162 to the pressurized fluid volume of the exciter actuator 135, which in this case operates hydraulically 1 and to record an exchange volume emitted by the pressure fluid volume of the exciter actuator with each upward stroke.
  • a very specific portion of excitation energy can thus be delivered to the mass-spring system of FIG. 1.
  • the drive motors 202 are acted upon by a control device 230, with which, for example, the rotational frequency can be influenced in such a way that it corresponds to the resonance frequency f o of the compression device in FIG. 1.
  • the control unit 230 is also connected to the central control 190 via the connection point 196.
  • the size of the exchange volume to be exchanged with the hydraulically operated exciter actuator 135 in FIG. 1 must be able to be varied for different reasons, and the possibility must also be included of completely preventing the volume exchange and thus the oscillating movement of the compression device. Different solutions are provided for this task according to the invention.
  • the vibration amplitude of the vibrator can be varied between the value zero and the maximum value using means known per se and not described further here.
  • the equipment for the latter measures is to be indicated by a device 226 and its control connection via the connection point 196 to the central control 190.
  • FIG. 3 shows an exciter control 300 with a hydraulic pump as an alternating volume pump generator in a schematic form.
  • the entire exciter control can be connected via two connection points 162 and 196 to a compression device according to FIG. 1 at the connection points 162 and 196 also present there, the excitation control 300 being the exciter control symbolized in FIG. 1 by the frame 160 replaced.
  • a circular cam disc 310 can be driven in rotation by a drive motor M about a shaft 304 rotatably mounted in the pump housing, which is symbolized by the arrow 308.
  • the axis of rotation of the cam is arranged around an eccentric section 306 outside the center of the cam circle.
  • the drive motor M is acted upon by a control unit 330, with which, for example, the rotational frequency of the cam plate 310 can be influenced in such a way that it corresponds to the resonance frequency f o of the compression device in FIG. 1.
  • the control device 330 is also connected to the central control 190 via the connection point 196.
  • two corresponding possibilities are provided in the exciter controller 300.
  • the stroke of the pump piston 324 can be changed by changing the eccentric section 306 (possible down to the value zero).
  • the other solution works in a similar way to the solution described with reference to FIG. 2, in which the fluid volume exchange between the pressure fluid volume 326 and the pressure fluid volume of the exciter actuator can be restricted or interrupted.
  • Device 340 has the same task as device 226 in FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the exciter actuator 480 for generating the excitation forces and the main system spring 470 in comparison to a compression device according to FIG. 1 with a hydraulic exciter actuator are designed differently.
  • the main system spring 470 through the individual springs of two equally large pressurized fluid volumes 478 embodies each between its own oscillating piston 474 and cylinder 476 are included.
  • the excitation actuator 480 is formed by the actuator piston 482, which is fastened to the vibrating table 124 by means of the piston holder 484, through the Actuator cylinder 486 and by the actuator pressure fluid volume 488, which by means of Active connection 164 is connected to the excitation controller 160.
  • FIG. 4 should also be shown in FIG. 4 as excitation controls (instead of the symbolic Frame 160 interchangeable between the connection points 162 and 196) Alternating volume pump generators such as. which are described by FIGS. 2 and 3 are used can.
  • the transmission takes place in FIG. 4 the excitation forces such that they between the vibrating table 124 and frame 100 a special power flow path, which is parallel to that over the individual Springs (478) leading power flow paths runs. Due to this measure there can be no coupling of excitation forces and dynamic mass forces in the same volume of pressurized fluid.
  • FIG. 5 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the excitation actuator 580 for generating the excitation forces and the main system spring 570 are designed differently compared to FIG. 1.
  • the main system spring 570 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 578, which are each enclosed between their own oscillating piston 574 and cylinder 576.
  • the excitation actuator 580 is formed by a directional vibrator 584 whose amplitude is adjustable and which is fastened directly to the vibrating table 124 without a force-transmitting connection to the frame 100.
  • the control of the two drive motors 582 via which the speed can also be controlled, takes place via the operative connection 164 by the excitation controller 160. Something similar applies to the transmission of the excitation forces on its own power flow path, as in the description of FIG. 4 described.
  • FIG. 6 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the exciter actuator 680 for generating the excitation forces and the main system spring 670 are configured differently from FIG. 1.
  • the main system spring 670 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 678, which are each enclosed between their own oscillating piston 674 and cylinder 676.
  • the exciter actuator 680 comprises a directional vibrator 681, which is supported softly against the frame 100 via springs 682.
  • the control of the two drive motors 683 via which the speed can also be controlled, takes place via the operative connection 164 by the excitation controller 160.
  • the directional vibrator 681 does not have to be adjustable in terms of its oscillation amplitude and can remain in vibration.
  • the activation and deactivation of the excitation forces generated by the directional vibrator on the vibrating table 124 and the control of the size of the excitation energy portions to be transmitted with each oscillating movement of the directional vibrator is carried out by means of a hydraulically operated coupling device 684, which is also associated with the excitation actuator with a hydraulic switching element 685, the latter being controlled by the central control 190 via the line 686.
  • the hydraulic coupling device 684 comprises a double-acting piston 687 which by the vibrating movements of the directional vibrator to which it is attached in the cylinder chamber of the cylinder 688 is movable up and down.
  • the hydraulic switching element 685 can be in different versions are operated: In a first mode of operation, it provides for the exchange volumes to be exchanged a short-circuit path forth, so that the up and down movement of the Piston 687 practically no excitation forces from the directional vibrator on the vibrating table be transmitted.
  • the hydraulic switching element 685 In a second operating mode, the hydraulic switching element 685 a (preferably continuously adjustable) narrowed short-circuit path with a predefinable one Throttling effect available. By throttling the volume flows exchangeable volumes to be exchanged become the transferable amplitudes of the oscillating movement of the directional vibrator and the transferable excitation forces or the transferable Exciter energy portions reduced in a predeterminable manner.
  • the short-circuit path is completely blocked, which has the consequence that the oscillating movements or the excitation forces of the directional vibrator with full amplitude or in maximum size the vibrating table 124 are transmitted. For the transmission of excitation forces on one own power flow path applies something similar, as described in the description of Figure 4.
  • FIG. 7 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which the exciter actuator 780 for generating the excitation forces and the main system spring 770 are configured differently from FIG. 1.
  • the main system spring 770 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 778. which are each enclosed between their own oscillating piston 774 and cylinder 776.
  • the excitation actuator 780 is an electric linear motor, consisting of a movable part 782 and a stationary part 783.
  • the excitation forces are generated in an air gap 784 by alternating magnetic fields and are supported on the one hand against the vibrating table 124 and on the other hand against the frame 100.
  • the size of the excitation forces, the stroke amplitude of the movable part and the excitation frequency are determined by the excitation control 160, which is connected to the linear motor via the operative connection 164. Something similar applies to the transmission of the excitation forces on its own power flow path, as described in the description of FIG. 4. With an electric linear motor, it can also be claimed as an advantage that it can be used to directly convert electrical energy into excitation energy.
  • FIG. 8 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the excitation actuator 880 for generating the excitation forces and the main system spring 870 are configured differently from FIG. 1.
  • the main system spring 870 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 878, which are each enclosed between their own oscillating piston 874 and cylinder 876.
  • the excitation actuator 880 is a hydraulic linear motor, consisting of a movable part 882 designed as a piston and a stationary part 883 designed as a cylinder.
  • the excitation forces are generated in the pressure fluid volume 884 by the exchange of dynamic hydraulic alternating volumes via the operative connection 164 with the exciter controller 160.
  • the exciter controller 160 contains an electrohydraulic servomechanism which, in accordance with the control information received from the central controller 190, generates dynamic hydraulic alternating volumes with predeterminable frequency and size and with predeterminable exciter energy portions.
  • the excitation forces are supported on the one hand against the vibrating table 124 and on the other hand against the frame 100.
  • 9 shows a variant of a compression device which, like the variants according to FIGS. 4 and 8, works with a hydraulic spring and with a hydraulic exciter. The construction of the entire compression device is similar to that of FIG. 1.
  • the reference numerals beginning with the number 1 therefore identify the same features with the functions assigned to them as in FIG. 1.
  • the features which are different in comparison to FIG. 1 and which have the number 9 begin, are all arranged below the vibrating table 124.
  • the force flow of all the forces involved is via the cylinder part 902.
  • the cylinder part is firmly connected to the foundation 904.
  • the foundation can be regarded as part of the frame 100 and is also the carrier of the force flow paths of all the compression forces involved.
  • the cylinder part 902 contains cylinder spaces or fluid volumes for two different hydraulic ones Linear motors:
  • the compressible fluid volume 906 represents the energy-storing It is part of the main system spring 970 and is decisive with its compression module for the resonance frequency of the mass-spring system with the vibrating mass system 136, to which the oscillating piston 908 belongs.
  • the fluid volume forms 906 together with the oscillating piston 908 the main system spring 970.
  • the actuator fluid volume 914 forms together with the actuator piston 916 and the cylinder part 902 the hydraulic linear motor of the excitation actuator 980, with which linear motor the Excitation forces are generated with which the frequency and amplitude of the compression vibration be determined.
  • the oscillating piston is fixed to the oscillating table 124 and the Actuator piston is firmly connected to the oscillating piston.
  • the fluid volume 906 and that Actuator fluid volumes 914 could also be interchanged.
  • the exciter actuator 980 is connected to the exciter controller 160 by means of the operative connection 164 connected is.
  • the excitation control (instead of the symbolic frame 160 between ports 162 and 196) (interchangeable volume pump generator) be executed; but it can also use an electro-hydraulic servomechanism contain, on the one hand to a pressure source (preferably with essentially constant pressure) and on the other hand dynamic hydraulic Alternating volumes with predeterminable frequency and size and with predeterminable portions of energy exchanged with the linear motor.
  • the vibrating table 124 or the vibrating piston should be in one with a variable or constant Predictable average altitude as held by the dimension "Z" is symbolized.
  • the average altitude is defined, for example, by that swing path reference position, at which the vibration speed has its maximum value and the vibration acceleration has the value zero.
  • Vibration path amplitudes + A and -A can be defined, depending on various parameters Vibration path amplitudes + A and -A can have remarkably different values.
  • At least when performing oscillating movements in resonance mode should a negative oscillation path amplitude -A the fluid volume 906 by approximately the amount -A be compressed.
  • a compensation volume dispenser 920 provided. It consists of a cylinder housing 922, one Compensating piston 926, a compensating spring 928 and a compensating volume 924 and is connected to the fluid volume 906 via a line 930.
  • the compensation piston 926 is against the force of the compensating spring 928 is pressed into a mechanically formed end position.
  • a compensation volume donor could but can also be replaced by a correspondingly controlled valve, which determines the volume flow on the upstroke from a pressure source and and the volume flow returns on the downstroke into the pressure source itself or into another container.
  • a displacement measuring system is provided for the detection of the vibration path of the vibration table 124 or the oscillating piston 908, consisting of a first sensor part 910 and a second sensor part 912. The result of this displacement measurement is (not on a drawing) shown way) fed to the central controller 190 and processed there.
  • a hydraulic control volume dispenser 940 is provided around the vibrating table 124 or the vibrating piston 908 despite leakage losses and other disruptive factors in the predeterminable average altitude or swing path reference position.
  • This can control a control volume flow into the fluid volume via line 942 906 lead in and, if necessary, lead away from him, such that the predetermined average altitude is kept constant.
  • the regular volume dispenser 940 in the selected example has a pressure source S, a check valve C and a valve V, through which valve the necessary dosing of the control volume flow is carried out becomes.
  • the valve V which is controlled by the central control 190 via the active line 944 is an actuator of a closed control loop of a level control device, with which the average altitude or swing path reference position is continuously regulated to a predetermined value.
  • FIG. 10 shows the detail identified by the circle "Q" in FIG. 9 with a modification such that an annular groove 950 is provided in the inner cylinder of the cylinder part 902 and is filled with a fluid volume 952.
  • the fluid volume 952 can unite with the fluid volume 906 when the oscillating piston 908 is moved to a higher position.
  • an additional hydraulic circuit 954 is shown, the line part 956 of which is connected to the fluid volume 952 via a fluid line 962.
  • FIG. 10 shows a variant of a level control device that operates purely mechanically and hydraulically in comparison to FIG.
  • the oscillating piston 908 has on its underside a piston control edge 960 which, at the same height (as drawn) as the cylinder control edge 958, separates the fluid volume 952 from the fluid volume 906. With the drawn height position of the oscillating piston, the oscillation travel reference position of the oscillating table 124 is also defined.
  • the cylinder control edge 958 represents a material measure for the target position of the oscillation travel reference position.
  • PLV is a pressure relief valve which, at a pressure> p L in the line part 956, a volume flow the way into the container T opens.
  • S2 represents a fluid source with a constant pressure ⁇ P L.
  • a check valve CV prevents fluid backflow from the line part 956 into the fluid source.
  • the function of the level control device is as follows: After the piston control edge 960 has passed the oscillation travel reference position during a downward oscillating movement of the oscillating piston 908, the compression of this fluid volume begins with a separated fluid volume 906 and the oscillating movement reaches its lower reversal point after the movement of the latter Route -A. As soon as the piston control edge 960 has again passed the oscillation travel reference position during the subsequent upward oscillating movement, a compensating volume flow from the source S2 begins to flow into the fluid volume 906 until the oscillating piston 908 has covered the distance + A has reached the upper reversal point.
  • the upward strokes corresponding to the distance + A can be of any size within a certain range due to the energy portions supplied via the actuator piston.
  • this level control device could with a similar design can also be carried out with a slightly different version:
  • the piston control edge (960) not on the oscillating piston 908 and the cylinder control edge 958 not attached to the inner cylinder belonging to the oscillating piston 908.
  • the piston control edge (960) on another piston and the cylinder control edge 958 realized on another, other inner cylinder associated with the other piston, wherein the cylinder control edge on the other cylinder also through the lower face of one other ring groove (or through radial holes) is realized.
  • the inner cylinder contains a different fluid volume (similar to 906 in FIG. 10) as a spring medium, which is adjacent to the bottom of the other piston.
  • Another hydraulic Circuitry constructed like circuit 954 in Fig.
  • the organs of the exciter actuator and the main system spring are at the same time arranged either above or below the vibrating table. Instead of one Shaped body or casting mold model can be provided at the same time several.
  • the relative The position of the main system spring and exciter actuator can be interchanged, which e.g. For Fig. 9 would mean that 908 is the actuator piston and 916 is the oscillating piston.
  • the dash-dot lines shown there e.g. the Line 879 in Fig. 8, symbolizes a fixed connection between two components.

Abstract

The invention relates to a compressing device for performing compression operations on shaped bodies made of grainy materials. The grainy materials, e.g. wet concrete mortar, are formed into shaped bodies in the mold recesses (106) of the mold boxes by applying vibrations and compression pressure. The invention aims at providing a low-noise low-energy consuming compressing device. In order to achieve a low-noise compression operation, said mold box (106) and vibrating table (124) are rigidly clamped together and harmonic vibrating operation of the vibrating mass-spring-system is ensured. Reduced energy use and effective compression is promoted by applying a vibrating frequency, said frequency being at least partially in the range of the resonance frequency of the mass-spring system. The invention also relates to improvements, more particularly with respect to the design of the exciter actuator and the arrangement thereof in the flow of forces involved. The device is used in concrete machines, foundry-casting machines and sinter-casting machines.

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Vibrationsschwingungen betriebene Verdichtungseinrichtung zum Formen und Verdichten von Formstoffen in Formausnehmungen von Formkästen zu Formkörpem, wobei die Formkörper eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen, über welche die Verdichtungskräfte eingeleitet werden. Bei diesem Verfahren befindet sich der Formstoff vor dem Verdichtungsvorgang in den Formausnehmungen zunächst als eine Volumenmasse aus lose zusammenhaftenden kömigen Bestandteilen, welche erst während des Verdichtungsvorganges durch die Einwirkung von Verdichtungskräften auf die Oberseite und Unterseite zu festen Formkörpem geformt werden. Die Volumenmasse kann bei Anwendung der Verdichtungseinrichtung in Maschinen zur Herstellung von Beton-Fertigprodukten (z.B. Pflastersteinen) z.B. aus feuchtem Betonmörtel, in Gießerei-Formmaschinen aus Formsand und in Sinterteil-Formmaschinen aus Metallpartikeln oder anderen Sinterpartikeln bestehen. Bei der Anwendung in Sinterteil-Formmaschinen kann die Verdichtungseinrichtung auch dazu eingesetzt werden, um vorgeformte Sinterteil-Formkörper weiter zu verdichten.The invention relates to a compression device operated with vibration vibrations for molding and compacting molded materials in mold recesses in molded boxes Shaped bodies, wherein the shaped bodies have a top and a bottom, about which the compression forces are introduced. In this process the Molding material before the compression process in the mold recesses as a volume made of loosely adhering, granular constituents, which only take place during the compression process by the action of compression forces on the top and the underside are formed into solid molded bodies. The volume mass can be used the compacting device in machines for the production of finished concrete products (e.g. paving stones) e.g. from moist concrete mortar, in foundry molding machines made of molding sand and in sintered molding machines made of metal particles or other sintered particles exist. When used in sintered part molding machines, the Compression equipment can also be used to preform sintered molded parts further condense.

Ganz speziell bezieht sich die Erfindung auf solche Vibrations-Verdichtungseinrichtungen, welche vergleichsweise geräuscharm und mit niedrigem Energieverbrauch für die Verdichtung arbeiten. Dabei erfordert es die geräuscharme Arbeitsweise zum einen, daß die Verdichtung durch Anwendung von im wesentlichen harmonischen (sinusförmigen) Vibrationskräften geschieht und zum anderen, daß der Formkasten keine merklichen Eigenbewegungen relativ zu den anderen an der Schwingung beteiligten Bauteilen aufweist. Um die letztgenannte Erfordernis zu erfüllen, muß der Formkasten gegen ein solches Maschinenelement festspannbar sein, welches an den Vibrationsschwingungen teilnimmt. Als solches Maschinenelement bietet sich z.B. der unter dem Formkasten befindliche Schwingtisch an. Die Forderung nach einer Verdichtung mit niedrigem Energieverbrauch wird dadurch erfüllt, daß das beteiligte Masse-Feder-System auch in oder wenigstens in der Nähe der Resonanzfrequenz fo dieses Systems schwingen kann. Die Resonanzfrequenz-Arbeitsweise führt dabei wegen des sogenannten Resonanzeffektes durch die dabei erzielbaren sehr hohen Beschleunigungen zu einer sehr wirksamen Verdichtung, wenn gewährleistet ist, daß auch der Fonmkörper den aus dem Resonanzbetrieb abgeleiteten hohen Werten für die Schwingbeschleunigung unterworfen wird.The invention relates particularly to such vibration compaction devices which work comparatively quietly and with low energy consumption for compaction. The low-noise mode of operation requires, on the one hand, that the compression takes place by using essentially harmonic (sinusoidal) vibration forces and, on the other hand, that the molding box has no noticeable inherent movements relative to the other components involved in the vibration. In order to meet the latter requirement, the mold box must be clamped against such a machine element that participates in the vibration vibrations. Such a machine element is, for example, the swing table located under the molding box. The requirement for compression with low energy consumption is met in that the mass-spring system involved can also oscillate in or at least in the vicinity of the resonance frequency f o of this system. The resonance frequency mode of operation leads to a very effective compression because of the so-called resonance effect due to the very high accelerations that can be achieved if it is ensured that the form body is also subjected to the high values for the vibration acceleration derived from the resonance mode.

Der nächstliegende Stand der Technik ist durch die Druckschrift EP 0 870 585 A1 belegt und zur Beschreibung des allgemeinen Standes der Technik ist die DE 44 34 679 A1 von Interesse. Da der struktunnäßige Aufbau einer Verdichtungseinrichtung derjenigen Gattung, der die Erfindung zuzuordnen ist, in der EP 0 870 585 A1 nicht ausreichend dargestellt ist. werden die in den gesamten Kraftfluß einer erfindungsgemäßen Verdichtungseinrichtung mit einbezogenen wesentlichsten Struktur-Merkmale nachfolgend mit Bezugnahme auf die Fig. 2 der DE 44 34 679 A1 aufgerührt:

  • Eine Seite, z.B. die Oberseite des Fonnkörpers 226, ist mit einer Preßplatte 250 beaufschlagt, über welche Preßplatte der Formkörper mit einer speziellen "durchschnittlichen Preßkraft", nachfolgend vereinfachend auch Preßkraft genannt, auch während des Verdichtungsvorganges beaufschlagt wird, welche Preßplatte die von der anderen Seite (z.B. Unterseite) her eingebrachten Vibrationskräfte aufzunehmen vermag, welche Preßplatte zusätzlich noch eine Vertagerunasbewegung relativ zu der anderen Seite des Fonnkörpers durchzurühren vermag, und zwar zum Zwecke seiner Nachführung bei der Verkleinerung der Verdichtungshöhe während des Verdichtungsvorganges und gegebenenfalls auch zur Durchführung der üblichen notwendigen Bewegungen beim Handling des Formkörpers oder Formkastens, welcher Preßplatte zur Erzeugung der Preßkraft und/oder zur Durchführung einer Veriagerungsbewegung eine (gegebenenfalls hydraulisch betriebene) Preßkrafteinrichtung 264 zugeordnet ist, und welche Preßplatte die von ihr übertragenen Kräfte gegen einen Rahmen 204 der Verdichtungseinrichtung abstützt [Die sich hier einstellende spezielle "durchschnittliche Preßkraft" ergibt sich neben einem ständig übertragenen Kraftanteil vor allem aus den von der Grundplatte 294 in den Formkörper eingeführten und durch den Formkörper übertragenen Impulsen und ist ihrer Natur nach nicht eine statische oder stetig wirkende Preßkraft].
  • Die andere Seite, z.B. die Unterseite des Formkörpers 226, ist durch eine Grundplatte 294 zusätzlich zu der durch die Preßplatte aufbringbaren Preßkraft auch noch mit Vibrationskräften beaufschlagt, die von einem Bewegungserzeugungs-System 240 erzeugt und eingeleitet werden. Die Grundplatte 294 stützt sich ihrerseits wiederum gegen den Schwingtisch 211 des Schwingmasse-Systems ab.
  • Das Bewegungserzeugungs-System 240 wird gebildet durch ein die vibrationsschwingungen durchführendes Masse-Feder-System 207 + 217, dessen Masse durch ein Schwingmasse-System 207 definiert ist, und durch eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Erregerkräfte für die Erregung von Schwingungen an dem Schwingmasse-System 207 bzw. an dem Masse-Feder-System 207 + 217.
  • Das Schwingmasse-System 207 ist über Fedem 217 gegen den Rahmen 204 (oder gegen den Boden, auf den der Rahmen mit seiner Schwerkraft lastet) abgestützt Die Federn 217 übemehmen dabei sowohl die Funktion der Energiespeicherung beim Schwingbetrieb des Schwingmasse-Systems bzw. des Masse-Feder-Systems als auch die Funktion der Abstützung der Preßkraft. Das Schwingmasse-System umfaßt die Massen mehrerer mitschwingender Bauteile, u. a. den Schwingtisch 211, die Grundplatte 294, den Formkasten 213, den/die Formkörper 226 und die zum Mitschwingen bestimmten Bestandteile der Festspann-Einrichtung 298 für den Formkasten.
  • Die Antriebseinrichtung 215 dient zur Erzeugung von Erregerkräften mit einer vorgebbaren Erregerfrequenz und übemimmt die Übertragung der Erregerenergie, welche gebraucht wird für die Ingangsetzung und Aufrechterhaltung der Schwingungen des Masse-Feder-Systems, wie auch für die Übertragung der Verdichtungsenergie und jener Energie, welche zur Abdeckung von diversen Reibungs-Verlustenergien nötig ist. Die zu übertragende Erregerenergie wird in der Antriebseinrichtung durch den Einsatz eines Erreger-Aktuators 238 wenigstens einmal einer Energiewandlung unterzogen, wobei eine erste Energieform in eine zweite Energieform gewandelt wird, welche zweite Energieform an das Schwingmasse-System als Erregerenergie weitergegeben wird.
  • Die Abstützung der Vibrationskräfte bzw. Vibrations-lmpulse und der diesen überlagerten Preßkraft wird derart vorgenommen, daß alle Kräfte bzw. Vibrations-Impulse in einem geschlossenen Kraftfluß-Kreis geführt werden, wobei in diesen Kraftfluß-Kreis auch (zwischen der Preßplatte 250 und den Federn 217 des Schwingmasse-Systems liegend) der Rahmen 204 (und gegebenenfalls auch der Boden) eingebunden ist. Eine beachtenswerte Besonderheit des strukturellen Aufbaues der Verdichtungseinrichtung gemäß der Fig. 2 der DE 44 34 679 A1 (auf deren Bedeutung später noch einmal eingegangen wird) besteht darin, daß die durch den Schwingtisch 211 geleiteten Kräfte auf zwei unterschiedlichen Wegen (zum Rahmen) abgestützt werden. Die Fedem 217 übertragen die (durchschnittliche) Preßkraft und die überlagerten dynamischen Massenkräfte des schwingenden Masse-Feder-System 207 + 217 und dienen dabei gleichzeitig noch als Speicher zur zwischenzeitlichen Umwandlung von kinetischer Energie des schwingenden Schwingmasse-System 207 in Federenergie (und umgekehrt). Die Hydraulikkolben 228 übertragen die Erregerkräfte. Der Kraftfluß-Kreis wird in diesem Falle also auf der Strecke zwischen dem Schwingtisch 211 und dem Rahmen 204 auf zwei parallelen Wegen geführt. Man kann auch sagen, daß die über die Federn 217 geleiteten Kräfte einerseits und die Erregerkräfte andererseits in paralleler Weise an die Masse des Masse-Feder-Systems 207 + 217 angekoppelt sind.
The closest prior art is evidenced by the document EP 0 870 585 A1 and DE 44 34 679 A1 is of interest for describing the general prior art. Since the structure-like structure of a compression device of the type to which the invention is to be assigned is not adequately shown in EP 0 870 585 A1. The most important structural features included in the entire force flow of a compression device according to the invention are subsequently mentioned with reference to FIG. 2 of DE 44 34 679 A1:
  • One side, for example the upper side of the form body 226, is acted upon by a press plate 250, via which press plate the shaped body is subjected to a special "average press force", hereinafter also simply referred to as press force, also during the compression process, which press plate is the one from the other side (e.g. underside) brought in vibration forces, which press plate can also perform a displacement movement relative to the other side of the form body, for the purpose of tracking it when the compression height is reduced during the compression process and, if necessary, also to carry out the usual necessary movements when Handling of the shaped body or molding box, which pressing plate is assigned a (possibly hydraulically operated) pressing force device 264 for generating the pressing force and / or for carrying out a displacement movement, and which pressing plate supports the forces transmitted by it against a frame 204 of the compression device [The special "average pressing force" which arises here results not only from a constantly transmitted force component, but also from the pulses introduced by the base plate 294 into the shaped body and transmitted through the shaped body and is by their nature not a static or continuously acting pressing force].
  • The other side, for example the underside of the shaped body 226, is also subjected to a vibrating force which is generated and initiated by a movement generation system 240 by a base plate 294 in addition to the pressing force which can be applied by the pressing plate. The base plate 294 in turn is supported against the vibration table 211 of the vibration mass system.
  • The movement generation system 240 is formed by a mass-spring system 207 + 217 which carries out the vibrating vibrations, the mass of which is defined by a vibrating mass system 207, and by a drive device for generating the excitation forces for the excitation of vibrations on the vibrating mass system 207 or on the mass-spring system 207 + 217.
  • The vibrating mass system 207 is supported via springs 217 against the frame 204 (or against the floor on which the frame is loaded with its gravitational force). The springs 217 take on both the function of energy storage during vibratory operation of the vibrating mass system or the mass Spring system as well as the function of supporting the pressing force. The oscillating mass system comprises the masses of several components that oscillate, including the oscillating table 211, the base plate 294, the molding box 213, the molding (s) 226 and the components of the clamping device 298 for the molding box that are intended to resonate.
  • The drive device 215 serves to generate excitation forces with a predeterminable excitation frequency and takes over the transmission of the excitation energy, which is needed for starting and maintaining the vibrations of the mass-spring system, as well as for the transmission of the compression energy and that energy which is used for covering of various friction loss energies is necessary. The excitation energy to be transmitted is subjected to an energy conversion at least once in the drive device by using an excitation actuator 238, a first form of energy being converted into a second form of energy, which second form of energy is passed on to the oscillating mass system as excitation energy.
  • The support of the vibration forces or vibration impulses and the pressing force superimposed on them is carried out in such a way that all forces or vibration impulses are guided in a closed force flow circuit, with this force flow circuit also (between the pressure plate 250 and the springs 217 of the vibrating mass system lying) the frame 204 (and possibly also the floor) is integrated. A notable feature of the structural design of the compression device according to FIG. 2 of DE 44 34 679 A1 (the meaning of which will be discussed again later) is that the forces guided by the vibrating table 211 are supported in two different ways (to the frame) , The Fedem 217 transmit the (average) pressing force and the superimposed dynamic mass forces of the vibrating mass-spring system 207 + 217 and at the same time serve as a memory for the interim conversion of kinetic energy of the vibrating vibrating mass system 207 into spring energy (and vice versa). The hydraulic pistons 228 transmit the excitation forces. In this case, the power flow circuit is thus guided on the route between the vibrating table 211 and the frame 204 in two parallel paths. It can also be said that the forces conducted via the springs 217 on the one hand and the excitation forces on the other hand are coupled in parallel to the mass of the mass-spring system 207 + 217.

Es versteht sich, daß wenigstens einige der in den Kraftfluß-Kreis eingeschlossenen Kraftübertragungs-Elemente ein schwingfähiges Masse-Feder-System bilden können, welches über mindestens eine erste Resonanzfrequenz fo verfügt, welche Resonanzfrequenz durch die bestimmte Erregerfrequenz der Antriebseinrichtung erregt werden kann. In der Verdichtungseinrichtung der DE 44 34 679 A1 in Fig. 2 ist (gemäß Spalte 15, Zeilen 3 bis 16) vorgesehen, daß das Masse-Feder-System 207 + 217 mit seiner Resonanzfrequenz fo betrieben werden soll. Es ist allerdings nicht vorgesehen, daß der Formkörper 226 selbst in das in Resonanz schwingende Masse-Feder-System mit eingeschlossen ist. Vielmehr soll die Verdichtung des Formkörpers 226 durch Einwirkung der Stoßbeschleunigung aus Stößen zwischen Grundplatte 294 und Unterseite des Formkörpers bzw. zwischen Stimseite 272 der Preßplatte 250 und Oberseite des Formkörpers erfolgen (siehe z.B. Spalte 3, Zeilen 1 bis 21). Gleichzeitig führt der Formkörper 226 dabei Freiflugbewegungen (Spalt L) relativ zum Schwingmasse-System 207 durch (siehe z.B. Spalte 9, Zeilen 40 bis 52 oder Patentanspruch 1). Es handelt sich daher sozusagen um eine "Schüttet-Verdichtungseinrichtung".It is understood that at least some of the power transmission elements included in the power flow circuit can form an oscillatable mass-spring system which has at least a first resonance frequency f o , which resonance frequency can be excited by the specific excitation frequency of the drive device. In the compression device of DE 44 34 679 A1 in Fig. 2 (according to column 15, lines 3 to 16) it is provided that the mass-spring system 207 + 217 should be operated with its resonance frequency f o . However, it is not provided that the molded body 226 itself is included in the resonant mass-spring system. Rather, the compression of the molded body 226 should take place by the action of the acceleration of impact from impacts between the base plate 294 and the underside of the molded body or between the end face 272 of the press plate 250 and the upper side of the molded body (see, for example, column 3, lines 1 to 21). At the same time, the molded body 226 executes free-flight movements (gap L) relative to the vibrating mass system 207 (see, for example, column 9, lines 40 to 52 or claim 1). It is therefore a "Schüttet compression device", so to speak.

Die durch die DE 44 34 679 A1 beschriebene Verdichtungseinrichtung unterscheidet sich von der durch die EP 0 870 585 A1 definierten Gattung von Verdichtungseinrichtungen auch noch wie folgt:

  • Es kann nicht eine solche Verdichtungsart durchgeführt werden, bei der die Masse des Formkörpers 226 selbst in den Kraftftuß-Kreis eines mit seiner Resonanzfrequenz fo betriebenen Masse-Feder-Systems mit einbezogen ist.
  • Sofem die Erregerkraft durch einen als Erreger-Aktuator dienenden Richtvibrator 118 mit zwei Unwuchtkörpem erzeugt wird, erhält man zwar einen guten Wirkungsgrad bei der Energiewandlung im Aktuator selbst, es ergibt sich jedoch das Problem, daß die Erregerkraft nicht schnell genug an- und abschaltbar ist. Da bei dem Vorgang des innerhalb des Formkastens vorzunehmenden Austausches des fertigen Formkörpers mit der zunächst unverdichteten losen Formasse (für den nächsten zu verdichtenden Formkörper) das Schwingmasse-System 207 nicht in Bewegung sein darf, würde das dann laufend benötigte Beschleunigen und Abbremsen des Richtvibrators eine ungenutzte Totzeit bei dem Fertigungsprozeß und auch eine Energievemichtung bedeuten.
The compression device described by DE 44 34 679 A1 also differs from the type of compression device defined by EP 0 870 585 A1 as follows:
  • It may not have such a compression mode are performed, in which the mass of the molded body 226 of a resonant frequency f with its o-operated spring-mass system is incorporated with itself in the Kraftftuß circuit.
  • If the excitation force is generated by a directional vibrator 118 serving as an excitation actuator with two imbalance bodies, a good efficiency in energy conversion in the actuator itself is obtained, but there is the problem that the excitation force cannot be switched on and off quickly enough. Since the oscillating mass system 207 must not be in motion during the process of replacing the finished molded article with the initially undensified loose molding compound (for the next molded article to be compacted) within the molding box, the accelerating and braking of the directional vibrator that is then continuously required would be unused Dead time in the manufacturing process and also mean energy waste.

In der EP 0 870 585 A1 wird eine Verdichtungseinrichtung beschrieben, bei welchem die Verdichtung eines Formkörpers unter gleichzeitiger Anwendung eines Preßdruckes und einer Vibration mittels sinusförmig verlaufender Schwingbeschleunigung erfolgt. (Die folgenden Merkmalsbezeichnungen sind zum Teil angepaßt an die bei der Erläuterung der DE 44 34 679 A1 benutzte Terminologie). Der Preßdruck kann gesteuert werden durch eine hydraulische Preßkrafteinrichtung 6 und die Vibration (die Schwingung) wird ausgeführt durch ein hydraulisch-mechanisches Masse-Feder-System, welches gebildet wird durch den Schwingtisch 1, den Formkasten 14, den Formkörper 17, den beweglichenTeil 2 des hydraulischen Erregers 3, und durch das kompressible hydraulische Medium, welches sich zwischen dem beweglichen Teil 2 des Erregers und den Antriebsmitteln 7 (elektromechanisches Steuerorgan) befindet. EP 0 870 585 A1 describes a compression device in which the Compression of a molded body with simultaneous application of a pressure and one Vibration takes place by means of sinusoidal vibration acceleration. (The following Characteristic descriptions are partly adapted to those in the explanation of DE 44 34 679 A1 terminology used). The baling pressure can be controlled by a hydraulic one Pressing force device 6 and the vibration (vibration) is carried out by a hydraulic-mechanical mass-spring system, which is formed by the Vibration table 1, the molding box 14, the molding 17, the movable part 2 of the hydraulic Exciter 3, and by the compressible hydraulic medium, which is between the movable part 2 of the exciter and the drive means 7 (electromechanical Tax body).

Die Vibration während der Verdichtung kann derart ausgeführt werden, daß das hydraulisch-mechanische Masse-Feder-System in der Nähe oder genau in seiner Resonanzfrequenz fo schwingt und dabei (durch die Beschleunigungen "a") Massenkräfte erzeugt, welche der 5 durch die hydraulische Preßkrafteinrichtung 6 erzeugten Preßkraft überlagert sind. Daraus folgt auch, daß hier im Gegensatz zur DE 44 34 679 A1 der (durch die hydraulische Preßkrafteinrichtung 6 erzeugte und über den Hydraulikzylinder 5,6 übertragene) Preßdruck nicht ein zwischen zwei Schwingbewegungen des hydraulisch-mechanischen Masse-Feder-Systems unterbrochener Druck ist, sondern ein Druck mit einem Konstant-Anteil und mit ) einem diesem überlagerten Wechsel-Anteil.The vibration during the compression can be carried out in such a way that the hydraulic-mechanical mass-spring system vibrates in the vicinity or exactly at its resonance frequency f o and thereby (due to the accelerations "a") generates mass forces which the 5 by the hydraulic Pressing force device 6 generated press force are superimposed. It also follows from this that, in contrast to DE 44 34 679 A1, the pressing pressure (generated by the hydraulic pressing force device 6 and transmitted via the hydraulic cylinder 5, 6) is not a pressure interrupted between two oscillating movements of the hydraulic-mechanical mass-spring system, but rather a print with a constant component and with) a superimposed alternating component.

Um bezüglich des auch bei dieser Verdichtungseinrichtung vorhandenen Kraftfluß-Kreislaufes für die über den Formkörper 17 (Masse 17) geleiteten "resultierenden Kräfte" (= Preßkraft + Erregerkräfte + dynamische Massenkräfte) einen Vergleich herstellen zu können mit dem Kraftfluß-Kreislauf der Verdichtungseinrichtung gemäß der DE 44 34 679 A1, wird Bezug genommen auf den in der EP 0 870 585 A1 (Spalte 2, Zeile 41) gegebenen Hinweis auf eine Verdichtungseinrichtung gemäß der EP 0 620 090, bei welchem die über den dort gezeigten Formkörper 15 (Produkt 15) geleiteten "resultierenden Kräfte" sich abstützen gegen den dort gezeigten Rahmen 1, 2. Daraus kann gefolgert werden (was für den Fachmann eigentlich auch selbstverständlich ist), daß die in der Verdichtungseinrichtung gemäß der EP 0 870 585 A1 über den Formkörper 17 geleiteten "resultierenden Kräfte" derart in einen Kraftfluß-Kreislauf eingebunden sind, daß sich die "resultierenden Kräfte" über die hydraulische Preßkrafteinrichtung 6 einerseits und über den hydraulischen Erreger 3 andererseits gegen einen "anzunehmenden Rahmen" abstützen. Ein über den "anzunehmenden Rahmen" führender Kraftfluß-Kreislauf ist im übrigen schon deshalb zwingend anzunehmen, weil das die Feder des Masse-Feder-Systems verkörpemde kompressible hydraulische Medium nur Kräfte in einer Richtung (nur Druckkräfte) entwickeln kann. Das Rückschwingen der Masse des Masse-Feder-Systems muß daher wegen der angestrebten hohen Schwingfrequenz neben der auch mitwirkenden Schwerkraft zusätzlich noch mittels einer solchen Kraft bewirkt werden, die sich über den Formkörper (und über die hydraulische Preßkrafteinrichtung 6) gegen einen Rahmen abstützt.In order with regard to the power flow circuit also present in this compression device for the "resulting forces" passed through the molded body 17 (mass 17) (= Pressing force + excitation forces + dynamic mass forces) to be able to make a comparison with the power flow circuit of the compression device according to DE 44 34 679 A1 Reference to the note given in EP 0 870 585 A1 (column 2, line 41) to a compression device according to EP 0 620 090, in which the over there Shaped body 15 (product 15) guided "resulting forces" are supported against the frame 1, 2 shown there. It can be concluded from this (what for the expert is also a matter of course) that according to the compression device in EP 0 870 585 A1, "resulting forces" conducted via the molded body 17 in such a manner a power flow cycle are involved that the "resulting forces" on the hydraulic pressing force device 6 on the one hand and via the hydraulic exciter 3 on the other hand support against an "acceptable framework". One about the "to be adopted The framework "leading power flow cycle can be assumed, by the way, because it is the compressible hydraulic medium that embodies the spring of the mass-spring system can only develop forces in one direction (only compressive forces). The swing back The mass of the mass-spring system must therefore because of the desired high oscillation frequency in addition to the gravity, which is also involved, additionally by means of such a force Force can be exerted on the molded body (and on the hydraulic pressing force device 6) supported against a frame.

Es ist bei der Betrachtung der Funktionsweise der Verdichtungseinrichtung gemäß der EP 0 870 585 A1 von besonderer Bedeutung, daß (im Gegensatz zur Verdichtungseinrichtung gemäß der DE 44 34 679 A1) der Kraftfluß-Kreis auf der Strecke zwischen dem Schwingtisch 1 und dem "anzunehmenden Rahmen" nur auf einem einzigen Kraftfluß-Weg geführt wird, welcher Kraftfluß-Weg über das bewegliche Teil 2, das kompressible hydraulische Medium [welches angeordnet ist zwischen dem beweglichen Teil 2 und dem Antriebsmittel 7 bzw. dem elektro-hydraulischen Steuerorgan 7 (Spalte 4, Zeilen 18 bis 21)] und den Erreger 3 führt. Das kompressible hydraulische Medium ist hier an zwei Funktionen beteiligt. Einmal ist es Bestandteil des hydraulischen Erregers 3, und zwar dadurch, daß das Volumen des Mediums mit Hilfe des Antriebes 7 und der Steuerungsmittel 11 mit "dynamischen hydraulischen Volumenströmen" (Spalte 2. Zeilen 38 bis 40) beaufschlagt wird, wodurch der bewegliche Teil (2) des Erregers (3) zur Durchführung von Oszillationsbewegungen gezwungen wird und wodurch die Erreger-Schwingbewegung und die dynamischen Erregerkräfte erzeugt werden (die dynamischen Volumenströme sind die im Zeittakt der Erregerfrequenz dem Volumen des Mediums hinzugefügten und wieder entnommenen Fluid-Volumina). Zum anderen ist das Volumen des Mediums Bestandteil des mit einer Resonanzfrequenz fo in Schwingungen zu versetzenden hydraulisch-mechanischen Masse-Feder-Systems, wobei das kompressible hydraulische Medium als Feder (später auch Haupt-Systemfeder genannt) genutzt wird.When considering the operation of the compression device according to EP 0 870 585 A1, it is of particular importance that (in contrast to the compression device according to DE 44 34 679 A1) the force flow circuit on the path between the vibrating table 1 and the "frame to be assumed""only on a single power flow path, which power flow path is via the movable part 2, the compressible hydraulic medium [which is arranged between the movable part 2 and the drive means 7 or the electro-hydraulic control element 7 (column 4, Lines 18 to 21)] and pathogen 3 leads. The compressible hydraulic medium is involved in two functions. On the one hand, it is part of the hydraulic exciter 3, namely in that the volume of the medium is acted upon by the drive 7 and the control means 11 with "dynamic hydraulic volume flows" (column 2, lines 38 to 40), so that the movable part ( 2) the exciter (3) is forced to perform oscillatory movements and thereby generate the exciter oscillating movement and the dynamic excitation forces (the dynamic volume flows are the fluid volumes added to and removed from the volume of the medium at the time of the excitation frequency). On the other hand, the volume of the medium is part of the hydraulic-mechanical mass-spring system to be vibrated with a resonance frequency f o , the compressible hydraulic medium being used as a spring (later also called the main system spring).

Demzufolge kann auch davon gesprochen werden, daß der Kraftfluß-Weg der "resultierenden Kräfte" zwischen dem Formkörper 17 und dem "anzunehmenden Rahmen" über den Funktionsträger "bewegliches Teil 2" als kraftübertragendes Teil des hydraulischem Erregers 3 (siehe auch Spalte 1, Zeilen 47 und 48) und über den Funktionsträger Medium als Feder des hydraulisch-mechanischen Masse-Feder-Systems geführt ist, welche Funktionsträger durch Hintereinanderschaltung (Serienschaltung) verbunden sind. Dieser Sachverhalt kommt auch in Patentanspruch 1 expressis verbis zum Ausdruck (Spalte 6, Zeile 1 bis 8), indem ausgesagt ist, daß einerseits das hydraulisch-mechanische Masse-Feder-System die Bestandteile "beweglicher Teil 2" und "kompressibies hydraulisches Medium" umfaßt und daß andererseits das "kompressible hydraulische Medium" zwischen dem "beweglichen Teil 2" und dem "Antrieb 7" vorhanden ist und demnach also an das "bewegliche Teil 2" anschließend ist. Daraus kann gefolgert werden, daß die in der EP 0 870 585 A1 offenbarte technische Lehre ausdrücklich von einer Serienschaltung der Funktionsträger "Erregerkräfte übertragendes Bauteil" (des Erregers für die Erzeugung der Erregerkräfte) und "Feder des in seiner Resonanzfrequenz zu betreibenden Masse-Feder-Systems", bzw. auch von einer Abstützung der Erregerkräfte gegen das hydraulische Medium der Systemfeder ausgeht.Accordingly, it can also be said that the force flow path of the "resulting forces" between the molded body 17 and the "frame to be assumed" via the function carrier "movable part 2" as a force-transmitting part of the hydraulic exciter 3 (see also column 1, lines 47 and 48) and via the function carrier medium as a spring of the hydraulic-mechanical mass-spring system, which function carriers are connected in series (series connection). This fact is also expressed in claim 1 expressis verbis (column 6, lines 1 to 8) by stating that on the one hand the hydraulic-mechanical mass-spring system comprises the components "moving part 2" and "compressible hydraulic medium" and that, on the other hand, the "compressible hydraulic medium" is present between the "movable part 2" and the "drive 7" and is therefore connected to the "movable part 2". It can be concluded from this that the technical teaching disclosed in EP 0 870 585 A1 expressly relates to a series connection of the function carriers "component transmitting excitation forces" (the exciter for generating the excitation forces) and "spring of the mass-spring spring to be operated in its resonance frequency. Systems ", or also from a support of the excitation forces against the hydraulic medium of the system spring.

Zu den Erfindungsoffenbarungen der EP 0 870 585 A1 kann weiterhin noch folgendes bemerkt werden: Zwecks Herbeiführung und Aufrechterhaltung der Schwingungen des hydraulisch-mechanischen Masse-Feder-Systems bedarf es der Zuführung von Erregerenergie portionsweise im Takte der Erregerfrequenz. Die während der Aufrechterhaltung der Schwingungen zuzuführende Energie deckt dabei die Energieverluste, welche dem System durch Dämpfung und Reibung, wie auch durch den Energiebedarf der Verdichtung des Fonmkörpers entzogen wird. Gemäß den offenbarten allgemeinsten Erfindungsgedanken soll die Zuführung der Erregerenergie ausschließlich in hydraulischer Weise erfolgen, und zwar derart, daß die Erregerenergie in hydraulischer Form unmittelbar an das maßgebliche (hydraulisch ausgebildete) Federorgan des Systems abgegeben wird. Die portionsweise Zuführung der Erregerenergie erfolgt dabei dadurch, daß die Energieportionen durch die diskret und im Takte der Erregerfrequenz zu erzeugenden "dynamischen hydraulischen Volumenströme" (Spalte 2. Zeilen 38 bis 40) in das schwingende hydraulisch-mechanische Masse-Feder-System eingeführt werden. Dabei kann die portionsweise vorzunehmende Energie-Einkoppelung logischerweise nur durch die mit ansteigendem Druck verbundenen "dynamischen hydraulischen Volumenströme" geschehen. Wie u.a. aus den Bemerkungen in Spalte 1, Zeilen 33 bis 50 und in Spalte 3, Zeilen 19 bis 22 hervorgeht, sollen die "dynamischen hydraulischen Volumenströme" unter Mitwirkung eines "elektro-hydraulischen Steuerungsorgans" bzw. eines "Servomechanismus's 7, 8" erzeugt werden. Diese besondere Maßnahme der Energie-Einkoppelung muß daher eine bestimmte Bedeutung der Erfindung beinhalten, die jedoch nicht beschrieben wird.The following can also be noted regarding the disclosure of the invention in EP 0 870 585 A1 : To bring about and maintain the vibrations of the hydraulic-mechanical Mass-spring systems require the supply of excitation energy in portions in time with the excitation frequency. The while maintaining the Energy to be applied to vibrations covers the energy losses that the system by damping and friction, as well as by the energy requirement of the compression of the Form body is withdrawn. According to the most general inventive concepts disclosed The excitation energy should be supplied exclusively in a hydraulic manner, and in such a way that the excitation energy in hydraulic form directly to the relevant (hydraulically trained) spring element of the system is released. The portions The excitation energy is supplied in that the energy portions through the "dynamic hydraulic volume flows" to be generated discretely and in time with the excitation frequency (Column 2. lines 38 to 40) in the swinging hydraulic-mechanical Mass-spring system are introduced. This can be done in portions Energy coupling logically only through those associated with increasing pressure "dynamic hydraulic volume flows" happen. Like i.a. from the comments in column 1, lines 33 to 50 and in column 3, lines 19 to 22, the "dynamic hydraulic volume flows" with the participation of an "electro-hydraulic Control unit "or a" Servomechanism 7, 8 "are generated. This particular Measure of energy coupling must therefore have a certain meaning of the invention include, but is not described.

Es kann bei der kritischen Untersuchung der Arbeitsweise einer Verdichtungseinrichtung nach der EP 0 870 585 A1 festgestellt werden, daß gerade die Anwendung des Merkmals der Serienschaltung der vorerwähnten Funktionsträger bzw. die Anwendung des Merkmales der Abstützung der Erregerkräfte gegen das hydraulische Medium der Haupt-Systemfeder zusammen mit der gewählten und zuvor zitierten Art der Einkoppelung der Erregerenergie etliche Nachteile in sich birgt und daher verbesserungswürdig ist, um somit den Energieverbrauch und auch die Herstellkosten zu verringern.It may be critical in examining the operation of a compaction facility According to EP 0 870 585 A1, it can be determined that the use of the feature the series connection of the aforementioned function carriers or the application of the feature the support of the excitation forces against the hydraulic medium of the main system spring together with the chosen and previously cited way of coupling the excitation energy has several disadvantages and is therefore in need of improvement in order to reduce energy consumption and also reduce manufacturing costs.

Die Probleme werden noch durch folgende Umstände verschärft: Wie in der EP 0 870 585 A1 (Spalte 3, Zeile 54 bis Spalte 4, Zeile 8) bereits ausgesagt wird, und wie auch der Fachmann weiß, können und sollen bei einer derartigen Verdichtungseinrichtung sehr hohe Frequenzen erzeugt werden und gerade bei den hohen Frequenzen soll auch der Resonanz-Effekt mit seinen nochmals erhöhten Beschleunigungen in Anspruch genommen werden. Es wachsen aber die dynamischen Beschleunigungen "a" der schwingenden Massen des Masse-Feder-Systems bzw. die Vibrationskräfte mit dem Quadrat der Frequenz. Diese hohen dynamischen Massenkräfte werden noch überlagert von den notwendigen Preßkräften und den Erregerkräften und die daraus entstehenden hohen "resultierenden Kräfte" müssen zwangsläufig über die hydraulische Feder und damit auch über den Erreger geleitet werden. Praktisch bedeutet dies für eine Verdichtungseinrichtung gemäß der EP 0 870 585 A1, daß die "dynamischen hydraulischen Volumenströme" von dem elektro-hydraulischen Steuerorgan 7 bzw. von dem Servomechanismus zu erzeugen sind unter dem Einfluß und der Belastung der durch die "resultierenden Kräfte" im Medium verursachten Drücke und natürlich auch unter der Belastung der vorgesehenen hohen Frequenzen (bis zu 100 Hz). Von den bei dem bekannten Stand der Technik gemäß der EP 0 870 585 A1 versteckt vorhandenen und durch die vorliegende Erfindung abzustellenden Probleme sollen nachfolgend 3 Probleme herausgegriffen und genauer betrachtet werden:

  • a) Wie man für ein Masse-Feder-System, welches mit einer vorgebbaren Erreger-Kraftamplitude zu erzwungenen Schwingungen angeregt wird, unter Benutzung der Formel für die Amplituden-Verstärkung in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz nachweisen kann (als Diagramm in der sogenannten Resonanzkurve darstellbar), benötigt man für die Schwingungserregung im Bereich der Eigenfrequenz eine erheblich geringere Erregerkraft im Vergleich zu dem Maximalwert der durch die Haupt-Systemfeder aufzubringenden dynamischen Schwingkraft. Da man den Resonanzeffekt gerade auch im oberen Bereich der durchfahrbaren Erregerfrequenz in Anspruch nehmen möchte, und da die Maximalwerte der dynamischen Schwingkräfte mit dem Quadrat der Erregerfrequenz wachsen, ergeben sich sehr hohe maximale Federkräfte, für die der Federzylinder (bei einem vorgegebenen maximalen Druck) bezüglich seines Zylinderquerschnittes ausgelegt werden muß. Mit der Größe des für die Schwingkräfte ausgelegten Federzylinders ist aber bei vorgegebener Schwingwegamplitude auch die Größe der für die Erregung benötigten und auszutauschenden Wechselvolumina festgelegt. Als Folge dieses Sachverhaltes muß der Erreger-Aktuator mit einem unnötig großen periodischen Wechsel-Volumenstrom betrieben werden, was als Nachteil nicht nur einen erhöhten Energieverlust beinhaltet, sondern auch die Notwendigkeit, die Servoeinrichtung (z.B. ein Servoventil) zur Erzeugung der Wechselvolumina entsprechend groß zu dimensionieren.
  • b) Bei dem Prinzip der Benutzung eines gemeinsamen Fluidvolumens für den Erreger-Aktuator und für die fluidische Haupt-Systemfeder ergibt sich noch eine weitere Quelle für einen erheblichen Verlust von Erregerleistung aus dem folgenden Sachverhalt: In einem ersten Bewegungsteil der Abwärts-Schwingbewegung muß ein Wechselvolumen aus dem Zyiinderraum herausgelassen werden, und zwar solange, bis jene etwa in der Mitte des gesamten Abwärts-Schwingweges gelegene Stelle erreicht ist, wo der Kompressionsraum der fluidischen Feder dicht abgeschlossen sein muß, damit anschließend bei dem zweiten Bewegungsteil der Abwärtsbewegung das Kompressionsvolumen komprimiert und damit die Federfunktion realisiert werden kann. Der Übergang von dem ersten Bewegungsteil zu dem zweiten Bewegungsteil geschieht aber gerade in einer Situation, in welcher der Federkolben seine größte Schwinggeschwindigkeit entwickelt hat. Daher müßte bei einer theoretisch optimalen Volumenstrom-Steuerung gerade kurz vor dem Übergang von dem ersten Bewegungsteil zu dem zweiten Bewegungsteil der periodische Wechselvolumenstrom seinen größten Wert annehmen, um gleich danach auf den Wert Null abzufallen. Diese Forderung ist mit realen Seivoventilen insbesondere bei den hohen geforderten Frequenzen (von bis zu 100 Hz) nicht zu erfüllen. Vielmehr benötigt der gesteuerte Übergang von einem maximalen Volumenstrom zum Null-Volumenstrom eine gewisse Zeit, in welcher der Steuerungsquerschnitt des Servoventiles verkleinert wird, wobei wegen des erreichten Maximums der Schwinggeschwindigkeit am Servoventil ein hoher Druck aufgebaut wird, der im Servoventil abgedrosselt wird und einen erheblichen Energieverlust darstellt. Die bei diesem Vorgang abgedrosselte Energie muß bei der Aufwärts-Schwingbewegung dem schwingenden System vom Erreger-Aktuator zusätzlich zu der sonst noch zuzuführenden Erregerenergie (= Nutzenergie und anderweitige systeminteme Verlustenergie) wieder zugeführt werden, was neben dem Energievertust auch eine Vergößerung des Geräteaufwandes bedeutet.
  • c) Ein weiterer unerwünschter Effekt ergibt sich bei der Benutzung eines gemeinsamen Ftuidvolumens für den Erreger-Aktuator und für die fluidische Haupt-Systemfeder daraus, daß in der Schwingwegphase, in welcher der gemeinsame Zylinder als Erreger-Aktuator dienen muß, bei der dann notwendigen Druckbeaufschlagung des Fluidvolumens auch das Feder-Fluidvolumen mit komprimiert wird, wodurch sich in dem Feder-Fluidvolumen in unerwünschter Weise eine Federfunktion (Energiespeicherung) entwickelt und wodurch die sonst mögliche reine Krafterregung des Aktuators mit der Federfunktion der Haupt-Systemfeder verkoppelt wird. Diese Verkoppelung ist unerwünscht, weil sie u. a. eine zusätzliche und sich auch verändernde Phasenverschiebung zwischen Erregerkraft und Schwingbewegung verursacht. Außerdem wird durch die Komprimierung des Feder-Fluidvolumens das durch die Servoeinrichtung auszutauschende Wechselvolumen vergrößert, was bis zu 50% des sonst nur benötigten Wechselvolumens ausmachen kann und was bei nicht völlig vorgenommener Entspannung des Erregerdruckes bei Erreichen der oberen Schwingwegamplitude bei dem anschließenden Volumenwechsel bei beginnender Abwärtsbewegung Drosselverluste verursacht.
    • The problems are exacerbated by the following circumstances: As is already stated in EP 0 870 585 A1 (column 3, line 54 to column 4, line 8), and as the person skilled in the art knows, such a compression device can and should be very high Frequencies are generated and especially at the high frequencies, the resonance effect with its even higher accelerations should be used. However, the dynamic accelerations "a" of the oscillating masses of the mass-spring system or the vibrational forces increase with the square of the frequency. These high dynamic mass forces are still superimposed by the necessary pressing forces and the excitation forces and the resulting high "resulting forces" must inevitably be conducted via the hydraulic spring and thus also via the exciter. In practice, this means for a compression device according to EP 0 870 585 A1 that the "dynamic hydraulic volume flows" are to be generated by the electro-hydraulic control element 7 or by the servomechanism under the influence and the load of the resulting forces in the Medium caused pressures and of course also under the load of the intended high frequencies (up to 100 Hz). Of the problems which are hidden in the known prior art according to EP 0 870 585 A1 and which are to be remedied by the present invention, three problems are to be selected and considered in more detail below:
  • a) How to demonstrate for a mass-spring system, which is excited to forced vibrations with a predeterminable excitation force amplitude, using the formula for the amplification of the amplitude depending on the excitation frequency (can be represented as a diagram in the so-called resonance curve) , you need a considerably lower excitation force for the vibration excitation in the range of the natural frequency compared to the maximum value of the dynamic vibration force to be applied by the main system spring. Since one wants to make use of the resonance effect especially in the upper range of the drivable excitation frequency, and since the maximum values of the dynamic oscillating forces increase with the square of the excitation frequency, there are very high maximum spring forces for which the spring cylinder (at a predetermined maximum pressure) relates of its cylinder cross section must be designed. With the size of the spring cylinder designed for the vibration forces, however, the size of the alternating volumes required for the excitation and to be exchanged for the excitation is also specified for a predetermined vibration path amplitude. As a result of this fact, the exciter actuator must be operated with an unnecessarily large periodic alternating volume flow, which not only involves an increased energy loss as a disadvantage, but also the need to dimension the servo device (for example a servo valve) accordingly large to generate the alternating volumes ,
  • b) With the principle of using a common fluid volume for the excitation actuator and for the main fluidic system spring, there is yet another source for a considerable loss of excitation power from the following facts: In a first movement part of the downward oscillating movement, an alternating volume must be obtained be let out of the cylinder space until the point where the compression space of the fluidic spring must be sealed is reached, which is located approximately in the middle of the entire downward oscillation path, so that the compression volume then compresses during the second movement part of the downward movement and thus the spring function can be realized. However, the transition from the first movement part to the second movement part occurs precisely in a situation in which the spring piston has developed its greatest oscillation speed. Therefore, with a theoretically optimal volume flow control, just shortly before the transition from the first movement part to the second movement part, the periodic alternating volume flow would have to assume its greatest value in order to drop immediately to the value zero. This requirement cannot be met with real Seivoventeln especially at the high required frequencies (up to 100 Hz). Rather, the controlled transition from a maximum volumetric flow to a zero volumetric flow requires a certain amount of time in which the control cross section of the servo valve is reduced, a high pressure being built up on the servo valve due to the maximum oscillation speed reached, which is throttled in the servo valve and a considerable loss of energy represents. The energy throttled during this process must be fed back to the vibrating system from the excitation actuator in addition to the excitation energy to be supplied (= useful energy and other system-internal loss energy) during the upward swinging movement, which means not only energy waste but also an increase in the amount of equipment.
  • c) Another undesirable effect results from the use of a common fluid volume for the exciter actuator and for the main fluidic system spring from the fact that in the oscillation travel phase, in which the common cylinder must serve as the exciter actuator, when pressure is then required of the fluid volume, the spring fluid volume is also compressed, as a result of which a spring function (energy storage) develops in an undesirable manner in the spring fluid volume and as a result of which the otherwise possible pure force excitation of the actuator is coupled with the spring function of the main system spring. This coupling is undesirable because, among other things, it causes an additional and also changing phase shift between excitation force and oscillating movement. In addition, the compression of the spring fluid volume increases the exchange volume to be exchanged by the servo device, which can account for up to 50% of the otherwise only required exchange volume and what if the excitation pressure is not fully relaxed when the upper oscillation path amplitude is reached when the volume changes when the downward movement begins Throttle losses caused.

    • Aus NL-A-8 004 985 ist eine Einrichtung zum Verdichten von körnigen Stoffen zu Formkörpern durch Einleiten von im wesentlichen harmonischen Vibrationskräften bekannt, bei der eine während des Verdichtens feststehende Form verwendet wird, in der eine obere und eine untere Preßplatte beweglich vorgesehen sind, zwischen denen der kömige Stoff angeordnet wird. Die untere Preßplatte ist hierbei über Federn bodenseitig abgestützt, die auch zur Einstellung der Vibrationsamplitude verwendet werden können. Die Federn stellen keine Speicher für die kinetische Energie der vibrierenden Masse dar, so daß dementsprechend auch keine Energierückgewinnung erfolgt (Dagegen wird die Vibration selbst nur durch den hydraulischen Druck zur Beaufschlagung von mit den Preßptatten verbundenen Kolben erzeugt.From NL-A-8 004 985 is a device for compacting granular Substances to form bodies by introducing essentially harmonic Vibratory forces known in the form of a fixed during the compression is used, in which an upper and a lower press plate is provided movably are between which the fluffy material is arranged. The lower press plate is supported by springs on the bottom, which are also used to adjust the Vibration amplitude can be used. The springs do not provide storage represents the kinetic energy of the vibrating mass, so accordingly there is also no energy recovery (on the other hand, the vibration itself only by the hydraulic pressure to act on the press plates connected piston generated.

    Aus DE-A-37 24 199 ist eine Einrichtung zum Verdichten von kömigen Stoffen zu Formkörpern durch Stoßverdichtung bekannt, bei der auf einem über Federn gegenüber dem Untergrund isolierten, über Unwuchten angetriebenen Schwingtisch eine form angeordnet ist, über der ein hydraulisch und federbeaufschlagtes Deckgewicht in einem Rahmen angeordnet ist, wobei alle diese Teile mitschwingen.DE-A-37 24 199 discloses a device for compacting grainy Fabrics known to be shaped by impact compaction, on which over a Springs isolated from the ground and driven by unbalance A vibrating table is arranged above which a hydraulic and spring-loaded cover weight is arranged in a frame, all these parts resonate.

    Es ist die Aufgabe der Erfindung, für die betroffene Gattung von mit harmonischen Verdichtungskräften und mit dem Resonanzeffekt arbeitenden Verdichtungseinrichtungen die erwähnten unerwünschten Effekte zu vermeiden bzw. in ihrer Auswirkung zu verkleinern. Die Lösung der Aufgabe wird durch die beiden unabhängigen Ansprüche 1 und 2 beschrieben.It is the object of the invention for the genus concerned with harmonic compression forces and working with the resonance effect Compression devices to avoid the undesirable effects mentioned or to reduce their impact. The task is solved by the two independent claims 1 and 2 described.

    Es ist dabei vorgesehen: Eine Verdichtungseinrichtung zur Durchführung von Verdichtungsvorgängen an Formkörpern (108) aus kornförmigen Stoffen durch Einleitung von im wesentlichen harmonischen (sinusförmigen) Vibrationskräften in den zu verdichtenden Formkörper, mit einem schwingfähigen Masse-Feder-System (136) mit einer Haupt-Systemfeder (150, 970) mit einer oder mehreren Eigenfrequenzen und mit einer bezüglich ihrer Erregerfrequenz verstellbaren Erregereinrichtung (144), durch welche das Masse-Feder-System zu erzwungenen Schwingungen erregbar ist, aus welchen Schwingungen die Vibrationskräfte abgeleitet sind, wobei die Verdichtungseinrichtung weiterhin umfaßt:

    • eine mit einer Preßkraft beaufschlagbare Preßplatte (110),
    • einen Schwingtisch (124),
    • eine mit dem Schwingtisch wenigstens während der Verdichtungsvibration fest verbundene Form (106), in welcher Form der Formkörper zwischen der Preßplatte und dem Schwingtisch aufnehmbar ist,
    • eine Steuerung (190) für die Steuerung oder Regelung der Erregereinrichtung,
    und wobei der Schwingtisch Teil der schwingenden Masse des Masse-Feder-Systems ist, auf welchen Schwingtisch die Kraft der Haupt-Systemfeder und die durch einen der Erregereinrichtung zugehörigen Erreger-Aktuator erzeugte Erregerkraft einwirkend ist.The following is provided: A compression device for carrying out compression processes on shaped bodies (108) made of granular substances by introducing essentially harmonic (sinusoidal) vibration forces into the shaped body to be compressed, with an oscillatable mass-spring system (136) with a main System spring (150, 970) with one or more natural frequencies and with an excitation device (144) adjustable with respect to its excitation frequency, by means of which the mass-spring system can be excited to forced vibrations, from which vibrations the vibrational forces are derived, the compression device further comprising :
    • a press plate (110) which can be pressurized,
    • a swing table (124),
    • a shape (106) firmly connected to the vibrating table at least during the compression vibration, in which form the shaped body can be received between the press plate and the vibrating table,
    • a controller (190) for controlling or regulating the excitation device,
    and wherein the vibrating table is part of the vibrating mass of the mass-spring system, on which vibrating table the force of the main system spring and the excitation force generated by an excitation device associated with the excitation device act.

    Gemäß Patentanspruch 1 ist die vorstehend definierte Verdichtungseinrichtung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Systemfeder (150, 970) als eine hydraulische Feder mit einem kompressiblen Fluidvolumen (140, 906) ausgebildet ist, daß getrennt wirkende Organe für die Erzeugung der Enregerkraft (135, 980) und der Federkraft der Haupt-Systemfeder (150, 914) vorgesehen sind, und daß die Kraftflußwege für die Erregerkraft und die Federkraft wenigstens teilweise getrennt verlaufend sind.According to claim 1, the compression device defined above is still characterized in that the main system spring (150, 970) acts as a hydraulic spring is designed with a compressible fluid volume (140, 906) that acts separately Organs for the generation of the excitation force (135, 980) and the spring force of the main system spring (150, 914) are provided, and that the power flow paths for the excitation force and the spring force is at least partially running separately.

    Gemäß Patentanspruch 2 ist die vorstehend definierte Verdichtungseinrichtung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Systemfeder als eine einzige mechanische Feder oder als eine aus mehreren mechanischen Einzelfedem zusammengesetzte resultierende Feder ausgebildet ist, daß getrennt wirkende Organe für die Erzeugung der Erregerkraft (135, 980) und der Federkraft der Haupt-Systemfeder vorgesehen sind, und daß die Kraftflußwege für die Erregerkraft und die Federkraft der Haupt-Systemfeder wenigstens teilweise getrennt verlaufend sind.According to claim 2, the compression device defined above is still characterized in that the main system spring as a single mechanical spring or as a resultant composed of several individual mechanical springs Spring is formed that separately acting organs for the generation of the excitation force (135, 980) and the spring force of the main system spring are provided, and that the power flow paths for the excitation force and the spring force of the main system spring at least partially are separate.

    Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche definiert.Further advantageous embodiments of the invention are defined by the subclaims.

    Die Lösung der Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß die auftretenden Probleme beim Stand der Technik durch die Entkoppelung sowohl der Erregerkräfte und der Federkräfte und zusätzlich durch die Trennung der Organe der Erregerfunktion und der Federfunktion beseitigt werden können Dadurch bedingt, kann bei der vorliegenden Erfindung von der vom Stand der Technik aus gesehen einzig als möglich erscheinenden hydraulischen Ausführungsweise von Erreger und Feder abgewichen werden und es können vorteilhafterweise Erreger und Feder in beliebiger Kombination beide sowohl mechanisch als auch hydraulisch ausgeführt werden. Das daraus folgende Prinzip der Möglichkeit der Substituierung der hydraulischen Feder durch eine mechanische Feder (und umgekehrt) findet bereits in dem unabhängigen Patentanspruch 2 seinen Ausdruck und stellt auch die die beiden Ansprüche 1 und 2 verbindende Gemeinsamkeit dar.The solution to the problem is based on the knowledge that the problems that arise with State of the art by decoupling both the excitation forces and the spring forces and additionally by separating the organs of the excitation function and the spring function Can be eliminated due to this, can in the present invention of the seen from the state of the art only as possible possible hydraulic design deviated from exciter and spring and it can advantageously Exciter and spring in any combination both mechanically and hydraulically be carried out. The consequent principle of the possibility of substitution of the hydraulic Spring through a mechanical spring (and vice versa) already takes place in the independent claim 2 expresses and also represents the two claims 1 and 2 unifying commonality.

    Die hauptsächlichen Vorteile der erfinderischen Lösung ergeben sich aus der Beseitigung oder Verminderung der nachteiligen Effekte beim Stand der Technik, wie sie vorstehend unter den Punkten a) bis c) beschrieben wurden: Es ergeben sich hohe Einsparungen an Erregerenergie und Geräteaufwand für die Erregereinrichtung. Die Steuerung der ganzen Erregereinrichtung wird durch die Entkoppelung von Federkräften und Erregerkräften vereinfacht, was schon allein dadurch zum Ausdruck kommt, daß die Erzeugung der Erregerkraft sich nun über die ganze Doppelamplitude (= 2A in Fig. 9) erstrecken kann. Außerdem wird eine Überlagerung von Massenkräften des Masse-Feder-Systems und von Erregerkräften auf einem über die Haupt-Systemfeder führenden Kraftfluß-Weg nicht zugelassen. Vielmehr werden die Erregerkräfte auf einem besonderen Kraftfluß-Weg geführt, der zwischen dem Schwingtisch und dem Rahmen parallel zu dem über die Haupt-Systemfeder führenden Kraftfluß-Weg verläuft. Für die Lösung gemäß Patentanspruch 1 bedeutet dies, daß die Erregerkraft bei ihrer Erzeugung nicht gegen das kompressible Fluidvolumen der Haupt-Systemfeder abgestützt ist und für die Lösung gemäß Patentanspruch 2 bedeutet dies, daß die Erregerkraft bei ihrer Erzeugung nicht derart gegen die Haupt-Systemfeder abgestützt ist, daß durch die Einwirkung der Erregerkraft die durch die Haupt-Systemfeder speicherbare Energie vergrößert ist.The main advantages of the inventive solution result from the elimination or reducing the adverse effects in the prior art as described above under points a) to c) were described: There are high savings Excitation energy and equipment expenditure for the excitation device. Control of the whole Excitation device is simplified by decoupling spring and excitation forces, which is expressed only by the fact that the generation of the excitation force can now extend over the entire double amplitude (= 2A in FIG. 9). Moreover becomes a superposition of mass forces of the mass-spring system and excitation forces not permitted on a power flow path leading via the main system spring. Rather, the excitation forces are guided on a special power flow path, which is between the vibrating table and the frame parallel to that via the main system spring leading power flow path runs. For the solution according to claim 1, this means that the excitation force does not counteract the compressible fluid volume when it is generated Main system spring is supported and means for the solution according to claim 2 this is that the excitation force is not so against the main system spring when it is generated is supported that by the action of the excitation force by the main system spring storable energy is increased.

    Bei der Anwendung eines hydraulischen Erreger-Aktuators ist in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ein hydraulischer Wechselvolumen-Pump-Generator in unterschiedlichen Varianten vorgesehen. Hierbei werden die zur Erzeugung der Erregerkräfte benötigten "dynamischen hydraulischen Volumenströme" bzw. die auszutauschenden hydraulischen Wechsei-Volumina nicht dadurch erzeugt, daß man den von einer Druck-Quelle abgeleiteten Volumenstrom durch ein elektro-hydraulisches Steuerorgan oder einen Servomechanismus moduliert bzw. portioniert, sondem daß man einen hydraulischen Wechselvolumen-Pump-Generator als Teil der Erregereinrichtung benutzt. Bei den mit mechanischem Pumpkolbenantrieb versehenen Wechselvolumen-Pump-Generatoren sind die Beträge der auszutauschenden hydraulischen Wechsel-Volumina im wesentlichen unabhängig von dem in dem hydraulischen Erreger-Aktuator jeweils herrschenden Druck. Die von ihnen an ihrem Ausgang ausgestoßenen und wieder eingeführten Wechsel-Volumina werden durch Pumpenkolben (oder ganz allgemein gesprochen, durch die Verdrängerorgane von im Prinzip bekannten Verdrängerpumpen) erzeugt, wobei die Pumpenkolben (oder die Verdrängerorgane) mit vorgegebenen und vorzugsweise mit mechanischen Mitteln konstant haltbaren Hüben bewegt werden, wobei die Hübe mechanisch abgeleitet sind von rotierenden (elektrischen oder hydraulischen) Antriebsmotoren.When using a hydraulic exciter actuator is in a special embodiment the invention a hydraulic alternating volume pump generator in different Variants provided. Here, those required to generate the excitation forces are required "dynamic hydraulic volume flows" or the hydraulic to be exchanged Alternating volumes are not produced by taking those derived from a pressure source Volume flow through an electro-hydraulic control element or a servomechanism modulated or portioned, but that you have a hydraulic alternating volume pump generator used as part of the excitation device. For those with mechanical Pump piston driven alternating volume pump generators are the amounts of hydraulic exchange volumes to be exchanged essentially independent of the pressure prevailing in the hydraulic exciter actuator. Those of them on theirs Output ejected and reintroduced alternate volumes are pump pistons (or generally speaking, through the displacement organs of in principle known displacement pumps), the pump pistons (or the displacement elements) with predetermined and preferably durable with mechanical means Strokes are moved, the strokes are derived mechanically from rotating (electric or hydraulic) drive motors.

    Die mögliche Konstanthaltung der Hübe während der Erregung des Masse-Feder-Systems schließt nicht aus, daß die Hübe der Hubkolben auch nach vorgegebener Weise veränderbar sind, oder daß die Wechsel-Volumina veränderlich sind durch Veränderung des Nutzhubes der Hubkolben, wie etwa bei einer bezüglich des Verdränger-Volumens regelbaren Axialkolbenpumpe. Die zur Erzeugung der Erregerkraft in das Fluid-Volumen eingeführten Wechsel-Volumina können auch dadurch variiert werden, daß zwar der Hub des Wechselvolumen-Pump-Generators konstant gehaltenen wird, daß jedoch nur ein Teil des einem Pump-Hubes entsprechenden Wechselvolumens in das Fluid-Volumen eingeführt wird. Als Beispiel für einen derartig zu bewerkstelligenden Regelvorgang wird auf die Veränderung des Nutzhubes der Hubkolben bei einer konventionellen Dieselmotor-Einspritzeinrichtung hingewiesen.The possibility of keeping the strokes constant during excitation of the mass-spring system does not rule out that the strokes of the reciprocating piston can also be changed in a predetermined manner are, or that the change volumes are variable by changing the useful stroke the reciprocating piston, such as one that can be regulated with regard to the displacer volume Axial piston pump. Those introduced to generate the excitation force in the fluid volume Alternating volumes can also be varied by changing the stroke of the alternating volume pump generator is kept constant, but only a part of one Pump Hubes corresponding change volume is introduced into the fluid volume. As An example of a control process to be accomplished in this way is the change the useful stroke of the reciprocating piston in a conventional diesel engine injection device pointed.

    Die Pumpbewegungen der Pumpenkolben können je nach Art der Wechselvolumen-Pump-Generatoren unterschiedlich erzeugt werden, wofür die folgenden Beispiele stehen:

    • Die Hübe der Pumpenkolben können erzeugt werden durch die Schwingbewegungen von Unwuchtvibratoren, bevorzugt von Richtvibratoren, wobei die Frequenz der Hübe durch die Drehzahl der Antriebsmotoren und die Weglänge der Hübe durch die bekannten Mittel zur Veränderung der Schwingamplituden der Vibratoren verändert werden kann.
    • Die Hübe der Pumpenkolben können auch erzeugt und verändert werden, wie dies in hydraulischen Pumpen, z.B. in Radialpumpen oder Axialpumpen geschieht. Bei den jeweils etwas abzuwandelnden Pumpen müßte lediglich dafür gesorgt werden, daß das ausgestoßene Wechsel-Volumen bei dem Rückweg eines Pumpenkolbens auch wieder in den gewonnenen Hohlraum des Pumpenzylinders zurückfließen kann.
    The pump movements of the pump pistons can be generated differently depending on the type of alternating volume pump generators, for which the following examples stand:
    • The strokes of the pump pistons can be generated by the oscillating movements of unbalance vibrators, preferably directional vibrators, wherein the frequency of the strokes can be changed by the rotational speed of the drive motors and the path length of the strokes by the known means for changing the vibration amplitudes of the vibrators.
    • The strokes of the pump pistons can also be generated and changed, as is done in hydraulic pumps, for example in radial pumps or axial pumps. In the case of the pumps to be modified somewhat, all that would have to be ensured is that the ejected alternating volume can flow back into the cavity of the pump cylinder when a pump piston returns.

    Die Größe der ausgetauschten Wechsel-Volumina bleibt konstant, weil die Hubwege des Wechselvolumen-Pump-Generators nicht rückwirkend durch den Einfluß des dynamischen Druckes des Erreger-Aktuators (bedingt durch die dynamischen Massenkräfte) beeinflußt werden können. Gleichwohl kann aber der dynamische Druck des Erreger-Aktuators eine Rückwirkung auf den Wechselvolumen-Pump-Generator in der Art haben, daß der Pumpenkolben auf seinem Rückweg durch den dynamischen Druck angetrieben wird, wodurch die durchschnittliche Leistungsabgabe des Antriebsmotors des WechselvoluTnen-Pump-Generators verringert wird. Wegen gerade dieses Rückwirk-Effektes bewirkt diese Ankoppelungsart für die Erregerenergie unter bestimmten Bedingungen auch eine automatische Sychronisierung von Erregerfrequenz und Schwingfrequenz des Masse-Feder-Systems bzw. eine automatische Synchronisierung der Phasenlage beider Arten von Schwingungen. Der Antriebsmotor des Wechselvolumen-Pump-Generators braucht dabei lediglich bezüglich seiner Drehfrequenz gesteuert oder geregelt zu werden. Eine etwaige Abweichung der Synchronführung der Phasenlage zwischen Drehfrequenz und Schwingfrequenz des Masse-Feder-Systems wird durch die Elastizität des elektrischen Feldes, insbesondere des Drehfeldes bzw. des Wanderfeldes eines Wechselstrommotors (Schlupf) kompensiert oder in seiner Auswirkung gemildert.The size of the exchanged exchange volumes remains constant because of the stroke distances of the Alternating volume pump generator is not retroactive due to the influence of dynamic Pressure of the exciter actuator (due to the dynamic mass forces) is affected can be. Nevertheless, the dynamic pressure of the exciter actuator can be React to the alternating volume pump generator in such a way that the pump piston on its way back is driven by dynamic pressure, causing the Average power output of the drive motor of the AC volumetric pump generator is reduced. This type of coupling results from precisely this retroactive effect for the excitation energy under certain conditions also an automatic one Synchronization of excitation frequency and oscillation frequency of the mass-spring system or an automatic synchronization of the phase position of both types of vibrations. The The drive motor of the alternating volume pump generator only needs with respect to its rotational frequency to be controlled or regulated. Any deviation in synchronous guidance the phase position between the rotational frequency and the oscillation frequency of the mass-spring system is due to the elasticity of the electrical field, especially the rotating field or the traveling field of an AC motor (slip) compensated or in mitigated its impact.

    Um die Forderung nach einer schnellen An- und Abschaltung des Erreger-Aktuators zu erfüllen, für den Fall, daß der Wechselvolumen-Pump-Generator nicht über eine geeignete Einrichtung zur Veränderung der Weglänge der Hübe (vorzugsweise bis auf den Wert Null) verfügt, ist gemäß der Erfindung zwischen dem Ausgang des Zylinderraumes des Wechselvolumen-Pump-Generators und dem Eingang des das Fluidvolumen des hydraulischen Erreger-Aktuators abschließenden Raumes ein schaltbares Organ vorgesehen, mit welchem zumindestens der Fluidvolumenaustausch eingeschränkt oder unterbrochen werden kann. Vorteilhafterweise soll mit dem gleichen Schaltvorgang auch ein Bypass-Weg schaltbar sein, über den die Wechsel-Volumina in ein anderes Behältnis umgeleitet werden können.In order to meet the requirement for rapid activation and deactivation of the exciter actuator, in the event that the alternating volume pump generator does not have a suitable one Device for changing the stroke length (preferably down to zero) is, according to the invention between the output of the cylinder space of the alternating volume pump generator and the input of the fluid volume of the hydraulic exciter actuator closing room provided a switchable organ with which at least the fluid volume exchange can be restricted or interrupted. A bypass path should advantageously also be switchable with the same switching operation over which the change volumes can be redirected to another container.

    Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 10 näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Verdichtungseinrichtung in einer allgemeinen Ausführung, wobei der unterhalb der Linie A-B gezeigte Teil in den Figuren 4 bis 8 in einer anderen, speziellen Ausführungsart dargestellt wird, so daß der in Fig. 1 unterhalb der Trennlinie A-B gezeigte Teil der Verdichtungseinrichtung durch die Teil-Darstellungen der Figuren 4 bis 8 ausgetauscht wird. Figur 2 illustriert eine erste Variante und Figur 3 eine zweite Variante eines Wechselvolumen-Pump-Generators, der in Fig. 1 als Rahmen 160 gekennzeichnet ist, welcher Rahmen in Fig. 1 und 9 einen Steuerungsteil symbolisiert, welcher zusammen mit dem Erreger-Aktuator die gesamte Erregereinrichtung bildet. Figur 9 zeigt eine weitere Variante einer Verdichtungseinrichtung, bei welcher der hydraulische Linearmotor des Erreger-Aktuators bezüglich des hydraulischen Zylinders der Haupt-Systemfeder koaxial angeordnet ist. Wie für die Figuren 2 bis 8 gilt auch für Fig. 9, daß die mit der Ziffer "1" beginnenden Bezugszeichen die gleichen Organe bzw. Merkmale darstellen wie in Fig. 1. In Fig. 10 ist in vergrößertem Maßstab ein in Fig. 9 mit Q gekennzeichnetes Detail zusammen mit einer angeschlossenen hydraulischen Schaltung wiedergegeben. The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 10. Figure 1 shows a compression device in a general embodiment, the one below the line A-B shown part in Figures 4 to 8 in a different, special embodiment is shown, so that the part of the compression device shown in Fig. 1 below the dividing line A-B is replaced by the partial representations of Figures 4 to 8. Figure 2 3 illustrates a first variant and FIG. 3 shows a second variant of an alternating volume pump generator, which is identified in Fig. 1 as frame 160, which frame in Fig. 1 and 9 symbolizes a control part, which together with the exciter actuator, the entire Excitation device forms. FIG. 9 shows a further variant of a compression device, in which the hydraulic linear motor of the excitation actuator with respect to the hydraulic cylinder of the main system spring is arranged coaxially. As for the figures 2 to 8 also applies to Fig. 9 that the reference numerals beginning with the number "1" are the same Represent organs or features as in Fig. 1. In Fig. 10 is on an enlarged scale a detail marked Q in FIG. 9 together with a connected hydraulic Circuit shown.

    In Fig. 1 ist mit 100 der Rahmen der Verdichtungseinrichtung gekennzeichnet, welcher Kräfte unterschiedlicher Art zu übertragen hat und welcher über als Schwingungsisolatoren dienende Fedem 102 gegen den Boden 104 abgestützt ist. In einem oben und unten offenen Formkasten 106 befindet sich der zu verdichtende Formkörper 108, auf dessen Oberseite die Preßplatte 110 der Preßeinrichtung 112 aufliegt. Die Unterseiten des Formkastens und des Formkörpers liegen auf einer Grundplatte bzw. Transportplatte 122 auf, welche ihrerseits auf dem Schwingtisch 124 aufliegt. Zwei Festspanneinrichtungen 126 mit in Richtung des Doppelpfeiles 132 zum Zwecke des Festspannens und des Lösens bewegbaren Spannelementen 130 sind vorgesehen, um einen Austausch der Grundplatte und/oder des Formkastens zu ermöglichen. Wenigstens während des Verdichtungsvorganges sind der Formkasten 106 und die Grundplatte 122 gegen den Schwingtisch 124 festgespannt, so daß sie mit diesem eine körperliche Einheit bilden.In Fig. 1, 100 denotes the frame of the compression device, which Forces of different types to be transmitted and which as vibration isolators serving spring 102 is supported against the floor 104. In an open top and bottom Shaped box 106 is the shaped body 108 to be compressed, on the upper side thereof the pressing plate 110 of the pressing device 112 rests. The bottom of the molding box and the shaped body rest on a base plate or transport plate 122, which in turn rests on the vibrating table 124. Two clamping devices 126 with in the direction of the double arrow 132 movable for the purpose of tightening and loosening Clamping elements 130 are provided in order to exchange the base plate and / or the To enable mold box. At least during the compression process Molded box 106 and the base plate 122 clamped against the vibrating table 124, see above that they form a physical unity with it.

    Die hydraulische Preßeinrichtung 112 besteht aus einem Zylinder 114, einem Kolben 116 und einer Preß-Antriebseinrichtung 118, die über eine hydraulische Leitung 120 mit dem Druckfluid des Zylinders und über eine Leitung 192 mit der zentralen Steuerung 190 verbunden ist. Die Preßeinrichtung stützt die über die Preßplatte 110 übertragenen Kräfte gegen den Rahmen ab. Die Preß-Antriebseinrichtung 118 kann auch derart ausgebildet sein, daß sie an eine Druckquelle angeschlossen ist, welche bei unterschiedlich abgegebenen oder aufgenommenen Volumenströmen einen vorgebbaren Druck konstant hält.The hydraulic pressing device 112 consists of a cylinder 114, a piston 116 and a press drive device 118, which via a hydraulic line 120 with the Pressure fluid of the cylinder and connected to the central controller 190 via a line 192 is. The pressing device supports the forces transmitted via the pressing plate 110 the frame. The press drive device 118 can also be designed such that it is connected to a pressure source, which is delivered at different or recorded volume flows keeps a predetermined pressure constant.

    Der Schwingtisch 124 gehört zusammen mit anderen, mit ihm synchron bewegten Bauteilen, zu welchen hauptsächlich Formkasten 106, Festspanneinrichtung 126, Grundplatte 122, und Schwingkolben 134 gehören, zu einem Schwingmassen-System 136, welches die Masse eines schwingfähigen Masse-Feder-Systems darstellt. Die bei der Durchführung der Schwingungen des Masse-Feder-Systems erzeugten dynamischen Massenkräfte werden über die Haupt-Systemfeder 150 gegen den Rahmen abgestützt Die Haupt-Systemfeder des Masse-Feder-Systems stellt gleichzeitig einen Energiewandler und Energiespeicher dar, da sie laufend die kinetische Energie des Schwingmassen-System 136 in Federenergie umsetzt (und umgekehrt). Im Falle der Fig. 1 ist die Haupt-Systemfeder 150 durch ein Druckfluid-Volumen 140 von einer bestimmten Größe Vo verkörpert, wobei wenigstens ein Teil des Druckfluid-Volumens zwischen dem Schwingkolben 134 und den Wandungen des Zylinders 138 eingespannt ist. Die dynamischen Massenkräfte werden über den Zylinder 138 gegen den Rahmen 100 abgestützt. The vibrating table 124, together with other components moving synchronously with it, which mainly include the molding box 106, the clamping device 126, the base plate 122, and the oscillating piston 134, belong to an oscillating mass system 136 which represents the mass of an oscillatable mass-spring system. The dynamic mass forces generated when the vibrations of the mass-spring system are carried out are supported against the frame by the main system spring 150. The main system spring of the mass-spring system simultaneously represents an energy converter and energy store, since it continuously stores the kinetic energy of the vibrating mass system 136 is converted into spring energy (and vice versa). In the case of FIG. 1, the main system spring 150 is embodied by a pressure fluid volume 140 of a certain size V o , at least part of the pressure fluid volume being clamped between the oscillating piston 134 and the walls of the cylinder 138. The dynamic mass forces are supported against the frame 100 via the cylinder 138.

    Das Schwingmassen-System 136 kann zwecks Durchführung des mit Anwendung einer Vibration durchzuführenden Verdichtungsvorganges zur Erzeugung von Schwingbewegungen 152 gezwungen werden. Die Kräfte zur Durchführung der Schwingbewegungen werden erzeugt von einem Bewegungserzeugungssystem 142 (welches prinzipiell sehr unterschiedlich ausgestaltet sein kann). Letzteres besteht zumindestens aus den beiden Bestandteilen Haupt-Systemfeder 150, welche die Erzeugung der Hauptkräfte übemimmt und der Erregereinrichtung 144 für die Zuführung der Antriebs-Energie für Erregung und Aufrechterhaltung der Schwingungen und für die Verdichtungsarbeit. Die Erregereinrichtung selbst umfaßt den (in Fig. 1 durch ein Rechteck 135 ganz allgemein dargestellten) Erreger-Aktuator zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Erreger-Steuerung 160 zur Energieversorgung und Energiesteuerung des Erreger-Aktuators. Die Erreger-Steuerung 160 ist schematisch durch einen Rahmen angedeutet, welcher stellvertretend für unterschiedliche Ausführungsformen steht. Die Anschlußstelle 196 in der Leitung 194 von der zentralen Steuerung 190 zur Erreger-Steuerung 160 und die Anschlußstelle 162 in der Wirkverbindung zwischen der Erreger-Steuerung 160 und dem Erreger-Aktuator 135 sollen die Austauschbarkeit des Funktionsträgers Erreger-Steuerung 160 noch zusätzlich verdeutlichen.The vibrating mass system 136 can be used to perform the Vibration compression process to be carried out to generate vibratory movements 152 are forced. The forces to perform the swinging movements are generated by a motion generation system 142 (which in principle is very different can be designed). The latter consists at least of the two components Main system spring 150, which takes over the generation of the main forces and the excitation device 144 for the supply of the drive energy for excitation and maintenance the vibrations and for the compaction work. The excitation device itself includes the (Generically shown in FIG. 1 by a rectangle 135) excitation actuator for generation of excitation forces and excitation control 160 for energy supply and energy control of the exciter actuator. The excitation controller 160 is schematically represented by a Frame indicated, which is representative of different embodiments. Junction 196 on line 194 from central controller 190 to exciter controller 160 and the connection point 162 in the operative connection between the excitation control 160 and the exciter actuator 135 are said to be the interchangeability of the function carrier Exciter control 160 also clarify.

    Der Erreger-Aktuator 135 ist derart angeordnet, daß er die Erregerkräfte mit einem beweglichen Teil gegen ein Bauteil des Schwingmassensystems 136, bevorzugterweise gegen den Schwingtisch 124, und mit einem festen Teil gegen den Rahmen 100 abstützt (der bewegliche Teil und der feste Teil sind in Fig. 1 nicht dargestellt). Es ist ersichtlich, daß die Kraftflußwege der Haupt-Systemfeder 150 und des Erreger-Aktuators 135 zumindestens teilweise getrenntverlaufen, so daß es zu einer unmittelbaren Verkoppelung der Federkräfte und der Erregerkräfte wie bei dem benannten Stand der Technik nicgt kommen kann. Auch ist erkennbar, daß die Erregerkraft bei ihrer Erzeugung nicht gegen das kompressible Fluidvolumen 140 der Haupt-Systemfeder 150 abstützt ist. Daß die Funktionsträger Haupt-Systemfeder und Erreger-Aktuator mit absolut unterschiedlichen Mitteln realisiert sein können, zeigen die Teil-Darstellungen der Figuren 4 bis 8.The excitation actuator 135 is arranged such that it excites the excitation forces with a movable Part against a component of the vibrating mass system 136, preferably against the Swing table 124, and supported with a fixed part against the frame 100 (the movable Part and the fixed part are not shown in Fig. 1). It can be seen that the power flow paths the main system spring 150 and the excitation actuator 135 at least partially run separately, so that there is a direct coupling of the spring forces and the excitation forces can not come as with the named prior art. Is too recognizable that the excitation force is not against the compressible fluid volume when it is generated 140 of the main system spring 150 is supported. That the function holder is the main system spring and exciter actuator can be realized with absolutely different means, show the partial representations of Figures 4 to 8.

    Der Erreger-Aktuator 135 funktioniert derart, daß ihm im Takte der durch die Erreger-Steuerung 160 vorgegebenen Frequenz Energie-Portionen zugeführt werden, was durch die Wirkverbindung 164 symbolisch dargestellt ist. Für den Fall, daß der Erreger-Aktuator ein hydraulischer Aktuator ist, z.B. ein hydraulischer Linearmotor, erfolgt über die dann als hydraulische Leitung zu deutende Wirkverbindung 164 ein dynamischer Austausch von Wechsel-Volumina mit der vorgegebenen Frequenz zwischen dem Erreger-Aktuator und einem in der Erreger-Steuerung 160 vorhandenen Wechselvolumen-Pump-Generator. Als Wechselvolumen-Pump-Generatoren kommen drei unterschiedliche Arten in Frage, von denen zwei anhand der Figuren 2 und 3 erläutert werden. (Bei der dritten Variante wird der Erreger-Aktuator mit einem elektrischen Linearmotor betrieben, der ähnlich arbeitet wie der unter Fig. 7 beschriebene).The exciter actuator 135 works in such a way that it is clocked by the exciter control 160 predetermined frequency energy portions are supplied, which by the Active connection 164 is shown symbolically. In the event that the exciter actuator is a hydraulic actuator, e.g. a hydraulic linear motor, then takes place as a hydraulic Line to be interpreted operative connection 164 a dynamic exchange of alternating volumes with the predetermined frequency between the exciter actuator and an in the exciter control 160 existing alternating volume pump generator. As alternating volume pump generators three different types are possible, two of which will be explained with reference to Figures 2 and 3. (In the third variant, the exciter actuator operated with an electric linear motor that works similarly to the one below Fig. 7 described).

    Im Idealfalle sind die periodischen Erregerkräfte wenigstens annähemd als harmonische Erregerkräfte ausgebildet sind. Dies gelingt am einfachsten unter Benutzung von Wechselvolumen-Pump-Generatoren unter Miteinbeziehung eines Unwuchtvibrators oder mit der Arbeitsweise einer Hydraulik-Verdrängerpumpe. Im Prinzip kann das Masse-Feder-System innerhalb bestimmter Grenzen zu harmonischen Schwingungen mit beliebigen Frequenzen und beliebigen Schwingwegamplituden erregt werden. Dies gilt auch für den Fall der durchzuführenden Verdichtungs-Vibration, wobei die Schwingungen des Masse-Feder-Systems dabei noch beeinflußt werden durch die Komponenten der Preßeinrichtung 112 und durch den Formkörper 108 selbst, z.B. durch dessen Federkraft. Jedenfalls ist das Masse-Feder-System mit seiner Erregereinrichtung 144 derart ausgelegt, daß es auch unter der Belastung durch die Preßeinrichtung mit einer über den Formkörper geleiteten vorgegebenen Preßkraft weit außerhalb der Resonanzfrequenz fo, jedoch auch in der Resonanzfrequenz fo oder in der Nähe von fo (oberhalb und unterhalb) betrieben werden kann. Wie bekannt ist, zeichnet sich der Resonanzbetrieb unter anderem auch dadurch aus, daß hierbei sehr hohe Beschleunigungen des Schwingtisches erreicht werden, die gerade bei der hier vorgesehenen Verdichtung mit harmonischen Vibrationskräften erforderlich sind, und wobei im Resonanzbetrieb gleichzeitig relativ niedrige Erregerkräfte erzeugt werden müssen.In the ideal case, the periodic excitation forces are at least approximately designed as harmonic excitation forces. The easiest way to do this is by using alternating-volume pump generators with the inclusion of an unbalance vibrator or by using a hydraulic displacement pump. In principle, the mass-spring system can be excited within certain limits to harmonic vibrations with any frequencies and any vibration path amplitudes. This also applies to the case of the compression vibration to be carried out, the vibrations of the mass-spring system being influenced by the components of the pressing device 112 and by the molded body 108 itself, for example by its spring force. In any case, the mass-spring system with its excitation device 144 is designed in such a way that it is well under the resonance frequency f o , but also in the resonance frequency f o or in the vicinity, even when loaded by the pressing device with a predetermined pressing force passed over the molded body can be operated from f o (above and below). As is known, the resonance mode is characterized, among other things, by the fact that very high accelerations of the vibrating table are achieved here, which are required especially with the compression provided here with harmonic vibration forces, and relatively low excitation forces have to be generated at the same time in the resonance mode.

    Für den Fall, daß die Verdichtungseinrichtung Bestandteil einer Betonsteinmaschine ist (wobei die verdichteten Formkörper später zu Betonsteinen aushärten), besteht der Formkörper vor seiner Verdichtung aus einem Formstoff aus lose zusammen haftenden kömigen Bestandteilen, wie z.B. feuchtem Betonmörtel. Nach beendeter Verdichtung wird der Formkörper in an sich bekannter Weise aus dem Formkasten gestoßen und wegtransportiert und der leere Formkasten wird in ebenfalls bekannter Weise emeut mit unverdichtetem Formstoff gefüllt. An dem Vorgang des Wechselns des Formkasteninhalts ist auch die Preßeinrichtung 112 in an sich bekannter Weise beteiligt, indem dabei der Kolben 116 zusammen mit der Preßplatte 110 eine auf- und abwärts führende Hubbewegung durchzuführen imstande ist. Das Verdichtungsverfahren beginnt nach der Füllung des Formkastens 106 mit Formstoff damit, daß die durch die Preßeinrichtung nach unten bewegte Preßplatte 110 auf der Oberseite des Formstoffes aufsetzt. Von diesem Augenblick der Hubbewegung der Preßplatte 110 an fährt dieselbe unter Ausübung eines vorgebbaren Preßdruckes auf den entstehenden Formkörper bei zunehmender Verdichtung desselben weiter nach unten. Mit Beginn der durch die Preßplatte 110 bewirkten Verdichtung oder zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt beginnend oder endend, wird die Verdichtung ausgeführt durch ein gemeinsames Einwirken von Preßdruck und Vibration auf den Fonnkörper.In the event that the compacting device is part of a concrete block machine (whereby the compacted shaped bodies later harden to concrete blocks), the shaped body is made before it is compressed from a molding material made of loosely adhering kömigen Components such as damp concrete mortar. After the compression is complete, the molded body pushed out of the molding box and transported away in a manner known per se and the empty molding box is again made in a known manner with undensified molding material filled. The pressing device is also involved in the process of changing the mold box contents 112 involved in a manner known per se, by doing this the piston 116 together able to perform an upward and downward lifting movement with the press plate 110 is. The compression process begins after the mold box 106 is filled Molding material so that the pressing plate 110 moved downwards by the pressing device the top of the molding material. From that moment the lifting movement of the Press plate 110 moves to the same while exerting a predetermined pressure on the resulting molded body further downward with increasing compression. With Beginning of compression caused by press plate 110 or to any other Starting or ending at the point in time, the compression is carried out by a common Influence of pressure and vibration on the body.

    Eine besonders wirksame Verdichtung kann herbeigeführt werden, wenn die Vibration mit der Resonanzfrequenz oder in der Nähe der Resonanzfrequenz fo durchgeführt wird. Aus diesem Grund ist während des Verdichtungsvorganges ein Verfahrensablauf vorgesehen, währendessen wenigstens einmal die Resonanzfrequenz fo angenähert oder erreicht oder überfahren wird. Da oftmals unterschiedliche Bestandteile der Formmasse mit ihren unterschiedlichen Verhaltensweisen während der Verdichtung unterschiedliche zu ihnen passende Vibrationsfrequenzen erfordern, ist es auch vorgesehen, während des Verdichtungsvorganges die Vibrationsfrequenz, und mit ihr gegebenenfalls auch die Schwingweg-Amplitude zu verändern. Mit dem Verdichtungs-Fortschritt soll optimalerweise auch die Preßkraft apaßbar sein. Um einen wiederholbaren zeitlichen Verlauf der Parameter einhalten zu können, ist daher vorgesehen, die Größe wenigstens eines der Parameter Frequenz, Schwingweg-Amplitude oder Preßkraft nach einer vorgegebenen Zeitfunktion variieren zu lassen. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, anstelle der einen, hauptsächlich durch die Federrate des Druckfluid-Volumens 140 definierten Resonanzstelle, eine weitere oder mehrere Resonanzstellen durch Veränderung der Federrate zu schaffen. Diese Forderung kann dadurch erfüllt werden, daß die bestimmte Größe Vo des Druckfluid-Volumens 140 gebildet wird durch mehrere voneinander durch schaltbare Sperrventile abtrennbare Unter-Volumina. Bei einer gewünschten Veränderung der Federrate müssen dann lediglich die entsprechenden Sperrventile geöffnet oder geschlossen werden. Es kann auch eine kontinuierliche Veränderung der Federrate dadurch vorgesehen werden, daß ein Teil des Druckfluid-Volumens 140 gebildet wird durch einen Zylinder, dessen Zylinderraum durch einen in dem Zylinder nach vorgegebener Weise verschieblichen Kolben verändert wird. Zwecks Veränderung der Resonanzfrequenz ist es auch möglich, die Schwingmasse (bei stillstehendem Vibrator) zu verändem. Dies kann dadurch geschehen, daß Zusatzmassen automatisch an- und abgekoppelt werden (nicht zeichnerisch dargestellt).A particularly effective compression can be brought about if the vibration is carried out at the resonance frequency or in the vicinity of the resonance frequency f o . For this reason, a process sequence is provided during the compression process, during which the resonance frequency f o is approximated or reached or passed at least once. Since different constituents of the molding compound, with their different behaviors, often require different vibration frequencies during compression, it is also intended to change the vibration frequency during the compression process and, if necessary, also the vibration path amplitude. With the progress of compaction, the compressive force should ideally also be adaptable. In order to be able to maintain a repeatable course of the parameters over time, it is therefore provided that the size of at least one of the parameters frequency, vibration path amplitude or pressing force vary according to a predetermined time function. In a further embodiment of the invention, instead of the one resonance point defined mainly by the spring rate of the pressure fluid volume 140, a further or more resonance points are created by changing the spring rate. This requirement can be met in that the specific size V o of the pressure fluid volume 140 is formed by a plurality of sub-volumes that can be separated from one another by switchable shut-off valves. If the spring rate is to be changed, the corresponding check valves then only have to be opened or closed. A continuous change in the spring rate can also be provided in that part of the pressure fluid volume 140 is formed by a cylinder, the cylinder space of which is changed by a piston which can be displaced in the cylinder in a predetermined manner. In order to change the resonance frequency, it is also possible to change the vibrating mass (with the vibrator stationary). This can be done by automatically connecting and disconnecting additional masses (not shown in the drawing).

    Die Vibration muß an- und abschaltbar sein, z.B. beim Wechsel des Formkasteninhalts. Das An- und Abschalten der Vibration muß im Sinne einer hohen Produktivität der gesamten Produktionsanlage sehr schnell durchgeführt werden können. Um diese Forderung zu erfüllen, sind Maßnahmen vorgesehen, die anhand weiterer Figuren später beschrieben werden.The vibration must be able to be switched on and off, e.g. when changing the mold box content. The Switching the vibration on and off in the sense of high productivity of the whole Production facility can be carried out very quickly. To meet this requirement measures are provided which will be described later with the aid of further figures.

    Für die Übertragung der Kraftflüsse könnte natürlich auch der Boden 104 mit einbezogen werden, wie dies in Fig. 9 gezeigt wird. Zwecks Vermeidung von Vibrationen im Boden ist für Fig. 1 jedoch vorgesehen, die Kraftflüsse vor allem der dynamischen Massenkräfte komplett durch den Rahmen 100 fließen zu lassen und die Vibrationen des Rahmens durch Fedem 102 gegen den Boden zu isolieren. Es ist noch anzumerken, daß die Kolben 116 und 134 in Fig. 1, wie auch andere Kolben in den anderen Figuren als doppeltwirkende Kolben ausgebildet sein können.The floor 104 could of course also be included for the transmission of the power flows as shown in FIG. 9. In order to avoid vibrations in the floor is for Fig. 1, however, provided the power flows, especially the dynamic mass forces completely to flow through the frame 100 and the vibrations of the frame through springs 102 isolate from the ground. It should also be noted that pistons 116 and 134 in Fig. 1, as well as other pistons in the other figures designed as double-acting pistons could be.

    In Figur 2 ist in schematisierter Form eine Erreger-Steuerung 200 mit einem Wechselvolumen-Pump-Generator unter Miteinbeziehung eines Unwuchtvibrators 240 gezeigt. Über zwei Anschlußstellen 162 und 196 ist die ganze Erreger-Steuerung an eine Verdichtungseinrichtung gemäß der Fig. 1 an den dort ebenfalls vorhandenen Anschlußstellen 162 und 196 anschließbar, wobei die Erreger-Steuerung 200 die in Fig. 1 durch den Rahmen 160 symbolisierte Erreger-Steuerung ersetzt. Zwei Unwuchten 204 sind von ihren Antriebsmotoren 202 zum gegenläufig synchronen Umlauf gezwungen und versetzen damit die Grundplatte 208 des gemeinsamen Gestells in eine gerichtete Schwingung, die durch den Doppelpfeil 206 angedeutet ist. Die Grundplatte 208 ist außerdem noch in einer nicht zeichnerisch dargestellten Weise über Fedem gegen das Zylindergehäuse 214 weich abgestützt. An der Grundplatte 208 sind zwei Pumpenkolben 210 befestigt, welche mit zwei Zylinderräumen 216 des Zylindergehäuses 214 zusammenarbeiten. Die Zylinderräume sind untereinander durch eine Verbindungsleitung 220 verbunden und nach außen über eine Leitung 222 unter Miteinbeziehung des Gerätes 226 an die Anschlußstelle 162 angeschlossen. Durch die Schwingbewegung der Pumpenkolben 210 wird das unter einem Vorspanndruck stehende Druckfluid-Volumen 218 gezwungen, bei jedem Abwärtshub unter erhöhtem Druck ein Austausch-Volumen von vorgegebener Größe über die Anschlußstelle 162 an das Druckfluid-Volumen des in diesem Falle hydraulisch arbeitenden Erreger-Aktuators 135 in Fig.1 abzugeben und bei jedem Aufwärtshub auch wieder ein von dem Druckfluid-Volumen des Erreger-Aktuators abgegebenes Austausch-Volumen aufzunehmen. Mit jedem bei einem Abwärtshub ausgetauschten Austausch-Volumen kann damit eine ganz bestimmte Erregerenergie-Portion an das Masse-Feder-System der Fig. 1 abgegeben werden. FIG. 2 shows an exciter control 200 with an alternating volume pump generator, including an unbalance vibrator 240, in a schematic form. The entire exciter control can be connected via two connection points 162 and 196 to a compression device according to FIG. 1 at the connection points 162 and 196 also present there, the excitation control 200 being the exciter control symbolized in FIG. 1 by the frame 160 replaced. Two unbalances 204 are forced by their drive motors 202 to rotate in opposite directions and thus set the base plate 208 of the common frame in a directional oscillation, which is indicated by the double arrow 206. The base plate 208 is also still softly supported in a manner not shown in the drawing via springs against the cylinder housing 214. Two pump pistons 210 are fastened to the base plate 208 and work together with two cylinder spaces 216 of the cylinder housing 214. The cylinder spaces are connected to one another by a connecting line 220 and are connected to the outside via a line 222 with the involvement of the device 226 at the connection point 162. The oscillating movement of the pump pistons 210 forces the pressurized fluid volume 218, which is under a prestressing pressure, and with each downward stroke under increased pressure, an exchange volume of a predetermined size via the connection point 162 to the pressurized fluid volume of the exciter actuator 135, which in this case operates hydraulically 1 and to record an exchange volume emitted by the pressure fluid volume of the exciter actuator with each upward stroke. With each exchange volume exchanged during a downward stroke, a very specific portion of excitation energy can thus be delivered to the mass-spring system of FIG. 1.

    Die Antriebsmotoren 202 werden von einem Steuergerät 230 beaufschlagt, mit welchem z.B. die Drehfrequenz derart beeinflußt werden kann, daß sie der Resonanzfrequenz fo der Verdichtungseinrichtung der Fig. 1 entspricht. Das Steuergerät 230 ist andererseits auch über die Anschlußstelle 196 mit der zentralen Steuerung 190 verbunden. Die Größe des mit dem hydraulisch betriebenen Erreger-Aktuator 135 in Fig. 1 auszutauschenden Austausch-Volumens muß aus unterschiedlichen Gründen variert werden können, wobei auch die Möglichkeit eingeschlossen sein muß, den Volumenaustausch, und damit die Schwingbewegung der Verdichtungseinrichtung gänzlich zu unterbinden. Für diese Aufgabe sind gemäß der Erfindung unterschiedliche Lösungen vorgesehen. Zum einen kann die Schwingamplitude des Vibrators mit an sich bekannten und hier nicht weiter zu beschreibenden Mitteln zwischen dem Wert Null und dem maximalen Wert variiert werden. Zum anderen besteht die Möglichkeit, den Fluidvolumen-Austausch zwischen dem Druckfluid-Volumen 218 und dem Erreger-Aktuator 135 einzuschränken oder zu unterbrechen. Die gerätemäßige Ausrüstung für die letztgenannten Maßnahmen soll durch ein Gerät 226 und dessen steuerungsmäßige Anbindung über die Anschlußstelle 196 an die zentrale Steuerung 190 angedeutet sein.The drive motors 202 are acted upon by a control device 230, with which, for example, the rotational frequency can be influenced in such a way that it corresponds to the resonance frequency f o of the compression device in FIG. 1. The control unit 230, on the other hand, is also connected to the central control 190 via the connection point 196. The size of the exchange volume to be exchanged with the hydraulically operated exciter actuator 135 in FIG. 1 must be able to be varied for different reasons, and the possibility must also be included of completely preventing the volume exchange and thus the oscillating movement of the compression device. Different solutions are provided for this task according to the invention. On the one hand, the vibration amplitude of the vibrator can be varied between the value zero and the maximum value using means known per se and not described further here. On the other hand, there is the possibility of restricting or interrupting the fluid volume exchange between the pressure fluid volume 218 and the excitation actuator 135. The equipment for the latter measures is to be indicated by a device 226 and its control connection via the connection point 196 to the central control 190.

    In Figur 3 ist in schematisierter Form eine Erreger-Steuerung 300 mit einer hydraulischen Pumpe als Wechselvolumen-Pump-Generator dargestellt. Über zwei Anschlußstellen 162 und 196 ist die ganze Erreger-Steuerung an eine Verdichtungseinrichtung gemäß der Fig. 1 an den dort ebenfalls vorhandenen Anschlußstellen 162 und 196 anschließbar, wobei die Erreger-Steuerung 300 die in Fig. 1 durch den Rahmen 160 symbolisierte Erreger-Steuerung ersetzt. In einem Pumpengehäuse 302 ist eine kreisförmige Kurvenscheibe 310 um eine in dem Pumpengehäuse drehbar gelagerte Welle 304 rotierend durch einen Antriebsmotor M antreibbar, was durch den Pfeil 308 symbolisiert ist. Die Drehachse der Kurvenscheibe ist um eine Exzenterstrecke 306 außerhalb der Mitte des Kurvenkreises angeordnet. Bei einer Rotation der Kurvenscheibe wird ein Pumpkolben 320 zur Durchführung von Oszillationsbewegungen in dem Zylinderraum 322 gezwungen, was durch den Doppelpfeil 324 symbolisiert ist. Als Folge der Oszillationsbewegungen des Pumpenkolbens 320 wird das unter einem Vorspanndruck stehende Druckfluid-Volumen 326 gezwungen, bei jedem Verdrängungshub unter erhöhtem Druck ein Austausch-Volumen von vorgegebener Größe über die Anschlußstelle 162 an das Druckfluid-Volumen des in Fig. 1 als hydraulisch betrieben angenommenen Erreger-Aktuators 135 abzugeben und bei jedem Rückhub auch wieder ein von dem Druckfluid-Volumen des Erreger-Aktuators abgegebenes Austausch-Volumen aufzunehmen. Mit jedem bei einem Verdrängungshub ausgetauschten Austausch-Volumen kann damit eine ganz bestimmte Erregerenergie-Portion an das Masse-Feder-System der Fig. 1 abgegeben werden. FIG. 3 shows an exciter control 300 with a hydraulic pump as an alternating volume pump generator in a schematic form. The entire exciter control can be connected via two connection points 162 and 196 to a compression device according to FIG. 1 at the connection points 162 and 196 also present there, the excitation control 300 being the exciter control symbolized in FIG. 1 by the frame 160 replaced. In a pump housing 302, a circular cam disc 310 can be driven in rotation by a drive motor M about a shaft 304 rotatably mounted in the pump housing, which is symbolized by the arrow 308. The axis of rotation of the cam is arranged around an eccentric section 306 outside the center of the cam circle. When the cam disc rotates, a pump piston 320 is forced to perform oscillatory movements in the cylinder space 322, which is symbolized by the double arrow 324. As a result of the oscillating movements of the pump piston 320, the pressurized fluid volume 326, which is under a prestressing pressure, is forced, with each displacement stroke under increased pressure, to exchange a volume of a predetermined size via the connection point 162 to the pressurized fluid volume of the one assumed to be hydraulically operated in FIG. 1 To deliver exciter actuator 135 and to take up an exchange volume delivered by the pressure fluid volume of the exciter actuator with each return stroke. With each exchange volume exchanged during a displacement stroke, a very specific portion of excitation energy can thus be delivered to the mass-spring system of FIG. 1.

    Der Antriebsmotor M wird von einem Steuergerät 330 beaufschlagt, mit welchem z.B. die Drehfrequenz der Kurvenscheibe 310 derart beeinflußt werden kann, daß sie der Resonanzfrequenz fo der Verdichtungseinrichtung der Fig. 1 entspricht. Das Steuergerät 330 ist andererseits auch über die Anschlußstelle 196 mit der zentralen Steuerung 190 verbunden. Um auch in diesem Falle die Größe des mit dem Druckfluid-Volumen des Erreger-Aktuators in Fig. 1 auszutauschenden Austausch-Volumens verändem zu können, sind in der Erreger-Steuerung 300 zwei entsprechende Möglichkeiten vorgesehen. Bei der einen Lösung kann der Hub des Pumpenkolbens 324 dadurch verändert werden, daß die Exzenterstrecke 306 verändert wird (bis auf den Wert Null möglich). Die andere Lösung arbeitet änhlich wie die bezuglich der Fig. 2 beschriebene Losung, bei welcher der Fluidvolumen-Austausch zwischen dem Druckfluid-Volumen 326 und dem Druckfluid-Volumen des Erreger-Aktuators eingeschränkt oder unterbrochen werden kann. Dabei kommt dem Gerät 340 die gleiche Aufgabe zu wie dem Gerät 226 in Fig. 2.The drive motor M is acted upon by a control unit 330, with which, for example, the rotational frequency of the cam plate 310 can be influenced in such a way that it corresponds to the resonance frequency f o of the compression device in FIG. 1. The control device 330, on the other hand, is also connected to the central control 190 via the connection point 196. In order to be able to change the size of the exchange volume to be exchanged with the pressure fluid volume of the exciter actuator in FIG. 1 in this case as well, two corresponding possibilities are provided in the exciter controller 300. In one solution, the stroke of the pump piston 324 can be changed by changing the eccentric section 306 (possible down to the value zero). The other solution works in a similar way to the solution described with reference to FIG. 2, in which the fluid volume exchange between the pressure fluid volume 326 and the pressure fluid volume of the exciter actuator can be restricted or interrupted. Device 340 has the same task as device 226 in FIG. 2.

    Figur 4 zeigt eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Schwingtisch 124, in welcher Variante der Enreger-Aktuator 480 zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Haupt-Systemfeder 470 im Vergleich zu einer Verdichtungseinrichtung gemäß Fig, 1 mit einem hydraulischen Erreger-Aktuator andersartig ausgebildet sind. In Fig. 4 wird die Haupt-Systemfeder 470 durch die einzelnen Federn zweier gleichgroßer Druckfluid-Volumina 478 verkörpert, welche jeweils zwischen einem eigenen Schwingkolben 474 und Zylinder 476 eingeschlossen sind. Der Erreger-Aktuator 480 wird gebildet durch den Aktuator-Kolben 482, welcher mittels des Kolbenhalters 484 am Schwingtisch 124 befestigt ist, durch den Aktuator-Zylinder 486 und durch das Aktuator-Druckfluid-Volumen 488, welches mittels der Wirkverbindung 164 mit der Erreger-Steuerung 160 verbunden ist. Wie bereits für Fig. 1 beschrieben, sollen auch bei Fig. 4 als Erreger-Steuerungen (anstelle des symbolischen Rahmens 160 zwischen den Anschlußstellen 162 und 196 austauschbar) Wechselvolumen-Pump-Generatoren wie z.B. die durch die Figuren 2 und 3 beschriebenen zum Einsatz gelangen können. Wie bei der Verdichtungseinrichtung in Fig. 1 geschieht in Fig. 4 die Übertragung der Erregerkräfte derart, daß sie zwischen Schwingtisch 124 und Rahmen 100 auf einem besonderen Kraftfluß-Weg geführt werden, welcher parallel zu den über die einzelnen Federn (478) führenden Kraftfluß-Wegen verläuft. Durch diese Maßnahme bedingt, kann es nicht zu einer Verkoppelung von Erregerkraften und dynamischen Massenkräften in ein und demselben Druckfluid-Volumen kommen.FIG. 4 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the exciter actuator 480 for generating the excitation forces and the main system spring 470 in comparison to a compression device according to FIG. 1 with a hydraulic exciter actuator are designed differently. In Fig. 4 the main system spring 470 through the individual springs of two equally large pressurized fluid volumes 478 embodies each between its own oscillating piston 474 and cylinder 476 are included. The excitation actuator 480 is formed by the actuator piston 482, which is fastened to the vibrating table 124 by means of the piston holder 484, through the Actuator cylinder 486 and by the actuator pressure fluid volume 488, which by means of Active connection 164 is connected to the excitation controller 160. As already for Fig. 1 4, should also be shown in FIG. 4 as excitation controls (instead of the symbolic Frame 160 interchangeable between the connection points 162 and 196) Alternating volume pump generators such as. which are described by FIGS. 2 and 3 are used can. As with the compression device in FIG. 1, the transmission takes place in FIG. 4 the excitation forces such that they between the vibrating table 124 and frame 100 a special power flow path, which is parallel to that over the individual Springs (478) leading power flow paths runs. Due to this measure there can be no coupling of excitation forces and dynamic mass forces in the same volume of pressurized fluid.

    Figur 5 zeigt eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Schwingtisch 124, in welcher Variante der Erreger-Aktuator 580 zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Haupt-Systemfeder 570 im Vergleich zu Fig. 1 andersartig ausgebíldet sind. In Fig. 5 wird die Haupt-Systemfeder 570 durch zwei gleichgroße Druckfluid-Volumina 578 verkörpert, welche jeweils zwischen einem eigenen Schwingkolben 574 und Zylinder 576 eingeschlossen sind. Der Erreger-Aktuator 580 wird gebildet durch einen in seiner Amplitude verstellbaren Richtvibrator 584, welcher ohne eine kraftübertragende Verbindung zum Rahmen 100 direkt an dem Schwingtisch 124 befestigt ist. Die Ansteuerung der beiden Antriebsmotoen 582, über welche auch die Drehzahl gesteuert werden kann, erfolgt über die Wirkverbindung 164 durch die Erreger-Steuerung 160. Für die Übertragung der Erregerkräfte auf einem eigenen Kraftfluß-Weg gilt etwas Ähnliches, wie in der Beschreibung zu Figur 4 beschrieben. FIG. 5 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the excitation actuator 580 for generating the excitation forces and the main system spring 570 are designed differently compared to FIG. 1. 5, the main system spring 570 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 578, which are each enclosed between their own oscillating piston 574 and cylinder 576. The excitation actuator 580 is formed by a directional vibrator 584 whose amplitude is adjustable and which is fastened directly to the vibrating table 124 without a force-transmitting connection to the frame 100. The control of the two drive motors 582, via which the speed can also be controlled, takes place via the operative connection 164 by the excitation controller 160. Something similar applies to the transmission of the excitation forces on its own power flow path, as in the description of FIG. 4 described.

    Figur 6 zeigt eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Schwingtisch 124, in welcher Variante der Erreger-Aktuator 680 zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Haupt-Systemfeder 670 im Vergleich zu Fig. 1 andersartig ausgebildet sind. in Fig. 6 wird die Haupt-Systemfeder 670 durch zwei gleichgroße Druckfluid-Volumina 678 verkörpert, welche jeweils zwischen einem eigenen Schwingkolben 674 und Zylinder 676 eingeschlossen sind. Der Erreger-Aktuator 680 umfaßt zum einen einen Richtvibrator 681, welcher über Fedem 682 weich gegen den Rahmen 100 abgestützt ist. Die Ansteuerung der beiden Antriebsmotoren 683, über welche auch die Drehzahl gesteuert werden kann, erfolgt über die Wirkverbindung 164 durch die Erreger-Steuerung 160. Der Richtvibrator 681muß in diesem Falle nicht bezüglich seiner Schwingamplitude verstellbar sein und kann ständig in Schwingung bleiben. Das An- und Abschalten der vom Richtvibrator erzeugten Erregerkräfte an den Schwingtisch 124 und die Steuerung der Größe der bei jeder Schwingbewegung des Richtvibrators zu übertragenden Erreger-Energie-Portionen erfolgt mittels einer ebenfalls noch zum Erreger-Aktuator zugehörigen hydraulisch betriebene Kuppel-Einrichtung 684 in Verbindung mit einem hydraulischen Schaltorgan 685, welchletzteres über die Leitung 686 von der zentralen Steuerung 190 angesteuert wird. FIG. 6 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the exciter actuator 680 for generating the excitation forces and the main system spring 670 are configured differently from FIG. 1. 6, the main system spring 670 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 678, which are each enclosed between their own oscillating piston 674 and cylinder 676. The exciter actuator 680 comprises a directional vibrator 681, which is supported softly against the frame 100 via springs 682. The control of the two drive motors 683, via which the speed can also be controlled, takes place via the operative connection 164 by the excitation controller 160. In this case, the directional vibrator 681 does not have to be adjustable in terms of its oscillation amplitude and can remain in vibration. The activation and deactivation of the excitation forces generated by the directional vibrator on the vibrating table 124 and the control of the size of the excitation energy portions to be transmitted with each oscillating movement of the directional vibrator is carried out by means of a hydraulically operated coupling device 684, which is also associated with the excitation actuator with a hydraulic switching element 685, the latter being controlled by the central control 190 via the line 686.

    Die hydraulische Kuppel-Einrichtung 684 umfaßt einen doppeltwirkenden Kolben 687, der durch die Schwingbewegungen des Richtvibrators, an dem er befestigt ist, im Zylinderraum des Zylinders 688 auf und ab verschieblich ist. Während der Schwingung des Richtvibrators 681 werden Wechsel-Volumina, welche Teile der Druckfluid-Voiumina der beiden durch den Kolben abgetrennten Zylinderräumen 672 und 673 sind, mit dem hydraulischen Schaltorgan 685 ausgetauscht. Das hydraulische Schaltorgan 685 kann in verschiedenen Versionen betrieben werden: In einer ersten Betriebsweise stellt es für die auszutauschenden Wechsel-Volumina einen Kurzschlußweg her, so daß bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 687 praktisch keine Erregerkräfte von dem Richtvibrator auf den Schwingtisch übertragen werden. In einer zweiten Betriebsweise stellt das hydraulische Schaltorgan 685 einen (vorzugsweise kontinuierlich verstellbaren) verengten Kurzschlußweg mit einer vorgebbaren Drosselwirkung zur Verfügung. Durch die Drosselung der Volumenströme der auszutauschenden Wechsel-Volumina werden die übertragbaren Amplituden der Schwingbewegung des Richtvibrators und die übertragbaren Erregerkräfte bzw. die übertragbaren Erreger-Energie-Portionen in vorgebbarer Weise reduziert. In einer dritten Betriebsweise ist der Kurzschlußweg komplett gesperrt, was zur Folge hat, daß die Schwingbewegungen bzw. die Erregerkräfte des Richtvibrators mit voller Amplitude bzw. in maximaler Größe auf den Schwingtisch 124 übertragen werden. Für die Übertragung der Erregerkräfte auf einem eigenen Kraftfluß-Weg gilt etwas Ähnliches, wie in der Beschreibung zu Figur 4 beschrieben.The hydraulic coupling device 684 comprises a double-acting piston 687 which by the vibrating movements of the directional vibrator to which it is attached in the cylinder chamber of the cylinder 688 is movable up and down. During the vibration of the directional vibrator 681 are changing volumes, which parts of the pressure fluid volume of the two through the Piston separate cylinder spaces 672 and 673 are, with the hydraulic switching element 685 exchanged. The hydraulic switching element 685 can be in different versions are operated: In a first mode of operation, it provides for the exchange volumes to be exchanged a short-circuit path forth, so that the up and down movement of the Piston 687 practically no excitation forces from the directional vibrator on the vibrating table be transmitted. In a second operating mode, the hydraulic switching element 685 a (preferably continuously adjustable) narrowed short-circuit path with a predefinable one Throttling effect available. By throttling the volume flows exchangeable volumes to be exchanged become the transferable amplitudes of the oscillating movement of the directional vibrator and the transferable excitation forces or the transferable Exciter energy portions reduced in a predeterminable manner. In a third mode of operation the short-circuit path is completely blocked, which has the consequence that the oscillating movements or the excitation forces of the directional vibrator with full amplitude or in maximum size the vibrating table 124 are transmitted. For the transmission of excitation forces on one own power flow path applies something similar, as described in the description of Figure 4.

    In Figur 7 wird eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Schwingtisch 124 gezeigt, in welcher der Erreger-Aktuator 780 zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Haupt-Systemfeder 770 im Vergleich zu Fig. 1 andersartig ausgebildet sind. In Fig. 7 wird die Haupt-Systemfeder 770 durch zwei gleichgroße Druckfluid-Volumina 778 verkörpert. welche jeweils zwischen einem eigenen Schwingkolben 774 und Zylinder 776 eingeschlossen sind. Der Erreger-Aktuator 780 ist ein elektrischer Linearmotor, bestehend aus einem beweglichen Teil 782 und einem stationären Teil 783. Die Erregerkräfte werden in einem Luftspalt 784 durch magnetische Wechselfelder erzeugt und stützen sich einerseits gegen den Schwingtisch 124 und andererseits gegen den Rahmen 100 ab. Die Größe der Erregerkräfte, die Hubamplitude des beweglichen Teiles und die Erregerfrequenz werden durch die Erregersteuerung 160 bestimmt, die mit dem Linearmotor über die Wirkverbindung 164 verbunden ist. Für die Übertragung der Erregerkräfte auf einem eigenen Kraftfluß-Weg gilt etwas Ähnliches, wie in der Beschreibung zu Figur 4 beschrieben. Bei einem elektrischen Linearmotor kann auch als Vorteil in Anspruch genommen werden, daß damit eine direkte Umwandlung von elektrischer Energie in Erregerenergie vorgenommen werden kann. FIG. 7 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which the exciter actuator 780 for generating the excitation forces and the main system spring 770 are configured differently from FIG. 1. In FIG. 7, the main system spring 770 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 778. which are each enclosed between their own oscillating piston 774 and cylinder 776. The excitation actuator 780 is an electric linear motor, consisting of a movable part 782 and a stationary part 783. The excitation forces are generated in an air gap 784 by alternating magnetic fields and are supported on the one hand against the vibrating table 124 and on the other hand against the frame 100. The size of the excitation forces, the stroke amplitude of the movable part and the excitation frequency are determined by the excitation control 160, which is connected to the linear motor via the operative connection 164. Something similar applies to the transmission of the excitation forces on its own power flow path, as described in the description of FIG. 4. With an electric linear motor, it can also be claimed as an advantage that it can be used to directly convert electrical energy into excitation energy.

    Figur 8 zeigt eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Schwingtisch 124, in welcher Variante der Erreger-Aktuator 880 zur Erzeugung der Erregerkräfte und die Haupt-Systemfeder 870 im Vergleich zu Fig. 1 andersartig ausgebildet sind. In Fig. 8 wird die Haupt-Systemfeder 870 durch zwei gleichgroße Druckfluid-Volumina 878 verkörpert, welche jeweils zwischen einem eigenen Schwingkolben 874 und Zylinder 876 eingeschlossen sind. Der Erreger-Aktuator 880 ist ein hydraulischer Linearmotor, bestehend aus einem als Kolben ausgebildeten beweglichen Teil 882 und einem als Zylinder ausgebildeten stationären Teil 883. Die Erregerkräfte werden in dem Druckfluid-Volumen 884 erzeugt durch den Austausch von dynamischen hydraulischen Wechsel-Volumina über die Wirkverbindung 164 mit der Erregersteuerung 160. Die Erregersteuerung 160 enthält in diesem Falle einen elektrohydraulischen Servomechanismus, welcher nach Maßgabe der von der zentralen Steuerung 190 erhaltenen Steuerungsinformationen dynamisch hydraulische Wechsel-Volumina mit vorgebbarer Frequenz und Größe und mit vorgebbaren Erreger-Energie-Portionen erzeugt. Die Erregerkräfte stützen sich einerseits gegen den Schwingtisch 124 und andererseits gegen den Rahmen 100 ab. Für die Übertragung der Erregerkräfte auf einem eigenen Kraftfluß-Weg gilt etwas Ähnliches, wie in der Beschreibung zu Figur 4 beschrieben. In Fig. 9 wird eine Variante einer Verdichtungseinrichtung gezeigt, welche ähnlich wie die Varianten gemäß den Figuren 4 und 8 mit einer hydraulischen Feder und mit einem hydraulischen Erreger arbeitet. Der Aufbau der ganzen Verdichtungseinrichtung ist ähnlich dem der Fig. 1. Die mit der Ziffer 1 beginnenden Bezugszeichen kennzeichnen daher die gleichen Merkmale mit den ihnen zugeordneten Funktionen wie in Fig. 1. Die im Vergleich zu Fig. 1 andersartigen Merkmale, die mit der Ziffer 9 beginnen, sind alle unterhalb des Schwingtisches 124 angeordnet. Der Kraftfluß aller beteiligten Kräfte geht über das Zylinderteil 902. Das Zylinderteil ist ebenso wie der nach unten offene Rahmen 100 fest mit dem Fundament 904 verbunden ist. Das Fundament kann in diesem Falle wie ein Teil des Rahmens 100 betrachtet werden und ist ebenfalls Träger der Kraftflußwege aller beteiligten Verdichtungskräfte. FIG. 8 shows a variant of a compression device according to FIG. 1 with the vibrating table 124, in which variant the excitation actuator 880 for generating the excitation forces and the main system spring 870 are configured differently from FIG. 1. 8, the main system spring 870 is embodied by two equally large pressurized fluid volumes 878, which are each enclosed between their own oscillating piston 874 and cylinder 876. The excitation actuator 880 is a hydraulic linear motor, consisting of a movable part 882 designed as a piston and a stationary part 883 designed as a cylinder. The excitation forces are generated in the pressure fluid volume 884 by the exchange of dynamic hydraulic alternating volumes via the operative connection 164 with the exciter controller 160. In this case, the exciter controller 160 contains an electrohydraulic servomechanism which, in accordance with the control information received from the central controller 190, generates dynamic hydraulic alternating volumes with predeterminable frequency and size and with predeterminable exciter energy portions. The excitation forces are supported on the one hand against the vibrating table 124 and on the other hand against the frame 100. Something similar applies to the transmission of the excitation forces on its own power flow path, as described in the description of FIG. 4. 9 shows a variant of a compression device which, like the variants according to FIGS. 4 and 8, works with a hydraulic spring and with a hydraulic exciter. The construction of the entire compression device is similar to that of FIG. 1. The reference numerals beginning with the number 1 therefore identify the same features with the functions assigned to them as in FIG. 1. The features which are different in comparison to FIG. 1 and which have the number 9 begin, are all arranged below the vibrating table 124. The force flow of all the forces involved is via the cylinder part 902. Like the frame 100 which is open at the bottom, the cylinder part is firmly connected to the foundation 904. In this case, the foundation can be regarded as part of the frame 100 and is also the carrier of the force flow paths of all the compression forces involved.

    Das Zylinderteil 902 enthält Zylinderräume bzw. Fluidvolumina für zwei unterschiedliche hydraulische Linearmotoren: Das kompressible Ffuidvolumen 906 stellt den energiespeichemden Teil der Haupt-Systemfeder 970 dar und ist mit seinem Kompressionsmodul maßgebend für die Resonanzfrequenz des Masse-Feder-Systems mit dem Schwingmassen-System 136, zu dem auch der Schwingkolben 908 gehört. Das Fluidvolumen 906 bildet zusammen mit dem Schwingkolben 908 die Haupt-Systemfeder 970. Das Aktuator-Fluidvolumen 914 bildet zusammen mit dem Aktuator-Kolben 916 und dem Zylinderteil 902 den hydraulischen Linearmotor des Erreger-Aktuators 980, mit welchem Linearmotor die Erregerkräfte erzeugt werden, mit denen Frequenz und Amplitude der Verdichtungs-Vibration bestimmt werden. Der Schwingkolben ist fest mit dem Schwingtisch 124 und der Aktuator-Kolben ist fest mit dem Schwingkolben verbunden. Das Fluidvolumen 906 und das Aktuator-Fluidvolumen 914 könnten auch vertauscht sein.The cylinder part 902 contains cylinder spaces or fluid volumes for two different hydraulic ones Linear motors: The compressible fluid volume 906 represents the energy-storing It is part of the main system spring 970 and is decisive with its compression module for the resonance frequency of the mass-spring system with the vibrating mass system 136, to which the oscillating piston 908 belongs. The fluid volume forms 906 together with the oscillating piston 908 the main system spring 970. The actuator fluid volume 914 forms together with the actuator piston 916 and the cylinder part 902 the hydraulic linear motor of the excitation actuator 980, with which linear motor the Excitation forces are generated with which the frequency and amplitude of the compression vibration be determined. The oscillating piston is fixed to the oscillating table 124 and the Actuator piston is firmly connected to the oscillating piston. The fluid volume 906 and that Actuator fluid volumes 914 could also be interchanged.

    Der Erreger-Aktuator 980 ist mittels der Wirkverbindung 164 mit der Erreger-Steuerung 160 verbunden ist. Die Erregersteuerung (anstelle des symbolischen Rahmens 160 zwischen den Anschlußstellen 162 und 196 austauschbar) kann als ein Wechsel-Volumen-Pumpgenerator ausgeführt sein; sie kann aber auch einen elektro-hydraulischen Servomechanismus enthalten, welcher einerseits an eine Druckquelle (vorzugsweise mit im wesentlichen konstantem Druck) angeschlossen ist und andererseits dynamisch hydraulische Wechsel-Volumina mit vorgebbarer Frequenz und Größe und mit vorgebbaren En-egerenergie-Portionen mit dem Linearmotor austauscht.The exciter actuator 980 is connected to the exciter controller 160 by means of the operative connection 164 connected is. The excitation control (instead of the symbolic frame 160 between ports 162 and 196) (interchangeable volume pump generator) be executed; but it can also use an electro-hydraulic servomechanism contain, on the one hand to a pressure source (preferably with essentially constant pressure) and on the other hand dynamic hydraulic Alternating volumes with predeterminable frequency and size and with predeterminable portions of energy exchanged with the linear motor.

    Der Schwingtisch 124 bzw. der Schwingkolben soll in einer mit einem variablen oder konstanten Wert vorgebbaren durchschnittlichen Höhenlage gehalten werden, wie sie durch das Maß "Z" symbolisiert ist. Bei der Durchführung von Schwingbewegungen kann die durchschnittliche Höhenlage beispielsweise definiert sein durch jene Schwingweg-Bezugslage, bei der die Schwinggeschwindigkeit ihren maximalen Wert und die Schwingbeschleunigung den Wert Null hat. Auf diese Schwingweg-Bezugslage bezogen, können Schwingwegsamptituden +A und -A (verbunden mit positiven und negativen Schwingbeschleunigungen) definiert werden, wobei in Abhängigkeit von diversen Parametern die Schwingwegsamplituden +A und -A bemerkenswert unterschiedliche Werte haben können. Zumindestens bei der Durchführung von Schwingbewegungen im Resonanzbetrieb soll bei einer negativen Schwingwegamplitude -A das Fluidvolumen 906 um etwa den Betrag -A komprimiert werden.The vibrating table 124 or the vibrating piston should be in one with a variable or constant Predictable average altitude as held by the dimension "Z" is symbolized. When performing swinging movements, the average altitude is defined, for example, by that swing path reference position, at which the vibration speed has its maximum value and the vibration acceleration has the value zero. Based on this swing path reference position, can Vibration path amplitudes + A and -A (combined with positive and negative vibration accelerations) can be defined, depending on various parameters Vibration path amplitudes + A and -A can have remarkably different values. At least when performing oscillating movements in resonance mode should a negative oscillation path amplitude -A the fluid volume 906 by approximately the amount -A be compressed.

    Bei der Durchführung einer Schwingbewegung in positiver Richtung (in Richtung der Schwingwegsamplitude +A) kann es passieren, daß bei Erreichen eines Kompressionsbetrages = Null des Fluidvolumens die Schwingwegsamplitude "+A" noch nicht erreicht ist. Um in diesem Falle die Bildung eines Vakuums zu vermeiden, ist der Einsatz eines Ausgleichsvolumen-Spenders 920 vorgesehen. Er besteht aus einem Zylindergehäuse 922, einem Ausgleichs-Kolben 926, einer Ausgleichs-Feder 928 und einem Ausgleichs-Volumen 924 und ist über eine Leitung 930 mit dem Fluidvolumen 906 verbunden. Während ein Kompressionsbetrag > Null des Fluidvolumens vorherrscht, ist der Ausgleichs-Kolben 926 gegen die Kraft der Ausgleichs-Feder 928 in eine mechanisch gebildete Endlage gedrückt. Bei einer Aufwärts-Schwingbewegung wird spätestens bei Eintritt eines Kompressionsbetrages = Null des Fluidvolumens 906 der Ausgleichs-Kolben durch die Kraft der Ausgleichs-Feder aus seiner Endlage verschoben, wodurch ein Volumenstrom vom Ausgleichs-Volumen 924 in das Fluidvolumen 906 fließt. Nach wieder ansteigendem Kompressionsbetrag nach Umkehr der Schwingungsbewegung an ihrem obersten Punkt wird umgekehrt ein Volumenstrom vom Fluidvolumen 906 in das Ausgleichs-Volumen 924 verschoben, und zwar solange, bis der Ausgleichs-Kotben wieder in der gezeichneten Endlage ist, womit dann ( sieht man von Leckageverlusten ab) gleichzeitig wieder eine Kompression des Fluidvolumens 906 beginnt. In einer anderen Ausführungsvariante könnte ein Ausgleichsvolumen-Spender aber auch durch ein entsprechend gesteuertes Ventil ersetzt werden, welches den Volumenstrom beim Aufwärtshub von einer Druckquelle bezieht und und den Volumenstrom beim Abwärtshub in die Druckquelle selbst oder in einen anderen Behälter zurückgibt.When performing a swinging movement in the positive direction (in the direction of the Vibration path amplitude + A) it can happen that when a compression amount is reached = Zero of the fluid volume the vibration path amplitude "+ A" has not yet been reached. Around In this case, avoiding the formation of a vacuum is the use of a compensation volume dispenser 920 provided. It consists of a cylinder housing 922, one Compensating piston 926, a compensating spring 928 and a compensating volume 924 and is connected to the fluid volume 906 via a line 930. During a compression amount > Zero of the fluid volume prevails, the compensation piston 926 is against the force of the compensating spring 928 is pressed into a mechanically formed end position. at an upward swinging movement occurs at the latest when a compression amount occurs = Zero of the fluid volume 906 of the balancing pistons by the force of the balancing spring displaced from its end position, whereby a volume flow from the compensation volume 924 flows into the fluid volume 906. After increasing compression amount after reversal the oscillatory movement at its top point, conversely, becomes a volume flow shifted from the fluid volume 906 into the compensation volume 924, and for as long as until the compensating valve is again in the drawn end position, with which (see of leakage losses), compression of the fluid volume 906 at the same time starts. In another embodiment variant, a compensation volume donor could but can also be replaced by a correspondingly controlled valve, which determines the volume flow on the upstroke from a pressure source and and the volume flow returns on the downstroke into the pressure source itself or into another container.

    Es ist ein Wegmeßsystem vorgesehen für die Erfassung des Schwingweges des Schwingtisches 124 bzw. des Schwingkolbens 908, bestehend aus einem ersten Sensorteil 910 und einem zweiten Sensorteil 912. Das Ergebnis dieser Wegmessung wird (auf eine nicht zeichnerisch dargestellte Weise) der zentralen Steuerung 190 zugeführt und dort verarbeitet. Um den Schwingtisch 124 bzw. den Schwingkolben 908 trotz auftretender Leckageverluste und anderer Störfaktoren in der vorgebbaren durchschnittlichen Höhenlage bzw. Schwingweg-Bezugslage halten zu können, ist ein hydraulischer Regelvolumen-Spender 940 vorgesehen. Dieser vermag über die Leitung 942 einen Regelvolumenstrom in das Fluidvolumen 906 hineinzuführen und gegebenenfalls auch von ihm abzuführen, derart, daß die vorgegebene durchschnittliche Höhenlage konstant gehalten wird. Der Regelvolumen-Spender 940 weist im gewählten Beispiel eine Druckquelle S, ein Rückschlagventil C und ein Ventil V auf, durch welches Ventil die notwendige Dosierung des Regelvolumenstroms vorgenommen wird. Das Ventil V, welches über die Wirkleitung 944 von der zentralen Steuerung 190 angesteuert wird, ist ein Aktuator eines geschlossenen Regelkreises einer Niveauregelungs-Einrichtung, mit welcher die durchschnittliche Höhenlage bzw. Schwingweg-Bezugslage kontinuierlich auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird.A displacement measuring system is provided for the detection of the vibration path of the vibration table 124 or the oscillating piston 908, consisting of a first sensor part 910 and a second sensor part 912. The result of this displacement measurement is (not on a drawing) shown way) fed to the central controller 190 and processed there. Around the vibrating table 124 or the vibrating piston 908 despite leakage losses and other disruptive factors in the predeterminable average altitude or swing path reference position To hold a hydraulic control volume dispenser 940 is provided. This can control a control volume flow into the fluid volume via line 942 906 lead in and, if necessary, lead away from him, such that the predetermined average altitude is kept constant. The regular volume dispenser 940 in the selected example has a pressure source S, a check valve C and a valve V, through which valve the necessary dosing of the control volume flow is carried out becomes. The valve V, which is controlled by the central control 190 via the active line 944 is an actuator of a closed control loop of a level control device, with which the average altitude or swing path reference position is continuously regulated to a predetermined value.

    Eine Verdichtungseinrichtung gemäß der Fig. 9 bietet mehrere Vorteile, und zwar,

    • Die Haupt-Systemfeder 970 wird nicht mit den Erregerkräften belastet, bzw. das Aktuator-Fluidvolumen wird nicht mit den Kräften der Haupt-Systemfeder belastet. Der Kraftfluß aller drei beteiligten Kräfte vereinigt sich zwar im Schwingkolben, wegen der getrennt erfolgenden Erzeugung der Erregerkräfte in einem eigenen Erreger-Aktuator kommt es aber im Erreger-Aktuator nicht zu einer Überlagerung von Erregerkränen und aus den dynamischen Massenkräften abgeleiteten Federkräften.
    • Bei der Dimensionierung des Aktuatorzylinders muß keine Rücksicht genommen werden auf die Dimensionierung des Schwingkolbens, welcher vor allem im Resonanzbetrieb Kräfte von anderer Größenordnung erzeugen muß.
    • Im Gegensatz zu der Verdichtungseinrichtung gemäß Fig. 8 sind in Fig. 9 der hydraulische Linearmotor des Erreger-Aktuators und der Federzylinder der Haupt-Systemfeder konzentrisch und dabei auch zentralsymmetrisch zum Schwingtisch 124 angeordnet. Wegen des möglichen symmetrischen Kraftangriffs von aus der Federfunktion herrührenden dynamischen Massenkräften und von Erregerkräften kann daher kein Verklemmungseffekt an den beteiligten Kolben auftreten und die Verdichtungsbeschleunigung wirkt symmetrisch auf den ganzen Formkasten 106, was vor allem bei einer Aufteilung des Formkastens in viele Einzelformen von Bedeutung ist.
    A compression device according to FIG. 9 offers several advantages, namely
    • The main system spring 970 is not loaded with the excitation forces, or the actuator fluid volume is not loaded with the forces of the main system spring. The force flow of all three forces involved is combined in the oscillating piston, but because the excitation forces are generated separately in a separate excitation actuator, excitation cranes and spring forces derived from the dynamic mass forces are not superimposed in the excitation actuator.
    • When dimensioning the actuator cylinder, no consideration needs to be given to the dimensioning of the oscillating piston, which must generate forces of a different magnitude, especially in resonance mode.
    • In contrast to the compression device according to FIG. 8, the hydraulic linear motor of the excitation actuator and the spring cylinder of the main system spring are arranged in FIG. 9 concentrically and also centrally symmetrically to the oscillating table 124. Because of the possible symmetrical application of force by dynamic mass forces resulting from the spring function and by excitation forces, there can be no jamming effect on the pistons involved and the compression acceleration acts symmetrically on the entire mold box 106, which is particularly important when the mold box is divided into many individual molds.

    Fig. 10 zeigt das in Fig. 9 durch den Kreis "Q" gekennzeichnete Detail mit einer Abänderung, derart, daß in dem Innenzylinder des Zylinderteils 902 eine Ringnut 950 vorgesehen ist, weiche mit einem Fluidvolumen 952 gefüllt ist. Das Fluidvolumen 952 kann sich bei einem in eine höhere Position verschobenen Schwingkolben 908 mit dem Fluidvofumen 906 vereinen. Außerdem wird noch eine zusätzliche hydraulische Schaltung 954 gezeigt, deren Leitungsteil 956 mit dem Fluidvolumen 952 über eine Fluidleitung 962 in Verbindung steht Insgesamt zeigt Fig. 10 eine im Vergleich zu Fig. 9 andere, rein mechanisch-hydraulisch arbeitende Variante einer Niveauregelungs-Einrichtung, mit welcher die durchschnittliche Höhenlage bzw. Schwingweg-Bezugslage des Schwingtisches 124 auf einen durch die Position der Zylinder-Steuerkante 958 der Ringnut vorgegebenen Wert geregelt wird und in welcher gleichzeitig auch die Funktion des in Fig. 9 beschriebenen Ausgleichsvolumen-Spenders realisiert ist. Der Schwingkolben 908 weist an seiner Unterseite eine Kolben-Steuerkante 960 auf, welche bei gleicher Höhenlage (wie gezeichnet) wie die Zylinder-Steuerkante 958 das Fluidvolumen 952 von dem Fluidvolumen 906 abtrennt. Mit der gezeichneten Höhenlage des Schwingkolbens ist auch die Schwingweg-Bezugslage des Schwingtisches 124 definiert. Dabei stellt die Zylinder-Steuerkante 958 eine Maßverkörperung für die Soll-Position der Schwingweg-Bezugslage dar. Die hydraulische Schaltung arbeitet wie folgt: PLV ist ein Druckbegrenzungsventil, welches bei einem Druck > pL in dem Leitungsteil 956 einem Volumenstrom den Weg in den Behälter T öffnet. S2 stellt eine Fluidquelle mit einem konstanten Druck <PL dar. Ein Rückschlagventil CV verhindert einen Fluid-Rückstrom von dem Leitungsteil 956 in die Fluidquelle. FIG. 10 shows the detail identified by the circle "Q" in FIG. 9 with a modification such that an annular groove 950 is provided in the inner cylinder of the cylinder part 902 and is filled with a fluid volume 952. The fluid volume 952 can unite with the fluid volume 906 when the oscillating piston 908 is moved to a higher position. In addition, an additional hydraulic circuit 954 is shown, the line part 956 of which is connected to the fluid volume 952 via a fluid line 962. Overall, FIG. 10 shows a variant of a level control device that operates purely mechanically and hydraulically in comparison to FIG. 9 which regulates the average height position or vibration travel reference position of the vibration table 124 to a value predetermined by the position of the cylinder control edge 958 of the annular groove and in which the function of the compensation volume dispenser described in FIG. 9 is also realized at the same time. The oscillating piston 908 has on its underside a piston control edge 960 which, at the same height (as drawn) as the cylinder control edge 958, separates the fluid volume 952 from the fluid volume 906. With the drawn height position of the oscillating piston, the oscillation travel reference position of the oscillating table 124 is also defined. The cylinder control edge 958 represents a material measure for the target position of the oscillation travel reference position. The hydraulic circuit works as follows: PLV is a pressure relief valve which, at a pressure> p L in the line part 956, a volume flow the way into the container T opens. S2 represents a fluid source with a constant pressure <P L. A check valve CV prevents fluid backflow from the line part 956 into the fluid source.

    Die Funktion der Niveauregelungs-Einrichtung ist folgende: Nachdem die Kolben-Steuerkante 960 bei einer Abwärts-Schwingbewegung des Schwingkolbens 908 die Schwingweg-Bezugslage passiert hat, beginnt bei abgetrenntem Fluidvolumen 906 die Kompression dieses Fluidvolumens und die Schwingbewegung erreicht ihren unteren Umkehrpunkt nach dem Zurücklegen der Strecke -A. Sobald bei der anschließend einsetzenden Aufwärts-Schwingbewegung die Kolben-Steuerkante 960 emeut die Schwingweg-Bezugslage passiert hat, beginnt ein Ausgleichs-Volumenstrom von der Quelle S2 in das Fluidvolumen 906 hineinzufließen, und zwar solange, bis der Schwingkolben 908 nach dem Zurücklegen der Strecke +A den oberen Umkehrpunkt erreicht hat. Bei dem nachfolgenden Abwärtshub fließt, nachdem sich in dem Fluidvolumen 906 ein Druck > pL aufgebaut hat, ein Volumenstrom vom Fluidvolumen 906 über das Druckbegrenzungsventil PLV in den Behälter T, und zwar solange, bis die Kolben-Steuerkante 960 wieder die Schwingweg-Bezugslage passiert hat. Bei diesem Verfahren können die Aufwärtshübe entsprechend der Strecke +A durch die über den Aktuator-Kolben zugeführten Energie-Portionen innerhalb eines bestimmten Rahmens beliebig groß sein.The function of the level control device is as follows: After the piston control edge 960 has passed the oscillation travel reference position during a downward oscillating movement of the oscillating piston 908, the compression of this fluid volume begins with a separated fluid volume 906 and the oscillating movement reaches its lower reversal point after the movement of the latter Route -A. As soon as the piston control edge 960 has again passed the oscillation travel reference position during the subsequent upward oscillating movement, a compensating volume flow from the source S2 begins to flow into the fluid volume 906 until the oscillating piston 908 has covered the distance + A has reached the upper reversal point. On the subsequent downward stroke, after a pressure> p L has built up in the fluid volume 906, a volume flow flows from the fluid volume 906 via the pressure limiting valve PLV into the container T, until the piston control edge 960 again passes the oscillation travel reference position Has. In this method, the upward strokes corresponding to the distance + A can be of any size within a certain range due to the energy portions supplied via the actuator piston.

    Die gleiche Funktion dieser Niveauregelungs-Einrichtung könnte bei ähnlicher Bauweise auch mit einer etwas anders gearteten Version durchgeführt werden: Hierbei ist die Kolbensteuer-Kante (960) nicht an dem Schwingkolben 908 und die Zylinder-Steuerkante 958 nicht an dem zum Schwingkolben 908 zugehörigen Innenzylinder angebracht. Vielmehr ist nun die Kolbensteuer-Kante (960) an einem anderen Kolben und die Zylinder-Steuerkante 958 an einem anderen, dem anderen Kolben zugehörigen anderen Innenzylinder realisiert, wobei die Zylinder-Steuerkante am anderen Zylinder ebenfalls durch die untere Planfläche einer anderen Ringnut (oder durch radiale Bohrungen) verwirklicht ist. Auch in dem anderen Innenzylinder ist ein anderes Fluidvolumen (ähnlich 906 in Fig. 10) als Federmedium enthalten, welches an die Unterseite des anderen Kolbens angrenzt. Eine andere hydraulische Schaltung, aufgebaut wie Schaltung 954 in Fig. 10, ist ebenfalls vorhanden, doch ist die andere hydraulische Schaltung mit ihrer Fluidleitung (wie Fluidleitung 962) nun an das andere Fluidvolumen angeschlossen, während das in der anderen Ringnut enthaltene Fluidvolumen nun mit dem Fluidvolumen 906 (= Federmedium) durch eine Leitung verbunden ist. Es ist bei der anders gearteten Version dafür zu sorgen, daß der andere Kolben ebenfalls mit dem Schwingtisch 124 verbunden ist und synchron mit dem Schwingkolben 908 mitschwingt.The same function of this level control device could with a similar design can also be carried out with a slightly different version: Here is the piston control edge (960) not on the oscillating piston 908 and the cylinder control edge 958 not attached to the inner cylinder belonging to the oscillating piston 908. Rather is now the piston control edge (960) on another piston and the cylinder control edge 958 realized on another, other inner cylinder associated with the other piston, wherein the cylinder control edge on the other cylinder also through the lower face of one other ring groove (or through radial holes) is realized. In the other too The inner cylinder contains a different fluid volume (similar to 906 in FIG. 10) as a spring medium, which is adjacent to the bottom of the other piston. Another hydraulic Circuitry constructed like circuit 954 in Fig. 10 is also present, but is another hydraulic circuit with its fluid line (like fluid line 962) now to the other Fluid volume connected, while the fluid volume contained in the other annular groove is now connected to the fluid volume 906 (= spring medium) by a line. It the other version is to ensure that the other piston is also with is connected to the oscillating table 124 and oscillates synchronously with the oscillating piston 908.

    Für alle beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung gelten auch noch die folgenden Aussagen: Die Organe des Erreger-Aktuators und der Haupt-Systemfeder sind zugleich entweder oberhalb oder unterhalb des Schwingtisches angeordnet. Anstatt eines einzigen Formkörpers bzw. Gießform-Modells können zugleich mehrere vorgesehen sein. Die relative Lage von Haupt-Systemfeder und Erreger-Aktuator können vertauscht werden, was z.B. für Fig. 9 bedeuten würde, daß 908 der Aktuator-Kolben und daß 916 der Schwingkolben ist. Ganz allgemein gilt für alle Figuren, daß die dort gezeigten Strich-Punkt-Linien, wie z.B. die Linie 879 in Fig. 8, eine feste Verbindung zwischen zwei Bauteilen symbolisiert.The following also apply to all described embodiment variants of the invention Statements: The organs of the exciter actuator and the main system spring are at the same time arranged either above or below the vibrating table. Instead of one Shaped body or casting mold model can be provided at the same time several. The relative The position of the main system spring and exciter actuator can be interchanged, which e.g. For Fig. 9 would mean that 908 is the actuator piston and 916 is the oscillating piston. In general it applies to all figures that the dash-dot lines shown there, e.g. the Line 879 in Fig. 8, symbolizes a fixed connection between two components.

    Claims (19)

    1. A device for the compaction of granular materials into moldings (108) by the introduction of essentially harmonic vibrational forces, with
         an oscillatable mass/spring system (136) with one or more characteristic frequencies, comprising a main system spring (150, 970) for continuous conversion between kinetic energy of the mass/spring system (136) and spring energy and a mass, which has an oscillating table (124) on which the spring force of the main system spring (150, 970) acts, and a mold (106) for receiving the moldings (108) which is firmly connected to the oscillating table (124) at least during compaction,
         an exciting device (144) adjustable with respect to its exciting frequency, with an exciting actuator for exciting the mass/spring system (136) to forced oscillations, from which the vibrational forces can be derived,
         the exciting force generated by the exciting actuator acting on the oscillating table (124), and the exciting frequency for the oscillations being either at the characteristic frequency or in the vicinity of the latter or being adjustable through a frequency range, within which at least one characteristic frequency is located,
         a control (190) for controlling or regulating the exciting device (144),
         a press plate (110) for acting by force on the moldings (108) in the mold (106),
         the main system spring (150, 970) being a hydraulic spring with a compressible fluid volume (140, 906),
         the forces transmitted by the press plate (110), on the one hand, and the forces transmitted by the main system spring (150, 970), on the other hand, being supported relative to a frame (100), through which forces involved in compaction are led along a closed force flux path,
         characterized    in that the exciting actuator (144) and the main system spring (150, 970) are designed separately from one another and the force flux paths of the exciting force and of the spring force run at least partially separately.
    2. A device for the compaction of granular materials into moldings (108) by the introduction of essentially harmonic vibrational forces, with
         an oscillatable mass/spring system (136) with one or more characteristic frequencies, comprising a main system spring (150, 970) for continuous conversion between kinetic energy of the mass/spring system (136) and spring energy, and a mass, which has an oscillating table (124), on which the spring force of the main system spring (150, 970) acts, and a mold (106) for receiving the moldings (108) which is firmly connected to the oscillating table (124) at least during compaction,
         an exciting device (144) adjustable with respect to its exciting frequency, with an exciting actuator for exciting the mass/spring system (136) to forced oscillations, from which the vibrational forces can be derived,
         the exciting force generated by the exciting actuator acting on the oscillating table (124), and the exciting frequency for the oscillations being either at the characteristic frequency or in the vicinity of the latter or being adjustable through a frequency range, within which at least one characteristic frequency is located,
         a control (190) for controlling or regulating the exciting device (144),
         a press plate (110) for acting by force on the moldings (108) in the mold (106),
         the forces transmitted by the press plate (110), on the one hand, and the forces transmitted by the main system spring (150, 970), on the other hand, being supported relative to a frame (100), through which forces involved in compaction are led along a closed force flux path,
         characterized    in that the exciting actuator (144) and the main system spring (150, 970) are designed separately from one another and the force flux paths of the exciting force and of the spring force run at least partially separately, the main system spring (150, 970) being designed as a single mechanical spring or as a resultant spring composed of a plurality of mechanical individual springs.
    3. The device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a force transmission member (908) is provided between the main system spring (970) and the oscillating table (124), and the force transmission member cannot be loaded by the spring force of the main system spring at least over part of the oscillation excursion covered during the execution of the upper oscillation excursion amplitude (+A), with the result that a free-run path (+A) of the force transmission member is defined,
      a special volume exchange device (920) being provided when a hydraulic main system spring (970) is used for filling and emptying the cylinder volume (+A) capable of being generated by the free-run path (+A) of the spring piston (908), the spring piston (908) being assigned to the force transmission member or being identical to the latter,
      and a lifting-off of the force transmission member by the single spring or by the resultant spring being provided when a mechanical main system spring is used.
    4. The device as claimed in one of claims 1 to 3, characterized in that, of the kinetic energy of the mass of the mass/spring system, only the kinetic energy of the downwardly directed oscillating speed is provided for conversion into a spring energy of the main system spring.
    5. The device as claimed in one of claims 1 to 4, characterized in that the dynamic spring forces are introduced via the force transmission member (908) into the oscillating table at a central point of the latter, and
      in the event that only one exciting actuator is provided, the exciting forces are introduced into the oscillating table via the same force transmission member (908), and
      in the event that two or more exciting actuators are provided, the exciting forces are introduced into the central point with respect to their resultant force vector.
    6. The device as claimed in claim 5, characterized in that the force transmission member (908) connected to the oscillating table is at the same time an integral part of a guide device (902; 908), by means of which the mass of the oscillating table is forced to execute only vertical translational movements (152), while, in the event that only one exciting actuator is provided, both the dynamic spring forces and the exciting forces are transmitted by that part of the force transmission member which is at the same time part of a guide device.
    7. The device as claimed in claim 6, characterized in that an exciting actuator (980) is provided, the exciting forces of which are transmitted to the oscillating table (124) by means of only one driven member (916), and in that both the dynamic spring forces and the exciting forces are transmitted by that part of the force transmission member (908) which is at the same time an integral part of a guide device (902; 908).
    8. The device as claimed in one of claims 1 to 7, characterized in that the spring constant of the main system spring is adjustable.
    9. The device as claimed in one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the press force is capable of being generated variably by a press device (112), the press device being controlled or regulated by means of a central control (190).
    10. The device as claimed in claim 3, characterized in that, when a hydraulic main system spring (970) with a spring fluid volume (906) is used, a leveling device (940) is provided, by means of which a predeterminable average height position (Z) of the oscillating piston (908) is set or adjusted.
    11. The device as claimed in claim 10, characterized
      in that the predeterminable average height position (Z) is regulated by the supply of a regulating volume flow to and/or the discharge of a regulating volume flow from the spring fluid volume (906) and by the inclusion of the measurement result of a measuring device for determining the actual value of the height position (Z), a hydraulic device (940), by means of which the size and/or direction of the regulating volume flow is varied, being controlled or regulated as a function of the measurement result, or
      in that the predeterminable average height position (Z) is set by the cooperation of a control edge (958) as a mechanical dimensional embodiment of the height position, the control edge, together with another mechanical control feature (960) designed as an edge or surface, being used as part of a hydraulic device for varying a volume flow cross section, the variation in a volume flow cross section being carried out by means of a relative movement, derived from the oscillating movement, of the control edge (958) and control feature (960), and the compression of the spring fluid volume (906) being initiated when a volume flow cross section = zero is reached.
    12. The device as claimed in claim 10 or 11, characterized in that a compensating volume dispenser (920) for delivering a compensating volume is used for increasing the spring fluid volume (906) of the hydraulic main system spring (970) during the execution of an upward oscillating movement (in the direction of the amplitude +A).
    13. The device as claimed in one of claims 1 to 12, characterized in that a hydraulic exciting actuator is provided, which is capable of being acted upon by alternating volumes, alternating volumes being capable of being generated by an alternating volume pumping generator (160) assigned to the exciting device,
      either by a pump piston (210), the pumping movement of which is derived mechanically from the oscillating movement of an unbalanced vibrator (240),
      or by a pump piston (320), the pumping movement of which is derived mechanically from a rotating drive member (310),
      or by a pump piston, the pumping movement of which is derived from the movement of the movable part of an electric linear motor.
    14. The device as claimed in one of claims 1 to 9, characterized in that the exciting forces are forces which are derived from the mass forces of an unbalanced vibrator and which are introduced into the mass of the oscillating table (124) by the unbalanced vibrator, specifically either in that the stand of the unbalanced vibrator (584) is connected directly and rigidly to the mass of the oscillating table (124), or in that the unbalanced vibrator (681) is supported, soft (low tuning), relative to the frame (100) or relative to the ground via springs (682), and in that the transmission of the oscillating movements and exciting forces from the unbalanced vibrator to the mass of the oscillating table takes place by the connection of a coupling device (684), said coupling device being equipped with one of the below-listed principles for making a coupling connection, specifically
      by mechanical coupling,
      by the utilization of magnetic forces,
      by the use of viscous media with electrically switchable shear forces,
      hydraulically by the use of one or two restrained oil columns, the oil columns retrained in cylinder spaces (672, 673) being displaceable by the cooperation of a hydraulic switching member (685) or being nondispaceable.
    15. The device as claimed in one of claims 1 to 9, characterized in that the exciting forces are supported between the mass of the oscillating table (124), on the one hand, and the frame (100), on the other hand, and in that the exciting actuator (780) is an electric linear motor (782, 783).
    16. The device as claimed in claim 1, characterized in that the main system spring (140) is embodied by a pressure fluid volume (140) restrained at least partially in a cylinder body, and in that the spring constant can be varied by a variation in the size of the pressure fluid volume,
      either in that the size of the pressure fluid volume (140) is formed by a plurality of subvolumes capable of being separated from one another by means of switchable stop valves,
      or in that part of the pressure fluid volume (140) is restrained in a cylinder, the cylinder space of which can be varied by means of a piston displaceable in a predetermined way in the cylinder, the displacement of the piston being carried out preferably by means of a threaded spindle drive.
    17. The device as claimed in one of claims 1 to 16, characterized in that a hydraulic linear motor is provided as the exciting actuator (980), and in that the hydraulic linear motor is arranged centrally symmetrically to the oscillating table (124) and, when the main system spring is designed as a hydraulic spring (970), concentrically to the latter.
    18. The device as claimed in one of claims 1 to 17, the compaction device being part of a foundry molding machine, characterized by the combination of the following features,
      the granular material is provided for the function of taking a mold of a casting-mold model,
      at least one casting-mold model is accommodated in the mold and is firmly connected to the mass of the mass/spring system so as to cooscillate with the latter,
      the granular material to be compacted and to be shaped at least on its underside by the contours of the casting-mold model is arranged next to and/or above the casting-mold model even before the compacting operation.
    19. The device as claimed in any one of claims 1 to 18, characterized in that the compaction system is part of a sintered-part molding machine.
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