[0001] Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für einen Gleitschalungsfertiger
zur Überwachung der Verdichtung von mit mindestens einer Betonverdichtungsvorrichtung
in eine Gleitschalung eines Gleitschalungsfertigers eingebrachten Betons, wobei die
Betonverdichtungsvorrichtung einen Hydraulikmotor zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden
Unwucht aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung
der Verdichtung von in eine Gleitschalung eines Gleitschalungsfertigers eingebrachten
Betons mit mindestens einer Betonverdichtungsvorrichtung, die einen Hydraulikmotor
zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden Unwucht aufweist.
[0002] Die bekannten Gleitschalungsfertiger verfügen über eine Gleitschalung, die auch als
Betonmulde bezeichnet wird. Ein Gleitschalungsfertiger ist beispielsweise in der
EP 1 103 659 B1 beschrieben. Mit der Gleitschalung können Baukörper unterschiedlicher Ausbildung,
beispielsweise Schutzwände, Bordsteine oder ganze Fahrbahnen aus Beton hergestellt
werden. Der Beton wird kontinuierlich in die Gleitschalung eingebracht, die sich mit
gleichbleibender Geschwindigkeit über den Untergrund bewegt. In der Gleitschalung
muss sich stets eine gewisse Menge an Beton befinden, so dass durch das Eigengewicht
auf den Beton ein ausreichender Druck ausgeübt wird. In und/oder vor der Gleitschalung
muss der Beton verdichtet werden. Zur Verdichtung des Betons finden Betonverdichtungsvorrichtungen
Verwendung, die an oder in der Gleitschalung vorgesehen sind. Diese Betonverdichtungsvorrichtungen
werden auch als Außen- oder Innenrüttler bezeichnet. Die Gleitschalungsfertiger verfügen
vielfach über mehrere flaschen- oder stabförmige Innenrüttler, die in und/oder vor
die Gleitschalung gehangen werden und im Betrieb in den Beton eintauchen.
[0003] Beim Betrieb eines Gleitschalungsfertigers stellt sich das Problem, dass technische
Defekte der Betonrüttler dazu führen können, dass der Beton in der Gleitschalung nicht
ausreichend verdichtet wird. Insbesondere beim Betrieb von Innenrüttlern, die vollständig
in den Beton eintauchen, können technische Defekte der einzelnen Rüttler von dem Bedienpersonal
des Gleitschalungsfertigers nur schwer erkannt werden. Da ein nachträgliches Verdichten
nicht möglich ist, können Bauteile gefertigt werden, bei denen der Beton stellenweise
nicht den Anforderungen entspricht. Diese Betonbauteile müssen aufgrund ihrer mangelnden
Festigkeit abgerissen und neu gefertigt werden, was mit einem enormen Kostenaufwand
verbunden ist.
[0004] Es sind elektrische Betonrüttler bekannt, die einen Asynchronmotor aufweisen, der
eine exzentrische Schwungmasse (Unwucht) antreibt, die den Betonrüttler in Vibrationen
versetzt. Die Verdichtungsleistung des Rüttlers ist von der Frequenz der Vibrationen
abhängig, die wiederum von der Drehzahl des Asynchronmotors bestimmt wird.
[0005] Die
DE 10 2019 125 590 A1 beschreibt eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der Verdichtung von Beton,
die für einen Gleitschalungsfertiger bestimmt ist, dessen mindestens eine Betonverdichtungsvorrichtung
über einen Asynchronmotor zum Antrieb der Vibrationen erzeugenden exzentrische Schwungmasse
(Unwucht) verfügt. Das Funktionsprinzip der bekannten Überwachungsvorrichtung beruht
auf der Erkenntnis, dass beim Betrieb einer Betonverdichtungseinrichtung, bei der
die exzentrische Schwungmasse (Unwucht) mit einem Asynchronmotor angetrieben wird,
sich die Rotorwelle aufgrund der Unwucht während des Betriebs des Asynchronmotors
elastisch verformen kann. Wenn sich die Rotorwelle durchbiegt, verändert sich die
Breite des Luftspaltes zwischen Stator und Rotor, was im Amplitudenspektrum des Statorstroms
nachgewiesen werden kann. Die Überwachung der Verdichtung des Betons beruht bei der
bekannten Überwachungsvorrichtung auf der Auswertung des Statorstroms des Asynchronmotors,
um auf eine Veränderung der Verdichtung des in die Gleitschalung des Gleitschalungsfertigers
eingebrachten Betons schließen zu können.
[0006] Neben den elektrischen Betonrüttlern sind auch hydraulische Betonrüttler bekannt,
die einen Hydraulikmotor zum Antrieb der exzentrischen Schwungmasse (Unwucht) aufweisen.
Für derartige Betonrüttler ist die aus der
DE 10 2019 125 590 A1 bekannte Überwachungsvorrichtung aufgrund der unterschiedlichen Funktionsprinzipien
der Antriebe der exzentrischen Schwungmasse weder bestimmt noch geeignet.
[0007] Die obere und untere Betriebsgrenze eines hydraulischen Betonrüttlers kann im Allgemeinen,
beispielsweise zwischen 8000 und 12000 1/min, eingestellt werden. Bei der Verwendung
von hydraulischen Rüttlern stellt sich in der Praxis das Problem, dass der Rüttler
mit einer vorgegebenen Drehzahl, beispielsweise mit einer Drehzahl von 10.500 1/min,
betrieben werden soll, um die gewünschte Verdichtung des Betons zu erreichen. Allerdings
erreicht die tatsächliche Drehzahl des Hydraulikmotors aufgrund von volumetrischen
Verlusten (Lecköl) niemals die aus Nennvolumenstrom und Nenndruck sich ergebende Nenndrehzahl,
und die erreichbare Drehzahl eines hydraulischen Rüttlers nimmt mit zunehmenden Verschleißzustand
infolge dieser Verluste (Lecköl) ab. Vor der Betonage sind der Verschleißzustand und
somit die erreichbare Drehzahl aber in der Praxis nicht bekannt. Daher kann nicht
gewährleistet werden, dass die für die Verdichtung erforderliche Drehzahl erreicht
wird.
[0008] Die
US 6 055 486 A beschreibt einen hydraulisch angetriebenen Innenrüttler mit einer Drehzahlregelung.
Zur Erkennung des Betriebszustandes des hydraulischen Rüttlers wird eine Vorrichtung
vorgeschlagen, mit der die Vibrationen des Rüttlers erfasst werden. Zur Erfassung
der Vibrationen werden Beschleunigungssensoren vorgeschlagen, die in dem Rüttler vorzusehen
sind. Nachteilig ist aber, dass die Beschleunigungssensoren den rauen Umgebungsbedingungen
ausgesetzt sind. Derartige Sensoren, die in hydraulischen Betonrüttlern angebracht
werden, sind nicht nur den Vibrationen, sondern auch extrem hohen Temperaturen von
über 100°C ausgesetzt. Darüber hinaus ist die Anordnung eines Sensors innerhalb des
Rüttlers aufgrund des begrenzten Bauraums grundsätzlich sehr schwierig. Weiterhin
müssen Versorgungsleitungen für die Spannungsversorgung der Sensoren und Signalleitungen
für die erfassten Signale über große Strecken zu und von den in dem Beton eingetauchten
Rüttlern geführt werden, was einen beträchtlichen Aufwand bedeutet und das ganze System
sehr störungsanfällig macht.
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung für einen
Gleitschalungsfertiger mit mindestens einer Betonverdichtungsvorrichtung, die einen
Hydraulikmotor zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden Unwucht aufweist, zu schaffen,
welche während des Betriebs des Gleitschalungsfertigers unter den rauen Umgebungsbedingungen
eine zuverlässige Überwachung der Verdichtung des in die Gleitschalung eingebrachten
Betons ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren anzugeben,
das eine zuverlässige Überwachung der Verdichtung des in die Gleitschalung eingebrachten
Betons mit einer Betonverdichtungsvorrichtung, die einen Hydraulikmotor zum Antrieb
einer Vibrationen erzeugenden Unwucht aufweist, erlaubt. Eine Aufgabe der Erfindung
ist auch einen Gleitschalungsfertiger mit einer derartigen Überwachungsvorrichtung
bereitzustellen. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, die Verwendung konventioneller
hydraulischer Betonrüttler zu ermöglichen, die nicht mit Sensoren zur Überwachung
des Betriebszustandes ausgerüstet sind bzw. damit ausgerüstet werden müssen.
[0010] Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
[0011] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren beruhen
auf der folgenden aufgrund von Versuchen gewonnenen Erkenntnis. Eine hydraulisch angetriebene
Betonverdichtungsvorrichtung erzeugt aufgrund der Unwucht eine Schwingung mit der
Drehfrequenz des Hydraulikmotors. Diese Schwingung überträgt sich auf die Hydraulikflüssigkeit
(Hydrauliköl) zum Antrieb des Hydraulikmotors, welches den Hydraulikmotor und die
Anschlussleitungen des Betonrüttlers durchfließt. Aus der Geschwindigkeitsänderung,
die durch die Schwingung hervorgerufen wird, resultiert eine Änderung in der lokalen
Beschleunigung, welche in instationären Strömungen das Auftreten zusätzlicher Massekräfte
verursacht, die zu einer entsprechende Druckänderung führen. Diese Druckschwankungen
in der Hydraulikflüssigkeit und daraus resultierend auch Dichteänderungen breiten
sich mit Schallgeschwindigkeit als Longitudinalwellen im Fluid aus und können mit
einer geeigneten Sensorik erfasst werden.
[0012] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen
sich dadurch aus, dass mit mindestens einem im Hydraulikflüssigkeitssystem angeordneten
Drucksensor, welcher ein mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit korrelierendes
Drucksignal erzeugt, der Druck in der Hydraulikflüssigkeit an zumindest einer Stelle
des Hydraulikflüssigkeitssystems gemessen wird und auf der Grundlage einer Analyse
des Drucksignals auf die Verdichtung des in die Gleitschalung des Gleitschalungsfertigers
eingebrachten Betons mit der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung geschlossen
wird. Folglich kann festgestellt werden, ob die Verdichtung des Betons mit der mindestens
einen Betonverdichtungsvorrichtung ausreichend ist. Darüber hinaus kann festgestellt
werden, ob die Betonverdichtungsvorrichtung mit ausreichender Leistung (Unwucht) betrieben
wird. Des Weiteren kann festgestellt werden, ob der Hydraulikmotor der Betonverdichtungsvorrichtung
mit ausreichender Drehzahl betrieben wird. Dies wäre dann nicht der Fall, wenn die
Drehzahl des Hydraulikmotors nicht innerhalb vorgegebener Grenzwerte läge oder einer
vorgegebenen Drehzahl entspräche.
[0013] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung verfügt über eine Auswerteeinrichtung
zur Auswertung (Analyse) des Drucksignals des mindestens einen Drucksensors, welche
derart konfiguriert ist, dass auf der Grundlage einer Analyse des Drucksignals auf
die Verdichtung des Betons geschlossen wird. Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise
derart konfiguriert, dass zur Analyse bzw. Auswertung des Drucksignals das Amplitudenspektrum
des Drucksignals ermittelt wird.
[0014] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren haben
den entscheidenden Vorteil, dass die Überwachung der Verdichtung des Betons nicht
mit Bauteilen, insbesondere empfindlichen Sensoren, im Umfeld der Betonverdichtungsvorrichtung
erfolgt, welche den rauen Umgebungsbedingungen während des Betriebs des Gleitschalungsfertigers
ausgesetzt wären. Daher besteht nicht die Gefahr, dass derartige Bauteile ausfallen
könnten, wodurch die Überwachung nicht zuverlässig wäre. Geeignete Sensoren zur Erfassung
der Druckschwankungen können in einer unkritischen Umgebung außerhalb der Betonverdichtungsvorrichtung
vorgesehen werden. Weiterhin können auch längere Versorgungsleitungen entfallen, was
einen beträchtlichen Aufwand bedeuten und das ganze System sehr störungsanfällig machen
würde.
[0015] Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung,
die derart konfiguriert ist, dass das Drucksignal abgetastet wird, wobei das Amplitudenspektrum
des Drucksignals vorzugsweise durch eine zeitdiskrete Fouriertransformation (DFT),
insbesondere eine zeitdiskrete schnelle Fouriertransformation (FFT), ermittelt wird.
Die hierzu erforderlichen Signalverarbeitungsverfahren gehören zum Stand der Technik.
[0016] Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Auswerteeinrichtung derart konfiguriert
ist, dass aus dem Amplitudenspektrum des Drucksignals zumindest ein spektraler Anteil,
welche auf die Unwucht zurückzuführen ist, vorzugsweise fortlaufend ermittelt wird
und die Frequenz des mindestens einen spektralen Anteils bestimmt wird und mit mindestens
einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei bei einer Überschreitung und/oder
Unterschreitung des vorgegebenen Grenzwertes ein Steuersignal erzeugt wird, das für
die Verdichtung des in die Gleitschalung des Gleitschalungsfertigers eingebrachten
Betons charakteristisch ist oder eine Veränderung der Verdichtung des in die Gleitschalung
des Gleitschalungsfertigers eingebrachten Betons signalisiert. Der Grenzwert kann
empirisch ermittelt werden und in einem Speicher der Überwachungsvorrichtung gespeichert
werden. Bei einer Unterschreitung des Grenzwertes kann darauf geschlossen, dass die
Verdichtung des Betons nicht ordnungsgemäß ist, da die Drehzahl des Hydraulikmotors
zu niedrig ist, weshalb die Vibrationen nicht ausreichend sind. Aus der Frequenz des
mindestens einen spektralen Anteils im Amplitudenspektrum kann auch auf den Verschleißzustand
der Betonverdichtungsvorrichtung geschlossen werden. Es ist grundsätzlich ausreichend,
wenn aus dem entsprechenden Peak im Amplitudenspektrum eine charakteristische Kenngröße
ermittelt wird, die mit einer für einen bestimmten Betriebszustand der Betonverdichtungseinrichtung
charakteristischen Referenzgröße verglichen wird.
[0017] In diesem Zusammenhang wird unter einer vorzugsweisen fortlaufenden Ermittlung zumindest
eines auf die Unwucht zurückzuführenden spektralen Anteils, eine Ermittlung des spektralen
Anteils zu mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten verstanden, um die Betonverdichtungsvorrichtung
über zumindest einen Teil der Betriebsdauer überwachen zu können oder einen Vergleich
zwischen einem vorhergehenden Zeitpunkt und einem nachfolgenden Zeitpunkt vornehmen
zu können, so dass eine Veränderung des Zustandes erkannt werden kann. Grundsätzlich
ist aber auch nur eine einzige Messung möglich.
[0018] Die Auswerteeinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass zur Analyse des Drucksignals
des Hydraulikmotors ein Schwellenwert für die Amplituden der Harmonischen vorgegeben
wird. Folglich werden kleine Amplituden, die im Bereich des Rauschens liegen und keine
zuverlässigen Informationen liefern können, ausgeblendet.
[0019] Bei einer Ausführungsform weist die Überwachungsvorrichtung eine das Steuersignal
empfangende Ausgabeeinheit auf, die derart ausgebildet ist, dass mit einem akustischen
und/oder optischen und/oder einem taktilen Signal eine nicht ordnungsgemäße Verdichtung
des Betons beim Betrieb des Gleitschalungsfertigers angezeigt wird, wenn die Ausgabeeinheit
das Steuersignal empfängt, weil die ermittelte Frequenz unterhalb eines vorgegebenen
Grenzwertes liegt. Die Überwachungsvorrichtung kann auch derart ausgebildet sein,
dass mit einem akustischen und/oder optischen und/oder einem taktilen Signal eine
ordnungsgemäße Verdichtung des Betons beim Betrieb des Gleitschalungsfertigers angezeigt
wird, wenn die Ausgabeeinheit das Steuersignal nicht empfängt, weil die ermittelte
Frequenz oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt. Sind an dem Gleitschalungsfertiger
mehrere Betonverdichtungsvorrichtungen vorhanden, kann die Überwachungsvorrichtung
diese vorzugsweise einzeln überwachen. Zeigt die Überwachungsvorrichtung eine nicht
ordnungsgemäße Verdichtung mit einem Signal an, so kann auch eine Anzeige erfolgen,
mit welcher der Betonverdichtungsvorrichtungen keine ordnungsgemäße Verdichtung erfolgt.
[0020] Der erfindungsgemäße Gleitschalungsfertiger verfügt über mindestens eine hydraulische
Betonverdichtungsvorrichtung, die einen Hydraulikmotor zum Antrieb einer Vibrationen
erzeugenden Unwucht aufweist, welcher mit einer Hydraulikflüssigkeit betrieben wird,
die in einem Hydraulikflüssigkeitssystem bereitgestellt wird, und eine derartige Überwachungsvorrichtung.
[0021] Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleitschalungsfertigers sieht vor, dass
das Hydraulikflüssigkeitssystem eine zu dem Hydraulikmotor der mindestens einen Betonverdichtungseinrichtung
führende Druckleitung und eine von dem Hydraulikmotor abgehende Rückleitung umfasst,
und der mindestens eine Drucksensor in oder an der Druckleitung und/oder der Rückleitung
angeordnet ist.
[0022] Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleitschalungsfertigers sieht
vor, dass die Auswerteeinrichtung der Überwachungsvorrichtung derart konfiguriert
ist, dass die Drehzahl des Hydraulikmotors der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung
auf der Grundlage einer Analyse des von dem mindestens einen Drucksensor erzeugten
Drucksignals geregelt wird.
[0023] Die Auswerteeinrichtung der Überwachungsvorrichtung kann derart konfiguriert sein,
dass ein im Hydraulikflüssigkeitssystem vorgesehenes Stromregelventil zur Einstellung
des Volumenstroms der in den Hydraulikmotor der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung
strömenden Hydraulikflüssigkeit in Abhängigkeit von dem mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit
korrelierenden Drucksignal derart angesteuert wird, dass die Betonverdichtungsvorrichtung
mit einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird. Dies ist dann der Fall, wenn das Stromregelventil
derart angesteuert wird, dass das mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit korrelierende
Drucksignal, das mit dem Drucksensor gemessen wird, einem vorgegebenen Wert entspricht
oder innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt.
[0024] Das Steuersignal kann auch der zentralen Steuereinheit des Gleitschalungsfertigers
zugeführt werden, um einen Eingriff in die Maschinensteuerung vorzunehmen. Der Eingriff
in die Maschinensteuerung kann darin liegen, dass der Gleitschalungsfertiger angehalten
wird. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung kann eine separate Baugruppe bilden,
mit der ein konventioneller Gleitschalungsfertiger nachgerüstet werden kann. Die Überwachungsvorrichtung
kann aber auch Bestandteil des Gleitschalungsfertigers sein, wobei die Einrichtung
zur Überwachung des Drucksignals Bestandteil der zentralen Steuereinheit des Gleitschalungsfertigers
sein kann.
[0025] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert.
[0026] Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Gleitschalungsfertiger mit einer Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der
Verdichtung von Beton in der Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der Verdichtung von Beton zusammen mit
einen Hydraulikflüssigkeitssystem zur Bereitstellung von Hydraulikflüssigkeit zum
Antrieb von mehreren Betonverdichtungsvorrichtungen in schematischer Darstellung,
- Fig. 3
- das Frequenzspektrum des Drucksignals einer Betonverdichtungsvorrichtung dargestellt
über den zeitlichen Verlauf,
- Fig. 4
- das Amplitudenspektrum des Drucksignals einer Betonverdichtungsvorrichtung,
- Fig. 5
- ein weiters bei Versuchen ermitteltes Frequenzspektrum des Drucksignals einer Betonverdichtungsvorrichtung
dargestellt über den zeitlichen Verlauf und
- Fig. 6
- ein weiteres bei Versuchen ermitteltes Amplitudenspektrum.
[0027] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gleitschalungsfertiger in der Seitenansicht
ohne Fördereinrichtung, der in der
EP 1 103 659 B1 im Einzelnen beschrieben ist. Da Gleitschalungsfertiger als solche zum Stand der
Technik gehören, werden hier nur die für die Erfindung wesentlichen Komponenten der
Baumaschine beschrieben.
[0028] Der Gleitschalungsfertiger 1 weist einen Maschinenrahmen 2 auf, der von einem Fahrwerk
3 getragen wird. Das Fahrwerk 3 weist zwei vordere und zwei hintere, lenkbare Laufwerke
4A, 4B auf, die an vorderen und hinteren Hubsäulen 5A, 5B befestigt sind. Die Arbeitsrichtung
(Fahrtrichtung) des Gleitschalungsfertigers ist mit einem Pfeil A gekennzeichnet.
[0029] Die Laufwerke 4A, 4B und die Hubsäulen 5A, 5B sind Teil einer Antriebseinrichtung
des Gleitschalungsfertigers zum Ausführen von translatorischen und/oder rotatorischen
Bewegungen im Gelände. Zu der Antriebseinrichtung gehören auch nicht dargestellte
vorzugsweise hydraulischen Antriebe für die Laufwerke 4A, 4B sowie ein nicht dargestellter
Verbrennungsmotor. Mit den Laufwerken 4A, 4B kann die Baumaschine vor- und zurückbewegt
werden. Durch Anheben und Absenken der Laufwerke 4A, 4B über die Hubsäulen 5A, 5B
kann der Maschinenrahmen 2 gegenüber dem Boden in der Höhe und Neigung verstellt werden.
[0030] Der Gleitschalungsfertiger verfügt über eine Gleitschalung 6 zum Formen von Beton,
die zusammen mit dem Maschinenrahmen 2 angehoben oder abgesenkt werden kann. Zur Verdichtung
des Betons sind in der Gleitschalung mehrere Betonverdichtungseinrichtungen vorgesehen,
die während des Betriebs des Gleitschalungsfertiger in den Beton eintauchen. In Fig.
1 ist eine der Betonverdichtungsvorrichtungen 7 in gestrichelten Linien schematisch
dargestellt.
[0031] Bei der Betonverdichtungsvorrichtung 7 handelt es sich um eine hydraulische Betonverdichtungsvorrichtung,
beispielsweise einen konventionellen hydraulischen Innenrüttler. An dem Gleitschalungsfertiger
können mehrere Betonverdichtungsvorrichtungen, beispielsweise 9 Betonverdichtungsvorrichtungen,
vorgesehen sein, wobei die Betonverdichtungsvorrichtungen parallel geschaltet sind.
[0032] Der erfindungsgemäße Gleitschalungsfertiger verfügt über eine in Fig. 1 nur schematisch
dargestellte Überwachungsvorrichtung 8 zur Überwachung der Verdichtung des Betons.
Die Überwachungsvorrichtung 8 weist eine Eingabeeinheit 8A und eine Ausgabeeinheit
8B auf, die an einem Bedienpult oder Bedienfeld 9 vorgesehen sind, welches sich am
Fahrerstand 10 im Sichtfeld des Bedienpersonals befindet.
[0033] Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung
8 zur Überwachung der Verdichtung des Betons zusammen mit einem Hydraulikflüssigkeitssystem
11 zur Bereitstellung von Hydraulikflüssigkeit zum Antrieb von mehreren parallel geschalteten
Betonverdichtungsvorrichtungen 7, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Betonverdichtungsvorrichtungen,
von denen aber in Fig. 2 nur eine Betonverdichtungsvorrichtung 7 dargestellt ist.
Das Hydraulikflüssigkeitssystem 11 umfasst eine Hydraulikflüssigkeitsquelle 12, beispielsweise
einen Tank, eine von der Hydraulikflüssigkeitsquelle 12 zu einem Ventilblock 13 führende
zentrale Druckleitung 14, in der zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit eine Hydraulikpumpe
15 vorgesehen ist, und eine von dem Ventilblock 13 zu dem Tank 12 führende zentrale
Rückleitung 16. In dem Ventilblock 13 befinden sich den einzelnen Betonverdichtungsvorrichtungen
7 zugeordnete hydraulische Stromregelventile 17.1, 17.2, 17.3, 17.4 zur lastunabhängigen
Steuerung des Volumenstroms der zu der jeweiligen Betonverdichtungsvorrichtung 7 strömenden
Hydraulikflüssigkeit (Hydrauliköl). Die Einlässe der Stromregelventile 17 sind mit
der zentralen Druckleitung 14 verbunden, wobei an die Auslässe der Stromregelventile
17 die einzelnen Druckleitungen 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 der Betonverdichtungsvorrichtungen
7 angeschlossen sind. Die Rückleitungen 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 der Betonverdichtungsvorrichtungen
7 sind mit der zentralen Rückleitung 16 verbunden.
[0034] Die hydraulisch betriebenen Betonverdichtungsvorrichtungen 7 weisen jeweils ein flaschen-
oder stabförmiges Gehäuse 18 auf, in dem ein Hydraulikmotor 19 angeordnet ist. Der
Hydraulikmotor 19 treibt über eine Kupplung 20 eine Unwuchtwelle 21 an, die zwischen
Lagern 22 angeordnet ist. Wenn sich die Unwuchtwelle 21 dreht, werden durch ihre Unwucht
Vibrationen erzeugt, die sich auf den Beton übertragen, so dass der Beton verdichtet
wird. Die Betonverdichtungsvorrichtung 7 ist an einer Halterung 23 befestigt, die
ein Dämpfungselement 24 aufweist, so dass der Betonrüttler vibrieren kann.
[0035] Für eine optimale Verdichtung des Betons wird eine bestimmte Drehzahl der Unwuchtwelle
21 angestrebt. Eine zu niedrige Drehzahl führt zu einer zu geringen Unwucht, so dass
die Verdichtung des Betons nicht ausreichend ist. Folglich sollte die Drehzahl des
Hydraulikmotors zumindest zwischen einer vorgegebenen oberen oder unteren Drehzahl
liegen bzw. eine vorgegebene Drehzahl haben, weshalb der Hydraulikmotor mit einem
vorgegebenen Volumenstrom betrieben werden soll. Der Hydraulikmotor 19 erreicht beispielsweise
bei einem Volumenstrom von 16 Liter/min und einem Versorgungsdruck von 90 bar eine
Drehzahl von 10.500 U/min.
[0036] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 8 erlaubt die Überwachung der Drehzahl
des Hydraulikmotors 19 einer oder mehrerer Betonverdichtungsvorrichtungen 7. Darüber
hinaus erlaubt die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 8 auch eine Regelung der
Drehzahl des Hydraulikmotors 19 einer Betonverdichtungsvorrichtung 7.
[0037] Nachfolgend wird der Aufbau und die Funktionsweise der Überwachungsvorrichtung 8
im Einzelnen beschrieben.
[0038] Die Überwachungsvorrichtung 8 verfügt über den einzelnen Betonverdichtungsvorrichtungen
7 zugeordnete Drucksensoren 25.1, 25.2, 25.3, 25.4 zur Messung des Drucks im Hydraulikflüssigkeitssystem
11, die jeweils an einer Stelle des Hydraulikflüssigkeitssystems angeordnet sind,
in dem sich besonders starke, auf die Unwucht des Hydraulikmotors 19 zurückführende
Druckschwankungen in der Hydraulikflüssigkeit messen lassen. Da sich ein Drucksensor
einfach an oder in der Druckleitung vorsehen lässt, lassen sich die bekannten Gleitschalungsfertiger
leicht mit der Überwachungsvorrichtung nachrüsten. Der Drucksensor 25.1, 25.2, 25.3,
25.4 kann beispielsweise ein Druckaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen oder ein kapazitiver
oder piezoelektrischer Druckaufnehmer sein. Der Drucksensor wandelt die mechanische
Größe Druck P(t) in ein proportionales elektrisches Stromsignal I(t) von beispielsweise
4 bis 20 mA um. Dieses Drucksignal kann über einen Widerstand R als Spannung U abgegriffen
werden.
[0039] Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die den einzelnen Betonverdichtungsvorrichtungen
7 zugeordneten Drucksensoren 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, in bzw. an der Druckleitung 14.1,
14. 2, 14. 3, 14.4 der jeweiligen Betonverdichtungsvorrichtung 7 stromab des Ventilblocks
13 angeordnet. Die Drucksensoren können aber auch an den Rückleitungen 16.1, 16.2,
16. 3, 16.4 der Betonverdichtungsvorrichtungen 7 vorgesehen sein.
[0040] Darüber hinaus verfügt die Überwachungsvorrichtung 8 über eine Auswerteeinrichtung
26 zur Analyse des Drucksignals P(t) jedes Drucksensors 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, welche
über Signalleitungen S1, S2, S3, S4 mit den Drucksensoren verbunden ist, um die Messignale
der Drucksensoren zu empfangen, und über eine Eingabeeinheit 8A und eine Ausgabeeinheit
8B, damit der menschliche Bediener Anweisungen eingeben kann und Informationen ausgegeben
werden können. Die Eingabeeinheit 8A kann beispielsweise eine Tastatur, ein Joystick
oder eine andere Benutzerschnittstelle umfassen und die Ausgabeeinheit 8B kann einen
Bildschirm und/oder Signallampen umfassen. Eingabe- und Ausgabeeinheit 8A, 8B können
auch ein berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen) sein, der in einem Bedienfeld
10 vorgesehen ist.
[0041] Die Auswerteeinrichtung 26 zur Analyse des Drucksignals P(t) umfasst mindestens einen
Tiefpassfilter 33 (Antialiasing-Filter) und einen Analog/Digital-Wandler 27 (engl.
ADC (Analog-to-Digital Converter)), der die analogen Messignale empfängt. Der Analog/Digital-Wandler
27 wandelt das analoge Messsignal in ein digitales Signal um. Da das den Tiefpassfilter
passierende Messsignal mit dem Analog-Digital-Wandler 27 abgetastet wird, können Aliasing-Effekte
entstehen, die mittels des Tiefpassfilters 33 unterbunden werden können, dessen Filtercharakteristik
an die auftretenden Störungen und das Nutzsignal anzupassen ist. Die minimale Abtastfrequenz
ist durch das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

bestimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abtastfrequenz 10 kHz.
Weiterhin umfasst die Auswerteeinrichtung 26 mindestens einen Hochpassfilter 31, beispielsweise
mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz, um die Messsignale der Drucksensoren 25.1, 25.2,
25.3, 25.4 zu filtern, so dass das Rauschen im niederfrequenten Bereich unterdrückt
wird. Die Messignale der Drucksensoren 25.1, 25.2, 25.3, 25.4 können auf diese Weise
durch die Auswerteeinrichtung 26 gleichzeitig oder nacheinander gefiltert und gewandelt
werden.
[0042] Die Auswerteeinrichtung 26 zur Analyse des Drucksignals umfasst weiterhin einen Prozessor
28 und ein computerlesbares Medium 29 und eine Datenbank 30 oder kann damit zusammenarbeiten.
[0043] Es versteht sich, dass die Auswerteeinrichtung 26 eine einzige Steuervorrichtung
(Kontroller) mit allen beschriebenen Funktionen sein kann oder mehrere Kontroller
umfassen kann, wobei die beschriebene Funktionalität auf die Kontroller verteilt ist.
Unterschiedliche Operationen, Schritte oder Algorithmen, wie sie in diesem Zusammenhang
beschrieben sind, können direkt in Hardware, in einem Computerprogrammprodukt, beispielsweise
in einem von dem Prozessor ausgeführten Softwaremodul, oder in einer Kombination aus
beiden verkörpert sein. Das Computerprogrammprodukt kann sich in einem RAM-Speicher,
Flash-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher, Registern, einer Festplatte,
einem Wechseldatenträger oder jeder anderen Form eines computerlesbaren Mediums befinden,
welches in der Technik bekannt ist. Ein beispielhaftes computerlesbares Medium kann
mit dem Prozessor derart verbunden sein, dass der Prozessor aus dem Speicher/Speichermedium
Informationen lesen kann und in das Speicher/Speichermedium Informationen schreiben
kann. Alternativ kann das Medium in den Prozessor integriert sein. Der Prozessor und
das Medium können sich in einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC)
befinden. Der ASIC kann sich in einem Benutzerendgerät befinden. Alternativ können
sich der Prozessor und das Medium in einem Benutzerendgerät als diskrete Komponenten
befinden. Der Begriff "Prozessor", wie er hier verwendet wird, kann sich zumindest
auf Allzweck- oder Spezialzweck-Verarbeitungsgeräte und/oder -logik beziehen, wie
von den Fachleuten verstanden wird, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen
Mikroprozessor, einen Mikrokontroller, einen Zustandsautomat oder dergleichen. Ein
Prozessor kann auch als eine Kombination von Computergeräten implementiert werden,
z. B. als Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Mehrzahl von Mikroprozessoren,
einem oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder einer anderen
derartigen Konfiguration.
[0044] Die Auswerteeinrichtung 26 zur Analyse des Drucksignals ist derart konfiguriert,
dass die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte ausgeführt werden.
[0045] Die Auswerteeinrichtung 26 transformiert das digitale Drucksignal P(t) jedes Drucksensors
25.1, 25.2, 25.3, 25.4 zunächst von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich, um das
Frequenzspektrum analysieren zu können. Für die Überwachung des Drucksignals ist das
Amplitudenspektrum von besonderem Interesse.
[0046] Die Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich erfolgt mittels einer
zeitdiskreten, schnellen Fouriertransformation (FFT/DFT). Die hierzu erforderlichen
Algorithmen sind dem Fachmann bekannt. Hierzu kann eine entsprechende Software implementiert
werden.
[0047] Fig. 3 zeigt die Amplitudenspektren des Drucksignals über die Messzeit, die bei Versuchen
während des Betriebs eines konventionellen Innenrüttlers ermittelt wurden. Auf der
Abszisse ist die Frequenz in kHz und auf der Ordinate ist die Messzeit in s aufgetragen.
Der Druck in mbar ist durch unterschiedliche Gradationen dargestellt. Während der
Messung wurde die Drehzahl des Hydraulikmotors 19 des Innenrüttlers über eine dafür
vorgesehene Verstelleinrichtung erhöht und wieder verringert. In dem Messergebnis
ist dieser Verlauf als Kurve zu erkennen, die in Fig. 3 mit I markiert ist. Auch die
ersten Harmonischen der einzelnen Grundfrequenzen sind zu sehen (mit II markiert).
In der Geraden, die mit III markiert ist, lässt sich die Kolbenfrequenz f
k der Hydraulikpumpe wiederfinden. Die mit IV markierte Gerade enthält die erste Harmonische
der Kolbenfrequenz f
k der Hydraulikpumpe, die nach Gleichung 2 wie folgt berechnet werden kann:

[0048] Bei der hier vorliegenden Kolbenanzahl N
k von 9 und einer Pumpendrehzahl n von 2039 U/min (umgerechnet ca. 33,98 U/s) ergibt
sich eine Kolbenfrequenz f
k der Hydraulikpumpe von 305,85 Hz. Dieses Ergebnis deckt sich mit der Position der
Geraden III.
[0049] In Fig. 4 ist ein einzelnes Amplitudenspektrum zu sehen, das aus den Druckmesswerten
ab ca. 6 s nach Messstart berechnet wurde. Die Frequenz von 307,6 Hz des mit III markierten
Peaks entspricht erneut der Kolbenfrequenz fk der Hydraulikpumpe 15 und die Frequenz
des mit IV markierten Peaks der ersten Harmonischen der Kolbenfrequenz fk der Hydraulikpumpe
15.
[0050] Die Auswerteeinrichtung 26 der Überwachungsvorrichtung 8 ist derart konfiguriert,
dass aus dem Amplitudenspektrum der auf die Unwucht zurückzuführende Peak I herausgefiltert
wird und die Frequenz dieses Peaks ermittelt wird, die der Drehzahl des Hydraulikmotors
19 der Betonverdichtungsvorrichtung 7 entspricht. In dem Amplitudenspektrum von Fig.
4 beträgt diese Frequenz 102,5 Hz. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der der Drehzahl
des Betonrüttlers entsprechende Peak nicht immer der Peak mit der höchsten Amplitude
ist. So kann beispielsweise der Peak der Kolbenfrequenz
fk der Hydraulikpumpe 15 eine größere Amplitude als der der Drehzahl des Betonrüttlers
entsprechende Peak haben. Auf der Hardware der Auswerteeinrichtung 26 läuft ein Datenverarbeitungsprogramm,
das einen Algorithmus enthält, der mit Hilfe entsprechender Filtertechniken den Peak,
dessen Frequenz der Drehzahl des Rüttlers entspricht, aus den einzelnen Amplitudenspektren
herausfiltert.
[0051] Bei der zeitdiskreten, schnellen Fouriertransformation (FFT/DFT) wird eine endliche
Anzahl an Messwerten benötigt. Da das Messsignal dauerhaft erfasst wird, wird aus
dem Messsignal ein Zeitfenster herausgeschnitten. Ist die Fensterbreite kein Vielfaches
von der Periodendauer des Signals, entsteht zwischen dem ersten und dem letzten Abtastwert
eine Sprungstelle, da sich das Signal periodisch fortsetzt. Durch den Sprung entstehen
im Frequenzspektrum weitere Frequenzen, die im Signal nicht vorhanden sind. Dieser
Effekt wird als Leakage-Effekt bezeichnet (
Meyer, Martin: Analoge und digitale Signale, Systeme und Filter, 8. Aufl., Wiesbaden:
Springer Vieweg 20179). Um diesen Effekt zu vermeiden, wird das Signal bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit einer Fensterfunktion gewichtet. Durch den Leakage-Effekt sind die im Signal vorkommenden
Frequenzen keine scharfen Stromspitzen im Amplitudenspektrum, sondern es entsteht
bei der Frequenz eine Hauptkeule, die von mehreren Nebenkeulen umgeben ist. Bei einer
Schwingung mit einer hohen Amplitude kann die Nebenkeulenantwort höher als die der
Hauptkeule einer benachbarten Schwingung sein und so diese im Rauschen verschwinden
lassen. Durch Variation der Fensterfunktion kann die Form der Hauptkeule und die der
Nebenkeulen verändert werden, so dass eine möglichst große Anzahl von relevanten Frequenzen
sicher detektiert werden können.
[0052] Bei der Analyse des Drucksignals können verschiedene Fensterfunktionen, die das Frequenzspektrum
unterschiedlich beeinflussen, verwendet werden. Aus diesem Grund sollte eine Fensterfunktion
ausgewählt werden, deren Eigenschaften an das gewünschte Spektrum angepasst ist. Für
die vorliegenden Messergebnisse aus Fig. 3 und Fig. 4 wurde das Hamming-Fenster mit
einer Fensterbreite von 2
11 Messpunkten angewendet. Es können aber auch andere Fensterfunktionen und -breiten
verwendet werden. Es ist darauf zu achten, dass die Auflösung Δf im Frequenzbereich
in Abhängigkeit von der Abtastfrequenz f
abtast und der Fensterbreite N nach Gleichung 3 beeinflusst wird. Mit einer vorliegenden
Abtastfrequenz von 10 kHz und Fensterbreite von 2
11 ergibt sich somit eine Frequenzauflösung von ca. 4,88 Hz.

[0053] In weiteren Versuchen wurden zwei Hydraulikleitungen an einem Betonrüttler fest fixiert,
welche mit einer Handpumpe auf einen Druck von 15 bar vorgespannt wurden. Anschließend
wurde die Drehzahl des Rüttlers langsam erhöht. In Figur 5 ist das Frequenzspektrum
über den zeitlichen Verlauf dargestellt, wobei der Anstieg der Rüttlerdrehzahl und
auch weitere harmonische Schwingungen zu erkennen sind. In Figur 6 ist die Amplitude
der Druckänderung über der Frequenz dargestellt. Es ist ersichtlich, dass mit steigender
Frequenz auch die Amplitude ansteigt. Dies ist damit zu begründen, dass sich mit steigender
Drehzahl auch die Beschleunigung erhöht.
[0054] An einem Gleitschalungsfertiger können eine Überwachungsvorrichtung 8 mit mehreren
Drucksensoren 25.1, 25.2, 25.3, 25.4 zur Überwachung mehrerer hydraulischen Betonverdichtungseinrichtungen
7 vorgesehen sein, um die Drehzahl jeder einzelnen Betonverdichtungsvorrichtung zu
bestimmen, wie oben beschrieben ist, oder es können mehrere Überwachungsvorrichtungen
mit nur einem Drucksensor zur Überwachung nur einer der Betonverdichtungsvorrichtungen
vorgesehen sein. Die Bestimmung der Drehzahl des Hydraulikmotors aus dem Messsignal
der an der Überwachungsvorrichtung angeschlossenen Drucksensoren kann gleichzeitig
oder nacheinander erfolgen. Die erfassten Drehzahlen der Hydraulikmotoren der einzelnen
Betonverdichtungsvorrichtungen können über eine CAN-Schnittstelle zyklisch ausgesendet
werden. Die CAN-Nachrichten können auf der Ausgabeeinheit 8B visualisiert werden.
Beispielsweise können die Drehzahlen der Hydraulikmotoren auf der Ausgabeeinheit 8B
angezeigt werden.
[0055] Die Überwachungsvorrichtung 8 kann auch eine Mehrzahl von Digitalausgängen zur Ansteuerung
von an der Ausgabeeinheit 8B vorgesehenen Signallampen 32 aufweisen, wobei jeder Betonverdichtungsvorrichtung
eine Signallampe zugeordnet sein kann. Ein Ausführungsbeispiel ist, dass eine rote
Signallampe, die einer Betonverdichtungsvorrichtung zugeordnete ist, eingeschaltet
wird, wenn die Drehzahl des Hydraulikmotors dieser Betonverdichtungsvorrichtung einen
definierten Schwellenwert für einen bestimmten Zeitraum unterschreitet.
[0056] Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fungiert die Überwachungsvorrichtung 8 auch
als Steuereinrichtung, die Steuersignale zur Ansteuerung der Stromregelventile 17.1,
17.2, 17.3, 17.4 für die Einstellung des Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit für
den Antrieb der Betonverdichtungsvorrichtungen 7 erzeugt. Die Steuersignale werden
von der Auswerteeinrichtung 26 über Steuerleitungen R1, R2, R3, R4 an die Stromregelventile
17.1, 17.2, 17.3, 17.4 übertragen. Die Auswerteeinrichtung 26 ist für die Regelung
der Stromregelventile derart konfiguriert, dass die Stromregelventile in Abhängigkeit
von dem mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit korrelierenden Drucksignal P(t),
das der jeweilige Drucksensor 25.1, 25.2, 25.3, 25.4 erzeugt, derart angesteuert werden,
dass die betreffende Betonverdichtungsvorrichtung 7 mit einer vorgegebenen Drehzahl
betrieben wird. Wenn sich die Drehzahl des Hydraulikmotors 19 einer Betonverdichtungsvorrichtung
7 beispielsweise aufgrund eines Ölverlustes verringert, erzeugt die Auswerteeinrichtung
26 ein Steuersignal, das eine Vergrößerung des Volumenstroms der zu dem Hydraulikmotor
der Betonverdichtungsvorrichtung strömenden Hydraulikflüssigkeit bewirkt. Folglich
wird der Volumenstrom derart geregelt, dass die Drehzahl des Hydraulikmotors einem
vorgegebenen Wert entspricht, wobei die Regelabweichung minimal sein sollte. Dadurch
wird erreicht, dass eine optimale Verdichtung des Betons über die Lebensdauer der
Betonverdichtungsvorrichtung gewährleistet ist.
1. Überwachungsvorrichtung für einen Gleitschalungsfertiger zur Überwachung der Verdichtung
von mit mindestens einer hydraulischen Betonverdichtungsvorrichtung (7) in eine Gleitschalung
des Gleitschalungsfertigers eingebrachten Betons, wobei die Betonverdichtungsvorrichtung
(7) einen Hydraulikmotor (19) zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden Unwucht aufweist,
welcher mit einer Hydraulikflüssigkeit betrieben wird, die in einem Hydraulikflüssigkeitssystem
(11) bereitgestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Überwachungsvorrichtung (8) mindestens einen im Hydraulikflüssigkeitssystem anzuordnenden
Drucksensor (25.1, 25.2, 25.3, 25.4) aufweist, welcher ein mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit
korrelierendes Drucksignal erzeugt, und eine Auswerteeinrichtung (26) zur Auswertung
des mit dem mindesten einem Drucksensor gemessenen Drucks aufweist, welche derart
konfiguriert ist, dass auf der Grundlage einer Analyse des Drucksignals auf die Verdichtung
des in die Gleitschalung des Gleitschalungsfertigers eingebrachten Betons geschlossen
wird.
2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) derart konfiguriert ist, dass zur Analyse des Drucksignals
das Amplitudenspektrum des Drucksignals ermittelt wird.
3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) derart konfiguriert ist, dass das Drucksignal abgetastet
wird, wobei das Amplitudenspektrum des Drucksignals durch eine zeitdiskrete Fouriertransformation
(DFT), insbesondere eine zeitdiskrete schnelle Fouriertransformation (FFT), des Drucksignals
ermittelt wird.
4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) derart konfiguriert ist, dass aus dem Amplitudenspektrum
des Drucksignals zumindest ein spektraler Anteil, welcher auf die Unwucht zurückzuführen
ist, ermittelt wird und die Frequenz des mindestens einen spektralen Anteils bestimmt
wird und mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei bei einer
Überschreitung und/oder Unterschreitung des mindestens einen Grenzwertes ein Steuersignal
erzeugt wird.
5. Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) derart konfiguriert ist, dass zur Auswertung des Drucksignals
ein Schwellenwert für die Amplituden der Harmonischen vorgegeben wird.
6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (8) eine das Steuersignal empfangende Ausgabeeinheit
(8B) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass mit einem akustischen und/oder optischen
und/oder einem taktilen Signal eine nicht ordnungsgemäße Verdichtung des Betons beim
Betrieb des Gleitschalungsfertigers angezeigt wird, wenn die Ausgabeeinheit (8B) das
Steuersignal empfängt, oder dass mit einem akustischen und/oder optischen und/oder
einem taktilen Signal eine ordnungsgemäße Verdichtung des Betons beim Betrieb des
Gleitschalungsfertigers angezeigt wird, wenn die Ausgabeeinheit (8A) das Steuersignal
nicht empfängt.
7. Gleitschalungsfertiger mit mindestens einer hydraulischen Betonverdichtungsvorrichtung
(7), die einen Hydraulikmotor (19) zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden Unwucht
aufweist, welcher mit einer Hydraulikflüssigkeit betrieben wird, die in einem Hydraulikflüssigkeitssystem
(11) bereitgestellt wird, und mit einer Überwachungsvorrichtung (8) nach einem der
Ansprüche 1 bis 6.
8. Gleitschalungsfertiger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikflüssigkeitssystem (11) eine zu dem Hydraulikmotor (19) der Betonverdichtungseinrichtung
(7) führende Druckleitung (14) und eine von dem Hydraulikmotor (19) abgehende Rückleitung
(16) umfasst, und der mindestens eine Drucksensor (25.1, 25.2, 25.3, 25.4) in oder
an der Druckleitung (14) und/oder der Rückleitung (16) angeordnet ist.
9. Gleitschalungsfertiger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) der Überwachungsvorrichtung (8) derart konfiguriert
ist, dass die Drehzahl des Hydraulikmotors der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung
(7) auf der Grundlage einer Analyse des von dem mindestens einen Drucksensor (25.1,
25.2, 25.3, 25.4) erzeugten Drucksignals geregelt wird.
10. Gleitschalunsgfertiger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (26) der Überwachungsvorrichtung (8) derart konfiguriert
ist, dass ein im Hydraulikflüssigkeitssystem (11) vorgesehenes Stromregelventil (17.1,
17.2, 17.3, 17.4) zur Einstellung des Volumenstroms der in den Hydraulikmotor (19)
der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung (7) strömenden Hydraulikflüssigkeit
in Abhängigkeit von dem mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit korrelierenden Drucksignal
derart angesteuert wird, dass die Betonverdichtungsvorrichtung (7) mit einer vorgegebenen
Drehzahl betrieben wird.
11. Verfahren zur Überwachung der Verdichtung von in eine Gleitschalung eines Gleitschalungsfertigers
eingebrachten Betons mit mindestens einer hydraulischen Betonverdichtungsvorrichtung,
die einen Hydraulikmotor zum Antrieb einer Vibrationen erzeugenden Unwucht aufweist,
der mit einer Hydraulikflüssigkeit betrieben wird, die in einem Hydraulikflüssigkeitssystem
bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einem im Hydraulikflüssigkeitssystem angeordneten Drucksensor, der
ein mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit korrelierendes Drucksignal erzeugt,
der Druck in der Hydraulikflüssigkeit gemessen wird, wobei auf der Grundlage einer
Analyse des Drucksignals auf die Verdichtung des in die Gleitschalung des Gleitschalungsfertigers
eingebrachten Betons geschlossen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Analyse des Drucksignals das Amplitudenspektrum des Drucksignals durch eine zeitdiskrete
Fouriertransformation (DFT), insbesondere eine zeitdiskrete schnelle Fouriertransformation
(FFT), ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Amplitudenspektrum des Drucksignals zumindest ein spektraler Anteil, welcher
auf die Unwucht zurückzuführen ist, ermittelt wird und die Frequenz des mindestens
einen spektralen Anteils bestimmt wird und mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert
verglichen wird, wobei bei einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des vorgegebenen
Grenzwertes ein Steuersignal erzeugt wird und mit einem akustischen und/oder optischen
und/oder einem taktilen Signal eine nicht ordnungsgemäße Verdichtung des Betons beim
Betrieb des Gleitschalungsfertigers angezeigt wird, wenn das Steuersignal erzeugt
wird, oder mit einem akustischen und/oder optischen und/oder einem taktilen Signal
eine ordnungsgemäße Verdichtung des Betons beim Betrieb des Gleitschalungsfertigers
angezeigt wird, wenn das Steuersignal nicht erzeugt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Hydraulikmotors der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung
auf der Grundlage einer Analyse des von dem mindestens einen Drucksensor erzeugten
Drucksignals geregelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Hydraulikflüssigkeitssystem vorgesehenes Stromregelventil zur Einstellung
des Volumenstroms der in den Hydraulikmotor der mindestens einen Betonverdichtungsvorrichtung
strömenden Hydraulikflüssigkeit in Abhängigkeit von dem mit dem Druck in der Hydraulikflüssigkeit
korrelierenden Drucksignal derart angesteuert wird, dass die Betonverdichtungsvorrichtung
mit einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird.