NL1005779C2

NL1005779C2 - Werkwijze alsmede inrichting voor het verdichten van korrelvormige massa zoals betonspecie.

Info

Publication number: NL1005779C2
Application number: NL1005779A
Authority: NL
Inventors: Gijsbert Toet; Anne-Huig Den Boer
Original assignee: Boer Staal Bv Den
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-12

Description

Werkwijze alsmede Inrichting voor het verdichten van korrelvonnige betonspecie

De uitvinding betreft het gebied van het verdichten van een 5 korrelvormige, los 8aaenhangende aassa zoals aardvochtige betonspecie. Door het verdichten van de aassa wordt het luchtgehalte daarvan verlaagd, en wordt een stevig saaenhangend product verkregen. Het kan daarbij gaan oa tegels, trottoirbanden en allerlei andere producten uit beton en dergelijke.

10 Uit NL-A-800*»995 is een werkwijze bekend voor het verdichten van beton waarbij het ultgangsaateriaal in een sinusvormige trilling en tegelijkertijd onder druk wordt gebracht. De trillingsfrequentie en de grootte van de druk kunnen aangepast worden aan de eigenschappen van het uitgangsmateriaal. De bij deze bekende werkwijze gebruikte 15 inrichting kan electro-hydraulisch bedreven worden.

Hoewel met deze bekende werkwijze en inrichting reeds betere resultaten, dat wil zeggen een lagere geluidsproductie en een goed verdicht eindproduct met de gewenste mechanische eigenschappen verkregen kunnen worden, dan bij de traditionele, zuiver electro-20 mechanisch werkende inrichtingen, blijkt toch nog ruimte voor verbeteringen te bestaan.

Doel van de uitvinding is een verbeterde werkwijze en inrichting te verschaffen voor het verdichten van bijvoorbeeld aardvochtige betonspecie. Dat doel wordt bereikt door een werkwijze voor het 25 bedrijven van een verdichtingsinrichting voor het verdichten van een korrelvormige, los samenhangende massa, zoals aardvochtige specie, ter verkrijging van eindproducten zoals tegels, trottoirbanden en dergelijke, welke inrichting een triltafel omvat alsmede een mal voor de te verdichten massa, een stempel voor het aandrukken van de massa 30 in de mal, een hydraulische excitator en een hydraulisch drukorgaan verbonden met triltafel respectievelijk stempel, aandrijfmiddelen alsmede regelmiddelen voor het regelen van excitator en drukorgaan, welke werkwijze de stappen omvat van: -het kiezen van een frequentietraject met een onderste waarde en 35 een bovenste waarde voor de excitatiefrequentie, -het zodanig regelen van de excitatiefrequentie dat genoemd frequentietraject tenminste gedeeltelijk wordt doorlopen en dat de eigenfrequentie wordt bereikt van het hydraulisch-mechanische 100K7?g 2 assaveersysteem gevormd door het bewegende deel van de excltator, de triltafel, de mal en de te verdichten massa, alsmede het samendrukbare hydraulische medium dat zich bevindt tussen het beweegbare deel van de excltator en het betreffende aandrij fmiddel (zoals een electro-5 hydraulisch stuurorgaan).

Bij dit proces speelt ook de druk waaraan het te behandelen materiaal wordt onderworpen een rol. Ter verkrijging van de gewenste resultaten wordt daarom de druk In het hydraulische drukorgaan bij voorkeur continu veranderd, en wel afhankelijk van de voortschrijding 10 van het verdichtlngsproces dat optreedt onder Invloed van de door de excltator afgegeven excitatiefrequentie.

De druk in het hydraulische drukorgaan kan worden geregeld volgens een druk-tijd functie en de frequentie van de hydraulische excitator volgens een frequentie-tijd functie, welke functies 15 gekoppeld kunnen zijn.

De verdichting, en daarmee de mechanische kwaliteit, van het eindproduct zijn des te hoger naarmate de bij het trillen optredende versnellingen hoger zijn. Deze versnellingen zijn recht evenredig met de amplitude van de sinusvormige trilling, maar nemen kwadratisch toe 20 met de frequentie daarvan. Om die reden levert de werkwijze volgens de uitvinding producten met uitstekende mechanische eigenschappen.

Een verder voordeel is dat de verdichtingstijd bij de werkwijze volgens de uitvinding relatief kort kan zijn. Een dergelijke korte productietijd gunstig is voor de totale opbrengst van de inrichting. 25 Deze voordelen vloeien voort uit het feit dat de korrelvormige massa niet aan slechts één bepaalde frequentie wordt blootgesteld. Volgens de uitvinding wordt de massa aan een aantal verschillende frequenties blootgesteld bij het doorlopen van het frequentietraject. Daardoor kan ook een massa met variërende korrelgrootten in een 30 relatief korte tijd een goede verdichting verkrijgen.

De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een triltafel alsmede een mal voor de te verdichten massa, een stempel voor het aandrukken van de massa in de mal, een hydraulische excitator 35 en een hydraulisch drukorgaan verbonden met triltafel respectievelijk stempel, aandrijfmiddelen alsmede een regelmiddel voor het regelen van de hydraulische druk in het drukorgaan, alsmede een regelmiddel voor het regelen van de dynamische hydraulische volumestroom (frequentie) 1005779 3 in de excitator. Een dergelijke inrichting ie bekend uit EP-A-620090. Ter verkrijging van het hierboven beschreven verdichtingsproces zijn de triltafel en de aal onderling bevestigbaar zodanig dat zij als een geheel in trilling brengbaar zijn door de excitator.

5 Doordat de triltafel en de aal als een geheel functioneren bij het trillen, is verzekerd dat het gehele voluae uitgangsmateriaal uniform wordt behandeld. Het verkregen product bezit daardoor dan ook uniforme eigenschappen.

Bij voorkeur is de aal aan zijn onderzijde open, en is hij op een 10 plaat geplaatst die de aal aan die onderzijde afsluit en die saaen met de mal op de triltafel bevestigbaar is. De mal met de plaat kunnen van de triltafel worden getild, waarna door verwijderen van de mal het product achterblijft op de plaat en aldus verder getransporteerd kan worden.

15 Ter verkrijging van de gewenste onderlinge verbinding heeft de triltafel klembekken die in samenwerking gebracht kunnen worden met de mal voor het vastklemmen daarvan op de triltafel. De mal kan daartoe klemoppervlakken hebben die zijn afgekeerd van de triltafel, op welke klemvlakken de klembekken kunnen aangrijpen.

20 Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de figuren.

Figuur 1 toont een schematische weergave van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een grafiek met de karakteristiek van het 25 verdichtingsproces volgens de uitvinding.

Figuur 3 toont een schema met symbolen.

De in figuur 1 weergegeven inrichting bevat een triltafel 1, die is verbonden met de zuigerstang 2 van de hydraulische excitator 3·

Verder bevat de inrichting een stempel 4, verbonden met de 30 zuigerstang 5 van de hydraulische cilinder 5t 6. Zowel de excitator 3 als de hydraulische cilinder 5. 6 zijn bestuurbaar door servomechanismen 7. 8% welke via elektrische stuurleidingen 9. 10 zijn verbonden met een elektronische regelinrichting 11.

Qp de triltafel 1 is een transportplaat 12 gelegd, waarop de in 35 zijn geheel met 13 aangeduide aal is geplaatst. Deze mal is aan de boven- en onderzijde open, en bestaat in wezen uit een rondlopende wand 14 met de gewenste doorsnedevorm van het product, alsmede een oor 15.

1005779 )

Op dit oor 15 kunnen de klembekken 16 van een klemmechanisme worden geklemd. Over de omtrek van de flens 15 is een zodanig aantal klembekken 16 aangebracht, dat de aal 13, plaat 12 en triltafel 1 mechanisch gezien als één geheel functioneren, ook bij de in de 5 trilinrichting opgewekte trillingen.

In de mal wordt het te behandelen materiaal zoals betonspecie (mortel) 17 geplaatst, dat vervolgens door de excitator 3, triltafel 1, plaat 12 en aal 13 in trilling wordt gebracht.

De stempel 4 heeft een vorm die is aangepast aan de inwendige 10 vorm van de mal 13, en oefent bij het trillen een voorgeschreven druk uit op de mortel 17.

De grootte van deze druk kan door de regeleenheid 11 ingesteld worden op een waarde die optimaal is voor het verdichten van een specifieke mortelsoort. Tijdens het verdichten kan die druk als 15 functie van de tijd continu veranderen om het verdichtingsproces optimaal te laten verlopen.

Van belang is verder dat de druk-tijdfunctie van de hydraulische cilinder 5, 6 gekoppeld kan worden aan de frequentie-tijdfunctie waarmee de excitator 3 wordt bedreven.

20 In dat verband is van belang dat de bij een sinusvormige excitatie opgewekte versnelling afhangt van de relatie: a s(2nf)2. Daarbij stelt f de frequentie voor, en s de amplitude van de trilling. Uit deze relatie blijkt dat de versnelling a recht evenredig is met s, maar kwadratisch toeneemt bij toenemende frequentie.

25 De verkregen verdichting van de mortel is sterk afhankelijk van de grootte van de versnelling waaraan deze is onderworpen. Het is dus zaak om niet alleen een zo groot mogelijke amplitude, maar tevens een zo hoog mogelijke frequentie binnen het frequentietraject op te wekken.

30 Door het hydraulisch-mechanische massaveersysteem, zoals weergegeven in figuur 1 kan hier met betrekking tot de grootte van de optredende amplitude en dus met betrekking tot de versnellingen grote winst worden behaald, zoals zal worden toegelicht aan de hand van figuren 2 en 3· 35 De massa van dit massa-veersysteem wordt gevormd door de zuiger 2 van de excitator, de triltafel 1, de plaat 12 en de mal 13 samen met mortel 17.

1005779 5

De veer van het systeem wordt gevormd door het samendrukbare medium (zoals olie) tussen het electro-hydraulische stuurorgaan 7 en het oppervlak van de zuigerstang 2 dat in aanraking is met dat medium. Onder verwijzing naar figuur 3· kunnen de volgende relaties 5 worden vastgelegd:

De drukverhoging In cilinder is: Pj -· p2 « Ap, en de daaruit voortvloeiende volumeverandering is: Vt -· V2 · AV. De compressiemodulus r *P'

KmV[*v, of

6V _ 6P

V K

10 of - “ί AV « A.Lst Lp « ££

De "veerstijfheid" van de tussen klep en zuiger ingesloten olie is rm Al . APA*

LS LV

15 tevens ιρ.ψ dus c . Lv.ka* «

LV. V V

De veerstijfheid van de hydraulische veer is dus 20

100*77Q

6 r . *·** C ~~V~

De elgenfrequentie van dit systeem kan als volgt worden uitgedrukt: »?· <2, 5

Volgens de uitvinding wordt nu een bepaald frequentietraject gekozen, waarmee de inrichting volgens figuur 1 wordt bedreven. De ondergrens van dit traject is in de grafiek van figuur 2 aangeduid met 10 verwijzingsteken 18, de bovengrens met 19· Op de verticale as van de grafiek is de verkregen amplitude weergegeven.

Bepaald door de massa en de veerstijfheid van het hiervoor beschreven massaveersysteem, treedt nu bij het doorlopen van het frequentietraject bij frequentie f0, aangeduid met 20, een piek 21 op 15 in de verkregen amplitude Bq. Bij deze frequentie f0 zal derhalve een zo groot mogelijke versnelling optreden. Bij het bereiken van deze frequentie behoeft de trilinrichting volgens de uitvinding slechts korte tijd bedreven te worden, aangezien de opgewekte versnellingen zo groot zijn, dat de mortel in korte tijd verdicht.

20 Na het verdichten wordt het product op de transportplaat uit de mal verwijderd.

1Ο0577Λ

Claims

1. Werkwijze voor het bedrijven van een verdichtingsinrichting voor het verdichten van een korrelvormige, los samenhangende aassa, 5 zoals aardvochtige specie, ter verkrijging van eindproducten zoals tegels, trottoirbanden en dergelijke, welke inrichting een triltafel (1) omvat alsaede een aal (1*0 voor de te verdichten aassa (17), een stempel (4) voor het aandrukken van de aassa (17) in de aal (14), een hydraulische excitator (3) en een hydraulisch drukorgaan (6) verbonden 10 met triltafel (1) respectievelijk steapel (4), aandrijfmiddelen (7, 8) alsmede regelmiddelen (11) voor het regelen van excitator (3) en drukorgaan (6), welke werkwijze de stappen omvat van: -het kiezen van een frequentietraject met een onderste waarde (18) en een bovenste waarde (19) voor de excitatiefrequentie, 13 -het zodanig regelen van de excitatiefrequentie dat genoemd frequentietraject tenminste gedeeltelijk wordt doorlopen en dat de eigenfrequentie (20) wordt bereikt van het hydraulisch-mechanische aassaveersysteem gevormd door het beweegbare deel (2) van de excitator (3), de triltafel (1), de mal (14) en de te verdichten massa (17). 20 alsmede het samendrukbare hydraulische medium dat zich bevindt tussen het beweegbare deel (2) van de excitator (3) en het betreffende aandrijfmiddel (7)·

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de druk in het 23 hydraulische drukorgaan (6) continu veranderd kan worden afhankelijk van de voortschrijding van het verdichtingsproces dat optreedt onder invloed van de door de excitator (3) afgegeven excitatiefrequentie.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de druk in het 30 hydraulische drukorgaan (6) wordt geregeld volgens een druk-tijd functie en de frequentie van de hydraulische excitator (3) wordt geregeld volgens een frequentie-tijd functie, welke functies zijn gekoppeld.

4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een triltafel (1) alsmede een mal (14) voor de te verdichten massa (17)· een stempel (4) voor het aandrukken van de massa (17) in de mal (14), een hydraulische 1005779 excltator (3) en een hydraulisch drukorgaan (6) verbonden eet triltafel (1) respectievelijk stempel (4), aandrijfmiddelen (7, 8) alsmede een regelmiddel (11) voor het regelen van de hydraulische druk in het drukorgaan (6) en voor het regelen van de dynamische 5 volumestroom (frequentie) in de excltator (3), met het kenmerk dat het regelmiddel (11) voor het regelen van de dynamische volumestroom (frequentie) in de excltator bedrijfbaar is volgens een continu veranderbare regelfunctie. 10 3· Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de triltafel (1) en de mal (1*0 onderling bevestlgbaar zijn zodanig dat zij als een geheel in trilling brengbaar zijn door de excitator (3)·

6. Inrichting volgens conclusie *J of 5. waarbij de mal (1*0 aan 15 zijn onderzijde open is. en de mal (1*0 is geplaatst op een transportplaat (12) die de mal (1*0 aan die onderzijde afsluit en samen met de mal (1*0 op de triltafel (1) bevestlgbaar is.

7. Inrichting volgens conclusie **, 5 of 6, waarbij de triltafel 20 (1) klembekken (16) heeft die in samenwerking gebracht kunnen worden met de mal (1*0 voor het vastklemmen daarvan op de triltafel (1).

8. Inrichting volgens conclusie 7. waarbij de mal (14) klemoppervlakken heeft die zijn afgekeerd van de triltafel (1), op 25 welke klemvlakken de klembekken (16) kunnen aangrijpen. 1005779