WO2002004764A2 - Frequenzumformer für einen innenrüttler - Google Patents

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    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/06—Solidifying concrete, e.g. by application of vacuum before hardening
    • E04G21/08—Internal vibrators, e.g. needle vibrators

Definitions

  • the invention relates to a frequency converter for an internal vibrator.
  • Internal vibrators are used to compact concrete that is still liquid.
  • a vibrating bottle belonging to the internal vibrator is immersed in which an electric motor and an imbalance driven by it at high speed are accommodated.
  • the engine To achieve the required engine speed and thus the compression frequency, the engine must be supplied with a special voltage whose frequency (eg 200 Hz) is above the network frequency provided by the public network.
  • the special voltage is provided by a special voltage network or by a frequency converter, which is provided either on the construction site in the form of a larger stationary unit or as an integrated component of the internal vibrator.
  • An internal vibrator with an integrated frequency converter is known from DE G 92 17 854.5.
  • CH 689598 A5 which forms the preamble of claim 1, describes an internal vibrator in which a converter can be separated from a protective tube carrying a vibrating bottle.
  • the protective hose is coupled to the converter via a specially designed electromechanical plug and socket construction, so that not only the special voltage can be transmitted, but a mechanically firm connection between the protective hose and the converter housing is guaranteed.
  • the special design of the electromechanical coupling means that the elements to be coupled must be precisely coordinated. It is not possible to use components that are not equipped for the special coupling.
  • the invention is based on the object of specifying a frequency converter which also makes it possible for internal vibrators without their own integrated frequency converter to use the advantages of internal vibrators with their own frequency converter on request.
  • a frequency converter according to the invention has a mobile converter housing with a converter circuit and is characterized in that a socket is provided which is supplied with the special voltage by the converter circuit and to which a plug part of the internal vibrator can be inserted.
  • a known internal vibrator which does not have its own frequency converter, with its mains plug serving as a plug part into the socket of the frequency converter, the socket being integrated in the converter housing or connected to the converter housing via a further supply line.
  • An internal vibrator without its own frequency converter can be converted into an internal vibrator with a frequency converter without incurring any special additional costs and without having to carry out any special construction work.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the socket can be supplied with mains voltage as an alternative to the special voltage and that a changeover switch is provided for switching over between special and mains voltage.
  • the internal vibrator can also be connected to a special voltage network - as before - without the frequency converter having to be removed from it. This has the advantage that the frequency converter cannot be lost during busy construction site operation.
  • a securing device is provided in the region of the socket, with which the plug part of the internal vibrator is held in the socket. The safety device thus serves as train protection and enables the operator to pull the frequency converter on the internal vibrator behind him.
  • the converter housing advantageously has an elongated outer shape with minimized transverse dimensions, which considerably facilitates the ability of the converter housing to slip on the construction site, which is usually provided with numerous reinforcing bars.
  • the smooth handling of the frequency converter is further improved by a smooth outer skin of the converter housing.
  • An internal vibrator 1 known per se has a vibrating bottle 2 in which an elongated electric motor and an imbalance driven by the electric motor are accommodated.
  • the vibrating bottle 2 is connected to a switch housing 4 via a protective hose 3 of up to several meters in length.
  • the protective hose 3 also serves as an operating hose with which the vibrating bottle 2 is dipped into the concrete to be compacted by the operator.
  • a switch 5 is arranged in the switch housing 4, with which the electric motor in the vibrating bottle 2 can be switched on and off.
  • An electrical feed line 6 is led out of the switch housing 4, which leads into a mains plug 7.
  • Such an internal vibrator 1, known per se is usually connected with the mains plug 7 into a special voltage network or a stationary frequency converter available at the construction site.
  • a frequency converter 8 is provided, into which the power plug 7 is inserted.
  • the frequency converter 8 has a converter housing 9, in which an electronic converter circuit known per se is accommodated. Furthermore, an additional switch can be provided with which the current supply drove can be interrupted.
  • a feed line 10 is led from the converter housing 9 to a mains plug 11.
  • the power plug 11 can be plugged into a common public network available on the construction site.
  • a plug socket 12 is integrated in the converter housing 9, into which the mains plug 7 of the internal vibrator 1 can be inserted.
  • the frequency converter 8 draws the usual mains voltage (230 V or 400 V, 50 Hz) via the mains plug 11, which is led via the feed line 10 to the converter circuit in the converter housing 9. There the mains voltage is converted to a special voltage, which, for. B. can be 42 V with 200 Hz. The special voltage is applied to the socket 12, where it can reach the internal vibrator 1 via the mains plug 7.
  • the socket 12 it is also possible to arrange the socket 12 away from the converter housing 9 and to connect it to the converter housing 9 by means of an additional supply line.
  • the power plug 7 of the vibrator 1 is held in the socket 12 with the aid of a preferred mechanical securing device. It is thus possible for the operator to pull the vibrator 1 together with the frequency converter 8 on the protective tube 3 behind them, without the connection between the mains plug 7 and the frequency converter 8 being released.
  • the converter housing 9 has an elongated, slim outer shape with minimized transverse dimensions and a smooth outer skin in order to be able to be pulled through concrete reinforcements with as little resistance as possible. Inclined end walls 13 on the converter housing 9 further support the ability to slip.
  • the frequency converter 8 is particularly easy easy to handle on the go. Manageability is further supported if the converter housing 9 does not carry a handle that could impair the ability to slip.
  • the frequency converter 8 forms a compact unit together with the internal vibrator 1 and can be easily moved by the operator, conventional internal vibrators without an integrated frequency converter also have the operating advantages that were previously only reserved for internal vibrators with an integrated frequency converter.
  • Another embodiment of the invention enables the socket 12 to be supplied not only with the special voltage, but also optionally with the mains voltage.
  • a switch for switching between special and mains voltage is provided on the converter housing 9. While the current for generating the special voltage is passed through the converter circuit, after the switch is actuated, it is fed directly from the feed line 10 to the socket 12, that is to say only through the frequency converter 8. This makes it possible to connect the combination of internal vibrator 1 and frequency converter 8 to existing special voltage networks at least briefly, without having to separate internal vibrator 1 from frequency converter 8.

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Abstract

Ein Frequenzumformer (8) für einen Innenrüttler (1) weist ein mobiles Umformergehäuse (9), eine in dem Umformergehäuse (9) angeordnete Umformerschaltung zum Umformen einer elektrischen Netzspannung in eine Sonderspannung sowie eine mit dem Umformergehäuse (9) mechanisch verbundene und mit der Umformerschaltung elektrisch gekoppelte Zuleitung (10) auf, an deren dem Umformergehäuse (9) abgewandten Ende ein Steckerteil (11) vorgesehen ist. Von der Umformerschaltung wird eine Steckbuchse (12) mit der Sonderspannung gespeist, an der ein Steckerteil (7) des Innenrüttlers (1) einsteckbar ist.

Description

Frequenzumformer für einen Innenrüttler
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 einen Frequenzumformer für einen Innenrüttler.
Innenrüttler werden zur Verdichtung von noch flüssigem Beton verwendet. Dazu wird in den Beton eine zu dem Innenrüttler gehörende Rüttelflasche eingetaucht, in der ein Elektromotor und eine von diesem mit hoher Drehzahl angetriebene Unwucht untergebracht sind. Zur Erreichung der erforder- liehen Motordrehzahl und damit Verdichtungsfrequenz muss der Motor mit einer Sonderspannung versorgt werden, deren Frequenz (z. B. 200 Hz) über der vom öffentlichen Netz bereitgestellten Netzfrequenz liegt.
Es ist bekannt, dass die Sonderspannung durch ein Sonderspannungsnetz oder durch einen Frequenzumformer bereitgestellt wird, der entweder auf der Baustelle in Form einer größeren stationären Einheit oder als integrierter Bestandteil des Innenrüttlers vorgesehen ist. Ein Innenrüttler mit integriertem Frequenzumformer ist aus der DE G 92 17 854.5 bekannt.
In der den Oberbegriff von Patentanspruch 1 bildenden CH 689598 A5 ist ein Innenrüttler beschrieben, bei dem ein Umformer von einem eine Rüttelflasche tragenden Schutzschlauch abtrennbar ist. Die Kopplung des Schutz- schlauchs mit dem Umformer erfolgt über eine speziell ausgestaltete elektro- mechanische Stecker-Buchsenkonstruktion, so dass nicht nur die Sonder- Spannung übertragbar ist, sondern eine mechanisch feste Verbindung zwischen Schutzschlauch und Umformergehäuse gewährleistet ist. Die spezielle Ausgestaltung der elektromechanischen Kopplung bedingt, dass die zu koppelnden Elemente genau aufeinander abgestimmt sein müssen. Eine Nutzung von Bauelementen, die nicht für die spezielle Kopplung ausgerüstet sind, ist nicht möglich.
Innenrüttler mit integriertem Frequenzumformer haben sich in der Praxis hervorragend bewährt. Nach wie vor jedoch werden auf Baustellen auch Innenrüttler eingesetzt, die keinen eigenen Frequenzumformer aufweisen und durch einen externen Frequenzumformer gespeist werden müssen. Diese Innenrüttler zeichnen sich vor allem durch ihre geringeren Einstandskosten aus. Allerdings setzen sie auf Baustellen entweder ein entsprechendes Son- derspannungsnetz mit niedrigem Spannungswert und hoher Spannungsfrequenz voraus, oder einen üblichen Frequenzumformer, der in Form eines sehr schweren Kastens an der Arbeitsstelle zur Verfügung gestellt werden muss. Die Bedienung eines derartigen Innenrüttlers wird dadurch sehr un- handlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzumformer anzugeben, der es auch für Innenrüttler ohne eigenen integrierten Frequenzumformer ermöglicht, auf Wunsch die Vorteile von Innenrüttlern mit eigenem Frequenzumformer zu nutzen.
Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Frequenzumformer gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßer Frequenzumformer weist ein mobiles Umformergehäuse mit einer Umformerschaltung auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Umformerschaltung mit der Sonderspannung gespeiste Steckbuchse vorgesehen ist, an der ein Steckerteil des Innenrüttlers ein- steckbar ist. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, einen bekannten, keinen eigenen Frequenzumformer aufweisenden Innenrüttler mit seinem als Steckerteil dienenden Netzstecker in die Steckbuchse des Frequenzumformers einzustecken, wobei die Steckbuchse in das Umformergehäuse integriert oder über eine weitere Zuleitung mit dem Umformergehäuse verbun- den sein kann. Ohne dass besondere Mehrkosten entstehen, und ohne dass ein besonderer baulicher Aufwand betrieben werden muss, lässt sich damit ein Innenrüttler ohne eigenen Frequenzumformer in einen Innenrüttler mit Frequenzumformer umrüsten.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchse alternativ zu der Sonderspannung mit Netzspannung speisbar ist und dass ein Umschalter zum Umschalten zwischen Sonder- und Netzspannung vorgesehen ist. Damit kann der Innenrüttler auch - wie bisher - an ein Sonderspannungsnetz angeschlossen werden, ohne dass der Frequenzumformer von ihm abgebaut werden müsste. Dies hat den Vorteil, dass der Frequenzumformer nicht im lebhaften Baustellenbetrieb verloren gehen kann. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im Bereich der Steckbuchse eine Sicherungseinrichtung vorgesehen, mit der das Steckerteil des Innenrüttlers in der Steckbuchse gehalten wird. Die Sicherungseinrichtung dient somit als Zugsicherung und ermöglicht es dem Be- diener, den Frequenzumformer am Innenrüttler hinter sich herzuziehen. Vorteilhafterweise weist dazu das Umformergehäuse eine langgestreckte Au- j3enform mit minimierten Querabmessungen auf, was die Schlupffähigkeit des Umformergehäuses auf der meist mit zahlreichen Armierungseisen versehenen Baustelle erheblich erleichtert. Durch eine glatte Aussenhaut des Umformergehäuses wird die mobile Handhabung des Frequenzumformers zusätzlich verbessert.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Frequenzumformer mit angeschlossenem Innenrüttler.
Ein an sich bekannter Innenrüttler 1 weist eine Rüttelflasche 2 auf, in der ein langgestreckter Elektromotor und eine von dem Elektromotor angetriebe- ne Unwucht untergebracht sind. Die Rüttelflasche 2 ist über einen bis zu mehrere Meter langen Schutzschlauch 3 mit einem Schaltergehäuse 4 verbunden. Der Schutzschlauch 3 dient auch als Bedienungsschlauch, mit dem die Rüttelflasche 2 vom Bediener in den zu verdichtenden Beton eingetunkt wird. In dem Schaltergehäuse 4 ist ein Schalter 5 angeordnet, mit dem sich der Elektromotor in der Rüttelflasche 2 ein- und ausschalten lässt. Aus dem Schaltergehäuse 4 ist eine elektrische Zuleitung 6 herausgeführt, die in einen Netzstecker 7 mündet. Üblicherweise wird ein derartiger, an sich bekannter Innenrüttler 1 mit dem Netzstecker 7 in ein an der Baustelle vorhandenes Sonderspannungsnetz oder einen stationären Frequenzumformer angeschlossen.
Erfindungsgemäß wird aber ein Frequenzumformer 8 bereitgestellt, in den der Netzstecker 7 eingesteckt ist.
Der Frequenzumformer 8 weist ein Umformergehäuse 9 auf, in dem eine an sich bekannte elektronische Umformerschaltung untergebracht ist. Weiterhin kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, mit dem die Stromzu- fuhr unterbrochen werden kann.
Aus dem Umformergehäuse 9 ist eine Zuleitung 10 zu einem Netzstecker 11 geführt. Der Netzstecker 11 lässt sich in ein übliches, auf der Baustelle vor- handenes öffentliches Netz einstecken.
Auf der dem Netzstecker 11 und der Zuleitung 10 abgewandten Seite des Umformergehäuses 9 ist in dem Umformergehäuse 9 eine Steckbuchse 12 integriert, in die sich der Netzstecker 7 des Innenrüttlers 1 einstecken lässt.
Der Frequenzumformer 8 bezieht über den Netzstecker 11 übliche Netzspannung (230 V bzw. 400 V, 50 Hz), die über die Zuleitung 10 zur Umformerschaltung im Umformergehäuse 9 geführt wird. Dort wird die Netzspannung auf eine Sonderspannung umgeformt, die z. B. 42 V mit 200 Hz betragen kann. Die Sonderspannung wird an die Steckbuchse 12 angelegt, wo sie über den Netzstecker 7 in den Innenrüttler 1 gelangen kann.
Alternativ zu der in der Figur gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, die Steckbuchse 12 abseits vom Umformergehäuse 9 anzuordnen und mittels einer zusätzlichen Zuleitung mit dem Umformergehäuse 9 zu verbinden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Netzstecker 7 des Innenrüttlers 1 mit Hilfe einer vorzugsweisen mechanischen Sicherungseinrichtung in der Steckbuchse 12 gehalten wird. Damit ist es dem Bediener möglich, den Innenrüttler 1 zusammen mit dem Frequenzumformer 8 am Schutzschlauch 3 hinter sich herzuziehen, ohne dass die Verbindung zwischen Netzstecker 7 und Frequenzumformer 8 gelöst wird.
Das Umformergehäuse 9 weist eine langgestreckte, schlanke Außenform mit minimierten Querabmessungen und glatter Außenhaut auf, um möglichst widerstandslos durch Betonarmierungen gezogen werden zu können. Schrägstehende Stirnwände 13 am Umformergehäuse 9 unterstützen die Schlupffähigkeit noch.
Durch den elektronischen Aufbau der Umformerschaltung und die schlanke Form des Umformergehäuses lässt sich der Frequenzumformer 8 besonders leicht mobil handhaben. Die Handhabbarkeit wird noch unterstützt, wenn das Umformergehäuse 9 keinen Handgriff trägt, der die Schlupffähigkeit beeinträchtigen könnte.
Dadurch, dass der Frequenzumformer 8 zusammen mit dem Innenrüttler 1 eine kompakte Einheit bildet und vom Bediener leicht bewegt werden kann, eröffnen sich auch konventionellen Innenrüttlern ohne integriertem Frequenzumformer die Bedienungsvorteile, die bisher nur Innenrüttlern mit integriertem Frequenzumformer vorbehalten waren.
Eine in der Figur nicht dargestellte andere Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es, dass die Steckbuchse 12 nicht nur mit der Sonderspannung, sondern wahlweise auch mit Netzspannung gespeist werden kann. Dazu ist am Umformergehäuse 9 ein Umschalter zum Umschalten zwischen Sonder- und Netzspannung vorgesehen. Während der Strom zum Erzeugen der Sonderspannung über die Umformerschaltung geführt wird, wird er nach Betätigen des Umschalters direkt von der Zuleitung 10 zur Steckbuchse 12 geführt, also durch den Frequenzumformer 8 lediglich durchgeleitet. Dies ermöglicht es, die Kombination aus Innenrüttler 1 und Frequenzumformer 8 wenigstens kurzzeitig auch an bestehende Sonderspannungsnetze anzu- schliejBen, ohne dass der Innenrüttler 1 vom Frequenzumformer 8 getrennt werden müsste.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Frequenzumformer (8) für einen Innenrüttler (1), mit einem mobilen Umformergehäuse (9); - einer in dem Umformergehäuse (9) angeordneten Umformerschaltung zum
Umformen einer elektrischen Netzspannung in eine Sonderspannung; einer mit dem Umformergehäuse (9) mechanisch verbundenen und mit der Umformerschaltung elektrisch gekoppelten Zuleitung (10), an deren dem Umformergehäuse (9) abgewandten Ende ein Steckerteil (11) vorgesehen ist; und mit - einer von der Umformerschaltung mit der Sonderspannung gespeisten
Steckbuchse (12), dadurch gekennzeichnet, dass an der Steckbuchse (12) ein Netzstecker (7) des Innenrüttlers (1) einsteckbar ist.
2. Frequenzumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchse (12) in das Umformergehäuse (9) integriert ist.
3. Frequenzumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchse (12) über eine weitere Zuleitung mit dem Umformergehäuse (9) ver- bunden ist.
4. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchse (12) alternativ zu der Sonderspannung mit Netzspannung speisbar ist und dass ein Umschalter zum Umschalten zwischen Sonder- und Netzspannung vorgesehen ist.
5. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Steckbuchse (12) eine Sicherungseinrichtung vorgesehen ist, mit der das Steckerteil (7) des Innenrüttlers (1) in der Steckbuchse (12) gehalten wird.
6. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformergehäuse (9) eine langgestreckte Außenform mit minimierten Querabmessungen aufweist.
7. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformergehäuse (9) eine glatte Außenhaut aufweist und eine mobile Handhabung des Frequenzumformers (8) erlaubt.
8. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformergehäuse (9) von dem Innenrüttler (1) über den Boden ziehbar ist.
9. Frequenzumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformerschaltung eine elektronische Umformerschaltung ist.
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