Fuzzy-geregelte Vibrationsrammung mit Erschütterungsbegrenzung: Fid-Bau Portal

Fuzzy-geregelte Vibrationsrammung mit Erschütterungsbegrenzung

Schlick, H. / Kern, O.

Die Vibrationsrammtechnik hat gegenüber der Schlagrammung den Vorteil geringerer Erschütterungen und reduzierter Lärmentstehung, während gegenüber der statischen Einpreßtechnik der Kostenvorteil und die größere Bodenunabhängigkeit zum Tragen kommen. Sie erfordert aber eine leistungsfähige regelungstechnische Ausstattung mit entsprechenden Geräten. Ein Forschungsprojekt am Institut für Maschinenwesen der Universität Karlsruhe baut auf der Entwicklung einer Vibrationsramme mit frei einstellbarer Frequenz, Schwingweite und Vorspannung auf. Unter anderem wird das Problem der Ausbreitung erheblicher Erschütterungen beim An- und Auslaufen durch zuschaltbare Unwuchten gelöst. Für die einstellbare Schwingweite wird eine stufenlose Verstellung des statischen Moments benötigt, was mit Hilfe von über ein hydraulisch-mechanisches Stellelement auf einer Achse gegeneinander verdrehbaren Unwuchtpaaren geschieht. Das ermöglicht eine gute Geräteausnutzung. Eine weitere konstruktive Lösung nimmt die bei verstellbaren Unwuchten auftretenden Spreizkräfte sicher auf. Mit Daten aus 600 Feldversuchen wurde ein theoretisches Modell eines nichtlinearen Schwingers erstellt, das die Vorhersage des Einflusses einzelner Parameter erlaubt und als Basis für eine Fuzzy-Regelung dient. Diese kann unter Vorgabe maximaler Erschütterungswerte immer die optimale Eindringgeschwindigkeit errechnen. Sensoren an gefährdeten Objekten liefern Schwingungsdaten drahtlos oder über Kabel an den Fuzzy-Regler. Vereinfachte Simulationen zeigten eine wesentliche Verbesserung von Rammfortschritt und erreichbaren Tiefen mit der Fuzzy-Logik. Maschinentechnische Randbedingungen können im Regleralgorithmus Verwendung finden. Der noch zu entwickelnde praxistaugliche Regler soll für alle Vibrationsrammen des vorgestellten Typs geeignet sein, wobei er Eingänge für die verschiedenen Maschinenparameter besitzen muß.