Bei den bis heute eingesetzten praxistauglichen Rammvibratoren werden die überwiegend in vertikaler Richtung ausgeführten Schwingbewegungen abgeleitet von den Fliehkräften rotierender Unwuchten, die derart synchronisiert sind, daß sich die horizontalen Fliehkraftkomponenten gegenseitig aufheben und sich die vertikalen Fliehkraftkomponenten addieren. Für die Synchronisation der Unwuchten und gegebenenfalls auch für deren Antrieb werden überwiegend Zahnradgetriebe eingesetzt. Von modernen Unwuchtvibratoren dieser Art wird verlangt, daß sie bei laufender Drehung der Unwuchten bezüglich ihrer Schwingwegamplitude regelbar oder einstellbar sind, wozu auch die Schwingwegamplitude mit dem Wert Null gehört. Sofern eine solche Verstellbarkeit der Schwingwegamplitude gegeben ist, kann man diese Unwucht-Rammvibratoren auch so betreiben, daß (bei vorhandenem Kontakt des Rammgutes mit dem Erdreich) während des Hochlaufens der Unwuchtdrehbewegung von der Drehzahl Null an keine im Erdreich erregbaren Eigenfrequenzen unterhalb der angestrebten Betriebsfrequenz angeregt werden.

Dies geschieht bei den amplitudenregelbaren Unwucht-Rammvibratoren dadurch, daß man während des Hochlaufens der Unwucht-Drehbewegungen vom Wert Null an bis zum Erreichen der (hohen) Betriebsfrequenz die Schwingungsamplitude auf dem Wert Null hält und erst nach dem Erreichen der Betriebsfrequenz eine vorgesehene Amplitude einstellt.

Abgesehen von wenigen, mit Unwuchten arbeitenden und bezüglich der Schwingwegamplitude ohne Benutzung eines Zahnradgetriebes einstellbaren Rammvibratoren, die ihrerseits mit speziellen Nachteilen behaftet sind, wird bei der Mehrzahl der im praktischen Betrieb befindlichen Rammvibratoren, bei denen während der Rotation der Unwuchten die Schwingwegamplituden vom Wert Null auf einen geeigneten Wert größer als Null verstellt werden kann, die Synchronisation der Unwuchten und zusätzlich auch die Verstellbarkeit der Schwingwegamplituden durch den Einsatz von stark durch Massenkräfte belastete Zahnradgetriebe bewirkt.

Diese Art von Rammvibratoren führt allerdings infolge der Zahnradgetriebe zu einer sehr hohen Geräuschemission und einem hohen Verschleiß.

Um den Geräuschemissionen zu begegnen, wird in EP 1 167 632 A2 ein Rammvibrator beschrieben, der einen von wenigstens einem als Hydraulikzylinder ausgebildeten Erregeraktuatorzu erzwungenen Schwingungen anregbaren, linearen Zweimassenschwinger aufweist. Dieser umfaßt eine Freischwingmasse in Form eines Tragrahmens, eine Arbeitsmasse in Form eines Außenrahmens mit einer Halterung für das Rammgut sowie ein beide Massen koppelndes Federsystem, wobei die beiden Massen im wesentlichen phasengleich und gegenläufig schwingen. Der Kolben des Hydraulikzylinders wird über einen Steuerrotor mit Rotationsschiebern zum wechselweisen Hin-und Herbewegen der Arbeitsmasse beaufschlagt. Die aufzubringende Leistung ist die Summe aus Arbeitsleistung und Schwingungsverlustleistung, die zur Erzwingung der Schwingungen benötigt wird, ohne daß eine Arbeit geleistet wird. Die Schwingungsverlustleistung ist von der Differenz zwischen Eigenfrequenz des Zweimassenschwingers und der Erregerfrequenz, die sich hier durch Änderung der Drehzahl des Steuerrotors verändern läßt, abhängig. Die Schwingungsverlustleistung ist bei diesem Rammvibrator zwangsläufig relativ groß, da in Frequenzbereichen gearbeitet werden muß, die eine beherrschbare Schwingwegamplitude gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Rammvibrator zu schaffen, der einen geringeren Leistungsbedarf hat.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Rammvibrator für Rammgut mit einem von wenigstens einem Erregeraktuator zu erzwungenen Schwingungen anregbaren, linearen Zweimassenschwinger, der eine Freischwingmasse, eine Arbeitsmasse sowie ein beide Massen koppelndes Federsystem aufweist, wobei die beiden Massen im wesentlichen phasengleich und gegenläufig schwingen und eine der Massen eine Halterung für das Rammgut trägt, wobei ein Regelkreis für die Erregerleistung, der einen Regler, den wenigstens einen Erregeraktuator und eine Sensoreinrichtung zur direkten oder indirekten Messung der Schwingwegamplitude umfaßt, vorgesehen ist, mit dem die Schwingwegamplitude im Frequenzbereich benachbart zur Haupteigenfrequenz des Zweimassenschwingers auf einen vorgegebenen Wert regelbar ist, wobei die Erregerfrequenz im Frequenzbereich benachbart zur Haupteigenfrequenz des Zweimassenschwingers vorgebbar ist.

Hierdurch wird es möglich, ohne unzulässige Schwingwegamplitudenwerte die gewünschte Arbeitsleistung zu erreichen und den Resonanzbereich zu nutzen, d. h. bei der Haupteigenfrequenz des Zweimassenschwinger bzw. in deren Nähe zu arbeiten, wo die zum Betreiben des Rammvibrators benötigte Leistung erheblich verringert ist, da bei diesem Betrieb vom Federsystem die zur Schwingung in einer Richtung eingesetzte Energie gespeichert und anschließend zur Schwingung in der entgegengesetzten Richtung größtenteils wieder abgegeben wird.

Abgesehen davon kann der Frequenzbereich bis zur Arbeitsfrequenz ohne oder mit nur sehr geringer Schwingungsamplitude durchfahren werden, so daß der Erdreich-Resonanzbereich von ca. 30 Hz problemlos durchfahren werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 a zeigt den Verlauf einer Schwingbewegung einer Arbeitsmasse und einer Freischwingmasse über der Zeit t für einen Zweimassenschwinger.

Fig. 1b zeigt symbolisch eine einen Zweimassenschwinger umfassende Einrichtung zum Verdichten als Schwingmodell.

Fig. 1 c zeigt den frequenzabhängigen Verlauf von Schwingwegamplitude und Erregerleistung eines Zweimassenschwingers im Bereich seiner Haupteigenfrequenz.

Fig. 2a zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Rammvibrators.

Fig. 2b zeigt ein hydraulisches Schaltschema für den Rammvibrator von Fig.

2a.

Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Rammvibrators.

Im Zusammenhang mit Fig. 1a-c wird nachstehend das vorliegend unter anderem realisierte Prinzip der weitgehenden Nachahmung der Kinetik der Unwucht-Rammvibratoren durch den Einsatz eines an der Stelle oder in der Nähe seiner Eigenfrequenz schwingenden Zweimassenschwingers im "Leerlaufschwingbetrieb"ganz allgemein erläutert. Ein Vergleich der Verhältnisse bei Unwuchtvibratoren und Rammvibratoren nach der Erfindung fällt am deutlichsten aus, wenn beide Vibratorarten in jenem, hier Leerlaufschwingbetrieb genannten Betriebszustand betrachtet werden, bei welchem die Vibratoren mit einer bestimmten, mit dem Rammgut mitschwingenden Masse und mit einer vorgegebenen Frequenz frei schwingen, ohne daß eine Nutzarbeit in das Erdreich abgegeben wird. Die Schwingfrequenz ist dabei derart (hoch) gewählt, daß die Wirkung der weich eingestellten Federn der Schwingungsisolation (der Isolationseinrichtung zur Aufhängung der Vibratoren an einem geeigneten Trägergerät) auf die Schwingwegamplitude der Vibratoren nicht oder nur unerheblich in's Gewicht fällt. Der Leerlaufschwingbetrieb ist durchaus keine fiktive Betriebsart, da er zu Beginn eines Rammvorganges und am Ende eines Ziehvorganges in der Anwendungspraxis annäherungsweise durchgeführt wird. Die zusammen mit dem Rammgut mitschwingende Masse wird bei den Unwucht- Rammvibratoren üblicherweise mit"mdyn"für die"dynamische Masse"und nachfol- gend bei einem Rammvibrator gemäß der Erfindung entsprechend mit"ma"für die "Arbeitsmasse"bezeichnet.

Der Unwucht-Rammvibrator führt im Leerlaufbetrieb eine sogenannte harmonische, d. h. eine sinusförmige Schwingung aus, die einerseits vom harmonischen Verlauf der resultierenden Fliehkräfte, aber auch geprägt wird von der Umformung von kinetischer Energie von einer Energieform in eine andere Energieform. Während der Schwingbewegung findet nämlich eine fortlaufende, zweimal pro Schwingungsperiode erfolgende Umwandlung der kinetischen Energie der dynamischen Masse und einem Anteil der kinetischen Energie der rotierenden Massen statt : Im Umkehrpunkt der Schwingbewegung, wo die kinetische Energie der dynamischen Masse = Null ist, wird die kinetische Energie der rotierenden Massen durch Vergrößerung der Drehgeschwindigkeit auf ein Maximum angehoben.

In der Mitte der Schwingbewegung, wo die kinetische Energie der dynamischen Masse bei maximaler Geschwindigkeit ein Maximum erreicht, wird die kinetische Energie der rotierenden Massen durch Verringerung der Drehgeschwindigkeit auf ein Minimum abgesenkt.

Aus den Daten der dynamischen Masse mdyn und dem statischen Moment der Unwuchten kann man die Schwingwegamplitude und unter Verwendung der Schwingfrequenz die pro Schwingungsperiode zweimal umgesetzte maximale kinetische Energie der schwingenden dynamischen Masse und daraus eine sogenannte Schwingleistung PS, U des Unwucht-Rammvibrators berechnen. Könnte diese Schwingleistung PS, u nicht laufend aus der kinetischen Energie der rotieren- den Massen geschöpft werden, müßte sie aus einer anderen Leistungsquelle zugeführt werden. Die gleiche Schwingleistung PS, U wie im Leerlaufbetrieb muß bei gleicher Arbeitsfrequenz und gleicher Größe der Schwingwegamplitude auch während des Arbeitsbetriebes umgesetzt werden, wobei hier über das Rammgut zusätzlich noch eine Nutzleistung PN (überwiegend als Reibleistung) in das Erdreich eingeführt wird, welche Nutzleistung ebenfalls über das Unwucht-Erregersystem umzusetzen ist. Wie man zeigen kann, ist der Betrag der Schwingleistung Rg, u bei in der Praxis gängigen Unwucht-Rammvibratoren in der Regel erheblich größer als die an diesen Rammvibratoren über das Rammgut umsetzbare Nutzleistung P N.

Das Verhältnis PS,/PN kann dabei durchaus einen Wert von 1,5 erheblich über- schreiten.

Es ist bezüglich der vorteilhaften Eigenschaften eines Unwucht- Rammvibrators weiterhin noch von Bedeutung, daß im Augenblick der Richtungsumkehr der Fliehkraft die maximale resultierende Fliehkraft, die wegen des sinusförmigen Verlaufes größer ist als die durchschnittliche, zur Verfügung stehende. Bei der Durchführung von Schwingungen des Rammgutes im Erdreich kann, abhängig von den Reibungsverhältnissen zwischen Rammgut und Erdreich, das Rammgut die Neigung aufweisen, im Erdreich stecken zu bleiben (Haftreibung).

Da hier ebenfalls die Gesetzmäßigkeit gilt, daß die Reibung der Ruhe größer ist als die Reibung bei der Bewegung, ist es für die Praxis sehr vorteilhaft, daß in diesem Falle der erforderliche (Losreiß-) Schwingungshub unter der Einwirkung der maximalen resultierenden Fliehkraft begonnen werden kann.

Im vorliegenden Fall wird der schwingende Rammvibrator als ein durch ein Erregersystem zu Schwingungen gezwungener Zweimassenschwinger mit einer Freischwingmasse mf, einer Arbeitsmasse ma und einem beide Massen kräftemäßig in beiden Schwingrichtungen verbindenden Federsystem aufgefaßt, wobei die Arbeitsmasse ma auch die Masse des Rammgutes mit einbezieht. Auch bei dem Rammvibrator kann man eine Schwingleistung P s, z der schwingenden Freischwingmasse und der Arbeitsmasse definieren, wobei auch in diesem Falle das Verhältnis von Schwingleistung Ps, z zu Nutzleistung PN einen Wert Ps, z/PN von größer als 1,5 erreichen kann.

Gemäß Fig. 1b ist eine Arbeitsmasse ma mit einer Feder 102 mit dem Boden 100 verbunden dargestellt, wodurch ein elastisches Verhalten des an einem Rammgut durch Reibung anhaftenden Erdreiches dargestellt wird. Ein Dämpfungselement 104 soll andeuten, daß bei einem eingestellten Dämpfungsmaß D > 0 eine Dämpfungsleistung über die Arbeitsmasse ma als Verdichtungsleistung aus einem Zweimassenschwinger abgegeben werden kann. Eine periodische Erregerkraft f (t) 108 eines Erregersystems ist an einer Freischwingmasse mf und an der Arbeitsmasse ma zugleich angreifend und in beiden Schwingrichtungen wirkend angedeutet. Die Erregerleistung des Erregersystems möge hier bei einer Erregung des Zweimassenschwingers mit einer Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz (Resonanzbetrieb) den gleichen Betrag aufweisen wie der Betrag der abgeführten Dämpfungsleistung. Ein Federsystem 106 ist vorgesehen, durch dessen resultierende Federkonstante cr zusammen mit den Beträgen der Massen ma und mf die (Haupt-) Eigenfrequenz fn des Zweimassenschwingers maßgeblich festgelegt wird. Durch das Federsystem 106 werden während der Durchführung der Schwingbewegungen von aus Federverformungskräften abgeleitete (positive und negative) Beschleunigungskräfte in die Freischwingmasse mf und in die Arbeitsmasse ma zugleich eingeleitet. Wegen der von dem Zweimassenschwinger abgegebenen Dämpfleistung müssen die Arbeitsmasse ma und die Freischwingmasse mf durch das Erregersystem zur Ausführung von Schwingungen gezwungen werden. Der Zweimassenschwinger kann durch eine entsprechende Erregerfrequenz jedoch auch innerhalb bestimmter Grenzen zu Schwingfrequenzen größer oder kleiner als die Eigenfrequenz gezwungen werden. Dann fallen bei vergleichbarer Erregerleistung die Schwingwegamplituden der Massen ma und mf allerdings kleiner aus. Die Wirkung einer Feder und die Dämpfung einer Einrichtung zur Schwingungsisolation zur Aufhängung des Rammvibrators z. B. an einem Kran wird hier nicht berücksichtigt, weil die entsprechende Feder sehr weich eingestellt sein muß und damit das Schwingverhalten im Bereich der Eigenfrequenz fn kaum beeinflußt.

In Fig. 1 a ist der Verlauf der Schwingungen des Zweimassenschwingers im Leerlaufschwingbetrieb dargestellt. Die Abszissenachsen könnten anstatt des gemeinsamen Zeitverlaufes t auch den gemeinsamen Phasenwinkel darstellen. Die Massen ma und mf sind-symbolisch auf einen Punkt reduziert-jeweils in der oberen und unteren Umkehrlage der Schwingbewegungen dargestellt. Die Schwingwegamplituden der Arbeitsmasse ma bzw. der Freischwingmasse mf sind mit Aa bzw. Af bezeichnet, die entsprechenden Doppelamplituden mit Ha bzw. Hf.

Die Schwingwegamplitude Af ist in der Zeichnung doppelt so groß angenommen wie die Schwingwegamplitude Aa. Mit n = Af/Aa läßt sich die allgemeine Beziehung ableiten : mf = ma/n. Demzufolge gilt für den gezeigten Fall von n = 2 das Verhältnis : mf = ma/2. Wie aus Fig. 1a ersichtlich, schwingen die Massen ma, mf des Zweimassenschwingers phasengleich und gegenläufig. Die größte Entfernung der Massenmittelpunkte ist mit Smax und die kleinste Entfernung ist mit Smin bezeichnet. Bezogen auf den Fall Smin = 0 beträgt die maximale Relativverlagerung der Massenmittelpunkte demnach Smax_0 = Ha + Hf und mit Hf = n * Ha : Smax_0 = Ha * (1+n). Bei einem gewählten Wert n = 2 kann ein Erregeraktuator des Erregersystems einen Krafthub He von He = 3 * Ha zurücklegen. Im Sinne einer Massenreduzierung des Zweimassenschwingers und einer günstigen Vergrößerung des Erregerhubes des Erregeraktuators ist es vorteilhaft, ein Massenverhältnis ma/mf größer als 1 vorzusehen.

Unter Vernachlässigung der auch im Leerlaufschwingbetrieb in der Praxis abgegebenen geringen Dämpfungsenergie kann folgendes festgestellt werden : An den Umkehrpunkten bei den Amplituden Af und Aa bei Smax und Smin sind die zuvor bei der größten Schwinggeschwindigkeit in den Massen mf und ma enthaltenen kinetischen Energien vollkommen in der Verformungsenergie des Federsystems gespeichert und werden bei den folgenden Schwingbewegungen auch wieder vollkommen in kinetische Energie umgesetzt. Die Schwingleistung Psz wird, sofern sie einmalig durch das Erregersystem aufgebracht worden ist, ähnlich wie die Schwingleistung Pg, u bei einem Unwucht-Rammvibrator bei Einhaltung von konstanten Schwingwegamplituden konserviert und muß (auch beim Arbeitsbetrieb des Rammens) nicht laufend von dem Erregersystem zugeführt werden. Das Prinzip der vollkommenen Energiekonservierung gilt jedoch streng genommen nur für den Schwingbetrieb mit einer Schwingfrequenz an der Stelle der Eigenfrequenz fn des Zweimassenschwingers. Aus der Erläuterung zu den Figuren 1 a und 1 b kann auch entnommen werden, daß die Beschleunigungskräfte zur Beschleunigung der Massen mf und ma gerade in den Umkehrpunkten der Schwingbewegungen am größten sind.

In Fig. 1c ist der Verlauf von Schwingwegamplituden A (Ordinate A) und Erregerleistungen P (Ordinate P) über der Erregerfrequenz fe in der Nähe der Eigenfrequenz fn des Schwingsystems des Rammvibrators im Arbeitsschwingbetrieb schematisch wiedergegeben.

Es sei angenommen, daß das Erregersystem dem Schwingsystem eine bestimmte Erregerleistung zuführt, welche genauso groß ist wie die überwiegend durch die Verlustleistung des im Erdreich schwingenden Rammgutes abgegebene und durch ein bestimmtes Dämpfungsmaß D gekennzeichnete Dämpfungsleistung.

Die Kurve Va kennzeichnet die bei konstanter Erregerkraft-Amplitude bei einer mitwirkenden (mittleren) Arbeitsmasse ma erreichbare Schwingwegamplituden A bei veränderlicher Erregerfrequenz fe. Man erkennt, daß die maximale Schwingwegamplitude AmaX bei der Eigenfrequenz fn des Schwingsystems auftritt.

Innerhalb eines Resonanz-Frequenzbereiches Dfa können (bei vorgegebener gleicher Erregerkraft-Amplitude) bei allen Erregerfrequenzen mindestens Schwingwegamplituden des Betrages Ao erreicht werden. Dabei kann in diesem Bereich für alle zwischen den Frequenzen fu und fo liegenden Erregerfrequenzen natürlich auch eine konstante Schwingwegamplitude Ao eingestellt werden, was man durch Verminderung der Erregerkraft-Amplitude (mittels einer Regeleinrichtung) bewirken kann.

Die Kurve Pa repräsentiert die zu den Schwingwegamplituden A zugehörigen Erregerleistungen bei einer mitwirkenden (mittleren) Arbeitsmasse ma, wobei die Erregerleistung bei der Eigenfrequenz fn einen minimalen Wert Pn aufweist. Die Kurve Pa zeigt auch, daß man mit einer Erregerleistung Pe, die etwas größer ist als Pn, bei einem herrschenden Dämpfungsmaß D bei vorgegebener maximaler Schwingwegamplitude A o den Rammvibrator in einem Resonanz- Frequenzbereich Dfa betreiben kann. Dabei ist jedoch der Leistungsbetrag Pe minus Pn nicht wiedergewinnbar. Würde man bei vorgegebener maximaler Schwingwegamplitude Ao den Rammvibrator mit einer Frequenz außerhalb des Resonanz-Frequenzbereiches Dfa betreiben wollen, so müßte man mit zunehmendem Abstand zu der Eigenfrequenz fn mit einer zunehmenden Erreger- Verlustleistung bzw. Schwingungsverlustleistung rechnen. Daraus ergibt sich auch, daß man beim Start des Schwingungsbetriebes des Resonanz-Rammvibrators die Erregerfrequenz nicht von Null an kontinuierlich auf die Arbeitsfrequenz (im Resonanz-Frequenzbereich Dfa) hochfahren kann. Vielmehr wird mit Beginn eines Schwingungsvorganges die Schwingungserregung sogleich mit der geplanten Arbeitsfrequenz (bei angewendeter maximaler Erregerkraft-Amplitude) begonnen.

Dabei werden anfänglich zunächst nur Schwingwegamplituden A kleiner als Ao er- reicht, die jedoch mit jeder Halb-Periode weiter anwachsen, bis nach entsprechender"Aufschaukelung"der Schwingbewegungen (Ansammlung von gespeicherter kinetischer Energie) die vorgegebene Schwingwegamplitude Ab nach mehreren Halb-Perioden erreicht wird. Umgekehrt erfordert auch die Reduzierung der Schwingbewegungen auf den Wert Null am Ende eines Ramm-oder Ziehvorganges einige Halb-Perioden, um durch Dämpfung dem Schwingsystem jegliche Schwingenergie zu entziehen.

Mit dieser Verfahrensweise wird jedoch zugleich ein verfahrensmäßiger Vorteil realisiert, indem damit ein Erdreich-Resonanzbereich Dfs unterhalb der Eigenfrequenz fn ausgeschlossen wird, in welchem bei der Arbeit mit dem Rammgut im Erdreich letzteres zur Bildung von Resonanzschwingungen angeregt werden könnte. Die Vermeidung von gefährlichen Resonanzschwingungen des Erdreiches ist im übrigen auch das Hauptziel von modernen mit hoher Frequenz betriebenen Unwucht-Rammvibratoren mit verstellbarer Schwingwegamplitude zwischen dem Betrag Null und einem maximalen Betrag. Da der zu vermeidende Erdreich- Resonanzbereich Dfs in der Regel etwa bis 34 Hz reicht, werden derartige Unwucht- Rammvibratoren als sogenannte Hochfrequenz-Vibratoren mit einer Arbeitsfrequenz von üblicherweise größer als 30 Hz betrieben. Die Eigenfrequenz fn liegt dabei natürlich durch die konstruktive Wahl der Massen mf und ma und der Federkonstante cr des Federsystems fest, so daß bei dem Rammvibrator ein Arbeiten mit Arbeitsfrequenzen außerhalb eines vorgegebenen Resonanz- Frequenzbereich Dfa (bei einem konstanten Wert der der Federkonstante cr) bei normaler Abgabe von Arbeitsdämpfleistung nicht anzunehmen ist. Setzt man bei dem als Zweimassenschwinger arbeitenden erfindungsgemäßen Resonanz- Rammvibrator die Eigenfrequenz fn genügend hoch über dem Erdreich- Resonanzbereich Dfs etwa mit fn = 35 Hz oder höher an, so hat man ein Gegenstück zum unwuchtbetriebenen Hochfrequenzvibrator.

Je nach Arbeitsaufgabe kann der Betrag der (mittleren) Arbeitsmasse ma durch die Verwendung von Rammgütern unterschiedlicher Masse zwischen einem Minimalwert ma1 und einem Maximalwert ma2 schwanken. Ein Verhältnis q = ma2/ma1 von etwa q = 1,7 befriedigt dabei in der Regel alle üblichen Anforderungen. Man kann die Eigenfrequenz fn des Rammvibrators mit guter Annäherung einfach berechnen, wenn man denselben als sogenannten "ungefesselten Zweimassenschwinger"betrachtet, das heißt, wenn man in Fig. 1 b die Feder 102 und das Dämpfungselement 104 als nicht vorhanden betrachtet, was im Leerlaufschwingbetrieb ja auch der Fall ist. In diesem Falle gilt für die Haupteigenfrequenz fn : fn = 2*11*/cr* (mf +ma)/mf *ma.

Definiert man die den Massen ma1 bzw. ma2 (ma2 > ma1) zuzuordnenden Eigenfrequenzen mit fm-1 bzw. fm-2 (fm-2 < fm-1), so kann man aus der voranstehenden Beziehung für einen Betrag von q = 1,7 und mit n = 3 ableiten, daß die Differenz Dfm = fm-1 minus fm-2, bezogen auf den Betrag von fm-1 etwa 10% ausmacht. Verwendet man anstelle einer mittleren Abeitsmasse ma mit zugeordneter Eigenfrequenz fn kleinere bzw. größere Arbeitsmassen ma1 bzw ma2, so ergeben sich damit automatisch größere bzw. kleinere Eigenfrequenzen fm-1 bzw. fm-2. Dabei sind den Eigenfrequenzen fm-1 bzw. fm-2 bei entsprechend eingestellten Erregerkraft-Amplituden Schwingwegamplituden gemäß den Kurven Vm-1 bzw. Vm-2 und Erregerleistungen gemäß den Kurven Pm-1 bzw. Pm-2 zugeordnet, vgl. Fig. 1 c. Wenn man, was bevorzugt ist, den Zweimassenschwinger mit einer Erregerfrequenz erregt, die jeweils der von der Arbeitsmasse abhängigen Eigenfrequenz (z. B. fm-1 oder fm-2) entspricht, so kann man den Schwingungsbetrieb (die Rammarbeit) auch jeweils mit dem geringsten Aufwand an Erregerleistung durchführen. Wenn bei fortschreitendem Rammbetrieb infolge des sich ändernden Einflusses des Erdreiches sich die Eigenfrequenz noch geringfügig verändern sollte, so kann man mit geeigneten Steuerungsmitteln die Erregerfrequenz auch diesbezüglich noch anpassen. Auch bei der Durchführung von Arbeitsschwingungen mit einer von einer mittleren Arbeitsmasse ma abweichenden Arbeitsmasse, z. B. mit einer Arbeitsmasse ma2 mit einer Eigenfrequenz fm-2, gilt, daß mit geringfügig erhöhter Erregerleistung auch noch Arbeitsfrequenzen in einem Frequenzbereich Dfm-2 in der Nähe der Eigenfrequenz fm-2 durchführbar sind.

Sofern man durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der resultierenden Federkonstante cr die zu erwartende unterste Eigenfrequenz fm-2 derart einstellt, daß dieselbe noch oberhalb des Erdreich-Resonanzbereichs Dfs liegt, so kann auch in diesem Falle der Rammvibrator praktisch wie ein unwuchtbetriebener Hochfrequenz-Rammvibrator betrieben werden. Damit ein Zweimassenschwinger und damit der Rammvibrator zur Durchführung von erzwungenen Schwingungen in einem Frequenzbereich Dfa, Dfm-1 oder Dfm-2 an der Stelle oder in der Nähe seiner Eigenfrequenz vorgesehen ist, gilt, daß bei plötzlicher Abschaltung der Zufuhr von Erregerleistung der Zweimassenschwinger mit einer im Frequenzbereich Dfa, Dfm-1 oder Dfm-2 liegenden Frequenz mit einer freien gedämpften Schwingung mit abnehmender Schwingwegamplitude weiterschwingt.

Um festzustellen, daß der Rammvibrator tatsächlich in der Nähe der Haupteigenfrequenz des Zweimassenschwingers schwingt, kann man beispielsweise mit Blick auf die Kurve Va in Fig. 1 c folgendermaßen vorgehen : Mit einer Veränderung der Erregerfrequenz um einige Prozent (z. B. 5%) muß sich bei konstant gehaltener Erregerleistung die Schwingwegamplitude Af oder Aa ebenfalls spürbar (z. B. um > 1 %) ändern, oder mit einer Veränderung der Erregerfrequenz um einige Prozent (z. B. 5%) muß sich bei konstant gehaltener Schwingwegamplitude der Bedarf an Erregerleistung ebenfalls spürbar (z. B. um > 1 %) ändern.

Gemäß Fig. 2a sind mit einer Freischwingmasse 200, einer Arbeitsmasse 202 und einem Federsystem 204 die Hauptbestandteile des Zweimassenschwingers 234 eines Rammvibrators bezeichnet. Zur Freischwingmasse 200 gehören die miteinander fest verbundenen Teile einer Traverse 206, eines Federzylinder- Gehäuses 208 samt Lagerdeckel 210 und eines hydraulischen Erregeraktuators 212 mit Zylindergehäuse 214, Zylinderdeckel 216, Sensorhalter 218 und Sensor-1 220.

Der Erregeraktuator 212 ist zusammen mit Zylindergehäuse 214, Kolben 222, oberer Kolbenstange 224 und der unterer Kolbenstange 226 als Gleichlaufzylinder gebaut und verfügt über einen oberen Verdrängerarbeitsraum 228 und einen unteren Verdrängerarbeitsraum 230. Die beiden Verdrängerarbeitsräume 228,230 können mit Hilfe des Servo-Wegeventils 232, mit dem sie über jeweils eine Leitung verbunden sind, im Takt der Erregerfrequenz wechselweise mit einem Ölvolumen mit höherem Druck und mit einem Ölvolumen mit geringerem Druck beaufschlagt werden, wodurch-verbunden mit den jeweiligen Relativbewegungen des Kolbens 222-eine vorbestimmte Erregerenergie pro Schwingungsperiode in den Zweimassenschwinger 234 eingeführt wird.

Gemäß Fig. 2b stellt eine bezüglich ihres Fördervolumens und/oder Ausgangsdruckes verstellbare Pumpe 244 die originäre Druck-und Volumenstrom- Quelle für den Erregeraktuator 212 dar. Der Pumpenausgang, zu dem ein Druckspeicher 242 parallel geschaltet ist, ist mit dem Eingang eines Druckreglers 240 verbunden, der über ein Eingangssignal 246, die sog. Stellgröße, bezüglich seines Ausgangsdruckes kontinuierlich gesteuert bzw. geregelt werden kann. Vom Ausgang des Druckreglers 240 gelangt ein Volumenstrom mit einem nach einem vorgegebenen Wert geregelten Druck über eine Leitung 236 zum Servo-Wegeventil 232 und von dort in einer durch das Servo-Wegeventil 232 bewirkten abwechselnden Weise in den einen und den anderen Verdrängerarbeitsraum 228 und 230 des Erregeraktuators 212. Die von den Verdrängerarbeitsräumen 228,230 in ebenfalls abwechselnder Weise mit niedrigem Druck ausgestoßenen Fluidvolumina, deren Ausstoß durch das Servo-Wegeventil 232 gesteuert wird, werden über eine Leitung 238 in einen Tank zurückgeführt.

Die Verdrängerarbeitsräume 228 und 230 könnten gegebenenfalls noch mit jeweils einem Rückschlagventil an eine Druckquelle niederen Druckes angeschlossen sein (nicht dargestellt), um Kavitationserscheinungen zu vermeiden.

Die Pumpe 244 ist mittels einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung derart ausgebildet, daß ihr Ausgangsdruck in Abhängigkeit vom Ausgangsdruck des Druckreglers 240 eingestellt wird. Alternativ könnte aber auch (in einer nicht dargestellten Weise) der Druck am Ausgang der Pumpe 244 mittels einer geeigneten Verstelleinrichtung der Pumpe 244 in Abhängigkeit von dem Eingangssignal 246 eingestellt bzw. geregelt sein, wobei in diesem Falle der Druckregler 240 entfallen könnte.

Das in Fig. 2a gezeigte Federsystem 204, welches die Kompressibilität des Hydrauliköles als Federprinzip nutzt, ist mit dem Federzylinder-Gehäuse 208, dem Lagerdeckel 210, einem Federkolben 250, einer oberen Kolbenstange 252 und einer unteren Kolbenstange 254 als Gleichlaufzylinder ausgebildet. Bei einer Bewegung des Federkolbens 250 relativ zur Freischwingmasse 200 nach oben bzw. nach unten wird ein oberer Kompressionsraum 256 bzw. ein unterer Kompressionsraum 258 jeweils um einen Betrag He/2 federnd komprimiert. Beide Kompressionsräume 256,258 können in symmetrischer Ausführung jeweils über Leitungen 260 bzw. 262 mit einer weiteren Kompressionskammer 264 und 266 verbunden sein, wobei letztere durch ein Absperrventil 269 vom Kompressionsvorgang ausgeschlossen werden kann. Mit der Größe der Kompressionskammer 264 kann zusammen mit der Größe des Kompressionsraumes 258 eine erste Federkonstante und damit eine erste Eigenfrequenz festgelegt werden. Durch Zuschaltung der Kompressionskammer 266 kann bei Bedarf eine zweite, tiefer gelegene Eigenfrequenz geschaffen werden.

Ober Rückschlagventile 268,270 sind beide Kompressionskammern 264,266 mit einer bezüglich ihres (relativ niedrigen) Druckes verstellbaren Druckquelle 272,272' verbunden. Durch den aus der Druckquelle 272 bzw. 272'austretenden Ölvolumenstrom kann im Augenblick der größten Druckentlastung der Kompressionsräume 264,266 das verlorengegangene Leckageöl ersetzt werden.

Durch eine unterschiedliche Gestaltung der Gesamtvolumina der Kompressionsräume 256,258 einschließlich der angeschlossenen Kompressionskammern 264,266 kann erreicht werden, daß in beiden Schwingrichtungen unterschiedlich große Federkonstanten für unterschiedliche Schwingrichtungen zum Einsatz gelangen. Hierdurch kann man beispielsweise erreichen, daß der Abwärtshub des Federkolbens 250 bzw. der Arbeitsmasse 202 mit höherer Geschwindigkeit erfolgt als der Aufwärtshub.

Im mittleren Bereich des Federkolbens 250, der zweckmäßigerweise in dem Federzylindergehäuse 208 mit einer Spaltdichtung (ohne besondere Dichtelemente) betrieben wird, befindet sich in dem Federzylindergehäuse 208 eine Ringnut 274, die mit dem Tank verbunden ist. Hierdurch bedingt kann Leckageöl abgeführt werden, womit zugleich eine bewußte Durchspülung der Kompressionsräume 256, 258 zwecks Abfuhr des erwärmten Hydrauliköles erreicht wird. Die obere Kolbenstange 252 ist mit der unteren Kolbenstange 226 des Erregeraktuators 212 und die untere Kolbenstange 254 mit einem Joch 276 verbunden. Die Arbeitsmasse 202 umfaßt neben dem Joch 276 und den mit diesem verbundenen Bauteilen des Federsystems 204 und des Erregeraktuators 212 noch eine Halterung 278 etwa in Form einer Spannzange und mit Hilfe der Spannzange festgespanntes Rammgut 280. In einer Bohrung des Federzylindergehäuses 208 und in einer Bohrung des Lagerdeckels 210 sind Taschen für hydrostatische Lagerungen 282 und 284 der oberen Kolbenstange 252 und der unteren Kolbenstange 254 vorgesehen (anstelle von hydrostatischen, lassen sich hydrodynamische Lagerungen verwenden). Die Mittel der Druckerzeugung und die Zuleitungen für die hydrostatischen Lagerungen sind nicht dargestellt. Die Druckerzeugung könnte aber auch von den Kompressionsdrücken in den Kompressionsräumen 256,258 abgeleitet sein.

Zum Zwecke der Einhaltung einer vorgegebenen Mittelstellung des Federkolbens 250 relativ zum Federzylindergehäuse 208 und des Kolbens 222 relativ zum zugehörigen Zylindergehäuse 214 ist eine Federabstützung 286 vorgesehen, mit welcher gleichzeitig auch eine bestimmte Relativlage zwischen der Freischwingmasse 200 und der Arbeitsmasse 202 festgelegt wird. Die zweimal in symmetrischer Ausführung vorhandene Federabstützung 286 besteht jeweils aus einem Stützkörper 288 und zwei Federelementen 290 und 292, welche an der Traverse 206 bzw. an dem Joch 276 befestigt sind. Die Federn der Federabstützungen 286 tragen natürlich einen bestimmten Anteil zur Festlegung der Federkonstanten cr des hydraulischen Federsystems 204 bei. Ein Sensor-1 220 ist an einem Sensorhalter 218 befestigt und derart ausgebildet, daß er die Verlagerung der oberen Kolbenstange 224 bzw. des Kolbens 222 oder des Federkolbens 250 und damit auch die Verlagerung der Arbeitsmasse 202 relativ zur Freischwingmasse 200 (z. B. die Summe He der in Fig. 1a gezeigten Doppelamplituden Ha + Hf) erfassen und als Meßsignal an einen Regler einer Steuerung 233 weiterleiten kann.

Ein Sensor-2 291 ist an dem Joch 276 befestigt und zur Erzeugung von Meßsignalen des Istwertes der Schwingbeschleunigung der Arbeitsmasse 202 vorgesehen. Aus den Beschleunigungssignalen können in der Steuerung 233 Meßsignale für den Schwingweg, z. B. für die Schwingwegamplitude Aa bzw.

Doppelamplitude Ha der Arbeitsmasse 202 gewonnen werden. Aus der Differenz der physikalischen Größen He und Ha kann damit auch die Größe der Doppelamplitude Hf der Freischwingmasse mf ermittelt werden. Der Tragbügel 294 ist mittels zweier (weicher) Federelemente 296, die der Schwingungsisolation dienen, an dem Joch 276 befestigt und dient der Aufhängung des ganzen Rammvibrators an einem (nicht dargestellten) Tragegerät, z. B. an einem Kran.

Die Betriebsweise des Rammvibrators gemäß Fig. 2a, 2b ist folgende : Die Steuerung 233 dient zur Durchführung von allgemeinen Steuerungsaufgaben, z. B.

Ansteuerung des Servo-Wegeventils 232 mit einer der vorgebbaren Erregerfrequenz entsprechenden Wechselfrequenz der abwechselnden Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der Verdrängerarbeitsräume 228 und 230. Die Steuerung 233 regelt auch über ihren Regler die Schwingwegamplitude Aa der Arbeitsmasse 202 und/oder die Schwingwegamplitude Af der Freischwingmasse 200 unter Verarbeitung von vorgegebenen Sollwerten und gemessenen Istwerten dieser Parameter. Die Regelung dieser physikalischen Schwinggrößen geschieht durch eine Beeinflussung der dem Erregeraktuator 212 pro Schwingungsperiode oder Halbperiode zugeführten Energieportionen, die mittels des Servo-Wegeventils 232 aus dem über die Leitung 236 zugeführten Volumenstrom bzw. Energiestrom gebildet werden. Dabei wird (bei vorgegebener Schwingwegamplitude) die Größe der Energieportionen bzw. deren Energieinhalt über den am Ausgang des Druckreglers 240 in dynamischer Weise verstellbaren Versorgungsdruck für das Servo-Wegeventil 232 bestimmt (oder alternativ über eine direkte Regelung des Ausgangsdruckes der Pumpe 244 mittels eines dort integrierten Druckreglers). Das Eingangssignal 246 bzw. die Stellgröße des Druckreglers ist von dem Ausgangssignal des Reglers abgeleitet. Der Druckregler ist somit das sog.

Stellglied, welches in den Energiefluß eingreift. Die Größe der Arbeitsmasse und damit die Eigenfrequenz des Zweimassenschwingers kann sich in bestimmten Grenzen je nach Größe der Masse des benutzten Rammgutes verändern. Innerhalb der Steuerung 233 ist zweckmäßigerweise eine besondere Einrichtung mit einem speziellen Steuer-Algorithmus vorgesehen, mit welchem die Steuerung 233 automatisch die aktuelle Eigenfrequenz aufsucht und die Erregerfrequenz, von einer besonderen vorgebbaren Referenzfrequenz ausgehend, entsprechend der Eigenfrequenz einstellt. Dies kann beispielsweise derart geschehen, daß die Referenzfrequenz zunächst geringfügig verstellt wird, um herauszufinden, ob mit der verstellten Erregerfrequenz eine Verminderung der Erregerleistung möglich ist. Falls eine entsprechende bestätigende Information gewonnen werden kann, werden weitere Verstellschritte vorgenommen, so lange, bis jene Erregerfrequenz gefunden ist, bei welcher sich ein Minimum an erforderlicher Erregerleistung einstellt. Bei der Regelung der Schwingwegamplituden wird natürlich der Einfluß einer durch den Rammbetrieb sich ändernden abzugebenden Dämpfleistung mit ausgeregelt.

Indem man den Effekt ausnutzt, wonach bei einer zunehmenden Abweichung der Erregerfrequenz von der Eigenfrequenz des Zweimassenschwingers bei konstant bleibender zugeführter Erregerleistung die Schwingwegamplituden Af und Aa der Freischwingmasse 200 und der Arbeitsmasse 202 zunehmend kleiner werden, kann ebenfalls eine Regelung der Schwingwegamplituden Aa und Af nach einem vorgegebenen Sollwert mit großer Dynamik auch unter Verzicht auf die Mitarbeit des Druckreglers 240 vorgenommen werden, wobei ein zunehmender oder abnehmender Bedarf an Erregerleistung bei zunehmender oder abnehmender Dämpfungsleistung durch eine Verstellung des Fördervolumens und/oder des Ausgangsdruckes der Pumpe 244 berücksichtigt werden kann, und wobei in diesem Falle die Verstellung der Pumpe 244 mit der dieser Verstellung eigenen geringeren Dynamik zulässig ist.

In den Kompressionsräumen 256 und 258 des Federsystems 204 herrscht nach Erreichen einer vorgegebenen Schwingwegamplitude Aa (symbolisiert durch den Doppelpfeil 298) oder Af (symbolisiert durch den Doppelpfeil 299) bei einer Mittelstellung des Federkolbens 250 ein Vorspanndruck, welcher erst in den Endstellungen des Federkolbens 250 auf jenen geringen Druck absinkt, der den Drücken der beiden Druckquellen 272,272', die auch unterschiedlich eingestellt sein können, entspricht. Die Vorspanndrücke bauen sich beim Start der Schwingungsbewegungen aus der Ruhestellung des Federkolbens 250 (entsprechend seiner Mittelstellung) heraus bis zum Erreichen der vorgegebenen Schwingwegamplitude bzw. des vorgesehenen Krafthubes He des Erregeraktuators 212 von selbst wie folgt auf : Bei dem durch die Erregerkräfte des Erregeraktuators 212 bewirkten, vom Start an beginnenden laufend größer werdenden Verlagerungen des Federkolbens 250 aus der Mittelstellung werden durch die Mitwirkung der Rückschlagventile 268, 270 die benötigten Zusatzvolumina in den Kompressionsräumen 252,254 aus den Druckquellen 272 und 272'angesaugt.

Dies geschieht so lange, bis die vorgesehenen Krafthübe He durch Anhäufung von Federenergie in den Kompressionsräumen 252,254 erreicht sind. Danach geschieht ein Nachspeisen von kleineren Ölvolumina aus den Druckquellen 272, 272'nur noch zum Zwecke der Substitution von Leckageöl.

Der in Fig. 3 dargestellte Rammvibrator ist ganz ähnlich aufgebaut wie der in den Fig. 2a und 2b gezeigte Rammvibrator und kann genauso wie dieser betrieben werden. Der Einfachheit halber sind die einzelnen Baugruppen oder Bauteile, die die gleichen Funktionen erfüllen wie die in Fig. 2a und Fig. 2b gezeigten, in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, während die andersartigen Merkmale mit Bezugszeichen in Form von 3-stelligen Zahlen'mit der Ziffer 3 am Anfang bezeichnet sind. Der Unterschied zu Fig. 2a besteht in folgendem : Im Gegensatz zu Fig. 2a, wo ein hydraulischer Erregeraktuator 212 mit seinem Zylindergehäuse mit der Freischwingmasse verbunden ist, sind in Fig. 3 zwei gleichartige und parallel betriebene Erregeraktuatoren 312 und 312' vorgesehen und ihre Zylindergehäuse 314 sind mit der Arbeitsmasse 202 fest verbunden. Die beweglichen Teile der Erregeraktuatoren 312,312'bestehen aus Kolben 322, unteren Kolbenstangen 326 und oberen Kolbenstangen 324.

Zusammen mit Zylindergehäusen 314 und Zylinderdeckeln 316 bilden sie obere Verdrängerarbeitsräume 328 und untere Verdrängerarbeitsräume 330, die wie in Fig. 2a über Leitungen mit dem Servo-Wegeventil 232 verbunden sind. Die oberen Kolbenstangen 324 sind mit Winkelbauteilen 389, die ihrerseits an dem Lagerdeckel 210 befestigt sind, zusammengeschraubt und übertragen auf diese Weise die zwischen der Freischwingmasse 200 und der Arbeitsmasse 202 wirkenden Erregerkräfte. In Fig. 3 sind die beiden in Fig. 2a mit 286 bezeichneten Federabstützungen 386 insofern anders ausgebildet, als daß Stützkörper 388 nun direkt am Joch 276 befestigt sind und somit zur Arbeitsmasse 202 gehören. Mit der Traverse 206 sind die Stützkörper 388 über Federelemente 390 verbunden. Der an einem Sensorhalter 218 befestigte Sensor-1 220 vermag im Falle der Fig. 3 die Verlagerung der oberen Kolbenstange 252 und damit auch die Verlagerung der Arbeitsmasse 202 relativ zur Freischwingmasse 200 zu erfassen und als Meßsignal an die Steuerung 233 weiterzuleiten.

Die in Fig. 2a und 3 verwendeten gestrichelten Linien deuten Befestigungsmittel zur festen Verbindung unterschiedlicher Bauteile an.

Anstatt eines hydraulischen Linearaktuators oder eines hydraulischen Schwenkmotors kann auch ein elektrischer Linearaktuator oder ein elektrischer Torquemotor vorgesehen sein, wobei dieselben bevorzugt als Dreiphasen Wechselstrom-Motoren ausgebildet sind. Bei Anwendung eines hydraulischen Schwenkmotors oder eines elektrischen Torquemotors wäre die Umformumg der Motorschwenkbewegung in eine lineare Antriebsbewegung vorzugsweise durch ein Zahnritzel-Zahnstangen-Getriebe zu realisieren. Anstelle eines Servo-Wegeventils kann auch ein Rotor-Wegeventil vorgesehen werden. Bei einem solchen Rotor- Wegeventil wird die zuvor beschriebene Funktion eines Servo-Wegeventils mit einem ständig im Takt der vorzugebenden Erregerfrequenz sich hin und her bewegenden Steuerschieber ersetzt durch einen mit eben derselben Frequenz rotierenden Steuerrotor. Der Steuerrotor muß in diesem Falle durch einen Rotationsmotor, z. B. durch einen kleinen hydraulischen Axialkolbenmotor angetrieben werden, wobei dieser Rotationsmotor bevorzugt bezüglich seiner Drehzahl steuerbar oder regelbar ist. Bei Anwendung von elektrischen Aktuatoren kann bei einer Nutzung der Möglichkeit, daß die Freischwingmasse kleiner ist als die Arbeitsmasse, auch der Vorteil genutzt werden, daß sich dadurch ein längerer Abtriebsarbeitsweg des Erregeraktuators ergibt. Das Federsystem kann auch mit mechanischen Federn realisiert sein, bevorzugt unter Verwendung von Doppel- Blattfedern.

Eine vorgegebene physikalische Schwinggröße, z. B. die Amplitude des Schwingweges sf der Freischwingmasse mf und/oder die Amplitude des Schwingweges sa der Arbeitsmasse ma oder deren Summe ss = sf sa, oder eine zeitliche Ableitung sf', sf"bzw. sa', sa"bzw. ss', ss"oder ein maximaler Kompressionsdruck eines eingesetzten hydraulischen Federzylinders kann mittels des Reglers durch Beeinflussung der zugeführten Erregerleistung und/oder der Erregerfrequenz geregelt werden, wobei durch den Regler das mit einer Meßeinrichtung gemessene Istwert-Signal der vorgegebenen physikalischen Schwinggröße und gegebenenfalls einer weiteren benötigten physikalischen Schwinggröße mitverarbeitet ist.

Bei Anwendung eines hydraulischen Federsystems mit einem Kolben und einem Zylindergehäuse ist bevorzugt, daß Gleitführungen durch den Kolben selbst oder durch koaxial zur Mittenachse des Kolbens angeordnete zylindrische Körper gebildet werden.

Zweckmäßigerweise ist eine zwischen der Freischwingmasse und der Arbeitsmasse wirksame Federabstützung für eine Stillstands-Mittelstellung des Erregeraktuators vorgesehen, wobei wenigstens bei Stillstand des Rammvibrators eine mittlere Stellung des Abtriebsgliedes des Erregeraktuators relativ zu der Masse, in der der Erregeraktuator aufgenommen ist, oder bei einem hydraulischen Federsystem eine mittlere Stellung des Federkolbens relativ zu seinem Zylindergehäuse durch eine zwischen der Freischwingmasse und der Arbeitsmasse wirksame Federabstützung vorgegeben ist, welche bei Verwendung von mechanischen Federelementen für das Federsystem durch dieses selbst und welche bei einer hydraulischen Ausführung des Federsystems durch eine besondere Federabstützung realisiert ist, wobei durch die besondere bzw. gesonderte Federabstützung die resultierende Federkonstanten cr des Federsystems mitbestimmt ist.

Der Rammvibrator arbeitet vorteilhafterweise im Resonanzbetrieb an der Stelle oder in der Nähe seiner Haupteigenfrequenz des Zweimassenschwingers.

Dadurch ergeben sich niedrige Energieverluste. Die Schwingleistung der Freischwingmasse und der Arbeitsmasse kann stets nahezu vollständig wiedergewonnen und wiederverwendet werden. Der wenigstens eine Erregeraktuator kann infolge einer kleineren umzusetzenden Erregerleistung kleiner dimensioniert werden und mit einer höheren Dynamik und Genauigkeit arbeiten bzw. geregelt werden.

Der Rammvibrator kann gefahrlos im Resonanzbereich in der Nähe seiner Eigenfrequenz arbeitend betrieben werden, da der Istwert einer physikalischen Schwinggröße, z. B. die Amplitude des Schwingweges sf bzw. sa der Freischwingmasse bzw. der Arbeitsmasse durch eine Meßeinrichtung gemessen und mittels eines Reglers derart verarbeitet wird, daß die physikalische Schwinggröße nach vorgegebenem Wert mit großer Dynamik und Genauigkeit geregelt wird.

Daß der als Zweimassenschwinger zur Durchführung von erzwungenen Schwingungen ausgebildete Rammvibrator an der Stelle seiner Haupteigenfrequenz oder in einem symmetrisch zu seiner Haupteigenfrequenz gelegenen Frequenzbereich (Dfa), (Dfm-1), (Dfm-2) betreibbar ist, ist dadurch nachweisbar, daß beim plötzlichen Abschalten der Zufuhr von Erregerleistung zu dem wenigstens einen Erregeraktuator die Schwingbewegungen des Zweimassenschwingers mit seiner Haupteigenfrequenz mit abnehmender Schwingwegamplitude fortgeführt werden.

Bei Anwendung eines hydraulischen Erregeraktuators kann bei dem Rammvibrator eine vorgegebene physikalische Schwinggröße, z. B. die Amplitude des Schwingweges sf bzw. sa dynamisch und genau geregelt werden durch die Anwendung eines Druckreglers mit regelbarem Ausgangsdruck.

Dank Anwendung eines Federsystems, mit welchem die für einen Resonanzbetrieb erforderliche Federenergie gespeichert werden kann, kann am Umkehrpunkt der Schwingbewegung der Arbeitsmasse auch bei hoher Arbeitsfrequenz eine hohe Loßreiskraft ohne zeitliche Verzögerung entwickelt werden.

Bei dem Rammvibrator kann eine Freischwingmasse kleiner als die Arbeitsmasse zur Anwendung gelangen, was zu einer insgesamt geringeren Masse des Zweimassenschwingers und gleichzeitig zu einem wünschenswerten längeren Abtriebsarbeitsweg des Erregeraktuators führt.

Beim Arbeiten mit einem Rammgut in einem resonanzgefährdeten Erdreich mit einer Schwingfrequenz fz oberhalb des Erdreich-Resonanzbereiches mit der obersten Frequenz fr, welche Schwingfrequenz fz im Bereich der Eigenfrequenz des Zweimassenschwingers liegt, kann selbst beim plötzlichen Ausfall der Erregerenergie-Quelle oder bei einer plötzlich auftretenden Störung der Steuerung keine Resonanzfrequenz im Erdreich angeregt werden, da der Rammvibrator mit der oberhalb der Frequenz fr gelegenen Haupteigenfrequenz fn mit abnehmender Schwingwegamplitude weiter schwingt.