DE19845330A1 - Vibration generator to produce oscillations in granular medium, has oscillator module with drive unit and insertion module with coupling device, with oscillator and insertion modules relatively separable and movable components - Google Patents

Vibration generator to produce oscillations in granular medium, has oscillator module with drive unit and insertion module with coupling device, with oscillator and insertion modules relatively separable and movable components

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DE19845330A1 DE1998145330 DE19845330A DE19845330A1 DE 19845330 A1 DE19845330 A1 DE 19845330A1 DE 1998145330 DE1998145330 DE 1998145330 DE 19845330 A DE19845330 A DE 19845330A DE 19845330 A1 DE19845330 A1 DE 19845330A1
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Peter Otto
Guenter Borm
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/02Generating seismic energy
    • G01V1/143Generating seismic energy using mechanical driving means, e.g. motor driven shaft

Abstract

The vibration generator consists of an oscillator module(I), which has a drive unit(10), and an insertion module(II) which has a coupling device. The oscillator and insertion modules are relatively separable and movable components. The drive unit and coupling device are in frictional contact at points which are located on wedge-form bevels in accordance with each set position of the oscillator module with regard to the insertion module. An Independent claim is included for a procedure for generating seismic vibrations in a granular medium in which the insertion module is placed in the granular medium, introducing the oscillator module into the insertion module until the drive unit of the oscillator module in a predetermined set position is in frictional contact with the coupling device of the insertion module, and operating the drive to generate vibrations and transmit mechanical vibrations to the medium. An Independent claim is included for a use for the vibration generator which is for research and investigative work.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Schwingungen in granularen Medien, insbesondere einen Schwingungsgenerator zur Erzeugung seismischer Schwingungen, vorzugsweise im oberflächennahen Bereich der Erdkruste, für Forschungs- oder Erkundungszwecke sowie Einsatzverfahren und Anwendungen eines derartigen Gerätes.The invention relates to a device for generating Vibrations in granular media, especially one Vibration generator for generating seismic vibrations, preferably in the near-surface area of the earth's crust, for Research or exploration purposes as well as operational procedures and Applications of such a device.

Es sind zahlreiche Arten und Formen der Erzeugung von Wellen in der Erdkruste für Forschungs- und Erkundungsaufgaben bekannt. So zum Beispiel werden von Miller et al. in "Geophysics" (Band 57, Nr. 5, Seite 693 ff.) Verfahren der Energieerzeugung und Ankopplung von Schwingungen an den Boden beschrieben. Eine Übersicht über die Techniken der Schwin­ gungserzeugung wird in DE 23 34 996 gegeben. Aus DE 195 09 122 ist ein hydraulisches Impulsgerät zur Schwingungserzeugung bekannt. Eine andere Form der Schwingungserzeugung, nämlich durch Auslösung seismischer Gasexplosionen, wird in DE 19 53 924 beschrieben. Ein genereller Nachteil der bekannten Techniken ist die beschränkte Einstellbarkeit und Reproduzierbarkeit von Schwingungsparametern und Wellenformen.There are numerous types and forms of wave generation in the earth's crust for research and exploration tasks known. For example, Miller et al. in "Geophysics" (Volume 57, No. 5, page 693 ff.) Method of Energy generation and coupling of vibrations to the ground described. An overview of the techniques of the Schwin Generation is given in DE 23 34 996. From DE 195 09 122 is a hydraulic pulse device for generating vibrations known. Another form of vibration generation, namely by triggering seismic gas explosions, is in DE 19 53 924 described. A general disadvantage of the known techniques is the limited adjustability and reproducibility of Vibration parameters and waveforms.

Es ist auch bekannt, rotierende Massen, wie sie beispielsweise zur Erzeugung von Druck- und Schwingungskräften in Rüttlern, Bodenverdichtern und dergl. verwendet werden, zur seismischen Schwingungserzeugung zu verwenden. So wird in DE 38 13 059 ein Scherwellenerzeuger im Bohrloch und in DE 20 58 305 ein Gerät zur Scherwellenerzeugung an der Erdoberfläche beschrieben. Aus DE 42 41 627 ist ein rohrförmiges Gerät zur Erzeugung von Torsionswellen in Moorboden bekannt. Die Schwingungserzeugung mit beweglichen Massen besitzt zwar Vorteile bei der Einstel­ lung von Schwingungsparametern (z. B. Frequenz). Allerdings besitzen die hierzu entwickelten Techniken den Nachteil, daß sie jeweils an eine spezielle, beschränkte Anwendung angepaßt sind.It is also known to use rotating masses, for example for generating pressure and vibration forces in vibrators, Soil compactors and the like are used for seismic To use vibration generation. So in DE 38 13 059 Shear wave generator in the borehole and in DE 20 58 305 a device described for generating shear waves on the earth's surface. Out  DE 42 41 627 is a tubular device for the production of Torsional waves known in bog soil. The generation of vibrations with moving masses has advantages in the setting vibration parameters (e.g. frequency). Indeed the techniques developed for this have the disadvantage that each adapted to a specific, limited application are.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Gerät zur Schwingungserzeugung anzugeben, das gegenüber den herkömmli­ chen Techniken einen erweiterten Einsatzbereich besitzt und erlaubt, in granulare Medien Schwingungen mit vorbestimmten Schwingungsparametern und/oder Wellenformen mit hoher Genauig­ keit und Reproduzierbarkeit zu erzeugen. Die Aufgabe der Erfindung ist es ferner, Verfahren zum Einsatz eines derarti­ gen Gerätes anzugeben.The object of the invention is to provide an improved device for Specify vibration generation that the conventional techniques has an extended area of application and allows vibrations with predetermined in granular media Vibration parameters and / or waveforms with high accuracy generation and reproducibility. The task of The invention is also a method for using such a to specify the device.

Diese Aufgaben werden durch einen Schwingungsgenerator gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.These tasks are performed by a vibration generator Claim 1 and a method according to claim 9 solved. Advantageous embodiments and applications of the Invention result from the subclaims.

Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß ein Schwin­ gungsgenerator mit einer Schwingungserzeugung auf der Basis beweglicher Massen aus zwei Modulen besteht, von denen das erste Modul ein Schwingermodul, das eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung mindestens eines Schwingungstyps enthält, und das zweite Modul ein Einstechmodul ist, das eine Kopplerein­ richtung enthält, mit der Schwingungen von der Antriebsein­ richtung zu einem Medium in der Umgebung des Einstechmoduls übertragbar sind. Die Module sind an sich getrennt handhabbare Komponenten, die im Betriebszustand der Schwingungserzeugung miteinander in reibschlüssiger Verbindung stehen. Die Kopp­ lereinrichtung des Einstechmoduls bildet für die Antriebsein­ richtung bzw. das Schwingermodul eine axiale Führung im Ein­ stechmodul. Diese Führung bildet eine radial sich zum geschlossenen Ende des Einstechmoduls hin verjüngende Auflage. Je nach Einstellposition des Schwingermoduls in Bezug auf das Einstechmodul wird die Auflage durch den reibschlüssigen Kon­ takt beiden Modulen radial auseinander geschoben, so daß in vorbestimmter Weise die auf das umgebende Medium wirkende Kraft der Kopplereinrichtung eingestellt werden kann.The basic idea of the invention is that a Schwin gation generator with a vibration generation based moving masses consists of two modules, of which the first module is a transducer module which is a drive device contains to generate at least one type of vibration, and the second module is a piercing module which is a coupler direction contains, with the vibrations from the drive unit towards a medium in the vicinity of the injection module are transferable. The modules can be handled separately Components in the operating state of vibration generation are in a frictional connection with each other. The Kopp lereinrichtung of the piercing module forms for the drive unit  direction or the transducer module an axial guide in the lancing module. This guide forms a radial to closed end of the piercing module tapering support. Depending on the setting position of the transducer module in relation to the The insertion module is supported by the frictional con clock two modules pushed radially apart, so that in predetermined way that acting on the surrounding medium Force of the coupler device can be adjusted.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere darauf ge­ richtet, zur Erzeugung von Schwingungen in einem granularen Medium zunächst ein Einstechmodul in das granulare Medium in vorbestimmter Position und Tiefe einzubringen, daraufhin das Schwingermodul in eine vorbestimmte Einstellposition in das Einstechmodul axial einzuführen, so daß ein reibschlüssiger Kontakt zwischen der Antriebseinrichtung des Schwingermoduls mit der Kopplereinrichtung des Einstechmoduls hergestellt wird, und schließlich mindestens eine vorbestimmte Schwingung mit der Antriebseinrichtung zu erzeugen und mit der Kopp­ lereinrichtung auf das umgebende granulare Medium zu übertragen.An inventive method is particularly ge aimed to generate vibrations in a granular Medium, an insertion module into the granular medium predetermined position and depth, then the Vibrator module in a predetermined setting position in the Insert insertion module axially, so that a frictional Contact between the drive device of the oscillator module manufactured with the coupling device of the penetration module and finally at least one predetermined vibration to generate with the drive device and with the Kopp device towards the surrounding granular medium transfer.

Bevorzugte Anwendungen der Erfindung liegen im Bereich der Er­ zeugung seismischer Wellen in der Erdkruste für Forschungs- und Erkundungszwecke. Die Erfindung ist jedoch auch bei der Untersuchung beliebiger granularer Medien, beispielsweise im Baubereich einsetzbar.Preferred applications of the invention are in the field of Er Generation of seismic waves in the earth 's crust for research and Exploration purposes. However, the invention is also in the Examination of any granular media, for example in Construction area can be used.

Der erfindungsgemäße Schwingungsgenerator ist mit den folgen­ den Vorteilen verbunden.The vibration generator according to the invention is with the follow associated with the advantages.

Ein besonders wichtiger Vorteil besteht darin, daß erstmalig der folgende systemimmanente Widerspruch bei der Schwingungs­ erzeugung in granulare Medien überwunden wird. Eine Schwin­ gungsquelle, die in ein granulares Medium unter definierten Bedingungen (z. B. Anpreßdruck) eingebracht worden ist, erlaubt bei den herkömmlichen Techniken keine weitere Einflußnahme auf die bzw. keine Variierbarkeit der Schwingungsparameter. Dazu im Gegensatz ist mit dem erfindungsgemäßen Schwingungsgenera­ tor eine Variierbarkeit der Schwingungsparameter in großem Um­ fang und eine Veränderung der Ankopplungskraft zwischen den Generator und dem granulare Medium in vorbestimmter Weise ge­ geben. Das Gerät ermöglicht durch den modularen Aufbau insbe­ sondere die Erzeugung der unterschiedlichsten Wellenformen durch Betrieb verschiedener Teile der Antriebseinrichtung oder durch Austausch verschiedener Antriebseinrichtungen, ohne daß der Kontakt zwischen der Kopplereinrichtung, die die Schwin­ gungen von der Antriebseinrichtung auf das Medium überträgt, und dem umgebenden Medium verändert wird.A particularly important advantage is that for the first time the following systemic contradiction in vibration generation in granular media is overcome. A swine supply source defined in a granular medium  Conditions (e.g. contact pressure) has been allowed no further influence on the conventional techniques the or no variability of the vibration parameters. To is in contrast with the vibration genera according to the invention tor a variability of the vibration parameters in large order catch and a change in the coupling force between the Generator and the granular medium in a predetermined manner give. Thanks to its modular structure, the device enables especially the generation of different waveforms by operating different parts of the drive device or by exchanging different drive devices without the contact between the coupler device that the Schwin transfers from the drive device to the medium, and the surrounding medium is changed.

Der erfindungsgemäße Schwingungsgenerator erlaubt die Erzeu­ gung verschiedener Wellenformen wie Scherwellen und Dilatationswellen. Es wird ferner eine Kopplung zwischen der Schwingungserzeugung in der Antriebseinrichtung und der Kopp­ lereinrichtung dahingehend erzeugt, daß Schwingungspulse ge­ glättet und von Störungen bereinigt werden. Der Schwingungsge­ nerator liefert eine hohe Betriebssicherheit und verhältnismä­ ßig hohe Unabhängigkeit von Umgebungseinflüssen. Die Schwin­ gungsparameter (Amplituden, Frequenzen, Wellenformen) können in weiten Bereichen anwendungsabhängig variiert werden.The vibration generator according to the invention allows the generation different waveforms such as shear waves and Dilatation waves. There will also be a coupling between the Vibration generation in the drive device and the coupling lereinrichtung generated in that vibration pulses ge smoothes and can be cleaned of disturbances. The vibrational gene nerator provides high operational reliability and relative Very high independence from environmental influences. The swine parameters (amplitudes, frequencies, waveforms) can can be varied in a wide range depending on the application.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im fol­ genden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrie­ ben. Es zeigen:Further advantages and details of the invention are described in the fol described with reference to the accompanying drawings ben. Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfin­ dungsgemäßen Schwingungsgenerators, Fig. 1 is a schematic sectional view of a vibration generator OF INVENTION to the invention,

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Einstechmoduls nach Einbringung in ein granulares Medium, Fig. 2 is a schematic sectional view of the Einstechmoduls after introduction into a granular medium,

Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung des Schwingungsgene­ rators mit einer gegenüber Fig. 1 veränderten Ein­ stellposition des Schwingermoduls in Bezug auf das Einstechmodul, Fig. 3 shows a further sectional view of the vibration genes rators with respect to FIG. 1 A modified control position of the transducer module with respect to the grooving module,

Fig. 4 eine perspektivische Teildarstellung der Kopplerein­ richtung des Einstechmoduls, und Fig. 4 is a partial perspective view of the Kopplerein direction of the piercing module, and

Fig. 5 vergrößerte Ausschnittsdarstellungen zur Illustration der Kopplereinrichtung in Ruhestellung (a) bzw. in ausgefahrener Stellung (b). Fig. 5 enlarged sectional views to illustrate the coupler device in the rest position (a) or in the extended position (b).

Die schematische Schnittansicht gemäß Fig. 1 illustriert das Zusammenwirken der Module eines erfindungsgemäßen Schwingungs­ generators. Der Schwingungsgenerator besteht aus zwei Modulen, nämlich dem Schwingermodul I und dem Einstechmodul II. Das Schwingermodul I enthält die Antriebseinrichtung 10 mit zwei Schwingeinheiten 10a, 10b, die jeweils einen Antriebsmotor 11 mit einer Welle 12 aufweisen. Jede Welle 12 trägt eine Scheibe 13, an der die Schwingmassen 13a angebracht sind. Die An­ triebseinrichtung 10 wird von einem geschlossenen Gehäuse 17 umgeben, das gas- und flüssigkeitsdicht ist und an dessen Außenseite Laufelemente 19 angebracht sind. Die hermetische Abgeschlossenheit des Gehäuses 17 bildet einen Schutz der An­ triebseinrichtung 10 gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Wassereinbruch in das Innere des Einstechmoduls II. Die Laufelemente 19 wirken mit der Kopplereinrichtung des Ein­ stechmoduls II zusammen, wie es unten erläutert wird.The schematic sectional view according to FIG. 1 illustrates the interaction of the modules of a vibration generator according to the invention. The oscillation generator consists of two modules, namely the oscillation module I and the penetration module II. The oscillation module I contains the drive device 10 with two oscillation units 10 a, 10 b, each of which has a drive motor 11 with a shaft 12 . Each shaft 12 carries a disc 13 on which the vibrating masses 13 a are attached. At the drive device 10 is surrounded by a closed housing 17 which is gas and liquid tight and on the outside of which running elements 19 are attached. The hermetic seal of the housing 17 forms a protection of the drive device 10 against environmental influences, in particular against water ingress into the interior of the penetration module II. The running elements 19 interact with the coupling device of the penetration module II, as will be explained below.

An einer Seite des Gehäuses 17 befindet sich ein Träger, der zur Handhabung der Antriebseinrichtung 10 im Einstechmodul II vorgesehen ist. Der Träger wird vorzugsweise durch ein Rohr 18 gebildet, in dem elektrische Leitungen für die Antriebsmotoren 11 und Kühlleitungen verlaufen oder das selbst ein Kühl- oder Abluftrohr ist und dessen Länge je nach Ausdehnung des Einstechmoduls II derart gewählt ist, daß selbst in der am tiefsten eingeführten Einstellposition der Antriebseinrichtung (ausgefahrene Stellung der Kopplereinrichtung, s. unten), das obere Ende des Rohres 18 um mindestens 1 bis 2 Meter über die Oberfläche des granularen Mediums hinausragt. Das Rohr 18 be­ sitzt somit mehrere Funktionen. Es dient als Träger zur Füh­ rung der Antriebseinrichtung in das Einstechmodul II, der Kraftaufbringung bei der Verbindung mit der Kopplereinrichtung (s. unten), der elektrischen Versorgung der Schwingeinheiten und der Wärmeabfuhr von den Motoren 11.On one side of the housing 17 there is a carrier which is provided for handling the drive device 10 in the penetration module II. The carrier is preferably formed by a tube 18 in which electrical lines for the drive motors 11 and cooling lines run or which is itself a cooling or exhaust air pipe and the length of which, depending on the extent of the penetration module II, is selected such that even the deepest one is inserted Setting position of the drive device (extended position of the coupler device, see below), the upper end of the tube 18 protrudes at least 1 to 2 meters above the surface of the granular medium. The tube 18 thus sits several functions. It serves as a carrier for guiding the drive device into the insertion module II, the application of force when connecting to the coupler device (see below), the electrical supply for the vibration units and the heat dissipation from the motors 11 .

Die Antriebseinrichtung 10 ist als Zweiwellengerät realisiert. Dies ist zur Erzeugung verschiedener Schwingungsformen von Vorteil. Die Antriebsmotoren 11 sind elektrische Niederspan­ nungsmotoren, die sowohl für laufende Rotationen als auch für den Impulsbetrieb eingerichtet sind. Die Motoren sind bei­ spielsweise für eine Antriebsspannung von 24 V und eine Leistung von mindestens 500 W ausgelegt. Jeder Motor 11 sollte für Drehzahlen bis zu 1800 U/min und dazu eingerichtet sein, die gesamte Leistung auch aus dem Stillstand als Drehmoment aufzubringen. Es sind beispielsweise Motoren vom Typ "escap HPR 55 NN 82-100-72" mit Fremdkühlung (Luft) einsetz­ bar.The drive device 10 is implemented as a two-shaft device. This is advantageous for the generation of various forms of vibration. The drive motors 11 are electrical low-voltage motors, which are set up both for running rotations and for pulse operation. For example, the motors are designed for a drive voltage of 24 V and a power of at least 500 W. Each motor 11 should be set up for speeds of up to 1800 rpm and to apply the entire power as a torque even from a standstill. For example, "escap HPR 55 NN 82-100-72" motors with external cooling (air) can be used.

In jeder Schwingeinheit ist die Welle 12 über eine spielfreie Kupplung mit dem Antriebsmotor 11 verbunden. Die Wellen sind axial in Bezug auf das Schwingermodul I bzw. das Einstechmodul II im zusammengesetzten Zustand ausgerichtet und stehen im we­ sentlichen senkrecht auf einer Bezugsebene, die durch die Kopplereinrichtung gebildet wird. Mit anderen Worten, die Wel­ len verlaufen parallel zur axialen Ausrichtung des Rohres 18. In each vibration unit, the shaft 12 is connected to the drive motor 11 via a backlash-free coupling. The shafts are axially aligned with respect to the oscillation module I or the penetration module II in the assembled state and are essentially perpendicular to a reference plane which is formed by the coupler device. In other words, the wel len run parallel to the axial orientation of the tube 18th

Die Scheibe 13 ist mit einem Ringkeil an der Welle 12 befe­ stigt, so daß diene senkrecht auf der durch die Scheibe 13 ge­ bildete Bezugsebene steht. An der Scheibe 13 sind die Schwing­ massen 13a angebracht. Hierzu besitzt die Scheibe 13 in der Nähe des Außenrandes Gewindelöcher, an denen anwendungsabhän­ gig Schwingmassen mit vorbestimmten Massen und mit einer vor­ bestimmten Verteilung angeschraubt werden können. Die Schwing­ massen sind derart angebracht, daß die resultierenden Kräfte der jeweiligen auf unterschiedlichen Wellen umlaufenden Massen in einer Ebene rotieren. Für seismologische Anwendungen besit­ zen die Schwingmassen 13a jeweils eine Masse von rd. 5 kg. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß auf jeder Scheibenseite bis zu 4 bzw. insgesamt auf jeder Scheibe 13 bis zu acht Schwingmassen angebracht sind.The disc 13 is BEFE Stigt with a ring wedge on the shaft 12 , so that serve is perpendicular to the reference plane formed by the disc 13 GE. On the disc 13 , the vibrating masses 13 a are attached. For this purpose, the disk 13 has threaded holes near the outer edge, to which application-dependent vibrating masses with predetermined masses and with a predetermined distribution can be screwed on. The vibrating masses are mounted in such a way that the resulting forces of the respective masses rotating on different shafts rotate in one plane. For seismological applications, the oscillating masses 13 a each have a mass of approx. 5 kg. It can be provided, for example, that up to 4 oscillating masses are attached to each disk side or up to eight in total on each disk 13 .

Alternativ zu der erwähnten Ausführungsform kann die Antriebseinrichtung 10 für eine oder auch mehr als zwei Schwingeinheiten umfassen. Es ist auch möglich, im Schwinger­ modul I mehrere Antriebseinrichtungen 10 vorzusehen. Schließ­ lich ist die Erfindung nicht auf einen elektrischen Antrieb beschränkt, sondern auch mit einem hydraulischen oder pneuma­ tischen Antrieb implementierbar. Das Schwingermodul I und/oder das Einstechmodul II kann ferner mit Sensoren zu Erfassung von Schwingungs- und Umgebungsparametern ausgerüstet sein (z. B. Temperatur-, Feuchte- und Beschleunigungssensoren).As an alternative to the embodiment mentioned, the drive device 10 can comprise one or more than two vibration units. It is also possible to provide several drive devices 10 in the oscillator module I. Finally, the invention is not limited to an electric drive, but can also be implemented with a hydraulic or pneumatic drive. The vibration module I and / or the penetration module II can also be equipped with sensors for detecting vibration and ambient parameters (e.g. temperature, humidity and acceleration sensors).

Das Einstechmodul II besteht im wesentlichen aus einem Außen­ rohr 5 mit kreisförmigem Querschnitt, das ein offenes Ende 5a und ein in Betriebsposition medienseitiges, geschlossenes Ende 5b aufweist. Das geschlossene Ende 5b ist vorzugsweise kegel­ förmig als Verjüngung des Außenrohres 5 ausgebildet, um die Einbringung des Einstechmoduls II in das granulare Medium 1 zu erleichtern. The penetration module II consists essentially of an outer tube 5 with a circular cross-section, which has an open end 5 a and an operating end, media side, closed end 5 b. The closed end 5 b is preferably conical in shape as a taper of the outer tube 5 in order to facilitate the insertion of the penetration module II into the granular medium 1 .

Die Kopplereinrichtung 20 ist am Außenrohr 5 nahe dem ge­ schlossenen Ende 5b angebracht. Die Kopplereinrichtung 20 be­ steht im wesentlichen aus Andruckschrägen 2 und äußeren An­ druckplatten 3, die über eine elastische Auflage 4 verbunden sind. Das Außenrohr 5 besitzt drei Durchtrittsöffnungen, durch die Andruckschrägen 2 von außen in das Innere des Einstechmo­ duls II hineinragen. Die Andruckplatten 3 bestehen aus zuein­ ander beweglichen Segmenten, die sich über den Außenumfang des Außenrohres 5 erstrecken und jeweils mit zwei Andruckschrägen 2 oder Andruckleisten (s. unten) verbunden sind. Die Andruck­ platten 3 bzw. die einzelnen Segmente bilden ein ringförmiges Bauteil, dessen Durchmesser nach Art eines Dreibackenfutters durch Einstellung der radialen Position der Andruckschrägen 2 in Bezug auf das Außenrohr 5 variiert werden kann. Weitere Einzelheiten der Kopplereinrichtung 20 werden unten unter Be­ zug auf die Fig. 4 und 5 erläutert.The coupler device 20 is attached to the outer tube 5 near the ge closed end 5 b. The coupler device 20 be essentially consists of pressure slopes 2 and outer pressure plates 3 , which are connected via an elastic pad 4 . The outer tube 5 has three passage openings, protrude through the Andruckschrägen 2 from the outside into the interior of the Einstechmo duls II. The pressure plates 3 consist of mutually movable segments which extend over the outer circumference of the outer tube 5 and are each connected to two pressure slopes 2 or pressure strips (see below). The pressure plates 3 and the individual segments form an annular component, the diameter of which can be varied in the manner of a three-jaw chuck by adjusting the radial position of the pressure bevels 2 with respect to the outer tube 5 . Further details of the coupler device 20 are explained below with reference to FIGS . 4 and 5.

Die keilförmigen Andruckschrägen 2 sind so angeordnet, daß im zusammengesetzten Zustand ein Zusammenwirken mit den Laufelementen 19 am Gehäuse 17 der Antriebseinrichtung 10 sichergestellt wird. Je nach axialer Position des durch das offene Ende 5a des Außenrohres 5 eingeführten Schwingermoduls I wird die radiale Position der Andruckschrägen 2 und damit die Andruckkraft des durch die Andruckplatten 3 gebildeten Ringteils gegenüber dem granularen Medium 1 verändert. An der Kopplereinrichtung 20 sind Rückholfedern (nicht dargestellt) vorgesehen, die zur radialen Bewegung der Andruckschrägen 2 nach innen eingerichtet sind, wenn das Schwingmodul I hin zum offenen Ende 5a des Außenrohrs 5 zurückgezogen wird.The wedge-shaped pressure bevels 2 are arranged so that in the assembled state, interaction with the running elements 19 on the housing 17 of the drive device 10 is ensured. Depending on the axial position of the vibrating module I inserted through the open end 5 a of the outer tube 5 , the radial position of the pressure bevels 2 and thus the pressure force of the ring part formed by the pressure plates 3 with respect to the granular medium 1 is changed. Return springs (not shown) are provided on the coupler device 20 , which are set up for the radial movement of the pressure bevels 2 inwards when the vibration module I is withdrawn towards the open end 5 a of the outer tube 5 .

Das Zusammenwirken von Laufelementen und Andruckschrägen kann dahingehend modifiziert sein, daß die Andruckschrägen 2 durch Andruckleisten mit Laufelementen und die Laufelemente 19 durch schräggestellte Führungselemente am Gehäuse 17 ersetzt sind, so daß wiederum durch Verschiebung des Schwingermoduls I in eine bestimmte Einstellposition die Andruckleisten auseinan­ dergedrückt und damit die Andruckplatten 3 gegen das Medium 1 gepreßt werden. In jedem Falle ist entscheidend, daß die Modu­ le I und II im Betriebszustand über mindestens eine, vorzugs­ weise jedoch mehrere, zum Beispiel drei, keilförmige Schrägen bzw. Schrägen reibschlüssig miteinander verbunden sind. Jede keilförmige Schräge ist als Teil von Modul I oder Modul II in Bezug auf das funktionelle Gegenstück (Laufelement) am jeweils anderen Modul in radialer Richtung verschiebbar angeordnet.The interaction of running elements and pressure bevels can be modified in such a way that the pressure bevels 2 are replaced by pressure strips with running elements and the running elements 19 by inclined guide elements on the housing 17 , so that again the pressure strips are pressed apart by a displacement of the oscillator module I into a specific setting position and thus the pressure plates 3 are pressed against the medium 1 . In any case, it is crucial that the modules I and II in the operating state are frictionally connected to one another by at least one, but preferably several, for example three, wedge-shaped slopes or slopes. Each wedge-shaped slope is arranged as part of module I or module II in relation to the functional counterpart (running element) on the other module in a radial direction.

Die definierte Einstellung der Andruckkraft der Andruckplatten 3 gegenüber dem Medium 1 in Abhängigkeit von der Einstellposi­ tion des Schwingermoduls I stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar. Die Andruckkraft wird insbesondere durch die über das Rohr 18 auf die Antriebseinrichtung 10 ausgeübte Kraft F, den Reibungskoeffizienten zwischen den Laufelementen 19 und den Andruckschrägen 2 und den Winkel der Andruckschrä­ gen 2 bestimmt. Die Kraft F setzt sich aus dem Gewicht des Schwingermoduls I und einer aufzubringenden, äußeren Kraft zu­ sammen. Die genannten Faktoren sind definiert und reproduzier­ bar einstellbar, so daß auch die Andruckkraft gegenüber dem Medium 1 reproduzierbar ist. Für seismologische Untersuchungen besitzt das Einstechmodul II vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 450 mm bis 550 mm, z. B. 500 mm bis 510 mm, und eine Länge im Bereich von 4 bis 10 m. Die Schwingungen werden vorzugsweise in einer Tiefe von rd. 5 m unter der Bodenober­ fläche erzeugt. Die definierte Generierung mechanischer Schwingungen in bestimmter Tiefe unterhalb der Bodenoberfläche stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar. Die Schwingun­ gen werden relativ tief im Boden erzeugt, wobei dennoch ein Zugriff auf die Antriebseinrichtung bzw. deren Veränderung möglich sind. Die genannten Größenparameter können jedoch an­ wendungsabhängig variiert werden. The defined setting of the pressure force of the pressure plates 3 with respect to the medium 1 as a function of the setting position of the oscillation module I represents an important feature of the invention. The pressure force is particularly between the force F exerted via the tube 18 on the drive device 10 , the coefficient of friction between the running elements 19 and the pressure slopes 2 and the angle of the pressure slopes 2 determined. The force F is made up of the weight of the oscillator module I and an external force to be applied. The factors mentioned are defined and reproducible adjustable bar, so that the pressure force against the medium 1 is reproducible. For seismological investigations, the penetration module II preferably has a diameter in the range from 450 mm to 550 mm, e.g. B. 500 mm to 510 mm, and a length in the range of 4 to 10 m. The vibrations are preferably at a depth of approx. 5 m below the surface of the floor. The defined generation of mechanical vibrations at a certain depth below the surface of the ground is an important feature of the invention. The vibrations are generated relatively deep in the ground, although access to the drive device or its change is still possible. The size parameters mentioned can, however, be varied depending on the application.

Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Schwingungsgenerators zur Erzeugung seismischer Wellen wird zunächst das Einstechmodul II in die gewünschte Tiefe in den Boden senkrecht eingebracht, wie dies schematisch in Fig. 2 gezeigt ist. Im oberen Teil von Fig. 2 ist (wie bei den Fig. 1 und 3) eine Unterbrechung eingezeichnet, die lediglich der Übersichtlichkeit der Darstellung dient und eine Abbildung der gesamten Länge des Außenrohres 5 vermeidet. Die Einbringung des Einstechmoduls II erfolgt mit an sich bekannten Techniken wie z. B. durch Einrüt­ teln, Einschlagen, Einschießen oder Einführen in ein vorge­ bohrtes Loch. Während der Einbringung sind die beweglichen Teile der Kopplungseinrichtung 20 mit Sicherungsschrauben ge­ sichert, die nach Erreichen der Betriebsposition des Einstech­ moduls II einfach durch das Außenrohr 5 entfernt werden können.When using the vibration generator according to the invention to generate seismic waves, the penetration module II is first inserted vertically into the desired depth in the ground, as is shown schematically in FIG. 2. In the upper part of FIG. 2 (as in FIGS. 1 and 3) an interruption is drawn in, which only serves to make the illustration clearer and avoids depicting the entire length of the outer tube 5 . The insertion of the penetration module II is carried out using techniques known per se, such as, for. B. by Einrüt, hammering, shooting or insertion into a pre-drilled hole. During the introduction, the moving parts of the coupling device 20 are secured with locking screws, which can be easily removed through the outer tube 5 after reaching the operating position of the penetration module II.

Nachdem das Einstechmodul II in den Boden eingebracht ist (Fig. 2), wird das Schwingermodul I axial zentrisch in das Außenrohr 5 des Einstechmoduls II eingeführt, bis die Laufelemente 19 die Andruckschrägen 2 berühren (Fig. 1). Durch weitere axiale Verschiebung des Schwingermoduls I bzw. Auf­ bringung der Kraft F werden die Andruckschrägen 2 und die mit ihr mittelbar über die elastischen Auflagen 4 verbundenen Andruckplatten 3 verschoben, so daß sich die Andruckkraft gegenüber dem granularen Medium 1 verändert. Die axiale Ein­ stellposition des Schwingermoduls I wird durch eine geeignete Verschiebewegmeßeinrichtung am oberen Ende des Schwingungsge­ nerators festgestellt. Fig. 3 zeigt hierzu die Situation maxi­ maler Andruckkraft durch maximale Auslenkung der Kopplungsein­ richtung.After the penetration module II has been introduced into the ground ( FIG. 2), the vibrating module I is inserted axially centrally into the outer tube 5 of the penetration module II until the running elements 19 touch the pressure bevels 2 ( FIG. 1). By further axial displacement of the vibrator module I or on bringing the force F, the pressure slopes 2 and the pressure plates 3 connected to it indirectly via the elastic supports 4 are shifted, so that the pressure force changes with respect to the granular medium 1 . The axial position of the oscillation module I is determined by a suitable displacement measuring device at the upper end of the oscillation generator. Fig. 3 shows the situation maxi painter pressure by maximum deflection of the Kopplungsein direction.

Nach Einstellung des Schwingermoduls I in Bezug auf das Ein­ stechmodul II erfolgt die eigentliche Schwingungserzeugung durch Betätigung der Antriebseinrichtung 10. Je nach Anwen­ dungsfall können Scherwellen (S-Wellen) und/oder Dilatations- oder Kompressionswellen (P-Wellen) durch geeignete Bestückung der Scheiben 13 und Betätigung der Antriebsmotoren 11 erzeugt werden. Die Scherwellen werden durch Torsionspulse bei Pulsbe­ trieb der Antriebsmotoren 11 erzeugt.After setting the vibration module I in relation to the lancing module II, the actual vibration is generated by actuating the drive device 10 . Depending on the application, shear waves (S-waves) and / or dilatation or compression waves (P-waves) can be generated by fitting the disks 13 and actuating the drive motors 11 . The shear waves are generated by torsion pulses in Pulsbe operation of the drive motors 11 .

Mit einem nicht dargestellten, mit Abstand vom Schwingungsge­ nerator im oder am Boden angebrachten Seismometer-Array werden die vom Boden übertragenen Schwingungen erfaßt und in an sich bekannter Weise in Bezug auf die Schwingungskopplung mit dem Boden und die Bodenzustände untersucht. Die Analyse betrifft beispielsweise die Erfassung von Bodeneigenschaften bzw. Zu­ standsgrößen des Bodens wie dessen Spannungszustand, die Lage­ rungsdichte, Poreneigenschaften, intergranulare Dehnung und dergleichen.With a not shown, at a distance from the Schwingungsge a se- rator in or on the ground the vibrations transmitted from the ground are detected and in themselves known manner in relation to the vibration coupling with the Soil and soil conditions examined. The analysis concerns for example the recording of soil properties or Zu Soil sizes of the soil such as its state of tension, the location density, pore properties, intergranular elongation and the like.

Je nach Ergebnis der seismischen Messung kann vorgesehen sein, daß die Schwingungsparameter der Antriebseinrichtung verändert werden. Dies kann erfolgen, ohne die Ankoppelstelle im Boden zu beeinflussen, indem das Schwingermodul I mit dem Rohr 18 zurückgezogen wird, um die Massenverteilung an den Schwingein­ heiten zu verändern. Die Antriebseinrichtung 10 ermöglicht insbesondere, simultan S- und P-Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden oder auch Kombinationen beider Wellenarten zu erzeugen. Nach erneuter Einführung des Schwin­ germoduls I können weitere Schwingungen erzeugt und Messungen vorgenommen werden. Bei der Schwingungserzeugung kann vorgese­ hen sein, daß sich die Massen der Schwingeinheiten mit vorbe­ stimmten gleichbleibenden Drehzahlen oder mit veränderlichen Drehzahlen drehen. Die Antriebsmotoren 11 erlauben eine zyklische Beschleunigung oder Verzögerung der Schwingmassen 13a. Es können auch zusammengesetzte Antriebsformen dahinge­ hend vorgesehen sein, daß die Massen mit einer gleichbleiben­ den Grunddrehzahl und einer überlagernden zyklischen Beschleu­ nigung oder Verzögerung betrieben werden. Durch die separate Ansteuerung der Antriebsmotoren 11 können diese Antriebsformen noch in jeder Schwingeinheit gesondert eingestellt bzw. vari­ iert werden.Depending on the result of the seismic measurement, it can be provided that the vibration parameters of the drive device are changed. This can be done without affecting the coupling point in the ground by pulling the oscillator module I with the tube 18 in order to change the mass distribution at the oscillating units. The drive device 10 in particular makes it possible to simultaneously generate S and P waves with different frequencies and amplitudes or combinations of both types of waves. After the vibration module I has been introduced again, further vibrations can be generated and measurements can be carried out. When generating vibrations, it can be hen that the masses of the vibrating units rotate with predetermined constant speeds or with variable speeds. The drive motors 11 allow cyclic acceleration or deceleration of the vibrating masses 13 a. Compound drive forms can also be provided in such a way that the masses are operated with a constant basic speed and an overlapping cyclical acceleration or deceleration. Through the separate control of the drive motors 11 , these forms of drive can still be set or varied separately in each vibration unit.

Im folgenden werden Einzelheiten eines alternativen Ausfüh­ rungsbeispiels der Kopplereinrichtung 20 des Einstechmoduls II unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 erläutert. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Wechselwirkung zwischen der Antriebs­ einrichtung 10 und der Kopplungseinrichtung 20 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dahingehend verändert, daß die Funktion der Andruckschräge bzw. der Laufelemente umge­ kehrt ist. Dabei besteht die Kopplereinrichtung 20 aus An­ druckleisten 6, die über die Andruckplatten 3 miteinander ver­ bunden sind. An den Andruckleisten 6 sind Laufrollen 7 vorge­ sehen, die die Funktion der Laufelemente übernehmen. Diese Laufelemente sind dazu eingerichtet, keilförmig schräggestell­ te Führungselemente am Gehäuse des Schwingermoduls (nicht dar­ gestellt) zu berühren. Bei Einsetzen des Schwingermoduls in das Einstechmodul werden wiederum mit zunehmendem axialen Ver­ schiebeweg die Andruckleisten 6 auseinandergedrückt, wodurch die Andruckkraft gegenüber dem umgebenden Medium verändert wird.In the following, details of an alternative exemplary embodiment of the coupler device 20 of the penetration module II are explained with reference to FIGS . 4 and 5. In this exemplary embodiment, the interaction between the drive device 10 and the coupling device 20 compared to the embodiment of FIG. 1 is changed so that the function of the pressure slope or the running elements is reversed. The coupler device 20 consists of pressure bars 6 which are connected to one another via the pressure plates 3 . On the pressure bars 6 rollers 7 are easily seen that take over the function of the running elements. These running elements are set up to touch wedge-shaped inclined guide elements on the housing of the vibrating module (not shown). When the vibrating module is inserted into the penetration module, the pressure strips 6 are again pushed apart with increasing axial displacement, whereby the pressure force is changed with respect to the surrounding medium.

Die Andruckplatten 3 sind entsprechend der Gestalt des Außen­ umfangs des Außenrohres 5 des Einstechmoduls II gewölbt. Es sind drei Andruckplatten 3 vorgesehen, die entsprechend über drei Andruckleisten 6 verbunden sind. Aus Übersichtlichkeits­ gründen sind in Fig. 4 nur zwei Andruckplatten 3 dargestellt. Das durch die drei Andruckplatten 3 gebildete Ringteil um­ schließt das Außenrohr des Einstechmoduls II vollständig, wobei die Andruckleisten durch entsprechende Öffnungen im Außenrohr 5 in dessen Inneres ragen. Zur Gewährleistung der radialen Beweglichkeit der Andruckleisten sind die Andruck­ platten 3 an den Andruckleisten 6 entlang des Umfangs des Ringelements verschiebbar angebracht. Einzelheiten der Verbin­ dung sind in Fig. 5 dargestellt. The pressure plates 3 are curved in accordance with the shape of the outer circumference of the outer tube 5 of the penetration module II. There are three pressure plates 3 , which are connected accordingly via three pressure strips 6 . For the sake of clarity, only two pressure plates 3 are shown in FIG. 4. The ring part formed by the three pressure plates 3 completely closes the outer tube of the penetration module II, the pressure strips protruding through corresponding openings in the outer tube 5 into the interior thereof. To ensure the radial mobility of the pressure bars, the pressure plates 3 are slidably attached to the pressure bars 6 along the circumference of the ring element. Details of the connec tion are shown in Fig. 5.

Die Anforderungen an die bewegliche Verbindung zwischen den Andruckleisten 6 und den Andruckplatten 3 bestehen darin, daß erstens eine optimale Kopplung zwischen der Antriebseinrich­ tung des Schwingermoduls I und den Andruckplatten 3 gegeben ist und andererseits die Kopplereinrichtung 20 in allen An­ druckpositionen ein geschlossenes Ringteil bildet. Eine optimale Ankopplung ist dann gegeben, wenn die Krafteinleitung von der Antriebseinrichtung zum umgebenden Medium möglichst störungsfrei und unbeeinflußt von Störschwingungen erfolgt (Glättung der mechanischen Pulse). Hierzu sind die elastischen Auflagen 4 vorgesehen. Die radiale Beweglichkeit der Kopp­ lereinrichtung bedeutet, daß die Andruckplatten zwischen einer Ruhestellung (Fig. 5a) und einer ausgefahrenen Stellung (Fig. 5b) stufenlos verstellbar sind. In der Ruhestellung besitzt die Kopplereinrichtung einen minimalen Durchmesser, in dem sich benachbarte Andruckplatten 3 gegenseitig berühren. In der ausgefahrenen Stellung ist das System gespreizt. Der ver­ größerte Umfang ergibt sich durch Verschiebung der Andruck­ platten in Bezug auf die Andruckleisten entlang des Umfangs der Kopplereinrichtung.The requirements for the movable connection between the pressure strips 6 and the pressure plates 3 are that firstly, there is an optimal coupling between the drive device of the oscillator module I and the pressure plates 3 and, on the other hand, the coupler device 20 forms a closed ring part in all the pressure positions. Optimal coupling is provided when the force is applied from the drive device to the surrounding medium as free from interference as possible and unaffected by interference vibrations (smoothing of the mechanical pulses). For this purpose, the elastic pads 4 are provided. The radial mobility of the coupler means that the pressure plates between a rest position ( Fig. 5a) and an extended position ( Fig. 5b) are continuously adjustable. In the rest position, the coupler device has a minimal diameter in which adjacent pressure plates 3 touch one another. The system is spread apart in the extended position. The ver increased scope results from displacement of the pressure plates in relation to the pressure strips along the circumference of the coupler device.

Zur Erzielung dieser Verschiebung ist jede Andruckleiste mit einer Festverbindung 8 für eine der angrenzenden Andruckplat­ ten 3a und einer Schiebeverbindung 9 für die jeweils andere Andruckplatte 3b ausgerüstet. Die Festverbindung 8 ist eine Schraubverbindung mit elastischen Auflagen 4. Für die Schiebe­ verbindung 9 ist an jeder Andruckleiste ein Paar von Führungs­ nuten 91 vorgesehen, in denen jeweils eine Schraube 92 veran­ kert ist. Die Führungsnuten 91 erstrecken sich in Richtung entlang des Umfangs der Kopplereinrichtung. Im Bereich der Schraube 92 ist wiederum eine elastische Auflage 4 für die An­ kopplung zwischen der Andruckleiste und der Andruckplatte vor­ gesehen. To achieve this shift, each pressure bar is equipped with a fixed connection 8 for one of the adjacent pressure plates 3 a and a sliding connection 9 for the other pressure plate 3 b. The fixed connection 8 is a screw connection with elastic supports 4 . For the sliding connection 9 , a pair of guide grooves 91 is provided on each pressure bar, in each of which a screw 92 is anchored. The guide grooves 91 extend in the direction along the circumference of the coupler device. In the area of the screw 92 , in turn, an elastic pad 4 is seen for the coupling between the pressure bar and the pressure plate.

Die elastischen Auflagen 4 bestehen vorzugsweise aus Gummi oder einem vergleichbaren elastischen Material. Die Kopp­ lereinrichtung kann anwendungsabhängig dahingehend verändert sein, daß die elastischen Auflagen 4 weggelassen werden.The elastic pads 4 are preferably made of rubber or a comparable elastic material. The coupling device can be changed depending on the application in that the elastic pads 4 are omitted.

Abweichend von den beschriebenen Ausführungsformen mit drei Andruckschrägen bzw. Andruckleisten kann erfindungsgemäß auch eine kleinere oder größere Anzahl von Andruckelementen zur Be­ reitstellung des Kontakts zwischen dem Schwingermodul und dem Einstechmodul vorgesehen sein. Zur gleichmäßigen Kraftausübung werden jedoch mindestens drei Andruckelemente bevorzugt, die über den Umfang des Einstechmoduls gleichmäßig verteilt sind.Deviating from the described embodiments with three Pressure slopes or pressure strips can also be according to the invention a smaller or larger number of pressure elements for loading providing the contact between the transducer module and the Piercing module may be provided. For even application of force however, at least three pressure elements are preferred, the are evenly distributed over the circumference of the penetration module.

Bevorzugte Anwendungen des erfindungsgemäßen Schwingungsgene­ rators liegen im Bereich seismologischer Untersuchungen der Erdkruste. Als granulare Medien kommen alle Bodenformen mit Lockermaterialien in Frage. Weitere Anwendungen liegen im Bereich der Bautechnik.Preferred applications of the vibration genes according to the invention rators are in the field of seismological investigations of the Earth's crust. All types of soil come along as granular media Loose materials in question. Further applications are in Area of construction technology.

Claims (15)

1. Schwingungsgenerator zur Erzeugung mechanischer Schwingun­ gen in einem granulare Medium (1) mit einer Antriebseinrich­ tung (10), die einen Motorantrieb und mindestens eine Schwingeinheit aufweist, und einer Kopplereinrichtung (20), die mit der Antriebseinrichtung (10) schwingungsgekoppelt und zur Schwingungsübertragung auf das Medium (1) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsgenerator aus einem Schwingermodul (I), das die Antriebseinrichtung (10) enthält, und einem Einstechmodul (II) besteht, das die Kopplereinrichtung (20) enthält, wobei die Schwinger- und Einstechmodule (I, II) voneinander trennbare, relativ zueinander bewegliche Komponenten sind.1. Vibration generator for generating mechanical vibrations in a granular medium ( 1 ) with a Antriebseinrich device ( 10 ) which has a motor drive and at least one vibration unit, and a coupler device ( 20 ) which is vibration-coupled to the drive device ( 10 ) and for vibration transmission is set up on the medium ( 1 ), characterized in that the oscillation generator consists of an oscillation module (I), which contains the drive device ( 10 ), and an insertion module (II), which contains the coupler device ( 20 ), the oscillation and puncture modules (I, II) which are separable, relatively movable components. 2. Schwingungsgenerator gemäß Anspruch 1, bei dem sich die An­ triebseinrichtung (10) und die Kopplereinrichtung (20) an Be­ rührungspunkten reibschlüssig berühren, die sich je nach Ein­ stellposition des Schwingermoduls (I) in Bezug auf das Ein­ stechmodul (II) auf keilförmigen Schrägen befinden.2. Vibration generator according to claim 1, in which the drive device ( 10 ) and the coupler device ( 20 ) come into frictional contact at contact points which, depending on the setting position of the vibration module (I) with respect to the insertion module (II), are wedge-shaped Slopes. 3. Schwingungsgenerator gemäß Anspruch 2, bei dem das Ein­ stechmodul (II) ein Außenrohr (5) mit einem medienseitig ge­ schlossenen Ende (5b) aufweist, wobei die Kopplereinrichtung (20) Andruckplatten (3) auf der Außenseite des Außenrohres (5) umfaßt, die verschiebbar an Andruckelementen (2) angebracht sind, die durch Öffnungen im Außenrohr (5) in das Innere des Einstechmoduls (II) ragen und eine Führung für die Antriebs­ einheit (10) des Schwingermoduls (I) bilden. 3. Vibration generator according to claim 2, wherein the lancing module (II) has an outer tube ( 5 ) with a media-side closed end ( 5 b), the coupler device ( 20 ) pressure plates ( 3 ) on the outside of the outer tube ( 5 ) comprises, which are slidably attached to pressure elements ( 2 ) which protrude through openings in the outer tube ( 5 ) into the interior of the penetration module (II) and form a guide for the drive unit ( 10 ) of the vibrating module (I). 4. Schwingungsgenerator gemäß Anspruch 3, bei dem die An­ triebseinheit (10) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist, auf dessen Außenseiten Laufelemente (19) vorgesehen sind, die in reibschlüssigem Kontakt mit Andruckschrägen (2) der Andruck­ elemente der Kopplereinrichtung (20) stehen.4. Vibration generator according to claim 3, in which the drive unit ( 10 ) is arranged in a housing ( 17 ), on the outer sides of which run elements ( 19 ) are provided which are in frictional contact with pressure bevels ( 2 ) of the pressure elements of the coupler device ( 20 ) stand. 5. Schwingungsgenerator gemäß Anspruch 3, bei dem die An­ triebseinrichtung (10) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist, dessen Außenseiten keilförmige Schrägen bilden, die in reib­ schlüssigem Kontakt mit Laufelementen (7) auf Andruckleisten (2) der Kopplereinrichtung (20) stehen.5. Vibration generator according to claim 3, in which the drive device ( 10 ) is arranged in a housing ( 17 ), the outer sides of which form wedge-shaped bevels which are in frictional contact with running elements ( 7 ) on pressure bars ( 2 ) of the coupler device ( 20 ) stand. 6. Schwingungsgenerator gemäß Anspruch 3, bei dem zwischen den Andruckplatten und den Andruckelementen elastische Auflagen (4) vorgesehen sind.6. Vibration generator according to claim 3, in which elastic pads ( 4 ) are provided between the pressure plates and the pressure elements. 7. Schwingungsgenerator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antriebseinrichtung (10) zwei Schwing­ einheiten umfaßt, die jeweils einen Antriebsmotor (11), eine mit diesem spielfrei gekuppelte Welle (12) und eine auf der Welle (12) angebrachte Scheibe (13) mit Schwingmassen (13a) aufweisen.7. Vibration generator according to one of the preceding claims, in which the drive device ( 10 ) comprises two vibration units, each having a drive motor ( 11 ), a shaft ( 12 ) coupled to it without play and a disk ( 13 ) attached to the shaft ( 12 ) ) with vibrating masses ( 13 a). 8. Schwingungsgenerator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schwingermodul (I) ein Rohr (18) auf­ weist, mit dem die Antriebseinrichtung (10) handhabbar ist und das als Kühlluftführung dient.8. Vibration generator according to one of the preceding claims, in which the vibration module (I) has a tube ( 18 ) with which the drive device ( 10 ) can be handled and which serves as a cooling air guide. 9. Verfahren zur Erzeugung seismischer Schwingungen in einem granulare Medium (1) mit den Schritten:
  • - Einbringen eines Einstechmoduls (II) in das granulare Medium (1),
  • - Einführen eines Schwingermoduls (I) in das Einstechmodul (II), bis eine Antriebseinheit (10) des Schwingermoduls (I) in einer vorbestimmten Einstellposition in reibschlüs­ sigem Kontakt mit einer Kopplereinrichtung (20) des Ein­ stechmoduls (II) steht, und
  • - Betätigung der Antriebseinrichtung (10) zur Schwingungser­ zeugung und Übertragung der mechanischen Schwingungen mit der Kopplereinrichtung (20) auf das umgebende Medium (1).
9. A method for generating seismic vibrations in a granular medium ( 1 ) with the steps:
  • Introduction of a puncture module (II) into the granular medium ( 1 ),
  • - Introducing a transducer module (I) into the puncture module (II) until a drive unit ( 10 ) of the transducer module (I) is in a predetermined setting position in frictional contact with a coupler device ( 20 ) of the piercing module (II), and
  • - Actuation of the drive device ( 10 ) for Schwingungser generation and transmission of the mechanical vibrations with the coupler device ( 20 ) on the surrounding medium ( 1 ).
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem zur Veränderung der Schwingungsparameter das Schwingermodul (I) aus dem Einstechmodul (II) zur Veränderung der Eigenschaften der Antriebseinrichtung (10) zurückgezogen wird, ohne daß die Position des Einstechmoduls (II) im Medium (1) verändert wird.10. The method according to claim 9, in which the vibration module (I) is withdrawn from the penetration module (II) to change the properties of the drive device ( 10 ) without changing the position of the penetration module (II) in the medium ( 1 ). is changed. 11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dem die mechanischen Schwingungen durch rotierende Massen erzeugt werden.11. The method according to claim 9 or 10, wherein the mechanical vibrations generated by rotating masses become. 12. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Massen mit gleichbleibender Drehzahl oder mit zyklischen Beschleunigungen oder Verzögerungen oder mit gleichbleibenden Grundwertzahlen und überlagerten zyklischen Beschleunigungen oder Verzögerungen mit gleichen oder verschiedenen Frequenzen betrieben werden.12. The method according to claim 1, wherein the masses with constant speed or with cyclic accelerations or delays or with constant basic value numbers and superimposed cyclic accelerations or Delays with the same or different frequencies operate. 13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem ein Schwingungsgenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.13. The method according to any one of claims 9 to 12, in which a vibration generator according to one of claims 1 to 8 is used. 14. Anwendung eines Schwingungsgenerators gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erzeugung seismischer Schwingungen für Forschungs- und Erkundungszwecke.14. Application of a vibration generator according to one of the Claims 1 to 8 for generating seismic vibrations for Research and exploration purposes. 15. Anwendung eines Schwingungsgenerators gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Untersuchung granulare Medien in der Bautechnik.15. Application of a vibration generator according to one of the Claims 1 to 8 for examining granular media in the Construction technology.
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