3. Montage des Vibrators

3.1. Kolbenvibratoren mit linearer Schwingung

Diese Vibratoren werden hauptsächlich als Förderhilfen bzw. -antriebe eingesetzt. Die am häufigst eingesetzten Förderlösungen sind Rohr-, Rinnen- und Wendelförderer. Kolbenvibratoren werden nicht zum Entleeren von Bunkern empfohlen.

3.1.1. Förderrinnen

Rutschen

Materialförderung über Rutschen und Rinnen basiert in der Regel in der Unterstützung der Gravitationskraft, da diese häufig mit einer abfallenden Neigung konstruiert werden. Um die Funktion des Vibrators sicherzustellen sollte die Rinne auf Metal-, Fieberglass- oder Gummifedern lagern. Die Vibrationsrichtung ist vorzugsweise horizontal oder leicht geneigt.

Versichern Sie sich, dass der Vibrator schwingungssteif mit der Rinne verbunden werden kann. Ist dies bei der vorhandenen Konstruktion nicht der Fall, sollte ein vibrationssteifes Profil über die volle Länge der Rinne angebracht werden, an dem der Vibrator montiert wird.

3.1.2. Rohrförderer

Rohrförderer

Kanal- oder Rohrförderer wie oben abgebildet werden u.a. zur Förderung von feinen Materialien wie Pulver, Mehl, Zucker, etc. zwischen Silos und den verarbeitenden Produktionsgeräten eingesetzt. Der Vorteil liegt darin, dass das Material nur mit dem Förderrohr in Kontakt komm, welches vor Verunreinigungen schützt und aus chemisch resistentem Material bzw. rostfreiem Stahl gefertigt werden kann. So kann Material und Umfeld gemäß den Richtlinien der chemischen, pharmazeutischen und der Nahrungsmittelindustrie geschützt werden.

Die Vibratoren sollten in einem Winkel von 45° angebracht werden um das Material vorwärts zu fördern. Wenn nötig, können auch Rippen in einem aufwärts geneigtem Rohr die Förderung sicherstellen.

Es ist wichtig, dass das Rohr steif ausgeführt ist, jedoch nicht starr montiert. Bei langen Rohren ist es möglich mehrere Kolbenvibratoren zu montieren, diese sollten jedoch vom gleichen Typ sein, damit sich, bei steifer Konstruktion vorausgesetzt, die Vibratoren in Frequenz und Phase synchronisieren können. Das Rohr kann durch ein von außen angeschweißtes kräftiges Profil zusätzlich versteift werden. Bitte beachten Sie, dass die Profilenden an den ersten 3mm nicht angeschweißt werden.

3.1.3. Wendelförderer

Wendelförderer

Wendelförderer werden u.a. verwendet um Kleinteile automatisch in Maschinen zu fördern.

In der Regel werden Wendelförderer elektrisch oder elektromagnetisch angetrieben. Pneumatische Kolbenvibratoren sind bei Platzmangel und Bedarf an hoher Vibrationsenergie vorteilhaft.

Wendelförderer sollten auf Spiralfedern oder Gummielemente gesetzt werden. Eine imaginärer vertikaler Drehpunkt wird durch das Anbringen von zwei gegensätzlich montierten Kolbenvibratoren erzielt. Der genaue Montagewinkel muss im Praxistest erprobt werden, wobei ein Winkel von 45° zum Förderboden meist eine gute Wahl ist.

3.2. Vibratoren mit radialer Schwingung

Diese Vibratoren erzeugen eine sinusförmige Vibration und sind vor allem bei der Resonanzerzeugung des Materials den Kolbenvibratoren überlegen. Die Vibrationsfrequenz kann in einem großen Bereich durch Einsatz eines Druck- oder Durchflussreglers eingestellt werden.

Kreisschwinger werden häufig eingesetzt um Material zu verdichten oder zu trennen. Eine allgemeine Anwendung ist das Entleeren von Silos, Bunkern und Trichtern indem anhaftendes Material abgerüttelt wird und durch die Gravitation abwärts gefördert wird.

Eine weitere Anwendung ist das Fördern von Material, wenn Kolbenvibratoren aufgrund ihrer begrenzten Arbeitsmomente für den Schwingungsbedarf wie z.B. bei Kiesförderung nicht ausreichen. Auch zum Absieben von Material kann die sinusförmige Erregung der Kreisschwinger von Vorteil sein.

Lineare Vibratoren sein zum Verdichten von Beton weniger zu empfehlen, da sie bei der Vorwärtsbewegung den Beton verdichten und im Gegenzug wieder entlasten. Daher werden zur Betonverdichtung hauptsächlich zwei Typen von Vibratoren eingesetzt:
Elektrisch, pneumatisch oder mechanisch angetriebene Nadelvibratoren werden in den Beton eingelassen und verdichten diesen durch Ihre rotierende Masse von innen. Vorteil dieser Nadelvibratoren ist der Einsatz bei großen Betonkonstruktionen wie Gebäuden oder Brücken wo eine Verdichtung aufgrund der Betondicke von außen nicht sinnvoll ist.
Externe Vibratoren wie z.B. Rollen- oder Turbinenvibratoren werden daher vorwiegend beim Bau dünner Wände, Pylone oder im Tunnelbau verwendet. Durch die Anbringung an Verschalungen wird der Beton an der Oberfläche besonders stark verdichtet, was zusätzlich eine bessere Wasserdichtigkeit der Betonoberfläche bewirkt.

3.2.1. Montage an Trichtern und Bunkern

Verwendung eines U-Profils

Die Verwendung eines U-Profils welches nicht durchgehend an den Bunker vertikal angeschweißt wird ist die beste Methode die Vibrationsenergie auf das Material in den Bunker zu bringen. Bei viereckigen Bunkern sollte das Profil mittig auf der breiteren Seite angebracht werden. Beachten Sie, dass die Rahmenkonstruktion nicht näher als die halbe Profillänge an das Profil heranreicht, da sonst der Rahmen den größten Teil der Vibrationsenergie absorbiert und beschädigt werden kann.

Das Profil wirkt als Versteifung, so das die Vibrationsenergie über die volle Profillänge übertragen wird. Die Vibrationskraft bleibt jedoch in der Vibratornähe am größten, daher macht es Sinn den Vibrator so auf dem Profil zu positionieren, dass dieser in einer 90° Linie zum Zentrum der Brückenbildung oder Anhaftung des Materials angebracht wird (s. Abb. unten). Wenn dieser Punkt nicht bekannt ist zeigt die Erfahrung, dass die Anbringung des Vibrators auf 1/3 der Höhe des Bunkers oder Trichters meist ideal ist.

Vibrationsenergieverteilung vom Profil                                         Zentrum der Brückenbildung

Anstelle eines U-Profils kann auch eine Platte als Versteifung an der Wand angeschweißt werden um die Vibrationen in den Trichter zu bringen. Allerdings geht aufgrund der Plattendicke, -fläche und des Gewichts ein Teil der Vibrationsenergie verloren um die Platte selbst in Schwingung zu bringen.

Verwendung einer Versteifungsplatte

3.2.2. Montage an Sieben

Montage an Sieben

Wie vorab erwähnt verhalten sich Siebe ähnlich wie Rinnen. Sie sollten durch einen oder mehrere Vibratoren angetrieben werden, welche an der schmaleren Seite oder mittig angebracht sind. Bei schwerem Material wie z.B. Kies ist häufig ein Vibrator nicht kräftig genug. In diesem Fall können zwei Vibratoren montiert werden die möglichst nahe zueinander positioniert werden sollten. Die beiden Vibratoren werden sich sofort synchronisieren und die doppelte Vibrationskraft abgeben. Bitte achten Sie darauf, dass der Rahmen steif genug zur Aufnahme der Vibrationskraft ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Festigkeit des Rahmens durch Anbringung zweier U- oder H-Profile wie im folgenden Bild gezeigt erhöht werden. Der Vibrator sollte in diesem Fall im Zentrum der Profile angesetzt werden.

Die Montage des Siebes sollte auf Federn oder Gummielementen erfolgen, damit die Vibrationsenergie nicht von der Konstruktion absorbiert wird. Stellen Sie sicher, dass die Druckluftanschlüsse und -schläuche nicht mechanisch beschädigt werden können. Bei Benutzung des Vibrators in Außenbereichen beachten Sie bitte auch Paragraph 6.1.4.

Verstärkung des Siebbodens

3.2.3. Montage an einer Betonform

Montage an einer Betonform (Bodenansicht)

Wie bei Bunkern wird die Anbringung von U-Profilen oder Platten empfohlen, um die Vibrationsenergie an der Betonform verteilt wirken zu lassen. Ist die Form sehr klein (< 50×50cm) kann der Vibrator im Zentrum unter der Form angebracht werden. Bei größeren Formen wird empfohlen zwei oder vier gegenüberliegende Vibratoren an der längeren Seite der Form anzubringen.

Wie üblich werden sich die Vibratoren nach dem Start synchronisieren, eine ausreichend Schwingungssteife Konstruktion vorrausgesetzt, wobei die Betonform in einer solchen Weise auf Federn bzw. Gummielementen gelagert werden sollte, dass diese nicht nachvibriert wenn die Vibratoren abgeschaltet werden.

3.2.3. Montage an einer Betonschalung

Montage an einer Schalung

Wenn der Querschnitt nicht zu groß ist, sind unter normalen Umständen Holz- oder Metallschalungen steif genug um einen Vibrator anzubringen. Ein guter Montageort ist im unteren Bereich der Schalung ungefähr in 1m Höhe. Dies sorgt für eine optimale Vibration des unteren Bereiches der Schalung, da der obere Teil sich relativ frei bewegen kann und die Armierung die Vibrationen nach oben überträgt. Für Schalungen, wie oben abgebildet, bis zu einer Höhe von 4m ist in der Regel ein Vibrator ausreichend.

Bei höheren Schalungen sollte anstelle von 2 oder mehreren Vibratoren erst der untere Bereich verdichtet und dann im Abstand von eineigen Metern nacheinander nach oben weiter verdichtet werden.

Die Vibrationsdauer hängt individuell von dem Beton und dessen Inhaltsstoffen ab.

Im Gegensatz dazu sind Schalungen für Wände normalerweise nicht sehr steif und die Vibrationsenergie wird mit einem Vibrator nicht ausreichend über die Schalungsfläche übertragen. In diesem Fall können mehrere kleinere nebeneinander gesetzte Vibratoren die Verdichtungsarbeit übernehmen. Die Wand sollte auch hier Stück für Stück (in Abständen von 1 bis 2m maximal) nach oben verdichtet werden.