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4. Auswahl der Vibratoren
4.1. Einleitung
In diesem Kapitel werden Vorschläge über die Vibratorenauswahl für die entsprechenden Einsatzfälle gemacht, wobei berücksichtigt werden muss, dass dies nicht einfach mit Hilfe einer Tabelle, Grafiken oder fester Kalkulationen geschehen kann. Jeder Einsatzfall hat seine eigenen beeinflussenden Größen. Sehr oft wird die Vibrationsausbreitung durch konstruktive Eigenschaften, nicht optimale Steifigkeit oder anderen Dingen beeinträchtigt. So können die folgenden Darstellungen auch nur eine Hilfestellung bei der Auswahl sein. Die optimale Ausführung kann nur über Annäherung mit Hilfe der Luftdruckeinstellung wobei die natürliche Eigenfrequenz oder die optimale Frequenz gefunden wird welche zu besten Arbeitsergebnissen führt und über Versuche erzielt werden.
Es gibt zahlreiche Anwendungen bei denen mehrere Vibratoren benötigt werden. In diesen Fällen ist die Entscheidung welche Vibratoren gewählt werden abhängig von Kosten und Lautstärke.
Grundsätzlich sollten 7 Faktoren in diese Überlegung miteinbezogen werden:
- Luftverbrauch
- Lautstärke
- Baugröße / Montagefläche
- benötigte Frequenz
- Vibrationsamplitude / Vibrationsenergie
- Kosten / Wartungskosten
- Luftversorgung / Ölung möglich/notwendig
In den folgenden Tabellen sind unterschiedliche Vibratoren in Abhängigkeit ihrer Kraft und Frequenz aufgeführt. Weitere wichtige Faktoren sind Kosten, Lautstärke und Luftverbrauch. Es ist z. B. in manchen Fällen sinnvoll einen Golden Turbine (GT-) Vibrator zu wählen, welcher deutlich leiser und weniger als die Hälfte Luftverbrauch hat wie ein Kugelvibrator, bei anderen Fällen wo der Luftverbrauch und/oder die Geräusche keine Rolle spielen der Kugelvibrator deutlich preiswerter ist.
Vorgehensweise:
- Auswahl aller möglichen Vibratortypen und -modelle, die den Kraftansprüchen entsprechen.
- Bei Anforderung an Leiselauf auf die lauten Typen verzichten.
- Bei Anforderung an den ölfreien Betrieb auf die Typen T-, DAR-, FP-(es gibt jedoch FPLF- ohne Schmierungsbedarf) verzichten.
- Bei Anforderung an geringem Luftverbrauch auf Kugel- und Rollenvibratoren (K-, R-, DAR-) verzichten. Luftverbrauchsdaten sind in Kapitel 10 (Technische Daten) verzeichnet.
- Vergleich von Bedarf und Angebot der Montagefläche.
- Kosteneinschätzung (Ein GT-Vibrator kann die Arbeit von zwei K-Vibratoren erledigen, was auf Dauer Kosten spart).
4.2. Trichter und Bunker
4.2.1. Berechnung
Die wichtigste Größe bei der Beurteilung des Vibratorbedarfs ist das Gewicht des Materials welches erregt werden soll. Was Bunker und Trichter betrifft, ist nur das Materialgewicht von Interesse welches sich in dem geneigten Bereich befindet.
Gewicht des Materials:
W(Material) = Volumen × Dichte des Material
W(Material) = (b1 × L1 + b2 × L2) / 2 × h × Dichte bei rechteckigen Behältern
W(Material) = (r1 × p + r2 × p) / 2 × h × Dichte bei runden Behältern
Berechnung des Materialgewichts in Bunkern und Trichtern
4.2.2. Vibratortabelle
Oft ist die Verwendung von zwei kleineren Vibratoren, welche gegenüberliegend angebracht werden besser anstelle der Anbringung eines großen Vibrators um die Belastung an einem Punkt der Konstruktion nicht zu groß werden zu lassen.
| Material | |||||
Gewicht des Materials in kg | trocken/locker | feucht/nass/klebrig | ||||
| Kugel | Rollen | Golden | (Kugel) | Rollen DAR-Typ | Golden |
| laut | laut | leise | laut | laut | leise |
50 | K-8 |
| GT-8 | K-10 |
| GT-8 |
100 | K-8 |
| GT-8 | K-13 |
| GT-8 |
200 | K-10 |
| GT-8 | K-16 |
| GT-8 |
300 | K-13 |
| GT-8 | K-20 |
| GT-8 |
500 | K-16 |
| GT-8 | R-50 |
| GT-8 |
800 | K-20 | R-50 | GT-8 | R-50 | DAR-2 | GT-10 |
1,000 | K-25 | R-50 | GT-13 | R-50 | DAR-2 | GT-16 |
1,500 | K-30 | R-50 | GT-16 | R-65 | DAR-3 | GT-20 |
2,000 | K-36 | R-65 | GT-20 | R-80 | DAR-4 | GT-25 |
3,000 | K-36 | R-65 | GT-25 | R-100 | DAR-5 | GT-36 |
5,000 |
| R-80 | GT-30 | R-120 | DAR-6 | GT-40 |
8,000 |
| R-100 | GT-40 |
| DAR-7 | GT-78 |
10,000 |
| R-100 | GT-48 |
| DAR-7 | GT-48-S |
Auswahltabelle für Bunker und Trichter
4.3. Rinnen und Siebe
Zur Auswahl der korrekten Vibrators sollte das Materialgewicht und - volumen welches befördert werden soll bekannt sein. Bei kleineren Rinnen und Sieben bis ungefähr 120kg können Kolbenvibratoren gewählt werden. Bei größeren Maschinen sind rotierende Vibratoren, besonders Turbinenvibratoren, die bessere Wahl.
Bei der Auswahl von zwei Vibratoren sollten diese auf dem gleichen steifen Profil montiert werden. Die Vibratoren werden sich dann sofort synchronisieren und Ihre Kraft verdoppeln.
4.3.1. Berechnung
Gesamtgewicht welches angetrieben werden soll:
W(vib.) = Gewicht der Rinne oder des Siebes (schwingender Teil) + Gewicht des aufliegenden Materials
4.3.2. Vibratortabelle
Gesamt- gewicht in kg | Kugel- | Rollen- | Rollen- | Turbinen- | Kolben- |
5 |
|
|
|
| FP-12 |
10 |
|
|
|
| FP-18 |
15 |
|
|
|
| FP-18 |
20 | K-8 |
|
|
| FP-25 |
30 | K-8 |
|
|
| FP-25 |
40 | K-10 |
|
|
| FP-25 |
50 | K-13 |
|
|
| FP-35 |
75 | K-16 |
|
| GT-10 | FP-35 |
100 | K-20 |
|
| GT-10 | 2xFP-35 |
150 | K-25 | R-50 | DAR-2 | GT-16 |
|
200 | K-30 | R-50 | DAR-3 | GT-16 |
|
300 | K-36 | R-65 | DAR-4 | GT-25 |
|
400 | 2x K-36 | R-80 | DAR-5 | GT-36 |
|
500 |
| R-100 | DAR-6 | GT-36-S |
|
750 |
| R-120 | DAR-7 | GT-48 |
|
1,000 |
| R-120 | DAR-7 | GT-48-S |
|
2,000 |
| 2xR-120 | 2xDAR-7 | 2xGT-48-S |
|
Auswahltabelle für Rinnen und Siebe
1 Die FP Kolbenvibratoren sind als S(kleine), M(mittlere) und L(große) Amplitudentypen sowie für den ölfreien Betrieb als FPLF-Typen lieferbar.
SA = kleine Amplitude | LF = geringe Frequenz |
MA = mittlere Ampl. | MF = mittlere Frequenz |
HA = große Ampl. | HF = hohe Frequenz |
4.4. Schalungen und Formen für Beton- und Gussanwendungen
Die wichtigsten Einflussfaktoren sind das Gewicht der Form und die Beschaffenheit des Materials.
Bemerkung: Die getroffene Auswahl des Vibratortyps aus der Tabelle wird immer in Versuchen auf sein Arbeitsergebnis untersucht werden müssen. Besonders bei Beton ist die Vibrationsdauer entscheidend um sicher zu sein, dass der Beton ausreichend verdichtet wird. Die Tabelle kann nur ein Hilfsmittel für die Vibratorauswahl sein.
Bedingungen | |||
Gewicht der gefüllten Form | Nass | Feucht | Trocken |
20 | R-50 | R-50 | R-65 |
50 | R-50 | R-65 | R-65 |
100 | R-65 | R-65 | R-80 |
200 | R-65 | R-80 | R-100 |
500 | R-80 | R-100 | R-120 |
750 | R-120 | R-120 | 2x R-120 |
1'000 | 2x R-120 | 2x R-120 |
|
Auswahltabelle
Anbringung der Vibratoren in Abhängigkeit der (Guß-) Form
Wenn mehr als 10cm Beton verdichtet werden soll, werden DAR-Vibratoren (Abb. oben rechts) empfohlen. DAR-Vibratoren erzeugen eine sehr große Amplitude, die tief in den Beton eindringt.
Flache Formen (wie Abb. oben links) sollten mit DAR-Vibratoren erregt werden, wenn die Gesamtbreite >20cm oder >40cm bei Einsatz von 2 Vibratoren ist. Bei Breiten <20cm bringen auch Vibratoren der R- und GT-Serien gute Resultate.
Um gut verdichtete, blasenfreie Oberflächen zu erzielen, sollte GT-Vibratoren ca. 10 Sekunden aktiviert werden. Aufgrund seiner hohen Frequenz erzielt der GT-Vibrator eine hohe Verdichtung in der Oberfläche.
4.5. Gussformen
Um Vibratoren für das Trennen von Sand aus Gussformen zu wählen benutzt man die Spalte "Trocken" der o. a. Tabelle. Der Einsatz von GT-Vibratoren ist empfehlenswert, da ein ölfreier Betrieb möglich ist und seine Lager gegen Verschmutzung (Sandstaub) abgedichtet sind, so dass diese nicht beschädigt werden können. Der Vibrator sollte auch wenn er nicht im Einsatz ist mit 0,5 bar Luftdruck versorgt werden bzw. der Luftauslaß mit einem Abluftschlauch aus der staubigen Umgebung weggeführt werden, damit keine Staubpartikel während des Füllvorgangs in den Luftauslaß des Vibrator eindringen können. Damit der Vibrator arbeitet sind höhere Drücke notwendig.