Allgemeine Hinweise zum Einsatz von Außenrüttlern

Da die Verdichtung von Beton eines der Haupteinsatzgebiete des Außenrüttlers ist, sind die folgenden, allgemeinen Hinweise vor allem auf diesen Fall ausgerichtet. Spezielle Hinweise zu anderen Einsatzfällen finden sich im jeweiligen Kapitel.

Steifigkeit der Rütteleinrichtung

Eine Rüttelvorrichtung ist richtig gebaut, wenn ein Höchstmaß an Steifigkeit bei niedrigem Gewicht erreicht wird. Niedriges Gewicht und große Steifigkeit sind keine widersprüchlichen Forderungen, wenn die Versteifungen mit geeigenten Verrippungen erzeugt werden. Die Tischkonstruktion in Abbildung 15 hat eine hohe Verrippung zur Mitte hin (trapezförmig). Diese Art der Versteifung ergibt eine hohe Steifigkeit und gleichmäßige Schwingungsverteilung über die gesamte Fläche. Die Konstruktion ist rüttelsteif, wenn die Höhe h 1/4 – 1/5 der Länge l beträgt.

Aussenrüttler - Richtige Konstruktion eines Rütteltisches
Abb. 15: Richtige Konstruktion eines Rütteltisches
Aussenrüttler - Falsche Konstruktion eines Rütteltisches
Abb. 16: Falsche Konstruktion eines Rütteltisches

Je größer die Fliehkraft ist, desto höher muss die Verrippung sein. Der Rütteltisch hat eine Größe von 1x1m, die Verrippung ist 8mm dick. Das Tischgewicht beträgt bei dieser Bauart 90kg. Die Tischkonstruktion von Abbildung 16 hat dagegen durchgehend eine zu niedrige Verrippung bei einer Verrippungsdicke von 14-16mm. Der Tisch hat dann bei einer Größe von ebenfalls 1x1m ein Gewicht von 130kg. Das Ergebnis ist eine ungleiche Verteilung der Schwingungsbreite über die Tischfläche. Da die Steifigkeit fehlt, kann bei weicher Lagerung ein ››Flattern‹‹ in den Außenbereichen oder bei harter Lagerung ein stärkeres Durchbiegen im Mittelbereich entstehen. Dabei treten Schwingungsunterschiede von bis zu 200% auf (Amplitudenvergrößerung).

Die grundsätzlichen Anforderungen an eine Rüttelvorrichtung sind:

  • Steifigkeit zur Erzielung Von Schwingungsfestigkeit
  • Gleichmäßige Schwingungsverteilung und Vermeidung von Amplitudenvergrößerungen
  • Geringes Gewicht zur Einsparung von Rüttelenergie
    (Fc = m ⋅ a)

Schwingungsisolierte Lagerung der Rütteleinrichtung

Rütteleinrichtungen müssen so gelagert sein, dass sie frei schwingen können und keine Schwingungen auf Fundamente und Gebäude übertragen werden.

Zur elastischen Lagerung werden Gummi-Metall-Elemente oder in der Fördertechnik auch Schraubenfedern verwendet. Die statische Belastung der Gummi-Metall-Elemente soll 5-6kg/cm2 Gummifläche betragen. Die dynamische Belastung kann bei kurzen Rüttelzeiten, wie sie z.B. bei Schalungen von Betonfertigteilen üblich sind vernachlässigt werden. In der Praxis haben sich Gummi-Metall-Elemente mit einer Shore-Härte von 55 Shore A zur Lagerung von Rütteleinrichtungen bewährt. Wichtig ist, vor allem bei kleinen Rütteleinrichtungen, dass gleiche Shore-Härten verwendet werden.

In der Fördertechnik werden Shore-Härten von 40-45 Shore A verwendet.

Dabei bedeutet beispielsweise 40 Shore A ››weich‹‹, 75 Shore A ››hart‹‹. Die Bedeutung der elastischen Lagerung darf auf keinen Fall unterschätzt werden, da alle vorangegangenen Überlegungen nur bei einer funktionierenden Schwingungsisolierung zutreffen.

Die elastische Lagerung ist die Grundvorrausetzung für das Funktionieren einer Rütteleinrichtung.

Da man bei der Auslegung von Rüttelanlagen vor allem mit Nährungsformeln und Erfahrungswerten operiert, ist das Abstimmen bei Inbetriebnahme hier besonders wichtig. Um das Zusammenwirken von Rüttler und Anlage zu überprüfen, misst man folgende Werte:

  • Stromaufnahme
  • Schwingungsbreite
  • Temperatur

Aus der Stromaufnahme lässt sich auf die Wirksamkeit des Rüttlers, auf Art und Zustand der Schalung und ihrer Versteifung sowie der Schraub- und  Schweißverbindungen schließen. Über die Schwingungsbreite lässt sich  herausfinden, wo noch Versteifungen notwendig sind. Die Temperatur (gemessen  am Zwischenlager) ist ein Indikator für die Arbeitsweise des Motors. Eine bestimmte Betriebstemperatur (Herstellerangabe) darf nicht überschritten werden.

Messen der Stromaufnahme

Bei richtiger Konstruktion der Rütteleinrichtung und richtig dimensioniertem Außennrüttler liegt die Stromaufnahme ungefähr in Höhe des Nennstroms des Außenrüttlers. Liegt die gemessene Stromaufnahme weit unter dem zugehörigen Nennstrom, so ist die Rütteleinrichtung zu schwer. In diesem Fall kann die Fliehkraft vergrößert werden. Ist die Stromaufnahme hingegen größer als der Nennstrom, so gibt es zwei mögliche Ursachen: Entweder ist die gewählte Fliehkraft zu hoch, in diesem Fall verringert man sie oder wählt einen Außenrüttler mit einer kleineren Fliehkraft. Oder aber der Grund ist die mangelnde Steifigkeit der Rüttelanlage, in diesem Fall kann man zusätzliche Versteifungen anbringen.

Messen der Schwingungsbreite

Zum Messen der Schwingungsbreite eignet sich am besten ein Schwinungschreiber. Die Schwingungsbreite sollte an allen Stellen der Vorrichtung ungefähr gleich groß sein. Aus Tabelle 3 lässt sich erkennen, ob die beabsichtigte Beschleunigung bei der gemessenen Schwingungsbreite auch erreicht wird.

Synchron-Drehzahl 1/min Schwingungsbreite s in mms=
(bei Klammerwerten besteht die Gefahr von Formbrüchen u.-rissen)
750 6,5 9,7 12,9 16,2 19,5 (25,9)
1000 3,6 5,5 7,3 9,1 10,9 (14,6) (18,2)
1500 1,6 2,4 3,2 4,0 4,9 (6,5) (8,1) (12,2) (4,1)
3000 0,41 0,61 0,81 1,0 1,2 1,6 2,0 (3,0) (2,81)
3600 0,28 0,42 0,56 0,70 0,84 1,1 1,4 (2,1) 1,25
5400 0,13 0,19 0,25 0,31 0,38 0,5 0,63 0,94 1,0 1,1
6000 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,76 0,45 0,78
9000 0,045 0,068 0,09 0,11 0,13 0,18 0,22 0,34 0,31 0,63
10800 0,03 0,047 0,06 0,078 0,094 0,125 0,156 0,234 0,253
12000 0,038 0,05 0,063 0,076 0,1 0,127 0,19
a* 20 30 40 50 60 80 100 150 200 500
*a: Beschleunigung in m/s2
Tabelle 3: Ermittlung von a bzw. s bei bekannter Synchrondrehzahl

Weitere Maßnahmen

Weitere Maßnahmen, die in der Praxis zur Verbesserung der Vibrationsergebnisse führen können, sind:

  • Ändern der Drehrichtung einzelner Außenrüttler
  • Ändern der Anbauanlage der Rüttler (Drehen, Verschieben)
  • Versteifung der Rüttelvorrichtung mit zusätzlichen Profilen
  • Verwendung weicherer Gummi-Metall-Elemente (Lagerung)