Ich habe einen Stahlcontainer, ca. 2,5 x 1,3 x 1,4m, mit 400 kg Leergewicht + ca. 100-200 kg Füllgewicht.
Damit sich der eingeschüttete Inhalt besser verteilt, möchte ich den Container auf Federung bzw. Gummidämpfer stellen und mit einem Vibrationsmotor oder einem Schubkurbelantrieb zum Schwingen bringen.
Hat jemand Erfahrung mit sowas? Z.B. soll der Antrieb eher im Bereich unter 1kW liegen. Welche Frequenz und welche Amplitute kann man erreichen? Ich würde vermuten, dass bei 10-20Hz eine Amplitute von
1-2mm reichen könnte, bei 1-2Hz sollten es schon 20-30mm sein.
Mir scheint, du bewegst dich da etwas auf "Alchimisten-Ebene". Ob sich das Zeug gut verteilt, hängt nämlich von vielen Faktoren ab. Die Frequenz und Amplitude sind nur zwei Größen von mehreren. Körngröße,
-form und deren Verteilung sowie deren spezifische Gewichtsverteilung sowie Oberflächenkräfte und Feuchtigkeit fordern da gerne ein deutliches Mitspracherecht. ;-)
Bevor du dir teures Zeug beschaffst, hilft nur eins: Ausprobieren.
Da fängt man mit den billigsten Teilen an. Z.B. Rüttelflasche, wie sie die Betonbauer beim Betongießen verwenden. Dann mal an verschiedenen Stellen Außenrüttler unterschiedlicher Größen dran schrauben und versuchen, eine geeignete Frequenz zu ermitteln. Einen Rütteltisch würde ich aufgrund des Preises als letzte Maßnahme probieren und nicht gleich kaufen, weil das ordentlich in die Hose gehen kann. Erst mal müssen die Parameter für euer Zeug bekannt sein, was nach meinem Eindruck noch nicht der Fall zu sein scheint. Wenn's nämlich dumm geht, kriegst du statt einer Verdichtung eine Auflockerung des Materials als Resultat.
Wenn der ganze Container einer Kreisbewegung unterzogen wird, dann ist die Bewegung y=a*sin(omega*t), damit ist die vertikale Geschwindigkeit die Ableitung omega*a*cos(omega*t) und die Beschleunigung omega^2*a*sin(omega*t) (Vorzeichen sind egal). Die Beschleunigung hat also eine Amplitude con s.o., damit sich irgendwas mischt, müssen die Partikel im Container schon abheben, also die Beschleunigung muss größer als g werden. Maximalwert der Beschleunigung ist a*omega^2, der soll >g sein. Also g>a*omega^2 sqrt(g/a)>omega
Damit muss die Frequenz sein: f=sqrt(g/a)/2/pi.
Bei 1mm Amplitude (=Radius des Kurbeltriebs) brauchst du also
15Hz. Bei 20mm brauchst du 3,5Hz Jeweils mindestens.
Für die Energie die du brauchst würde ich mit folgendem Ansatz abschätzen:
2mm Höhenunterschied (1mm Amplitude) @ 15Hz heißt, dass du den Inhalt 15 mal pro Sekunde um 2mm anhebst. Die Energie bekommt der Antrieb nicht zurück. Also braucht es eine Leistung von:
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