Die Betonqualität weiter optimieren

Schwingungs-Analysen an Rütteltischen liefern wichtige Qualitätssicherungs-Parameter – Miniatur-Datenlogger als ideale Diagnose-Instrumente

Raue Umgebungsbedingungen herrschen bei der Fertigung von Betonelementen für die Bau-Industrie. Die dabei oft zum Einsatz kommenden Rütteltische sollten mit speziellen Miniatur-Datenloggern bezüglich ihrer Vibrations-Parameter überwacht werden, um eine optimale Produktqualität der Betonelemente sicher zu stellen.

Wo werden Miniatur-Datenlogger eingesetzt?

Rütteltische haben in einer Fertigungslinie von Betonelementen die Aufgabe, durch mechanische Vibrationsbewegungen den in die formgebenden Schalungen oder Formen eingegossenen Beton zu verdichten und damit qualitätstechnisch hochwertig und vor allem homogen in der inneren Struktur zu gestalten. Da es beim Befüllen der Schalung eventuell zu einer unregelmässigen Verteilung der Grundstoffe kommen kann, ist es notwendig, während des folgenden Rüttel-Vorganges dafür zu sorgen, dass Luft bzw. überschüssige Flüssigkeit aus dem Beton entweichen kann. Bei lose aufgestellten Behältern verstärkt ein Klopfeffekt diese Wirkung.

Durch Ändern der Wegamplitude oder durch Ändern der Rüttelfrequenz während des Betriebes ist die Rüttel-Charakteristik stufenlos verstellbar und kann den jeweils geforderten Bedingungen angepasst werden. Je nach Konsistenz und Aushärtezeit des Betons kann es erforderlich sein, die Vibrationen bereits bei der Befüllung einzuleiten oder aber erst nach dem abgeschlossenen Giess-Prozess. Funktioniert ein solcher mittels Motor und Exzenter-Scheibe angetriebener Rütteltisch nicht hundertprozentig, besitzen die gefertigten Betonelemente eventuell keine homogene Verteilung der enthaltenen Grundstoffe.

Fertigungs-Probleme vermeiden

Bei der Fertigung der Betonelemente könnten sich zum Beispiel Lunker (Luftblasen) gebildet haben oder das Material ist ungleichmässig verteilt. So könnten sich auch beispielsweise die groben und schwereren Bestandteile unten absetzen. All dies würde natürlich die Qualität der Betonelemente herabsetzen und ist deshalb absolut zu vermeiden – vor allem auch deshalb, um teure Folgeschäden oder Gewährleistungs-Fälle mit dem damit einhergehenden Image-Verlust von vorneherein zu unterbinden. Gründe für eine nicht korrekte Funktion eines Rütteltisches können entweder defekte Exzenterscheiben oder defekte Antriebsmotoren sein.

Datenlogger spüren Fehlfunktionen rasch auf

Solche Rütteltische nutzt beispielsweise auch die Firma Creabeton Matériaux AG, ein Unternehmen, das unter anderem Balkon-Elemente, Treppen, Winkelelemente usw. aus Beton herstellt. Um die korrekte Funktion der Rütteltische sicherzustellen, wurden bei Creabeton zahlreiche Praxis-Tests mit den Miniatur-Datenloggern der Serie MSR165 des Seuzacher Technologieunternehmens MSR Electronics GmbH durchgeführt. Diese kleinen Datenaufzeichnungs-Geräte werden an den vier Ecken der Rütteltische montiert, also genau dort, wo die Antriebe sitzen. Mit speziellen Sensorik-Elementen ausgestattet sind diese Logger in der Lage, in drei Raumachsen Schockbelastungen bzw. Vibrationen von ±15 g zu erfassen, verfügbar ist aber auch ein erweiterter Messbereich von ±200 g (g = Erdbeschleunigung 9,81 m/s2). Letztgenannter Messbereich ist immer dann von Nutzen, wenn es darum geht, Belastungen aufzuzeichnen, in denen plötzlich sehr grosse Kräfte auftreten. Die Datenaufzeichnung des digitalen 3-Achsen-Beschleunigungssensors beginnt wahlweise dann, wenn ein Beschleunigungs-Schwellwert überschritten wird oder zu einem bestimmten Zeitpunkt. 32 Messwerte werden bereits vor dem Schockereignis aufgezeichnet, damit bei einer g-Analyse auch die Vorgeschichte des Schocks betrachtet werden kann. Die Aufzeichnungen können auch über längere Zeiträume hinweg durchgeführt werden, denn sowohl die Aufzeichnungskapazität der Logger als auch deren Batterieleistung ist den jeweiligen Anwendungsfällen durch verschiedene Logger-Typvarianten genau anpassbar.

Die Diagnose ist rasch und sicher gestellt

In der Fertigung der Betonteile bei Creabeton werden mit diesen Miniatur-Loggern in verschiedenen Intervallen an bestimmten Messpunkten der Rütteltische dann über jeweils 10 Sekunden hinweg die Vibrations-Parameter an diesen Messpunkten erfasst und im Logger gespeichert. Auch an Getrieben von Betonmischern lassen sich mit gutem Nutzen zahlreiche aufschlussreiche Messungen realisieren. Erfasst werden die Beschleunigungswerte in den drei Raumachsen sowie auch deren Frequenz. Eine anschliessende Auswertung der Daten am PC liefert zunächst anschauliche Diagramme der Vibrations-Parameter in Abhängigkeit von der Zeit, und aus den gelieferten Messkurven lassen sich eventuelle zeitliche oder mechanische Abweichungen dieser Vibrations-Parameter bestimmen. All das lässt dann für den erfahrenen Ingenieur einen präzisen Rückschluss auf eine eventuelle Fehlerquelle in den elektrischen oder mechanischen Komponenten des Rütteltisches zu. Letztlich ergibt sich ein besonderer Nutzen aus der Erfassung der Vibrations-Parameter aus der Tatsache, dass eventuelle Fehlfunktionen der Rütteltische sehr rasch erkannt und beseitigt werden können, was die Produktqualität der gefertigten Beton-Elemente dauerhaft positiv beeinflusst. Aufmerksam wurde man übrigens bei der Creabeton Matériaux AG auf diese Datenlogger, als man vor einiger Zeit schon daran ging, für die mechanischen Vibrations-Parameter praxisgerechte Sollwerte zu definieren.

Fazit: Mit den kompakten Miniatur-Datenloggern der Serie MSR165 kann man auch unter rauen Umgebungsbedingungen Vibrations-Parameter an Rütteltischen für Beton-Fertigteile unkompliziert erfassen und aufzeichnen. Die daraus ableitbaren Daten lassen rasch erkennen, ob eventuelle Fehlfunktionen in den mechanischen Elementen oder in den Antrieben vorliegen. Daraus resultierende Optimierungs-Massnahmen führen letztlich zu einer konstant hohen Fertigungsqualität mit all ihren ökonomischen und technischen Pluspunkten.

Über Creabeton Matériaux AG

Die Creabeton Matériaux AG mit Hauptsitz in Lyss ist schweizweit führend als Produzentin und Anbieterin von Betonwaren. Vier regional stark verankerte Firmen schlossen sich im Jahr 2000 zur Creabeton Matériaux AG zusammen und wurden Teil der Vigier Holding. 2001 erfolgte die Integration der Vigier Holding in den französischen Konzern Vicat. Die Creabeton bearbeitet pro Jahr über 60’000 Bestellungen und liefert Betonwaren mit einem Gesamtgewicht von 300`000 Tonnen aus. Das Sortiment umfasst vorfabrizierte Betonprodukte und –systeme für Gartenbau, Hoch- und Tiefbau sowie Infrastruktur.

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