Vibrationsförderer gehören zur Gruppe der Stetigförderer und werden branchenübergreifend sowohl zur Schütt- als auch zur Stückgutförderung eingesetzt. Das Förderorgan eines Vibrationsförderers versetzt ein darauf befindliches Fördergut mittels kleiner periodischer Vibrationen in eine gerichtete Bewegung. Diese Gutbewegung wird anhand der mittleren Fördergeschwindigkeit charakterisiert und stellt eine wichtige Dimensionierungsgröße dar. Gleichzeitig dient die mittlere Fördergeschwindigkeit, neben einem ruhigen Laufverhalten des Gutes, als Beurteilungskriterium der Güte eines Vibrationsförderers. Die fortschreitende Entwicklung bringt immer komplexere Geräte mit nahezu beliebigen zweidimensional ausgeformten Vibrationsbewegungen hervor, wobei diese gelegentlich auch unbeabsichtigt generiert werden. Die aus solchen Bewegungsformen resultierenden Fördergutreaktionen lassen sich mit bislang vorhandenen Berechnungsmodellen nicht beschreiben. Die vorliegende Arbeit untersucht die Einflüsse zweidimensionaler Bewegungsformen eines Förderorgans auf die daraus resultierende Gutbewegung bei Vibrationsförderern. Diesbezüglich wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, experimentell verifiziert und mit der nach dem Stand der Technik geläufigen Berechnungsvorschrift verglichen. Das entwickelte Modell diente weiterhin als Basis theoretischer Untersuchungen, insbesondere für 2D-Bewegungsformen 1. Ordnung. Aus den Untersuchungsergebnissen konnte schließlich eine für den Anwender praktikable und erweiterte Berechnungsvorschrift abgeleitet werden. / Vibratory conveyors belong to the group of continuous conveyors and are inter-divisionally deployed for the conveyance of bulk and piece goods. The conveyor organ of a vibratory conveyor moves thereupon placed conveyed goods by means of small periodical vibrations in a directed movement. This movement of the goods is characterized via medium conveying speed and describes an important rating dimension. Next to a stable running performance of the goods, the medium conveying speed acts at the same time as an assessment criterion for the quality of a vibratory conveyor. The progressing development produces more and more complex devices with almost any two-dimensionally formed vibrating movements, which are, however, sometimes generated unintentionally. Reactions of conveying goods resulting from such movement patterns cannot be described with the so far existing analytical models. The dissertation at hand analyses the influence of two-dimensional movement patterns of a conveyor organ on the resulting movement of the goods when using vibratory conveyors. Concerning this matter, a numerical analytical model was developed, experimentally verified and, according to the calculation rule, compared to the state of the technology. The developed model provided furthermore a basis for theoretical research, here especially for 2D movement patterns of first order. Finally, a practicable and extended calculation rule could be deduced from the research results.

Vibrationsförderer gehören zur Gruppe der Stetigförderer und werden branchenübergreifend sowohl zur Schütt- als auch zur Stückgutförderung eingesetzt. Das Förderorgan eines Vibrationsförderers versetzt ein darauf befindliches Fördergut mittels kleiner periodischer Vibrationen in eine gerichtete Bewegung. Diese Gutbewegung wird anhand der mittleren Fördergeschwindigkeit charakterisiert und stellt eine wichtige Dimensionierungsgröße dar. Gleichzeitig dient die mittlere Fördergeschwindigkeit, neben einem ruhigen Laufverhalten des Gutes, als Beurteilungskriterium der Güte eines Vibrationsförderers. Die fortschreitende Entwicklung bringt immer komplexere Geräte mit nahezu beliebigen zweidimensional ausgeformten Vibrationsbewegungen hervor, wobei diese gelegentlich auch unbeabsichtigt generiert werden. Die aus solchen Bewegungsformen resultierenden Fördergutreaktionen lassen sich mit bislang vorhandenen Berechnungsmodellen nicht beschreiben. Die vorliegende Arbeit untersucht die Einflüsse zweidimensionaler Bewegungsformen eines Förderorgans auf die daraus resultierende Gutbewegung bei Vibrationsförderern. Diesbezüglich wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, experimentell verifiziert und mit der nach dem Stand der Technik geläufigen Berechnungsvorschrift verglichen. Das entwickelte Modell diente weiterhin als Basis theoretischer Untersuchungen, insbesondere für 2D-Bewegungsformen 1. Ordnung. Aus den Untersuchungsergebnissen konnte schließlich eine für den Anwender praktikable und erweiterte Berechnungsvorschrift abgeleitet werden. / Vibratory conveyors belong to the group of continuous conveyors and are inter-divisionally deployed for the conveyance of bulk and piece goods. The conveyor organ of a vibratory conveyor moves thereupon placed conveyed goods by means of small periodical vibrations in a directed movement. This movement of the goods is characterized via medium conveying speed and describes an important rating dimension. Next to a stable running performance of the goods, the medium conveying speed acts at the same time as an assessment criterion for the quality of a vibratory conveyor. The progressing development produces more and more complex devices with almost any two-dimensionally formed vibrating movements, which are, however, sometimes generated unintentionally. Reactions of conveying goods resulting from such movement patterns cannot be described with the so far existing analytical models. The dissertation at hand analyses the influence of two-dimensional movement patterns of a conveyor organ on the resulting movement of the goods when using vibratory conveyors. Concerning this matter, a numerical analytical model was developed, experimentally verified and, according to the calculation rule, compared to the state of the technology. The developed model provided furthermore a basis for theoretical research, here especially for 2D movement patterns of first order. Finally, a practicable and extended calculation rule could be deduced from the research results.

Bei der Arbeit mit Vibrationsförderern ist die korrekte Beschreibung der Schwingungsbewegung die Grundlage für viele Auslegungs- und Entwicklungsaufgaben. Mit steigender Komplexität des Schwingungssystems treten vermehrt Wechselwirkungen und Synchronisationseffekte zwischen den Schwingungsmassen auf. Infolge dieser dynamischen Effekte ist die Berechnung der Schwingungsbewegung oft eine große Herausforderung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Abbildung von Vibrationsförderern in Mehrkörpersystemen zur Simulation und Vorhersage des Bewegungsverhaltens. Durch die Abbildung verschiedener Antriebsformen und Verwendung eines parametrisierbaren Modellaufbaus besteht die Möglichkeit einer weitreichenden Simulation von Vibrationsförderern. In der vorliegenden Arbeit werden in der Software SimulationX zur Simulation Modelle der üblichen Antriebsformen und Schwingungssysteme von Vibrationsförderern erstellt. Im Anschluss werden die Simulationsmodelle mit Messwerten eines selbst entwickelten Versuchsaufbaus und weiteren Förderern verglichen. Nachdem sich die realen Systeme in guter Art und Weise im Simulationsaufbau abbilden ließen, werden Anwendungsszenarien für den Einsatz der Simulation vorgestellt. Diese umfassen die Förderorganbewegung und Kippeinflüsse, Fördergeschwindigkeitsbetrachtungen, das Resonanzverhalten und die Untersuchung von Synchronisationseffekten. / When working with vibratory conveyors, the correct description of the vibratory motion is the basis for many design and development tasks. As the complexity of the vibration system increases, interactions and synchronisation effects between the vibrating masses occur more frequently. As a result of these dynamic effects, the calculation of the vibratory motion is often a major challenge. This thesis deals with the mapping of vibratory conveyors in multi-body systems for the simulation and prediction of the movement behaviour. By mapping different drive types and using a parameterizable model structure, it is possible to carry out a far-reaching simulation of vibratory conveyors. In this thesis, models of the usual drive forms and vibration systems of vibratory conveyors are created in the software for simulation SimulationX. The simulation models are then compared with measured values from a self-developed test setup and other conveyors. After the real systems could be modelled in a good way in the simulation setup, application scenarios for the use of the simulation are presented. These include the conveyor movement and tilting influences, conveyor speed considerations, resonance behaviour and the investigation of synchronisation effects.