Schüttgutdichte

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Schüttgutdichte (Autor: Prof. Dr. H.-J. Radusch)

Allgemeines

Im Rahmen einer Schüttgutanalyse zur Bestimmung des Fließverhaltens von Schüttgütern (körnige Feststoffe) wird die Schüttgutdichte ermittelt, die sehr häufig kurz als Schüttdichte bezeichnet wird. Umgangssprachlich findet auch noch der Begriff "Schüttgewicht" Verwendung.

Die Eigenschaften von polymeren Schüttgütern bestimmen die Prozesse bei der Lagerung und beim Transport der als Granulate oder Pulver vorliegenden Formmassen. Die Bestimmung dieser Größen ist zur Beschreibung und Vorhersage von bei der Verarbeitung ablaufenden Vorgängen bzw. zur konstruktiven Auslegung förderspezifischer Einrichtungen oder zur Auslegung des Füllraumes formgebender Werkzeuge in der Kunststoffverarbeitung erforderlich.
Zur Beschreibung der Schüttguteigenschaften werden die Schüttgutdichte bzw. Schüttdichte und die Rieselfähigkeit des Schüttgutes herangezogen. Die genaue Charakterisierung kann anhand der folgenden Kenngrößen vorgenommen werden [1]:

• Schüttgutdichte
• Schüttgutfestigkeit
• Innerer Reibungswinkel und
• Wandreibungswinkel.

Die Bestimmung der Schüttguteigenschaften ist meist von der Versuchsdurchführung bzw. den verwendeten Messapparaturen abhängig. Üblicherweise werden die Standards DIN EN ISO 60 [2] und DIN EN ISO 61 [3] zur Messung von Schüttdichte und Rieselfähigkeit herangezogen [4].

Begriffsbestimmung

Die Schüttdichte ergibt sich aus dem Verhältnis der Masse eines Schüttgutes zu seinem Schüttgutvolumen, das unter definierten Bedingungen geschüttet wurde.

$\rho _{SG}\,=\,{\frac {m_{SG}}{V_{SG}}}$

(1)

Sie wird nach DIN EN ISO 60 unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß der schematischen Darstellung im Bild ermittelt, nachdem ein bestimmtes Volumen der Formmasse durch einen Trichter mit vorgegebener Geometrie geflossen ist.

Das lose in den Trichter gefüllte Schüttgut fällt nach Öffnen des Bodenverschlusses des Trichters in den darunter befindlichen Messbecher, der bis zum Rand zu befüllen ist. Entsprechend Gl. (1) ergibt sich die Schüttdichte zu:

$\rho _{SG}\,=\,{\frac {m_{1}-m_{0}}{V}}$

(2)

mit

m0		Masse des leeren Messbechers
m1		Masse des mit Schüttgut gefüllten Messbechers
V		Volumen des Messbechers

Vorrichtung zur Bestimmung der Schüttdichte

In die Schüttdichte geht neben der Rohdichte die geometrische Form ein. Bei langfaserigen und schnitzelförmigen Formmassen ist die Schüttdichte nach DIN EN ISO 61 [3] zu ermitteln [4].

Bild:

Vorrichtung zur Bestimmung der Schüttdichte nach DIN EN ISO 60

siehe auch Schüttwinkel

Danksagung

Die Herausgeber des Lexikons danken Prof. Dr. H.-J. Radusch, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und Polymer Service GmbH Merseburg für diesen Gastbeitrag.

Literaturhinweise

[1]	Pahl, M., Ernst, R., Wilms, H.: Lagern, Fördern und Dosieren von Schüttgütern. Fachbuchverlag Leipzig/ Verlag TÜV Rheinland 2. überarb. Auflage (1993) ISBN 978-3-343-00842-1 Inhaltsverzeichnis
[2]	DIN EN ISO 60 (2023-12): Kunststoffe – Bestimmung der scheinbaren Dichte von Formmassen, die durch einen genormten Trichter abfließen können (Schüttdichte)
[3]	DIN EN ISO 61 (2023-12): Kunststoffe – Bestimmung der scheinbaren Dichte von Formmassen, die nicht durch einen gegebenen Trichter abfließen können (Stopfdichte)
[4]	Radusch, H.-J.: Bestimmung verarbeitungsrelevanter Eigenschaften. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 44–46, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)