Welche Kennwerte nach DIN EN 1991-4 erhalte ich?

Die Mittelwerte von Schüttgutwichte γ, Winkel der inneren Reibung φi, Horizontallastverhältnis K und Wandreibungskoeffizient μ mit den Umrechnungsfaktoren (Streufaktoren) aγ, aφ, aK und aμ für die oberen und unteren charakteristischen Werte, dazu die Kohäsion c, den Schüttgutbeiwert für die Teilflächenlast Cop und den Böschungswinkel φr.

Welche Messungen braucht eine Siloberechnung?

Fließorte bei mindestens drei unterschiedlichen Konsolidierungsspannungen, die Wandreibung auf Ihrem Wandmaterial sowie Schütt- und Kompressionsdichte. Für niedrige und mittelschlanke Silos (hc/dc < 2) kommt der Schüttwinkel hinzu, auf Wunsch die Zeitverfestigung.

Reichen Tabellenwerte für die Siloauslegung?

Die DIN EN 1991-4 stützt die charakteristischen Kennwerte auf Laboruntersuchungen; für Silos der Anforderungsklasse 3 sollen sie durch Versuche ermittelt werden. Für Massenfluss, Brücken- und Schachtbildung gibt es keine Tabellenwerte – sie hängen direkt vom gemessenen Fließverhalten ab.

Gibt es Referenzdaten für bestimmte Schüttgüter?

Messwerte anderer Proben lassen sich nur eingeschränkt übertragen. Selbst Schüttgüter mit gleicher Bezeichnung können sehr unterschiedliche Fließeigenschaften haben – abhängig von Herstellung und Verarbeitung, Partikelgrößenverteilung und Partikelform, Feuchte, Temperatur und Lagerdauer. Für eine belastbare Auslegung messen wir deshalb eine Probe des Schüttguts, das tatsächlich im Silo gelagert werden soll.

Wie viel Probenmaterial wird benötigt?

Für eine vollständige Schüttgutanalyse zur Siloberechnung etwa 1 bis 2 Liter pro Stichprobe. Das Material sollte repräsentativ sein und eine Korngröße von 2 mm nicht überschreiten. Für die Wandreibung brauchen wir zusätzlich ein Wandmuster nach unserer Zeichnung; Standardmaterialien halten wir vorrätig.

Welche Siloangaben werden benötigt?

Ungefähre Angaben genügen: Siloform (rund, rechteckig) und Abmessungen, Höhe des Siloschafts, Trichterneigung gegenüber der Vertikalen, Trichterhöhe und/oder Auslaufdurchmesser, Wandmaterial (poliert, glatt, roh, rau) und die ungefähre Schüttdichte. Damit passen wir die Konsolidierungsspannungen an die Spannungen an, die in Ihrem Silo tatsächlich auftreten.

Wie lange dauern die Messungen?

In der Regel liegen die Ergebnisse ca. zwei Wochen nach Probeneingang vor – je nach Laborauslastung und Anzahl der Proben. Versuche zur Zeitverfestigung können die Regellaufzeit entsprechend erhöhen.

Schüttgutuntersuchungen zur technologischen Siloauslegung

Gemessene Stoffdaten sind der Schlüssel für sichere Siloauslegungen

Q: Reichen Tabellenwerte für die Siloauslegung?

Die DIN EN 1991-4 stützt die charakteristischen Kennwerte auf Laboruntersuchungen; für Silos der Anforderungsklasse 3 sollen sie durch Versuche ermittelt werden. Für Massenfluss, Brücken- und Schachtbildung gibt es keine Tabellenwerte – sie hängen direkt vom gemessenen Fließverhalten ab.

Q: Gibt es Referenzdaten für bestimmte Schüttgüter?

Messwerte anderer Proben lassen sich nur eingeschränkt übertragen. Selbst Schüttgüter mit gleicher Bezeichnung können sehr unterschiedliche Fließeigenschaften haben – abhängig von Herstellung und Verarbeitung, Partikelgrößenverteilung und Partikelform, Feuchte, Temperatur und Lagerdauer. Für eine belastbare Auslegung messen wir deshalb eine Probe des Schüttguts, das tatsächlich im Silo gelagert werden soll.

Q: Wie viel Probenmaterial wird benötigt?

Für eine vollständige Schüttgutanalyse zur Siloberechnung etwa 1 bis 2 Liter pro Stichprobe. Das Material sollte repräsentativ sein und eine Korngröße von 2 mm nicht überschreiten. Für die Wandreibung brauchen wir zusätzlich ein Wandmuster nach unserer Zeichnung; Standardmaterialien halten wir vorrätig.

Q: Welche Siloangaben werden benötigt?

Ungefähre Angaben genügen: Siloform (rund, rechteckig) und Abmessungen, Höhe des Siloschafts, Trichterneigung gegenüber der Vertikalen, Trichterhöhe und/oder Auslaufdurchmesser, Wandmaterial (poliert, glatt, roh, rau) und die ungefähre Schüttdichte. Damit passen wir die Konsolidierungsspannungen an die Spannungen an, die in Ihrem Silo tatsächlich auftreten.

Q: Wie lange dauern die Messungen?

In der Regel liegen die Ergebnisse ca. zwei Wochen nach Probeneingang vor – je nach Laborauslastung und Anzahl der Proben. Versuche zur Zeitverfestigung können die Regellaufzeit entsprechend erhöhen.

Die DIN EN 1991-4 stützt die charakteristischen Kennwerte ausdrücklich auf Laboruntersuchungen – für Silos der Anforderungsklasse 3 sollen sie durch Versuche ermittelt werden. Schon geringe Unterschiede in Partikelform, Korngröße, Feuchte oder Zusammensetzung verändern das Fließverhalten deutlich.

Sie erhalten alle Parameter, die für die Charakterisierung Ihres Schüttguts und die weiterführenden technologischen Berechnungen erforderlich sind.

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DIN EN 1991-4:2010-12

„Die Auswahl der charakteristischen Materialkennwerte hat auf der Grundlage von in Laboruntersuchungen bestimmten Werten unter Berücksichtigung von gründlich erworbenem Erfahrungswissen zu erfolgen.“
Abschnitt 4.2.1 (7)P

„Bei Silos der Anforderungsklasse 3 sollten die Schüttgutkennwerte über Versuche nach 4.3 ermittelt werden.“
Abschnitt 4.2.2 (3)

Schüttgutkennwerte

Schüttgutkennwerte für die Siloberechnung nach DIN EN 1991-4

Für die Einwirkungen auf Silos erhalten Sie die Mittelwerte der Kennwerte und die zugehörigen Umrechnungsfaktoren (Streufaktoren), mit denen sich die oberen und unteren charakteristischen Werte ergeben.

Bezeichnungen wie in DIN EN 1991-4. Der Winkel der inneren Reibung φ_i der Norm entspricht unserem effektiven Reibungswinkel φ_e; für die Berechnung nach der Norm wird φ_e verwendet.

Für die Silolasten nach DIN EN 1991-4

Kennwert	Formelzeichen	Umrechnungsfaktor (Streufaktor)	aus der Messung
Schüttgutwichte	γ	a_γ	Schütt- und Kompressionsdichte
Winkel der inneren Reibung	φ_i	a_φ	Fließort – entspricht unserem effektiven Reibungswinkel φ_e
Horizontallastverhältnis	K	a_K	Fließort
Wandreibungskoeffizient	μ	a_μ	Wandreibung
Kohäsion	c	–	Fließort
Schüttgutbeiwert für die Teilflächenlast	C_op	–	aus a_φ und a_K (Gl. 4.8)
Böschungswinkel	φ_r	–	Schüttwinkel

Für die technologische Auslegung

Kennwert	Formelzeichen	aus der Messung
Effektiver Reibungswinkel	φ_e	Fließort
Fließfunktion, Druckfestigkeit	σ_c(σ₁)	Fließort
Fließfähigkeit	ff_c	Fließort
Wandreibungswinkel	φ_w	Wandreibung
Dichtefunktion	ρ_b(σ)	Kompressionsdichte
Zeitverfestigung	σ_c,t	Zeitfließort (optional)

Berechnungen

Berechnungen zur technologischen Siloauslegung

Mit den gemessenen Kennwerten berechnen Sie die Einwirkungen auf Silos nach DIN EN 1991-4 und das Fließverhalten im Silo nach den Verfahren der Schüttguttechnik – für die Planung neuer Silos ebenso wie für die Prüfung bestehender Silos bei einem neuen Produkt.

Einwirkungen auf Silos nach DIN EN 1991-4

Füll- und Entleerungslasten im SchaftHorizontallasten, Wandreibungslasten und Vertikallasten, mit Einstufung in die Anforderungsklasse.
Teilflächen- und TrichterlastenTeilflächenlasten beim Füllen und Entleeren, Trichterlasten im Füll- und Entleerungszustand – einschließlich des Vertikaldrucks am Auslauf als Belastung für das Austraggerät.
SonderfälleGroße Exzentrizitäten beim Befüllen und Entleeren sowie Fluidisierung.

Wegen der inneren Reibung wird die vertikale Spannung nur teilweise in horizontale Spannung umgesetzt (Horizontallastverhältnis K, typischerweise etwa 0,3 bis 0,6); über den Wandreibungskoeffizienten μ wird ein Teil der Last in die Silowand abgeleitet. Der Druck strebt deshalb mit der Tiefe einem Grenzwert zu. Beim Entleeren liegen die Lasten höher als beim Füllen, am Übergang vom Schaft zum Trichter entsteht eine Lastspitze.

Fließverhalten im Silo

Sicherstellen von MassenflussGrenzkriterium für Massen- und Kernfluss aus Trichterneigung, effektivem Reibungswinkel φ_e und Wandreibungswinkel φ_w.
Vermeidung von BrückenbildungKritischer Auslaufdurchmesser aus der Fließfunktion σ_c(σ₁): ab ihm kann sich über dem Auslauf keine stabile Brücke mehr halten.
Vermeidung von SchachtbildungMindestschaftdurchmesser bzw. maximale Füllhöhe, bis zu der sich bei Kernfluss kein stabiler Schacht bildet.

Massenfluss Das gesamte Schüttgut ist in Bewegung – was zuerst eingefüllt wird, fließt auch zuerst aus.
Kernfluss Nur ein Kern fließt, an den Trichterwänden bleiben tote Zonen liegen – Entmischung und Alterung.
Schachtbildung Über dem Auslauf entleert sich nur ein stabiler Schacht, der Rest bleibt im Silo stehen.
Brückenbildung Eine stabile Brücke über dem Auslauf stoppt den Austrag vollständig.

Berechnungstool im Kundenportal

Nach Abschluss der Messungen steht Ihnen das Berechnungstool zur Verfügung. Silogeometrie und Berechnungsgrundlage legen Sie selbst fest.

Mehrere Silokonfigurationen anlegen, speichern und vergleichen
Ergebnisse jederzeit abrufen, weiterverarbeiten und in eigene Berechnungen übernehmen
PDF-Bericht nach eigenen Vorgaben – Kapitel frei wählbar
Prüfbericht mit Einschätzung des Fließverhaltens; bei Bedarf Fließprobleme der vorhandenen Silogeometrie und konkrete Verbesserungsvorschläge

Zum Kundenportal

Berechnungstool im Kundenportal: Messwerte, Fließfunktion und Siloberechnung

Messumfang

Messungen zur technologischen Siloauslegung

Fließorte bei mindestens drei unterschiedlichen Konsolidierungsspannungen, die Wandreibung sowie Schütt- und Kompressionsdichte liefern gemeinsam die Parameter für die Einwirkungen auf Silos nach DIN EN 1991-4 und die technologische Auslegung. Für niedrige und mittelschlanke Silos (h_c/d_c < 2) bestimmen wir zusätzlich den Schüttwinkel. Gemessen wird auf standardisierten Schergeräten nach ASTM D6682.

Messung YL Fließort bei mindestens 3 Konsolidierungsspannungen φ_i, φ_e, K, c, σ_c, ff_c + optionale Zeitverfestigung

Fließfunktion, Winkel der inneren Reibung und Horizontallastverhältnis über den Spannungsbereich
Messung DE Schütt- und Kompressionsdichte unter Last; Schüttdichte nach EN ISO 60 ρ_b0, ρ_b(σ)

Dichtefunktion und Schüttgutwichte γ
Messung WF Wandreibung auf Ihrem Wandmaterial μ, φ_w, τ_w + optionale Zeitverfestigung

Wandreibungskoeffizient μ über den Spannungsbereich
Messung AR Schüttwinkel DIN ISO 4324 bzw. ASTM D6393, empfohlen für niedrige und mittelschlanke Silos φ_r

Böschungswinkel für Schüttkegel und Silogängigkeit

Siloberechnung

Silolasten nach DIN EN 1991-4
Massenfluss oder Kernfluss
Brückenbildung
Schachtbildung

Ergänzende Messungen

ZeitverfestigungMessreihe von wenigen Stunden bis zu mehreren Tagen, abgestimmt auf die Lager- und Stillstandszeiten Ihrer Anlage.
SchüttgutfeuchteSchon geringe Abweichungen der Feuchte beeinflussen die Fließfähigkeit. Für den Vergleich bei anderer Feuchte stellen wir eine Ziel-Feuchte im Labor ein oder messen Ihre vorbereitete zweite Stichprobe.

Häufige Fragen

Häufige Fragen zur Siloauslegung

Welche Kennwerte nach DIN EN 1991-4 erhalte ich?: Die Mittelwerte von Schüttgutwichte γ, Winkel der inneren Reibung φ_i, Horizontallastverhältnis K und Wandreibungskoeffizient μ mit den Umrechnungsfaktoren (Streufaktoren) a_γ, a_φ, a_K und a_μ für die oberen und unteren charakteristischen Werte, dazu die Kohäsion c, den Schüttgutbeiwert für die Teilflächenlast C_op und den Böschungswinkel φ_r.
Welche Messungen braucht eine Siloberechnung?: Fließorte bei mindestens drei unterschiedlichen Konsolidierungsspannungen, die Wandreibung auf Ihrem Wandmaterial sowie Schütt- und Kompressionsdichte. Für niedrige und mittelschlanke Silos (h_c/d_c < 2) kommt der Schüttwinkel hinzu, auf Wunsch die Zeitverfestigung.
Reichen Tabellenwerte für die Siloauslegung?: Die DIN EN 1991-4 stützt die charakteristischen Kennwerte auf Laboruntersuchungen; für Silos der Anforderungsklasse 3 sollen sie durch Versuche ermittelt werden. Für Massenfluss, Brücken- und Schachtbildung gibt es keine Tabellenwerte – sie hängen direkt vom gemessenen Fließverhalten ab.
Gibt es Referenzdaten für bestimmte Schüttgüter?: Messwerte anderer Proben lassen sich nur eingeschränkt übertragen. Selbst Schüttgüter mit gleicher Bezeichnung können sehr unterschiedliche Fließeigenschaften haben – abhängig von Herstellung und Verarbeitung, Partikelgrößenverteilung und Partikelform, Feuchte, Temperatur und Lagerdauer. Für eine belastbare Auslegung messen wir deshalb eine Probe des Schüttguts, das tatsächlich im Silo gelagert werden soll.
Wie viel Probenmaterial wird benötigt?: Für eine vollständige Schüttgutanalyse zur Siloberechnung etwa 1 bis 2 Liter pro Stichprobe. Das Material sollte repräsentativ sein und eine Korngröße von 2 mm nicht überschreiten. Für die Wandreibung brauchen wir zusätzlich ein Wandmuster nach unserer Zeichnung; Standardmaterialien halten wir vorrätig.
Welche Siloangaben werden benötigt?: Ungefähre Angaben genügen: Siloform (rund, rechteckig) und Abmessungen, Höhe des Siloschafts, Trichterneigung gegenüber der Vertikalen, Trichterhöhe und/oder Auslaufdurchmesser, Wandmaterial (poliert, glatt, roh, rau) und die ungefähre Schüttdichte. Damit passen wir die Konsolidierungsspannungen an die Spannungen an, die in Ihrem Silo tatsächlich auftreten.
Wie lange dauern die Messungen?: In der Regel liegen die Ergebnisse ca. zwei Wochen nach Probeneingang vor – je nach Laborauslastung und Anzahl der Proben. Versuche zur Zeitverfestigung können die Regellaufzeit entsprechend erhöhen.

Messdaten für Ihre Siloauslegung

Beschreiben Sie uns Ihr Schüttgut und Ihr Silo – wir stellen die passenden Messungen zusammen und erstellen Ihnen ein unverbindliches Angebot.

Alle Kennwerte für die Siloberechnung nach DIN EN 1991-4
Massenfluss, Brücken- und Schachtbildung im Berechnungstool
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