4 Versuche zur Optimierung der Setzmaschinentechnik

Die Frage, welchen Einfluss das Setzhubdiagramm auf den Setzvorgang hat, ist bis jetzt noch nicht eindeutig geklärt worden. Auf der einen Seite zeigen die Versuche, dass mit asymmetrischen Schwingungen Verbesserungen bei der Setzbarkeit erreicht werden. Hierbei wird ein schneller Anhub und ein wesentlich langsamerer Abhub gefordert. Auf der anderen Seite sind nicht wenige Autoren der Auffassung, dass das harmonische Diagramm allen Ansprüchen genügt oder sogar dass die Form des Setzhub-Diagramms von untergeordneter Bedeutung ist, wenn nur Hub, Hubzahl und Unterwasserstrom entsprechend geeignet gewählt sind [5].

In Abb. 2 sind verschiedene Geschwindigkeitsdiagramme für Setzzyklen dargestellt. Der weit verbreitete sinusförmige Verlauf ist in Abb. 2a zu sehen. Der Zyklus nach Abb. 2b liefert einen verzögerten Abstrom und ist bei druckluftgesteuerten Setzmaschinen anzutreffen. Ihm liegt der Gedanke zugrunde, den Auflockerungszustand möglichst lange zu erhalten. Mayer [4] sah auf Grundlage seiner Vorstellungen das in Abb. 2c dargestellte Geschwindigkeitsdiagramm als optimal an. Durch einen kräftigen Aufstrom soll das Bett im ganzen angehoben werden. Das Absinken soll sich im ruhigen Fluid vollziehen und schließlich der Hub bei geringem Abstrom ausklingen.

4.1 Versuchsmaterial

Die Sortierbarkeit von Materialgemischen mittels eines Setzvorgangeshängt von den Dichteunterschieden und der Korngröße desGemisches ab. Nach Schubert kann die Sortierbarkeit anhand des Quotienten q beurteilt werden.

Bei folgenden Werten von q ist ein Gemisch in Abhängigkeit von der Korngröße sortierbar: q> 2,5 Trennung bis zu Korngrößen

von etwa 100 µm herab möglich q >1,75 Trennung bis 200 µm herab möglich

q >1,5 Trennung bis zu 1,5 mm abwärts möglich, aber schwierig

q >1,25 Trennung bei noch gröberem Gut mit mäßigem Erfolg möglich

q <1,25 durch Setzen keine Trennung möglich.

Bei der hier untersuchten Fraktion 1/4 mm stellt eine Sortierbarkeit von q = 1,5 also einen Grenzwert dar, oberhalb der ein Sortiereffekt erreicht werden kann. Anhand dieses Grenzwertes und des Stoffbestandes, der in Bauabfällen häufig vorkommt, wurden Versuchsmaterialien ausgewählt (siehe Tabelle 1). Durch die Auswahl von Steinkohle soll das in Bauabfällen enthaltene Altholz berücksichtigt werden, dass ähnliche Dichten aufweist. Allerdings sind die Farbkontraste, die für die Bildanalyse erforderlich sind, in Gemischen wie Altholz-Ziegel nicht deutlich genug. Dagegen hebt sich die Steinkohle aussagekräftig von den übrigen Komponenten ab.

Die Dichteunterschiede und die berechneten Sortierbarkeiten (Tabelle 2) zeigen, dass die ausgewählten Gemische einen ausreichend breiten Bereich repräsentieren.

Schwerpunktthema: Forschung für die Praxis

Tabelle 1: Rohdichte der einzelnen Materialien

Tabelle 2: Dichteunterschiede in den Gemischen

den Einfluss der Schwingungsform auf das Setzergebnis zu untersuchen. Insgesamt konnten 13 Kurvenformen in 52 Testreihen und 140 Versuchen untersucht werden.

4.3 Ergebniserfassung

Die Ergebniserfassung erfolgte visuell bzw. durch eine Bildanalyse, durch Dichtemessungen an einzelnen Proben und durch die Bilddokumentation. Während des Versuches wurden mit Hilfe eines an der Wanne angebrachten Schwingungssensors die Bewe-

gungen der Wanne in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Damit ist es möglich, das Weg-Zeit-Diagramm (Abb. 4) jedes Versuches aufzuzeichnen und später auszuwerten. Ebenso gibt dieses Signal Aufschluss über den aktuellen Hub. Für die visuellen Erfassung der Schichtung wurde das Material bis zur Hälfte des Setzbettträgers entfernt. Anschließend wurde die Schichtung von schräg oben fotografiert (siehe Abb. 5). Die Position der Kamera wurde während der gesamten Versuchsreihe nicht verändert. Die Auswertung der fotografisch festgehaltenen Setzergebnisse erfolgte