5.2 Einfluss des Hubs

Der Hub ist in erster Linie nach den Erfordernissen der Auflockerung festzulegen und hängt folglich von der Setzbetthöhe bzw. der oberen Aufgabekorngröße d0 ab. Für den optimalen Hub wird folgender empirisch ermittelter Zusammenhang angegeben [5]:

0,6 h in mm

h = 8,1· d0 d0 in mm (1)

Nach diesem Zusammenhang würde sich bei einer oberen Korngröße von 4 mm ein Hub von rund 19 mm ergeben. Da sich ein größerer Hub positiv auf das Setzergebnis auswirkt, sollte für alle Versuche ein Hub von 20 mm eingestellt werden. Während der Versuche zeigte sich allerdings, dass der maximale Hub abhängig von der Kurvenform ist und die 20 mm nicht immer erreicht werden konnten. Aus diesem Grund wurde entschieden, teilweise mit einem Hub von 14 mm zu arbeiten, um dennoch die verschiedenen Kurvenformen miteinander vergleichen zu können.

Die Abb. 6 veranschaulicht am Beispiel des Steinkohle-Altbeton-Gemisches, dass ein größerer Hub zu einem besseren Setzergebnis führt. Die Setzdauer betrug bei beiden Versuchen 20 Sekunden. Bei einem Hub von 14 mm konnte keinerlei Schichtung festgestellt werden, dagegen erfolgte bei einem Hub größer 19 mm eine schon fast perfekte Trennung.

Abb. 6: oben – Setzergebnis bei einem Hub von hHub=14,08 mm, unten - hHub=19,07 mm

5.3 Einfluss der Schwingungsform

Es wurden 3 Schwingungsformen in Anlehnung an Abb. 2 untersucht. Als weitere Einflussgröße wurde untersucht, wie sich ein Impuls auf die Trennung auswirkt. In der Gegenüberstellung zur harmonischen Schwingung K3 wurden in der Absinkphase verzögerte Schwingungen K7 und K8 sowie Schwingungen mit einem überlagerten Impuls K3P und K5P untersucht. In Tabelle 4 sind die in bezug auf die Schwingungsform interessantesten Versuchsreihen für die Materialkombination Steinkohle/Altbeton aufgeführt. Bei diesen Versuchen wurde darauf geachtet, dass Parameter wie Frequenz (f= 1 Hz) und Setzbetthöhe (hSetzbett= 45 mm ) konstant gehalten werden.

Günstige Setzergebnisse wurden mit den Schwingungskurven K3P, K5P, K7 und K8 erreicht. Um den Versuchsaufwand zu minimieren, wurden die Versuchsreihen mit den Gemischen Ziegel/Altbeton, Steinkohle/Ziegel und Gipskarton/Altbeton nur mit den erfolgsreichsten Kurvenformen durchgeführt.

Tabelle 4: Versuche für die Kurvenauswertung

K3 - harmonische Schwingung wie Abb. 2a K8 - asymmetrische Schwingung ähnlich wie Abb. 2c K3P - harmonische Schwingung wie Abb. 2a mit Impuls K5P - asymmetrische Schwingung ähnlich wie Abb. 2c mit Impuls K7 - asymmetrische Schwingung ähnlich wie Abb. 2b ++++ perfekte durchgehende Schichtung - leichte Schichtung +++ perfekte Schichtung in der Mitte / Rand leicht vermischt - - dünne Leichtgutschicht auf dem Setzbett ++ perfekte Schichtung in der Mitte / Rand stark vermischt - -- keine Veränderung

+ gute Schichtung in der Mitte / Rand stark vermischt

Aus den Untersuchungen ist zu erkennen:

• Mit der harmonischen Schwingung K3 wurde nur ein sehr schlechtes Trennergebnis erreicht, obwohl ansonsten mit optimalen Versuchsparametern gearbeitet wurde.
• Die asymmetrische Schwingung K7 im Versuch 1 zeigt nach 30 Sekunden ein ausgezeichnetes Setzergebnis. Dies ist zum einen auf den großen Hub zurückzuführen und zum anderen auf eine günstige Kurvenform. Bei einer Verringerung des Hubes auf 14 mm zeigte sich, dass mit der Kurve K7 nur noch mittelmäßige Setzerfolge erzielt wurden.
• Mit der Kurvenform K5P stellte sich ebenso wie bei der K7 schon nach 30 Sekunden eine perfekte Schichtung ein. Dennoch ist anhand der pS-Werte aus Tabelle 4 zu erkennen, dass die Kurve K5P ein besseres Setzergebnis hervorbringt als die Kurve K7. Diese Aussage gilt auch bei auf 60 s verlängerter Setzdauer und auf 14 mm verringertem Hub (Versuche 3 und 5).
• Bei den Versuchen mit der Kurvenform K8 war aufgrund der Versuchseinrichtung kein größerer Hub als 14 mm zu erreichen. Bei dieser Kurvenform liegt eine schnelle Anhubphase vor, gefolgt von einer Pause und einer langsamen Setzphase. Bei Versuch 7 konnte bereits nach 60 Sekunden ein gutes Setzergebnis nachgewiesen werden.

Als Fazit kann festgestellt werden, dass der Impuls eine positive Reaktion erzeugt, da nach der Anhubphase das Materialbett erschüttert wird und ein positiver Auflockerungseffekt entsteht. Nachteil eines solchen Impulses ist, dass ein hoher Energieaufwand und ein aufwendiges Erregersystem notwendig sind, welches diese Impulse erzeugen kann. Weiter folgt aus den Untersuchungen, dass die positiven Auswirkungen eines zusätzlichen Impulses nur bei einfachen Schwingungsformen auf treten. Bei komplizierten Kurven sollte deshalb versucht werden, den Impuls ohne Veränderung der Grundschwingung zu integrieren. Nur dann ist eine Verbesserung des Setzergebnisses zu erwarten.