2.1.2. Versuchsstand

Der Versuchsstand wurde vom IFF Weimar e.V. konstruiert. Als Erregersystem kommt der TIRAVib-Shaker zum Einsatz, welcher sich im Technikum des IFF Weimar e.V. befindet. Dieser wurde speziell für die Setzversuche mit einer Wanne und einem Setzgutträger ausgerüstet.

Am Versuchsstand können folgende Parameter variiert werden:

-Setzbetthöhe -Frequenz -Kurvenform -Dauer des Setzprozesses -Hub -Wasserhöhe in der Wanne

Da eine Variation aller Parameter aus Zeitgründen nicht realisierbar war, wurden nur die entscheidenden Einflussgrößen, wie Frequenz, Kurvenform, Hub und die Dauer des Setzprozesses verändert. Die Setzbetthöhe sollte nach dem Vorschlag von Schubert 10•d0=40mm bis 20•d0=80mm betragen. Da der Siebrand nur 70 cm hoch war, konnte diese Vorgaben nur zum Teil gefolgt werden, um zu vermeiden, dass das Material beim Setzvorgang über den Siebrand befördert wird. Experimentell erwies sich eine Setzbetthöhe von 45 mm als ideal. Schwerpunkt der Versuche war es, den Einfluss der Schwingungsform auf das Setzergebnis zu untersuchen. Insgesamt konnten 13 Kurvenformen in 52 Testreihen und 140 Versuchen untersucht werden.

2.1.3. Ergebniserfassung

Die Ergebniserfassung, in Bezug auf den Sortiereffekt, erfolgte visuell bzw. durch eine Bildanalyse und durch Dichtemessungen an einzelnen Proben. Das jeweils wirksame Setz-Hub-Diagramm wurde durch einen Schwingungssensor an der Wanne ermittelt. Der Sensor registriert mit Hilfe eines Lasers die Bewegungen der Wanne in Abhängigkeit von der Zeit. Damit ist es möglich, das Weg-Zeit-Diagramm (Abb. 5) jedes Versuches aufzuzeichnen und später auszuwerten. Ebenso gibt dieses Signal Aufschluss über den aktuellen Hub. Für die visuelle Erfassung der Schichtung wurde das Material bis zur Hälfte des Setzbettträgers entfernt. Anschließend wurde die Schichtung von schräg oben fotografiert (siehe Abb. 4). Die Position der Kamera wurde während der gesamten Versuchsreihe nicht verändert.

Abb. 4: Bilderfassung des Setzergebnisses

Die Auswertung der fotografisch festgehaltenen Setzergebnisse erfolgte nach zwei Methoden. Die eine ist die augenscheinliche Begutachtung der Schichtung, wobei das Setzergebnis in einzelne Ergebnisklassen, von vollständiger Trennung (+++) bis keinerlei Trennung (-), eingestuft wird. Die zweite Methode ist die Bildauswertung am Computer. Hierbei wird anhand der Farbunterschiede erkannt, welcher Anteil an Leichtgut sich im unteren Schwergutbereich befindet.

Bei der Computerauswertung wird das Bild in zwei Bereiche geteilt, den oberen Teil, welcher die Leichtgutschicht darstellt und den unteren Teil mit der Schwergutschicht. Für die Auswertung ermittelt nun der Computer den Anteil an schwarzer Fläche im unteren Teil. Je geringer dieser prozentuale Wert ist, desto besser ist die Schichtung gelungen. Insgesamt kann sich der Schwarzanteil zwischen 50 und 0 % bewegen. 50 % charakterisiert den Ausgangszustand bzw. die Mischung der beiden Komponenten zu gleichen Anteilen. 0 % bedeutet, dass eine vollständige Trennung vorliegt. Der Wert für den prozentualen Anteil der schwarzen Farbe im Schwergutbereich wird nachfolgend immer mit ps bezeichnet.

Zusätzlich erfolgt am Ende einer Versuchsreihe eine Probenahme. Hierbei wird schichtenweise das Leichtgut und das Schwergut entnommen. Anhand einer späteren Dichtebestimmung können Aussagen über den Erfolg des Setzvorganges getroffen werden.

Abb. 5: Mittels Lasermessung aufgezeichnetes Stzhubdiagramm

2.2. Erkenntnisse aus den Versuchen