2.2.2. 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 (1)h = 8,1? d0 d0 in mm

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 bei den zwei Versuchen betrug 20 Sekunden. Bei einem Hub von 14 mm konnte keinerlei Schichtung festgestellt werden, dagegen erfolgte bei einem Hub von etwa 19 mm eine schon fast perfekte Trennung.

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

2.2.3. Einfluss der Schwingungsform

Es wurden 3 Schwingungsformen in Anlehnung an Abb. 2 untersucht. K3 stellt eine harmonische Schwingung dar, K7 und K8 entsprechen in ihrem Verlauf einer nicht harmonischen Schwingung mit einer schnellen Hub- und langsamen Setzphase. Als weitere Einflussgröße wurde untersucht, wie sich ein Impuls auf die Trennung auswirkt (K3P, K5P). In Tabelle 4 sind die in Bezug auf die Schwingungsform interessantesten Versuchsreihen aufgeführt. Bei diesen Versuchen wurde darauf geachtet, dass Parameter wie Frequenz (f= 1 Hz), Korngröße (1 – 4 mm) und Setzbetthöhe (hSetzbett= 45 mm ) konstant gehalten werden. Günstige Setzergebnisse wurden mit den Schwingungskurven K3P, K5P, K7 und K8 erreicht, während die harmonische Schwingung selbst bei als gut sortierbar eingestuften Gemischen keine Trennung bewirkte. Um den Versuchsaufwand zu minimieren, wurden die Versuchsreihen mit den Gemischen Ziegel/Altbeton, Steinkohle/Ziegel und Gipskarton/Altbeton nur mit den erfolgreichsten Kurvenformen durchgeführt. Die geringe Wirkung der harmonischen Schwingung K3 wird noch dadurch unterstrichen, dass hier selbst bei optimalen Versuchsparametern (lange Setzdauer, großer Hub) keine Trennung erreicht wurde.

Tabelle 4: Versuche für die Kurvenauswertung

Die asymmetrische Schwingung K7 zeigt in Versuch 1 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 und dem Gemisch Altbeton/Steinkohle nur noch mittelmäßige Setzerfolge erzielt wurden. Die besten Ergebnisse erbrachte die Kurve bei den Versuchen mit den Gemischen Steinkohle/Ziegel und Gipskarton/Altbeton. Ebenso wie bei der Kurvenform K7 stellte sich mit der K5P 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. Im Versuch 6 und 7 wurde auch bei der Kurvenform K5P der Hub auf 14 mm begrenzt, um die Ergebnisse mit den anderen Kurven vergleichen zu können. Wie den Werten zu entnehmen ist, erreichte auch hier die Kurve K5P bei 60 Sekunden Setzdauer bessere Ergebnisse als die K7. Bei weiterer Erhöhung der Setzdauer auf 90 Sekunden konnte allerdings nur eine leichte Verbesserung der Ergebnisse erreicht werden.

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 5 konnte bereits nach 60 Sekunden ein gutes Setzergebnis nachgewiesen werden. Aufgrund der Tatsache, dass die K8 keinen Impuls benötigt und im Gegensatz zur K7 dennoch bei einem geringen Hub ein gutes Setzergebnis hervorbringt, kann für das Gemisch Altbeton/Steinkohle gesagt werden, dass diese Kurvenform die besten Eigenschaften für den Setzvorgang besitzt. Beim Gemisch Steinkohle/Ziegel und Gipskarton/Altbeton konnte sie jedoch nicht überzeugen. Sie zeigte dort ähnliche Ergebnisse wie die Kurve K5P. Es ist aber anzumerken, dass die K8 weniger energieintensiv und aus diesem Grund der K5P vorzuziehen ist.

Der Impuls erzeugt die positive Reaktion, dass 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. Bei der Kurvenform K5P zeigte sich, dass sich der Impuls positiv auf das Setzergebnis auswirken kann. Bei anderen Versuchen erwies sich ein Impuls dagegen als störend.

Generell konnte festgestellt werden, dass bei Versuchen mit einfachen Schwingungsverläufen positive Erfahrungen durch einen zusätzlichen Impuls gemacht wurden und bei komplizierten Schwingungen sich der Impuls als negativ erwiesen hat. Bei komplizierten Kurven sollte versucht werden, den Impuls ohne Veränderung der Grundschwingung zu integrieren. Nur dann ist eine Verbesserung des Setzergebnisses zu erwarten.