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Die
Erfindung betrifft eine Sieb- oder Sortiervorrichtung mit einem
Siebkorb aus parallelen Siebstäben.
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Die
WO 94/18387 offenbart eine
Siebanordnung mit einem Siebkorb, der aus Stangen gebildet ist.
Zur Vermeidung einer Rotation des Siebkorbs gegenüber einer
Aufnahmevorrichtung sind radiale Stifte zwischen die Enden des Siebkorbs
und der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Dabei wird eine separate
Dichtung mit einem O-Ring verwendet, der in einer Nut angeordnet
ist.
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Aus
der
DE 34 16 527 A1 ist
eine Grobklassiereinrichtung unter Verwendung von zueinander beabstandeten
Stäben
quer zum Fluss des zu klassierenden Materials bekannt. Dabei sind
die Stäbe quer
zur Schwerkraftsichtung federnd ausgebildet und in Form von Stabreihen
vertikal übereinander
angeordnet. Die Stäbe
sind mittels einer Halteplatte unter Zwischenschaltung von Gummifederelementen an
einem Rahmen gelagert.
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Aus
der
DE 36 90 546 T5 ist
ein Siebrost mit flexiblen Randteilen zur Halterung von quer zu
diesen verlaufenden Stützgliedern
zur Aufnahme von Siebdrähten
bekannt. Die Randteile dienen zur Auflage für die Siebrostplatte und sowie
zur Klemmbefestigung der Siebrostplatte.
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Aus
der
DE 87 08 861 U1 ist
ein Systemsiebboden mit einer Vielzahl auswechselbarer Siebelemente,
die im Wesentlichen aus auf Querstäben aufgeschweißten Stäben gebildet
werden, bekannt. Die Querstäbe
sind über
eine Zwischenleiste auf einer Tragkonstruktion aufgelagert.
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In
der
DE 89 00 531 U1 ist
ein Siebbelag mit einer Unterkonstruktion und mit daran angeordneten Siebelementen
offenbart, die zwischen einem unteren und oberen Befestigungsprofil
aus Kunststoff eingeklemmt sind.
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In
der
DE 198 07 162
A1 ist eine Siebmaschine offenbart, die ein Siebfeld aus
einzelnen Siebmatten aus Elastomeren mit einer Seitenleiste als
seitlichen Abschluss besitzt. Die Seitenleiste und die Siebmattenstirnseite
sind formschlüssig
und federnd miteinander verbunden.
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Herkömmlicherweise
werden Sieb- bzw. Sortierstrukturen mit den Methoden des Maschinenbaus derart
gelagert, dass die Lagerung so starr wie möglich ausgeführt wird.
Dies bedeutet, dass die Lagerung in Bezug auf die Sieb- bzw. Sortierstruktur
als unnachgiebig angesehen werden kann, wodurch bei Einleitung von
Kräften
in die Sieb- bzw. Sortierstruktur starke Spannungsüberhöhungen im
Bereich der Lagerstellen der Sieb- bzw. Sortierstruktur auftreten. Diese
Spannungsüberhöhungen sind
im rauen industriellen Betrieb häufig
gegeben, beispielsweise durch Schwingungen, Rütteln infolge Unwucht bei drehenden
Teilen etc. verursacht. Die Spannungsüberhöhungen können die Lebensdauer der gesamten Sieb-
bzw. Sortierstruktur beträchtlich
herabsetzen.
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In 1 sind
die herkömmliche
Lagerung eines Sortierkorbes 1, der in der Papier- und
Zellstoffindustrie Verwendung findet, sowie die im Betrieb im Sortierkorb 1 auftretenden
Spannungen, dargestellt als Spannungsverlaufskurve 4 über die
Länge des Sortierkorbes,
zu sehen. Der Sortierkorb 1 ist an einer Maschinenbasis 2 angeschweißt (siehe Schweißstellen 3).
Die Schweißstellen 3 stellen
ein starres (unnachgiebiges) Lager dar. Der Begriff Maschinenbasis 2 ist
so zu verstehen, dass es sich dabei auch um ein Zwischenstück handeln
kann, das selbst in starrer Weise wiederum an einem Träger befestigt
ist. Man erkennt aus der Spannungsverlaufskurve 4 die starken
Spannungsüberhöhungen im Sortierkorb 1 an
seinen Lagerstellen.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für die geschilderten Probleme
des Standes der Technik, indem die eingangs genannte Sieb- bzw. Sortiervorrichtung
derart weitergebildet ist, dass das Lager, mit dem die Sieb- bzw.
Sortierstruktur an einer starren Maschinenbasis montiert ist, eine
höhere Nachgiebigkeit
aufweist als die Sieb- bzw. Sortierstruktur selbst.
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Der
Begriff „Nachgiebigkeit" ist dabei als die Verschiebung
des Lastangriffspunkts infolge einer angreifenden Kraft zu verstehen.
Bei vorgegebener Kraft ist die Verschiebung des Lastangriffspunktes umso
größer, je
höher die
Nachgiebigkeit ist. Die Nachgiebigkeit ist vom E-Modul des verwendeten Werkstoffs
und von der Geometrie abhängig.
Die Verschiebung des Lastangriffspunktes ist reversibler Natur,
d.h. dauerhafte Verformungen der genannten Maschinenteile treten
im Rahmen des widmungsgemäßen Einsatzzweckes
nicht auf, wofür
bei der Konstruktion durch entsprechende Auslegung der Materialien
und Dimensionierung der Teile Sorge getragen wurde. Bei Wegfall
der Belastung stellt sich wieder der ursprüngliche Zustand ein.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist
der Spannungsverlauf in der Sieb- bzw. Sortierstruktur viel gleichmäßiger als
bei der Lagerung nach dem Stand der Technik. Die Vorteile der Erfindung sind
in 2 dargestellt, die den Siebkorb 1 von 1 in
einer erfindungsgemäßen Lagerung
zeigt, indem der Sortierkorb 1 mittels eines elastischen
Rettungselementes 5 an der Maschinenbasis 2 befestigt ist.
Das Rettungselement 5 weist höhere Nachgiebigkeit auf als
der Sortierkorb 1, wodurch ein gleichmäßiger Spannungsverlauf erzielt
wird, wie aus der Spannungsverlaufskurve 4' ersichtlich ist. Aus dieser Kurve 4' erkennt man,
dass keinerlei Spannungsüberhöhungen an
den Lagerstellen auftreten und sich stattdessen ein gleichmäßiger Spannungsverlauf über die
gesamte Länge
des Sortierkorbes 1 ergibt.
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Durch
die Erfindung wird, wie vorhin gezeigt, die Spannungsüberhöhung im
Bereich der Lagerung der Sieb- bzw. Sortierstruktur reduziert oder
sogar völlig
eliminiert. Als Folge dessen ergibt sich eine verlängerte Lebensdauer
bzw. die Möglichkeit,
die Sieb- bzw. Sortierstruktur weniger massiv auszuführen und dadurch
beträchtliche
Kosten zu sparen. Die Kostenersparnis betrifft sowohl den Materialverbrauch
als auch den verringerten Verarbeitungsaufwand.
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Die
Sieb- bzw. Sortierstruktur kann vorzugsweise Sortierkörbe, Siebkörbe, Bogen-,
Plan-, Schräg-,
Wellensiebflächen
etc. umfassen, wie sie in der Papier- und Zellstoffindustrie Verwendung
finden.
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Wie
bereits anhand der 2 erläutert, kann die erhöhte Nachgiebigkeit
des Lagers in Bezug auf die Sieb- bzw. Sortierstruktur dadurch erreicht
werden, dass im Lager nachgiebige Rettungselemente zum Einsatz kommen.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Rettungselemente
aus Materialien mit einem kleineren E-Modul als jener des Materials der Sieb- bzw.
Sortierstruktur. Vorteilhaft kommen dabei für die Rettungselemente elastische
Materialien, wie z.B. Polymere, insbesondere Kautschuk, zum Einsatz. Die
Sieb- bzw. Sortierstruktur besteht meistens aus Metall, insbesondere
rostfreiem Stahl mit E-Modulwerten zwischen 190.000 und 210.000
MPa.
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In
einer fertigungstechnisch günstigen
und den Zusammenbau erleichternden Ausgestaltung der Erfindung sind
die Rettungselemente an der Sieb- bzw. Sortierstruktur angeformt,
wobei vorzugsweise die Rettungselemente zur formschlüssigen Aufnahme
in einem Lagerelement der Maschinenbasis ausgebildet sind. Den Rettungselementen
kann gleichzeitig die Funktion von Dichtungselementen verliehen
werden, insbesondere, wenn sie aus einem Kautschuk o. dergl. geformt
sind. Die Rettungselemente können
auch mit separaten Dichtungselementen verbunden sein.
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In
einer alternativen Ausführungsform
sind die Rettungselemente als Federelemente ausgeführt, wobei
die Federelemente aus demselben Material gefertigt sein können wie
die Sieb- bzw. Sortierstruktur. Auch die Federelemente können als
dichtende Elemente ausgeführt
sein oder mit Dichtelementen verbunden sein.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen Sortierkorb in herkömmlicher
Lagerung sowie die im Sortierkorb auftretenden Spannungen;
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2 einen
Längsschnitt
durch einen Sortierkorb in erfindungsgemäßer Lagerung sowie die im Sortierkorb
auftretenden Spannungen;
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3 einen
Teilquerschnitt durch einen Stabsiebkorb in herkömmlicher Lagerung;
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4 einen
Teilquerschnitt durch einen Stabsiebkorb in erfindungsgemäßer Lagerung;
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5 ein
Detail eines erfindungsgemäßen Stabsiebkorbes;
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6 eine
Teilansicht eines erfindungsgemäßen Stabsiebkorbes
in einer erfindungsgemäßen Lagerung;
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7 eine
Teilansicht eines erfindungsgemäßen Stabsiebkorbes
in einer anderen erfindungsgemäßen Lagerung;
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8 ein
Diagramm des Spannungsverlaufs im Stabsiebkorb in der herkömmlichen
Lagerung von 3; und
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9 ein
Diagramm des Spannungsverlaufs im Stabsiebkorb in der erfindungsgemäßen Lagerung
von 4.
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Zunächst auf 3 Bezug
nehmend, ist darin eine Sieb- bzw.
Sortierstruktur in Form eines Stabsiebkorbes dargestellt, wie er
in Sortierern in der Papier- und Zellstoffindustrie Verwendung findet.
Der Stabsiebkorb besteht aus einer Vielzahl an Stäben 6a aus
rostfreiem Stahl, die parallel zueinander am Umfang eines Ringes 6b angeschweißt (bei 6c)
sind, wobei der Ring 6b als Flanschring ausgebildet ist. Der
Flanschring 6b ist mittels Schrauben 8 mit einem Zwischenring 7 verbunden,
der wiederum über Schrauben 9 mit
einer Maschinenbasis in Form eines Gehäuseflansches 10 verbunden
ist, der Teil eines Gehäuses 11 des
Sortierers ist. Der Flanschring 6b hat für die Stäbe 6a die
Funktion eines Lagers, wobei die Lagerung der Stäbe aufgrund der Schweißung 6c als
unnachgiebig bzw. starr anzusehen ist. Ebenso stellt die Verschraubung
des Flanschringes 6b mit dem Zwischenring 7 und
dem Gehäuseflansch 10 ein starres
Lager dar. Die in der Verwendung im Stabsiebkorb auftretenden Spannungen
sind im Diagramm von 8 dargestellt, das die in den
Stäben 6a auftretenden
Spannungen in MPa über
der Stablänge
in m (Meter) zeigt, ausgehend von der Schweißstelle 6c (= 0,0
m). Man erkennt deutlich, dass die an der Schweißstelle auftretende Spannung mit
mehr als 55 MPa ein Vielfaches der durchschnittlichen Spannungen
beträgt,
was die Lebensdauer des Siebkorbes natürlich reduziert oder eine sehr massive
und damit teure Auslegung des Siebkorbes verlangt.
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In 4 ist
eine erfindungsgemäße Fortbildung
des Stabsiebkorbes von 3 dargestellt. Diese unterscheidet
sich dadurch von der Ausführungsform
von 3, dass die Stäbe 6a nicht
mehr direkt am Flanschring angeschweißt sind, sondern statt dessen
in ein ringförmiges
Rettungselement 12 aus einem Polymer, wie z.B. Kautschuk
eingegossen sind. Das Rettungselement 12 wiederum ist in
eine ringförmige
Ausnehmung im Flanschring 6b' eingepasst
und wirkt gleichzeitig als Dichtring. Der Flanschring 6b' wiederum ist
in bekannter Weise in den Zwischenring 7 eingepasst (bzw.
durch nicht dargestellte Schrauben damit verschraubt). Der Zwischenring 7 ist
mittels Schrauben 9 mit dem Gehäuseflansch 10 des
Gehäuses 11 starr
verbunden. Aus dem Diagramm von 9, das die
bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
in den Stäben 6a auftretenden
Spannungen in MPa über
der Stablänge
in m zeigt, ist sofort ersichtlich, welch großen Vorteil die erfindungsgemäße nachgiebige
Lagerung der Stäbe
des Stabsiebkorbes mit sich bringt, da an den Lagerstellen, d.h.
an den in das Rettungselement 12 eingegossenen Enden der
Stäbe,
die auftretenden Spannungen kaum größer sind als im weiteren Längenverlauf
der Stäbe.
Dadurch ergibt sich für
den erfindungsgemäßen Stabsiebkorb
eine wesentlich erhöhte
Lebensdauer als bei den bekannten Stabsiebkörben.
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Es
kann weiters erwähnt
werden, dass der Siebkorb anstatt aus einzelnen Stäben auch
aus Lochblechen bestehen kann, deren Ränder in die Rettungselemente
aufgenommen sind.
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In 5 ist
die Siebstruktur in Form von in den Rettungsring 12 aus
Polymer eingegossenen Stäben 6a des Siebkorbes
vergrößert dargestellt.
Auf die Stäbe 6a einwirkende
Querkräfte
Pi werden über den
nachgiebigen Rettungsring 12 abgeleitet und an eine Maschinenbasis übertragen.
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6 zeigt
eine Variante eines Flanschringes 13 zur Aufnahme der Siebstruktur
von 5. Im Flanschring 13 ist eine umlaufende
Nut 13a ausgebildet, die so dimensioniert ist, dass der
Rettungsring 12 darin dichtend aufgenommen werden kann.
Da der Rettungsring 12 zusammenpressbar ist, ist die Breite
der umlaufenden Nut 13a etwas kleiner als jene des Rettungsringes,
so dass eine Presspassung erzielt und damit die Dichtwirkung sichergestellt
wird.
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7 zeigt
einen anderen Flanschring 14 zur Aufnahme der Siebstruktur
von 5. Dieser Flanschring 14 verfügt über eine
Umfangsausnehmung 14a, in der der Rettungsring 12 aufgenommen ist.
Der Rettungsring 12 wird durch einen Deckel 17, der
mittels Schrauben 18 am Flanschring 14 befestigt ist,
gegen die Ausnehmung 14a gedrückt, so dass der Rettungsring 12 dichtend
am Flanschring 14 gehalten wird.
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Alle
vorgenannten Ausführungsformen
der Erfindung stellen Sieb- bzw. Sortiervorrichtungen dar, bei denen
eine Sieb- bzw.
Sortierstruktur über
ein Lager mit einer starren Maschinenbasis verbunden sind, wobei
das Lager eine höhere
Nachgiebigkeit aufweist als die Sieb- bzw. Sortierstruktur. Die
Nachgiebigkeit des Lagers wird durch Bettungs- bzw. Federelemente
gewährleistet,
die die Lagerkräfte
und Momente auf die Maschinenbasis übertragen.