-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebeinrichtung und eine Siebmaschine mit einer Siebeinrichtung zur Absiebung von insbesondere Biomasse und ähnlichen Schüttgütern oder dergleichen. Die Siebmaschine und die Siebeinrichtung können für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt werden. Ein mögliches Einsatzgebiet ist die Absiebung von Biomasse für die thermische Verwertung. Bei der Verbrennung von Biomasse zur Wärme- oder Energieerzeugung ist es nötig, die anfallende Biomasse abzusieben, um die gewünschte Wertkornfraktion der Verbrennungsanlage zuzuführen, während beispielsweise Sand oder ähnliche Partikel zuvor ausgesiebt werden, um z. B. den Aschegehalt zu reduzieren. Oftmals ist es weiterhin sinnvoll, zu große Stücke auszusortieren, um eine homogene und gleichmäßige Verbrennung zu gewährleisten.
-
Ähnliche Bedingungen gelten bei anderen Einsatzzwecken, sodass es sinnvoll ist, die abzusiebende Masse in zwei, drei oder mehr Fraktionen aufzuteilen, von denen eine weiter verwertet wird, während Abfallstoffe wie Sand oder dergleichen beispielsweise direkt deponiert werden. Zu große Stücke können nochmals zerkleinert und erneut abgesiebt werden.
-
Zur Absiebung von Biomasse werden beispielsweise Sternsiebe eingesetzt, bei denen auf parallel ausgerichteten Siebwellen Siebsterne aufgebracht sind, die aus elastischen Materialien bestehen und radial nach außen von der Welle abstehende Siebfinger aufweisen. Durch die Elastizität der Siebfinger bedingt, können die einzelnen Finger bei Bedarf flexibel ausweichen. Die Siebsterne einer Siebwelle greifen jeweils in Zwischenräume zwischen den Siebsternen einer benachbarten Siebwelle ein. Im Betrieb drehen sich die Siebwellen und fördern so das abzusiebende Gut entlang des Siebdecks. Abzusiebendes Material gelangt zwischen die einzelnen Siebfinger und wird überwiegend durch die Drehung der Siebsterne nach unten unterhalb des Siebdecks transportiert, wenn das zwischen den Fingern aufgenommene Material genügend geringe Abmessungen aufweist.
-
Solche Sternsiebe mit Siebsternen aus elastischen Materialien funktionieren zuverlässig. Nachteilig ist allerdings, dass die einzelnen Finger der Siebsterne eine gewisse räumliche Ausdehnung benötigen, um die erforderliche Stabilität zu gewährleisten. Deshalb kann mit Sternsieben aus elastischen Materialien die Absiebung feiner und feinster Komponenten aus Biomasse nicht durchgeführt werden.
-
Im Stand der Technik sind Scheibensiebe bzw. Scheibenseparatoren bekannt geworden, bei denen mehrere parallel in einem Gestell angeordnete drehfest antreibbare Wellen vorgesehen sind, auf denen mehrere Scheiben auf Lücke und ineinandergreifend angeordnet sind. Ein solches Scheibensieb ist beispielsweise auch aus der
EP 0861696 A1 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Scheibensieb bzw. Scheibenseparator bestehen die auf den Wellen angeordneten mehreckigen Scheiben aus einem Eisenwerkstoff. Teilflächen des Scheibenkörpers sind mit einer Panzerung aus Hartmetall versehen, um die Standzeit zu erhöhen.
-
Damit eignet sich dieses bekannte Scheibensieb grundsätzlich auch zum Trennen von schwer siebfähigen Massen. Biomasse ist oftmals auch eine schwer siebbare Substanz und hat als bindiges Siebgut zudem noch die Tendenz, sich an den Scheiben oder auf den Wellennaben festzusetzen und aufzubauen.
-
Metallische Siebscheiben ermöglichen die gezielte Absiebung feiner Produkte. Nachteilig ist allerdings, dass bei der Absiebung von bindigen Materialien es zu einem verstärkten Anhaften des Siebguts an den Scheiben und/oder Wellennaben kommen kann, was zu einer geringeren Siebleistung und gegebenenfalls zu einer Blockade des Siebs führen kann, wenn die benötigte Antriebsleistung oberhalb der zur Verfügung stehenden Antriebsleistung liegt.
-
Deshalb ist es mit der
EP 0861696 A1 auch bekannt geworden, an jeder zweiten Ecke jeder Scheibe Abstreifer vorzusehen, die seitlich abstehen und während der Drehbewegung der Scheiben den Zwischenraum zwischen den Scheiben und die Oberfläche der Wellennaben von Anbackungen befreien. Dieser Stand der Technik funktioniert grundsätzlich. Nachteilig ist allerdings, dass durch die hohe Zahl von 5 Abstreifern pro Scheibe ein hoher Energieaufwand für die Drehbewegung der Scheibensiebe benötigt wird, da die Abstreifer ständig durch die abzusiebende Masse hindurchgeführt werden müssen. Außerdem kann es bei dem Ab sieben von feinen bindigen Materialien zu Anhaftungen kommen.
-
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siebeinrichtung und eine Siebmaschine mit einer Siebeinrichtung zur Verfügung zu stellen, womit auch die gezielte Absiebung von Fraktionen geringer Körnung möglich ist und wobei Reinigungsmittel vorgesehen sind, um die Zwischenräume benachbarter Siebscheiben zu reinigen, wobei zudem der Energiebedarf reduziert wird.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Siebeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Siebmaschine ist Gegenstand von Anspruch 22. Eine andere erfindungsgemäße Siebmaschine ist Gegenstand von Anspruch 17. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
-
Die erfindungsgemäße Siebeinrichtung umfasst mehrere benachbarte und rotierbar angeordnete Siebwellen, an denen jeweils eine Vielzahl von Siebscheiben aus im Wesentlichen starren Materialien angeordnet ist. Die Siebscheiben sind in axialer Richtung jeweils durch einen Zwischenraum voneinander getrennt. Siebscheiben einer Siebwelle greifen in Zwischenräume der Siebscheiben benachbarter Siebwellen ein. An jeder zweiten Siebscheibe ist ein ausgedehnter Reinigungszahn zur Reinigung der Zwischenräume zwischen den Siebscheiben benachbarter Siebwellen vorgesehen.
-
Die erfindungsgemäße Siebeinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung besteht darin, dass die Siebscheiben aus im Wesentlichen starren Materialien bestehen. Vorzugsweise bestehen die Siebscheiben aus metallischen Materialien, wobei sie aber auch aus unelastischen Kunststoffen bestehen können. Durch den Aufbau aus starren Materialien kann ein präziserer Aufbau gewährleistet werden, der auch die Absiebung feiner und feinster Fraktionen aus Biomasse ermöglicht.
-
An den Siebscheiben oder der Siebwelle anhaftendes Material wird durch den ausgedehnten Reinigungszahn, der an jeder zweiten Siebscheibe angeordnet ist, wieder entfernt. Dabei ist insbesondere genau an jeder zweiten Siebscheibe genau ein ausgedehnter Reinigungszahn zur Reinigung der Zwischenräume zwischen den Siebscheiben benachbarter Siebwellen vorgesehen.
-
Der ausgedehnte Reinigungszahn ermöglicht eine nahezu vollflächige Reinigung der Seiten der Siebscheiben. Die axiale Breite des Reinigungszahns beträgt vorzugsweise wenigstens das doppelte der axialen Dicke der Siebscheibe und insbesondere mehr als das Dreifache der Scheibendicke.
-
Durch die starren Materialien bedingt können an den Siebscheiben dünnere Wandstärken gegenüber den bekannten Siebsternen aus elastischen Materialien eingesetzt werden. Bei gleichen Körnung wird eine erheblich größere offene Siebfläche erzielt. Zusätzlich kann auch ein feineres Siebergebnis erzielt werden.
-
Vorzugsweise sind die Siebscheiben der Siebeinrichtung gleichsinnig rotierend angeordnet. Dadurch wird das zu siebende Material von der Aufgabestelle wegtransportiert, während es gleichzeitig gesiebt wird.
-
Dadurch, dass als Reinigungsmittel an jeder zweiten Siebscheibe nur ein Reinigungszahn vorgesehen ist, wird im Betrieb der Energieverbrauch erheblich reduziert. Für zwei Siebscheiben ist insgesamt nur ein Reinigungszahn vorgesehen, während es bei dem angeführten Stand der Technik bei zwei Siebscheiben insgesamt 10 Abstreifer sind, die ständig durch die zu siebende Masse durchgeführt werden müssen.
-
Besonders bevorzugt sind die Reinigungszähne nur an den Siebscheiben etwa der Hälfte der Siebwellen vorgesehen. Das bedeutet, dass bei einer geraden Anzahl von Siebwellen genau an der Hälfte der Siebwellen Reinigungszähne vorgesehen sind. Da nur an jeder zweiten Siebwelle Reinigungszähne vorgesehen sind, sind dann an jeder Siebscheibe der entsprechenden Siebwelle Reinigungszähne vorgesehen, während die Siebscheiben der anderen Hälfte der Siebwellen keinen Reinigungszahn aufweisen.
-
Wenn die Gesamtanzahl der Siebwellen eine ungerade Anzahl ist, so kann die Anzahl der Siebwellen, die mit Siebscheiben mit Reinigungszähnen ausgerüstet sind, der auf- oder abgerundeten Hälfte der Gesamtanzahl der Siebwellen entsprechen.
-
Dementsprechend kann auch die Gesamtanzahl der mit Reinigungszähnen versehenen Siebscheiben etwas größer oder etwas kleiner als die Hälfte der Siebscheiben insgesamt sein.
-
Besonders bevorzugt aber werden Siebeinrichtungen mit einer geraden Anzahl von Siebwellen vorgesehen, sodass die Anzahl der mit Reinigungszähnen versehenen Siebscheiben genau 50% beträgt.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Siebeinheit oder Reinigungseinheit vorgesehen, die mehrere benachbarte und insbesondere vier benachbarte Siebwellen umfasst. Wenn die Reinigungseinheit vier benachbarte Siebwellen umfasst, sind vorzugsweise nur an den Siebscheiben der beiden mittleren Siebwellen Reinigungszähne angeordnet. Eine solche Ausgestaltung bietet erhebliche Vorteile, da die Reinigungszähne der Siebscheiben der beiden mittleren Siebwellen alle Zwischenräume der Reinigungseinheit reinigen können. Durch die Rotation der Reinigungszähne werden auch die Zwischenräume zwischen Siebscheiben der außenliegenden Siebwellen gereinigt.
-
Vorteilhafterweise weisen benachbarte Siebwellen einer Reinigungseinheit unterschiedliche Drehzahlen auf. Dadurch, dass benachbarte Siebwellen einer Reinigungseinheit im Betrieb unterschiedliche Drehzahlen aufweisen, wird sichergestellt, dass nicht immer nur die gleiche Stelle von dem Reinigungszahn überstrichen wird, sondern, dass der Reinigungszahn im laufenden Betrieb den Zwischenraum zwischen zwei Siebscheiben über den gesamten Umfang säubert. Die unterschiedlichen Drehzahlen sorgen dafür, dass der Reinigungszahn bei jeder Umdrehung eine andere Umfangsstelle des entsprechenden Zwischenraums säubert. Schon nach wenigen Umdrehungen der Siebwellen ist der gesamte Umfang gesäubert, sodass ein sich Aufbauen einer anhaftenden Produktschicht sicher verhindert werden kann.
-
Durch die konsequente Reinigung der Zwischenräume wird außerdem auch im fortlaufenden Betrieb eine gleichbleibende Absiebleistung gewährleistet und die Durchmesserverteilung der abgesiebten Fraktion ist weitestgehend konstant. Vorzugsweise werden mehrere benachbarte Siebwellen einer oder mehrerer Reinigungseinheiten gekoppelt angetrieben. Beispielsweise können die einzelnen Siebwellen über Kettenantriebe miteinander verbunden sein. Durch die Zähnezahl der einzelnen Ritzel können definierte Drehzahlverhältnisse der einzelnen Siebwellen gewährleistet werden. Gleichzeitig wird durch einen Kettenantrieb Schlupf vermieden, sodass jederzeit definierte Winkelstellungen der einzelnen Siebwellen sichergestellt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Reinigungszähne der beiden mittleren benachbarten Siebwellen nicht miteinander kollidieren.
-
Die Abmessungen der ausgedehnten Reinigungszähne werden so auf die Drehzahlverhältnisse der benachbarten Reinigungswellen abgestimmt, dass eine möglichst vollständige Reinigung des Zwischenraums zwischen zwei Siebscheiben gewährleistet wird, während gleichzeitig eine Kollision der Reinigungszähne der benachbarten Siebwellen vermieden wird.
-
Es hat sich herausgestellt, dass ein Drehzahlverhältnis zweier benachbarter Siebwellen einer Reinigungseinheit zwischen 7:6 und 5:2 vorteilhaft ist. Besonders bevorzugt wird ein Drehzahlverhältnis von 4:3 fest eingestellt. Dabei kann sichergestellt werden, dass die beiden miteinander kämmenden Reinigungszähne der mittleren Siebwellen sich jeweils hintergreifen, wenn sie den geringsten Abstand aufweisen. Bei einem Drehzahlverhältnis von 4:3 ergibt sich alle 4 bzw. 3 Umdrehungen die gleiche Konstellation.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass in der Transportrichtung des abzusiebenden Siebgutes die Drehgeschwindigkeiten der Siebwellen zunehmen oder abnehmen. Beispielsweise können die Siebwellen einer zweiten Reinigungseinheit höhere Drehgeschwindigkeiten aufweisen als die Siebwellen einer ersten Reinigungseinheit, wobei die Drehzahlverhältnisse der einzelnen Siebwellen in den einzelnen Reinigungseinheiten konstant sein können.
-
Eine zunehmende Drehgeschwindigkeit der Siebwellen in Transportrichtung der Siebeinrichtung kann beispielsweise sinnvoll sein, um ein über der Siebfläche konstantes Siebergebnis zu erzielen. In dem Aufgabebereich der Siebeinrichtung wird im Regelfall mehr aufgegebenes Material vorhanden sein, sodass dort das abgesiebte Material eher feiner ist als am Ende der Siebstufe, wo bei gleichen Drehzahlen das Feinmaterial etwas grober wird. Um diesem entgegen zu wirken, kann die Wellendrehzahl von Anfang der Siebstärke zum Ende hin erhöht werden. Bei anderen Materialien oder Konstellationen können gleiche Drehzahlen oder sogar Drehzahlreduzierungen sinnvoll sein. Durch eine Variation der Drehgeschwindigkeit über der Sieblänge können solche Faktoren ausgeglichen werden.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, wenn die Siebscheiben und/oder die Reinigungszähne aus Metall bestehen. Vorzugsweise weisen die Reinigungszähne wenigstens eine Panzerschicht auf, um den Verschleiß zu verringern.
-
In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass wenigstens eine Siebscheibe wenigstens eine seitliche Ausnehmung und/oder wenigstens ein axiales Durchgangsloch aufweist. Durch axiale Durchgangslöcher an wenigstens einer Siebscheibe können mögliche Anhaftungen an den Siebscheiben reduziert werden. Außerdem wird das Gesamtgewicht der Siebeinrichtung nicht unerheblich reduziert. Das ist insbesondere – aber nicht nur – bei transportablen Siebeinrichtungen oder Siebmaschinen von Vorteil. Außerdem wird die rotierende Masse reduziert, wodurch geringere Belastungen auf die Antriebs- und Lagerelemente aufgebracht werden. Deshalb wird dadurch auch ein geringerer Energiebadarf realisiert.
-
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Siebwelle als Mehrkantrohr und insbesondere als Vierkantrohr ausgeführt.
-
Wenigstens eine Siebwelle kann eine innere massiv ausgestaltete Siebwelle und ein Außenrohr bzw. ein äußeres Siebrohr umfassen. Bei der Montage wird das äußere Siebrohr auf die innere Siebwelle aufgeschoben. Der Innenquerschnitt des äußeren Siebrohres ist an den Außenquerschnitt des inneren Siebrohres angepasst, um einen Formschluss zu gewährleisten. Ein gewisses Spiel ist möglich, um einen einfachen Aufschiebevorgang zu gewährleisten. Beispielsweise kann eine absolute Differenz von Innenabmessung des äußeren Siebrohres zu der Außenabmessung des inneren Siebrohres von 0,5 mm oder 1 mm oder 2 mm oder dergleichen vorgesehen sein. Möglich und bevorzugt ist es auch, dass die Innenabmessung des äußeren Siebrohres um zwischen etwa 1% und 10% und insbesondere zwischen etwa 2% und 5% größer ist als die Außenabmessung des inneren Siebrohres. Vor dem Aufschieben des äußeren Siebrohres werden vorzugsweise daran die Siebscheiben befestigt.
-
An dem Mehrkantrohr sind die zugehörigen Siebscheiben befestigt. Beispielsweise können die Siebscheiben über Formschluss an dem Mehrkantrohr gehalten werden. Zusätzlich können sie beispielsweise noch mit dem Mehrkantrohr verschweißt sein.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass an wenigstens einer Siebwelle mehrere in axialer Richtung definiert angeordnete Montagehilfen vorhanden sind. Eine solche Montagehilfe kann beispielsweise als Nut ausgeführt sein oder einen umlaufenden Steg oder ein Loch, eine Vertiefung oder eine Erhebung oder dergleichen umfassen. Vorzugsweise werden die Siebscheiben an den Montagehilfen ausgerichtet oder angeordnet. Besonders bevorzugt bilden die Siebscheiben mit den Montagehilfen und/oder den Siebwellen jeweils Bajonettverschlüsse. Durch den Bajonettverschluss wird die Siebscheibe definiert an der Siebwelle gehalten. Vorzugsweise ist in dem Zwischenraum zwischen zwei Siebscheiben einer Siebwelle wenigstens eine Hülse angeordnet. Die Hülse ist insbesondere mit einer Siebscheibe fest verbunden und vorzugsweise damit verschweißt. Die Hülse umgibt insbesondere die Mehrkantwelle und dient dazu, anhaftendes Siebmaterial an der Mehrkantwelle zu vermeiden. Die Hülse kann beispielsweise einen runden Außenquerschnitt aufweisen. Möglich und bevorzugt ist es aber auch, dass die Außenkontur wenigstens einer Hülse an das Bewegungsprofil der Reinigungszähne angepasst ist. Das Bewegungsprofil der Reinigungszähne hängt insbesondere von dem Drehzahlverhältnis benachbarter Wellen ab und kann beispielsweise als abgerundetes Dreieck oder abgerundetes Viereck ausgebildet sein. Je nach Drehzahlverhältnis können auch abgerundete Mehrecken-Außenkonturen vorgesehen sein.
-
Die Hülsen können beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Edelstahl hat den Vorteil, dass Biomasse in der Regel schlecht daran haftet. Möglich ist es aber auch, die Hülse aus sonstigen Kunst- oder Naturstoffen herzustellen. Möglich ist es auch, dass die Hülse aus einem ersten Werkstoff besteht und mit einer Außenschicht aus einem zweiten Werkstoff versehen wird. Möglich ist auch eine zusätzliche Beschichtung mit Teflon oder dergleichen.
-
In allen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass an der Siebscheibe in Umfangsrichtung vor dem Reinigungszahn ein Abweiser angeordnet ist. Ein solcher Abweiser verhindert in der Regel, dass beispielsweise ein Fremdkörper wie ein Stein oder dergleichen den Reinigungszahn blockiert, da der Abweiser einen solchen Fremdkörper zuerst kontaktieren und somit zur Seite befördern wird. Dadurch steigert sich die Zuverlässigkeit der Anlage nochmals.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass wenigstens eine Siebscheibe als Zahnscheibe ausgeführt ist, die radial nach außen abstehende Zähne aufweist. Die Zähne der Zahnscheibe dienen zum Transport des abzusiebenden Produktes über der Siebfläche und sorgen für eine Auflockerung und Verteilung des abzusiebenden Produkts.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die seitlichen Endwellen der Siebeinrichtung nicht mit Reinigungszähnen versehen sind. Eine solche Ausgestaltung erlaubt einen modularen Aufbau, da bei der Montage zweier Siebeinrichtungen an einer Siebmaschine die Reinigungszähne der einen Reinigungseinrichtung nicht zwischen die Siebscheiben der daneben angeordneten Siebeinrichtung ragen. Da die Reinigungszähne nur einen seitlichen Abstand von etwa 1 oder 2 oder 3 mm zur benachbarten Siebscheibe aufweisen, während der Abstand zweier Siebscheiben beispielsweise 10 oder 15 mm beträgt, wird dadurch eine erheblich einfachere Montage mehrerer Reinigungseinheiten oder Siebeinheiten zueinander ermöglicht, da nicht auf 1 Millimeter genau montiert werden muss, sondern auf beispielsweise 5 Millimeter genau montiert werden kann. Gleichzeitig bleibt die Siebgenauigkeit auf der Fläche erhalten, da dort die geringen und genauen Spaltmaße eingehalten werden. Weil an den seitlichen Endwellen keine Reinigungszähne vorgesehen sind, kann folglich dort auch keine Kollision der Reinigungszähne erfolgen, wenn mehrere Siebeinrichtungen aneinander gereiht werden.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist es die Aufgabe, eine Siebeinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche Siebscheiben an rotierenden Siebwellen aufweist und welche eine hohe Reproduzierbarkeit des Aufbaus und der Montage ermöglicht.
-
Der Hintergrund dieser Aufgabe besteht darin, dass die verwendeten Siebscheiben oftmals aus Grobblechen mit einer Nennblechstärke von beispielsweise 3 oder 4 Millimeter bestehen, wobei die Toleranzen der eingesetzten Bleche erhebliche Abweichungen von der Nennblechstärke zulassen. Das führt dazu, dass Siebwellen mit einer Vielzahl von beispielsweise 40, 50, 60 oder mehr Siebscheiben unterschiedliche Abmessungen aufweisen und aufwändig aufeinander angepasst werden müssen.
-
Die beschriebene Aufgabe wird durch eine Siebeinrichtung gelöst, die mehrere benachbarte und im Betrieb rotierende Siebwellen aufweist. An den Siebwellen ist jeweils in axialer Richtung eine Vielzahl voneinander durch jeweils einen Zwischenraum beabstandeter Siebscheiben angeordnet. Siebscheiben einer Siebwelle greifen in die Zwischenräume der Siebscheiben einer benachbarten Siebwelle ein. An vordefinierten axialen Positionen wenigstens einer Siebwelle ist jeweils wenigstens eine Montagehilfe zur definierten Montage der Siebscheiben angeordnet. Die axialen Positionen auf der Siebwelle werden jeweils von einem Ursprungspunkt aus über ein ganzzahliges Vielfaches eines axialen Abstandes definiert.
-
Die erfindungsgemäße Siebeinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Siebeinrichtung besteht darin, dass sich aufaddierende Fehler vermieden werden. Die Montagepositionen der jeweiligen Siebscheiben werden durch einen jeweiligen Abstand definiert, der sich aus einem ganzzahligen Vielfachen eines axialen Abstandes von einem Ursprungspunkt aus definiert. Das bedeutet, dass jede Position zunächst von einem Ursprungspunkt berechnet wird, sodass die Aufaddierung einer Vielzahl von Toleranzen zuverlässig vermieden wird.
-
Im Stand der Technik wird hingegen eine erste Siebscheibe auf die Siebwelle aufgebracht. Im Anschluss daran wird ein Abstandshalter aufgebracht, und es wird eine zweite Siebscheibe aufgeschoben. Danach werden abwechselnd Siebscheiben und Abstandshalter aufgebracht, wobei sich die jeweilige Position der Siebscheiben durch die Addition der axialen Abmessungen aller bislang aufgeschobenen Teile ergibt. Selbst wenn jedes einzelne Teil einen hohe Fertigungsgenauigkeit aufweist, so weist diese Fertigungsgenauigkeit immer eine Toleranz auf, sodass bei „n” aufgeschobenen Teilen sich die Toleranz ver-nfacht hat. Bei 60 Siebscheiben führt das z. B. schon bei geringen Fertigungstoleranzen von beispielsweise 1/10 Millimeter zu einem möglichen Fehler von 6 Millimetern. Sollen nun die Siebscheiben einer ersten Siebwelle zwischen den Siebscheiben einer zweiten Siebwelle eingeschoben werden, so müssen die Abstände der Siebscheiben entsprechend manuell angepasst werden, was die Fertigung aufwändig und teuer macht.
-
Die Erfindung wiederum stellt eine Siebeinrichtung zur Verfügung, bei der eine Aufaddierung verschiedener Toleranzen, Fehler und Fertigungsungenauigkeiten grundsätzlich vermieden wird. Die Abmessung und die Positionierung der einzelnen Siebscheiben erfolgt nicht über die Positionierung der zuvor aufgebrachten Siebscheiben, sondern jeweils absolut von einem Ursprungspunkt aus. Damit ergibt sich der seitliche Abstand einer Siebscheibe von einem axialen Ende der Siebwelle zu einem Grundabstand und dem dazu addierten n-fachen Abstand zweier Siebscheiben. Der maximale Fehler liegt bei genau einer Dickentoleranz der Siebscheibe und nicht bei dem 60-fachen der Toleranz einer Siebscheibe, wenn z. B. 60 Siebscheiben vorgesehen werden.
-
In allen Ausgestaltungen umfasst die Montagehilfe vorzugsweise wenigstens eine Nut in der Siebwelle. Die Nut kann umlaufend um die Siebwelle ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich und bevorzugt, dass die Montagehilfe einzelne Vertiefungen, Nuten oder Löcher auf dem Umfang der Siebwelle aufweist. Wird beispielsweise eine Nut, ein Loch oder dergleichen als Montagehilfe eingesetzt, so können alle Löcher bzw. Nuten als Montagehilfe schon vor der Montage der Siebscheiben in die Siebwelle eingebracht werden. Das kann beispielsweise über ein automatisiertes Fertigungsverfahren erfolgen, bei dem beispielsweise lasergestützt entsprechende Markierungen oder Nuten oder dergleichen in die Siebwelle eingebracht werden.
-
Vorzugsweise ist wenigstens an einer Siebscheibe ein Haltefinger vorgesehen, der in die Nut der Siebwelle eingreift. Durch eine solche Ausgestaltung wird eine besonders zuverlässige Montage ermöglicht, da der in die Nut eingreifende Haltefinger zu einer dauerhaft definierten axialen Positionierung der Siebscheibe führt.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Siebscheibe mit der Montagehilfe der Siebwelle in der Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirkt.
-
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist an der Siebscheibe wenigstens ein Stützfinger vorgesehen, der zur Abstützung auf der Siebwelle dient.
-
Vorzugsweise sind eine äußere Siebwelle und eine innere Siebwelle vorgesehen, wobei die innere Siebwelle massiv ausgeführt ist und die äußere Siebwelle als Siebrohr auf die innere Siebwelle aufgesteckt ist. Dazu ist der Innenquerschnitt des äußeren Siebrohrs an den Außenquerschnitt der inneren Siebwelle angepasst. Bevorzugt sind Mehreckprofile wie beispielsweise ein Vierkant.
-
Bei einer solchen Ausgestaltung greifen die Haltefinger in die beispielsweise als Nut oder Loch ausgeführten Montagehilfen in dem äußeren Siebrohr ein, ohne aber die Wandung nach innen zu durchtreten. Dadurch wird sichergestellt, dass das äußere Siebrohr auf die innere Siebwelle aufgeschoben werden kann.
-
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine Siebmaschine mit mindestens einer der zuvor beschriebenen Siebeinrichtungen ausgerüstet ist.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
-
In den Figuren zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer transportablen erfindungsgemäßen Siebmaschine;
-
2 einer perspektivische Ansicht einer feststehenden erfindungsgemäßen Siebmaschine;
-
3 ein Siebdeck der Siebmaschine nach 1 oder 2;
-
4 das vergrößerte Detail B aus 3;
-
5 das vergrößerte Detail A aus 4;
-
6 einen schematischen Längsquerschnitt durch eine Siebwelle;
-
7 einen vergrößerten Querschnitt durch die Siebwelle nach 6;
-
8 einen Querschnitt durch eine Siebscheibe und die Siebwelle;
-
9 eine Siebscheibe mit einer damit befestigten Hülse in einer perspektivischen Ansicht;
-
10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Hülse;
-
11 eine Draufsicht auf eine andere Hülse; und
-
12 eine perspektivische Ansicht einer alternativen mit Siebscheiben ausgerüsteten Siebwelle.
-
Mit Bezug auf die beiliegenden 1–12 werden in den folgenden Ausführungsbeispielen Siebmaschinen 100 mit erfindungsgemäßem Siebeinrichtungen 1 beschrieben, die jeweils als Zahnscheibensieb 105 ausgebildet sind.
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer als mobilen Siebmaschine 110 ausgeführten Siebmaschine 100, die über Transporthaken 103 ergriffen werden kann, um die Siebmaschine 100 beispielsweise mit einem LKW zu transportieren. Die transportable Siebmaschine 110 kann auch über Räder verfügen und als Anhänger oder als Selbstfahrer ausgebildet sein.
-
Die Siebmaschine 110 aus 1 weist ein Siebdeck 104 mit zwei Zahnscheibensieben 105 auf. Das erste Zahnscheibensieb 105 ist in dem Aufgabebereich angeordnet, welches sich an den Aufgabebunker 102 anschließt. Dem Siebdeck 104 ist ein weiteres Zahnscheibensieb 105 nachgeordnet. Die Zahnscheibensiebe 105 dient zum Absieben von Sand und ähnlichen Partikeln aus der abzusiebenden Masse bzw. Biomasse. Das abgesiebte Feinmaterial 112 fällt nach unten durch und wird über das Austragsband 107 abtransportiert.
-
Von den in 1 nicht im Einzelnen näher dargestellten Siebwellen mit den darauf angeordneten Siebscheiben 8 und 9 des Zahnscheibensiebs 105 wird das aufgebrachte Material von dem Aufgabebunker 102 weg transportiert, während das Feinmaterial 112 abgesiebt wird.
-
Das Grobmaterial 114 wird am Ende des zweiten Zahnscheibensiebes 105 auf das Austrageband 108 abgegeben und abtransportiert.
-
In 2 ist eine stark schematische und perspektivische Ansicht einer als feststehende Siebmaschine 1 ausgeführten Siebmaschine 100 abgebildet. Das abzusiebende Material wird beispielsweise mit einem Radlader in den Aufgabebunker 102 aufgegeben und gelangt über das Transportband 109 auf das Siebdeck 104, welches mit einem Zahnscheibensieb 105 als Siebeinrichtung 1 ausgerüstet ist. Das Zahnscheibensieb 105 wird mit Bezug auf die folgenden Figuren noch näher erläutert werden.
-
Im ersten Teil der Siebmaschine 111 tritt das Feinmaterial 112 wie beispielsweise Sand und dergleichen nach unten durch das Zahnscheibensieb 105 hindurch und kann dort beispielsweise wieder mit einem Radlader oder dergleichen entfernt werden. Die Nutzfraktion wird in dem zweiten Teil abgesiebt, während das zu große Grobmaterial 114 am Ende abgegeben wird.
-
Das Gehäuse 101 der Siebmaschine 100 kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein.
-
3 zeigt in einer vergrößerten Draufsicht das als Zahnscheibensieb 105 ausgebildete Siebdeck 104 der Siebmaschinen aus 1 und 2. Das Zahnscheibensieb 105 umfasst eine Vielzahl von Siebwellen 2–5, die parallel zueinander angeordnet sind. Jede Siebwelle 2–5 ist mit einer Vielzahl von Siebscheiben 8 oder 9 ausgerüstet, die axial beabstandet auf den Siebwellen 2–5 vorgesehen sind.
-
Ein schematisch eingezeichneter Motor 25 dient zum Antrieb. Die einzelnen Siebwellen sind über Ritzel 30, 31 und Ketten 26, 27 miteinander drehfest gekoppelt. Es können auch zwei oder mehr Motoren vorgesehen sein.
-
Das Zahnscheibensieb 105 besteht aus mehreren Siebeinheiten bzw. Reinigungseinheiten 12 bzw. 13, die in Transportrichtung des abzusiebenden Materials hintereinander geschaltet sind.
-
4 zeigt das Detail „B” aus 3 in einer nochmals vergrößerten Ansicht. Dabei sind die insgesamt vier Wellen 2–5 der Reinigungseinheit 12 dargestellt. Die Siebwellen 2 und 5 sind mit Siebscheiben 9 ausgerüstet, die als Zahnscheiben 29 ausgeführt sind. Die mittleren Siebwellen 3 und 4 sind mit Siebscheiben 8 versehen, die als Zahnscheiben 28 ausgeführt sind. Zwischen den einzelnen Siebscheiben 8 bzw. 9 der einzelnen Siebwellen 2–5 sind in axialer Richtung der Wellen jeweils Zwischenräume 7 vorgesehen, in die die benachbarten Siebscheiben 8 bzw. 9 der benachbarten Siebwellen eintauchen.
-
Um anbackendes Material von der Oberfläche der Siebscheiben 8 und 9 und der Oberfläche der Siebwellen zu entfernen, sind Reinigungszähne 11 als Reinigungsmittel 10 vorgesehen. Die Reinigungszähne 11 sind nur an den Siebscheiben 8 der mittleren Siebwellen 3 und 4 angeordnet. Dabei ist an jeder Siebscheibe 8 der mittleren Siebwellen 3 und 4 jeweils genau ein Reinigungszahn 11 vorgesehen. An den Siebscheiben 9 der äußeren Siebwellen 2 und 5 sind keine Reinigungszähne vorgesehen.
-
Durch diese Bauart bedingt, können grundsätzlich beliebig viele Reinigungseinheiten 12 einfach hintereinander angeordnet werden, um eine entsprechend große Siebfläche zur Verfügung zu stellen. Dadurch, dass die Siebscheiben 9 der Siebwellen 2 und 5 nicht mit Reinigungszähnen 11 ausgerüstet sind, besteht bei der Montage benachbarter Reinigungseinheiten 12 keine Gefahr der Kollision der Reinigungszähne 11 benachbarter Reinigungseinheiten 12. Die Anforderungen an die Montagegenauigkeit wird erheblich gesenkt, ohne das Siebergebnis praktisch zu beeinflussen. Außerdem können benachbarte Sieb- oder Reinigungseinheiten 12 mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden.
-
In der in 4 dargestellten Position reinigen die Reinigungszähne 11 die Zwischenräume 7 an der Siebwelle 2 und der Siebwelle 5. Im Betrieb rotieren die Siebwellen 2–5 weiter, sodass bei der weiteren Rotation die Reinigungszähne 11 die Zwischenräume 7 an den Siebwellen 2 und 3 säubern. Die Reinigungszähne 11 der Siebwelle 3 reinigen im rotierenden Betrieb die Zwischenräume der Siebwellen 2 und 4. Die Reinigungszähne 11 der Siebwelle 4 reinigen im rotierenden Betrieb hingegen die Zwischeräume 7 an den Siebwellen 3 und 5. Dadurch wird gewährleistet, dass alle Zwischenräume 7 der Reinigungseinheit 12 im Verlaufe einiger Umdrehungen der Siebwellen 2–5 gereinigt werden. Sollte sich abzusiebendes Produkt auf den Oberflächen der Siebscheiben 8 und 9 oder den Hülsen 20 ablegen, wird diese Anhaftung im Verlaufe von einigen Umdrehungen wieder gelöst.
-
Das Detail „A” aus 4 zeigt 5. Dargestellt ist die Siebwelle 4 mit den darauf angeordneten Siebscheiben 8, die mit Reinigungszähnen 11 ausgerüstet sind. Die als Reinigungsmittel 10 dienenden Reinigungszähne 11 lassen nur geringe axiale Abstände zwischen den Siebscheiben 9 und den Reinigungszähnen 11 übrig, sodass eine zuverlässige Reinigung gewährleistet werden kann.
-
Die Siebscheiben 8 und 9 sind in axialer Richtung 6 jeweils mit definierten Abstand zueinander angeordnet.
-
6 zeigt das äußere Wellenrohr 39 beispielsweise der Siebwelle 2. Das äußere Wellenrohr 39 verfügt hier über Montagehilfen 17 in Form von Löchern oder Nuten 18, die an den hier vier Ecken des Vierkantprofils vorgesehen sind. Das äußere Wellenrohr 39 ist als Mehrkantrohr 15 und hier als Vierkantrohr 16 ausgebildet und kann als äußeres Wellenrohr der Wellen 2–5 dienen.
-
Das innere Wellenrohr 40 der einzelnen Siebrohre 2–5 weist eine Außenkontur auf, die an die Innenkontur des äußeren Wellenrohres 39 angepasst ist, sodass nach dem Aufschieben des äußeren Wellenrohres 39 auf die innere massiv ausgeführte Siebwelle 40 eine Formschluss entsteht.
-
8 zeigt eine Siebscheibe 8, die mit dem äußeren Wellenrohr 39 verbunden ist.
-
An der Innenkontur der Zahnscheibe 8 (und auch der Zahnscheibe 9) sind Haltefinger 23 und Stützfinger 24 vorgesehen. Nachdem Aufschieben einer Zahnscheibe 8 oder 9 auf das äußere Wellenrohr 39 und der Positionierung an der Montagehilfe 17 in Form der Nutzen 18 wird die Zahnscheibe 8 hier im Uhrzeigersinn um etwa 20 Grad gedreht, bis die Haltefinger 23 in die als Montagehilfe 17 dienenden Nuten 18 eingreifen. Dabei sind die Haltefinger 23 so dimensioniert, dass sie nicht oder nur sehr gering nach innen überstehen. Dadurch wird ein einfaches Aufschieben auf die innere Siebwelle ermöglicht.
-
Falls die Haltefinger 23 weiter nach innen vorstehen würden, könnten z. B. Längsnuten auf der äußeren Oberfläche der inneren Siebwelle vorgesehen sein, um das Aufschieben des äußeren Wellenrohrs 39 auf das innere Wellenrohr zu ermöglichen.
-
Jedenfalls wird mit den Montagehilfen 17 ein in axialer Richtung fester Sitz der Zahnscheibe 8 an einer definierten und insbesondere vordefinierten Position gewährleistet. Durch die Drehbewegung der Zahnscheibe 8 bzw. 9 um etwa 20 Grad legt sich der Stützfinger 24 auf der Außenseite des Außenrohres 39 an und stützt sich dort ab.
-
Nach einer derartigen Positionierung wird die Zahnscheibe 8 bzw. 9 mit dem Außenrohr 39 mit einer Schweißnaht 37 verschweißt.
-
Im Betrieb drehen die Zahnscheiben 8 in der Orientierung gemäß 8 gegen den Uhrzeigersinn, sodass die auftretenden Belastungen durch die Stützfinger 24 über das äußere Wellenrohr 39 auf die massiv ausgebildete Siebwelle 40 übertragen werden, sodass hohe und höchste Belastungen aufgenommen und abgeleitet werden können.
-
Die drehenden Zähne 34 der als Zahnscheibe 28 ausgeführten Siebscheibe 8 bewirken eine Verwirbelung und einen Transport des aufgegebenen Siebgutes in Längsrichtung der Siebeinrichtung 1. Der Reinigungszahn 11 sorgt für eine Reinigung der Zwischenräume 7 zwischen den einzelnen Siebscheiben.
-
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Siebscheibe 8 aus 8. Der Reinigungszahn 11 ist sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung ausgedehnt ausgeführt und weist eine axiale Breite auf, die etwas geringer ist als der axialer Abstand zweier Siebscheiben einer Siebwelle. Der seitliche Abstand zwischen dem Reinigungszahn 11 und der zu reinigenden Siebscheibe 8 bzw. 9 beträgt im Regelfall etwa 1 bis 1,5 Millimeter. Die axiale Breite des Reinigungszahns 11 liegt hier vorzugsweise zwischen etwa 4 und 25 mm. Die radiale Länge beträgt vorzugsweise mehr als 5 mm und kann 10 mm oder 20 mm erreichen.
-
Die Hülse 20 ist mit der Siebscheibe 8 fest verbunden und beispielsweise daran angeschweißt. Die Hülse 20 ist im fertig montierten Zustand der gesamten Siebeinrichtung 1 nur fest mit einer Siebscheibe 8 verbunden, und nicht mit der axial benachbarten Siebscheibe. Die Hülse 20 dient nicht zur Positionierung der Siebscheiben 8 oder 9, sondern nur dazu, Anbackungen an der Siebwelle 2–5 zu verhindern.
-
10 und 11 zeigen weitere Ausführungsformen solcher Hülsen 20, die einen unrunden äußeren Querschnitt aufweisen. Die Außenkontur 21 der Hülsen 20 gemäß 10 oder 11 ist jeweils an die Bewegung des Reinigungszahns 11 angepasst, sodass möglichst wenig ungesäuberter Raum für Anbackungen verbleibt.
-
Da benachbarte Siebwellen 2–5 einer Reinigungseinheit mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, ändert sich bei jeder Umdrehung der relative Eingriffspunkt eines Reinigungszahnes 11 in den entsprechenden Zwischenraum 7, sodass im Laufe der Zeit der Zwischenraum 7 über seinen vollständigen Umfang im Wesentlichen gereinigt wird. Die entsprechenden Konturen sind für das Verhältnis der Drehzahlen 3:4 in den 10 und 11 dargestellt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel betragen die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Siebwellen 2 bis 5 etwa 150 Umdrehungen bzw. 200 Umdrehungen/Minute. Möglich sind auch größere und kleinere Drehzahlen.
-
12 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Siebwelle mit Siebscheiben 9, wobei die Siebscheiben Durchgangslöcher 14 aufweisen. Die Durchgangslöcher 14 reduzieren das Gesamtgewicht der Siebeinrichtung 1 erheblich. Außerdem bleibt weniger Fläche für Anhaftungen von abzusiebenden Produkt.
-
Insgesamt wird eine vorteilhafte Siebmaschine mit einer vorteilhaften Siebeinrichtung zur Verfügung gestellt, wobei durch die gezielte Reinigung der Zwischenräume ein zuverlässiger und dauerhafter Betrieb gewährleistet werden kann. Blockierungen aufgrund von anhaftendem Siebgut können weitestgehend vermieden werden. Außerdem wird die Montage erleichtert, da die Siebscheiben 8 und 9 in axial definierten Positionen angebracht werden. Durch die Anbringung von Montagehilfen werden definierte Positionen ermöglicht. Des Weiteren wird der Energiebedarf verringert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Siebeinrichtung
- 2
- Siebwelle
- 3
- Siebwelle
- 4
- Siebwelle
- 5
- Siebwelle
- 6
- axiale Richtung
- 7
- Zwischenraum
- 8
- Siebscheibe
- 9
- Siebscheibe
- 10
- Reinigungsmittel
- 11
- Reinigungszahn
- 12
- Reinigungseinheit
- 13
- Reinigungseinheit
- 14
- Durchgangsloch
- 15
- Mehrkantrohr
- 16
- Vierkantrohr
- 17
- Montagehilfe
- 18
- Nut
- 19
- Bajonettverschluss
- 20
- Hülse
- 21
- Außenkontur
- 22
- Abstand
- 23
- Haltefinger
- 24
- Stützfinger
- 25
- Motor
- 26
- Kette
- 27
- Kette
- 28
- Zahnscheibe
- 29
- Zahnscheibe
- 30
- Ritzel
- 31
- Ritzel
- 32
- Position
- 33
- Position
- 34
- Zahn
- 35
- Nut
- 36
- Innenkontur
- 37
- Schweißnaht
- 38
- Abweiser
- 39
- äußeres Wellenrohr
- 40
- innere Siebwelle
- 100
- Siebmaschine
- 101
- Gehäuse
- 102
- Aufgabebunker
- 103
- Transporthaken
- 104
- Siebdeck
- 105
- Zahnscheibensieb
- 106
- Sternsieb
- 107
- Austrageband
- 108
- Austrageband
- 109
- Transportband
- 110
- Mobile Siebmaschine
- 111
- Feststehende Siebmaschine
- 112
- Feinmaterial
- 113
- Nutzmaterial
- 114
- Grobmaterial
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0861696 A1 [0005, 0008]
