DE102012103084B3

DE102012103084B3 - Siebsystem

Info

Publication number: DE102012103084B3
Application number: DE102012103084A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Tüshaus; Stefan Beidatsch; Arnd Oswald
Original assignee: assonic Mechatronics GmbH
Current assignee: Assonic Dorstener Siebtechnik De GmbH
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: WO2013152765A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Siebsystem 1 mit einem Siebbelag 2 und wenigstens einem Schwingungserzeuger 3, 13, wobei der Siebbelag 2 von einem wenigstens ein Siebgewebe umfassende Siebgewebe-Einheit aus Metalldrähten gebildet ist, welche innerhalb einer Siebfläche des Siebbelags 2 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Siebgewebe stoffschlüssig mit einem Schwingungsübertrager 5, 6 verbunden ist, welcher mit einem Schwingungserzeuger 3 gekoppelt ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Siebsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, einen vorgespannten Siebboden aus Metallgewebe mittels Ultraschall anzuregen, was insbesondere den Siebdurchsatz von Pulvern fördert. Die Ultraschallanregung verstärkt den Selbstreinigungseffekt eines Siebes und reduziert Anhaftungen des Siebgutes sowohl im Bereich des Siebbodens als auch im Bereich angrenzender Behälterwände.
Besonders feine Siebe sind allerdings sehr anfällig gegen Beschädigungen und müssen zudem hinreichend unterstützt werden. Das Einbringen von Ultraschallschwingungen in den Siebboden ist daher nur über den äußeren Spannrahmen möglich oder über einen oder mehrere Innenrahmen, die unterhalb des Siebbodens angeordnet sind und über einen Schallleiter mit einem Schwingungserreger gekoppelt werden. Die Unterstützung der sehr feinen Siebbeläge hat allerdings zur Folge, dass die freie Siebfläche reduziert wird. Die Vorspannung der Siebbeläge führt zu einer weiteren Belastung des Siebbodens, und mitunter zu einem früheren Versagen.
Siebbeläge aus Kunststoff sind zwar dehnfähiger, jedoch nicht für schleißende Produkte geeignet. Zudem kann ein Absieben mit einer Maschenweite kleiner 150 μm wirtschaftlich nicht erfolgen. Das ist nur mit sehr feinen Metallgeweben möglich.
Ein anderer Nachteil ist, dass durch Ultraschallschwingungen thermisch hochbelastete Bereiche entstehen können, die zur Herabsetzung der Festigkeit führen, so dass sich Ermüdungsbrüche einstellen. Im Zusammenhang mit Siebbelägen aus Kunststoff funktionieren solche Ultraschallanregungen nicht.
Zum Stand der Technik ist die DE 35 12 610 C2 zu nennen, die offenbart, Motorsiebe so zu gestalten, dass eine Siebplatte von einer Blechumrandung umgeben ist, welche die Siebplatte hält. Durch Nietverbindungen bilden Siebplatte und Blechumrandung eine Einheit. Über eine Exzenterwelle, die in einer Bohrung der Siebplatte angreift, kann eine schwingende Bewegung auf das Sieb übertragen werden.
Durch die DE 1 002 188 B zählt ein Direktantrieb von Siebgeweben zum Stand der Technik. Es wird vorgeschlagen, punktförmige Verbindungen von Schwingungselementen mit einem Siebgewebe zu schaffen. Das Siebgewebe soll zwischen Gummipolstern in einem feststehenden Gestellrahmen ungespannt gelagert sein. Das Siebgewebe kann durch die zentrale Anregung transversale Wellen ausbreiten, durch welche das Siebgut auf dem Siebgewebe bewegt werden kann. Es werden Grundschwingungsfrequenzen von mindestens 100 Hz vorgeschlagen.
Schließlich zählt es durch die WO 02/49 778 A1 zum Stand der Technik, ein Siebsystem mit einem mehrlagigen Aufbau vorzusehen. Ein Siebgewebe mit kleiner Maschengröße wird dabei von einem zweiten oder dritten Siebgewebe mit größerer Maschenweite unterstützt. Die gestapelten Siebgewebe können durch Sintern stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das Verhältnis der Maschenweite zur Maschenlänge soll in der ersten Sieblage zwischen 1,55 und 2,0 liegen. In einer benachbarten Sieblage soll das Verhältnis dahingegen in einer Größenordnung von 0,95 bis 1,05 liegen. Hierdurch wird eine optimale Unterstützung des Siebgewebes mit feinerer Maschenweite und gleichzeitig ein optimales Siebergebnis angestrebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst formstabiles und gut anregbares Siebsystem aufzuzeigen, mit welchem es möglich ist, kleine Maschenweite bei geringer Verletzungsanfälligkeit des Drahtgeflechtes zu realisieren. Gleichzeitig soll die Siebfläche möglichst nicht verringert werden. Zudem soll auch eine die Struktur des Siebbodens schwächende Wärmeentwicklung aufgrund einer Ultraschallanregung so weit wie möglich reduziert werden.
Diese Aufgaben sind bei einem Siebsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Siebsystem basiert auf einem Siebbelag und wenigstens einem mit dem Siebbelag gekoppelten Schwingungserzeuger. Der Siebbelag besteht aus einem Siebgewebe bzw. einer wenigstens ein Siebgewebe umfassende Siebgewebe-Einheit aus Metalldrähten. Die Metalldrähte sind innerhalb der Siebfläche des Siebbelages stoffschlüssig miteinander verbunden. Das Siebgewebe ist wiederum stoffschlüssig mittelbar oder unmittelbar mit einem Schwingungsübertrager verbunden, welcher mit einem Schwingungserzeuger gekoppelt ist.
Die Metalldrähte sind bei dieser Erfindung mithin nicht nur im Randbereich, d. h. im Bereich des Spannrahmens miteinander verbunden, sondern auch innerhalb der Siebfläche. Bei einer Verbindung der einzelnen Metalldrähte innerhalb der Siebfläche ist es möglich, Schwingungen, die in das Siebgewebe eingebracht werden, besser von einem Metalldraht auf den anliegend benachbarten Metalldraht zu übertragen. Ultraschallschwingungen werden mit wenig Energieverlust gut weitergeleitet. Das Siebgewebe wird in sich biegesteifer und widerstandsfähiger. Es kommt zu keiner Reibung zwischen den Metalldrähten, so dass auch bei Ultraschallanregung keine Wärme entsteht. Dies wiederum erhöht die Standzeit des Siebbelags erheblich. Die Gefahr eines Siebbruches ist deutlich geringer, da die Metalldrähte nicht vorgespannt sind, sondern ein steifes Siebgewebe ausbilden, das in sich tragfähig ist. Ein Spannrahmen ist für solche Siebgewebe daher nicht mehr erforderlich. Die Erfindung schließt jedoch nicht aus, dass zusätzlich ein außenseitiger Rahmen vorgesehen ist, um die Montage in bestehende Anlagen und unter Anpassung an bestehende Einbauten zu ermöglichen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass das Siebgewebe stoffschlüssig mit einem Schwingungsübertrager verbunden ist, welcher wiederum mit einem Schwingungserzeuger gekoppelt ist. Der Schwingungsübertrager kann aufgrund der Besonderheit des Siebgewebes die Schwingungen direkt in das Siebgewebe einbringen. Selbstverständlich schließt die Erfindung nicht aus, dass das Siebgewebe zusätzlich stoffschlüssig in einem Rahmen aufgenommen ist, um die Formstabilität noch weiter zu erhöhen oder um Abdichtmöglichkeiten zu schaffen. Der Schwingungsübertrager kann daher theoretisch auf ein solches äußeres Rahmenbauteil wirken. Der Schwingungsübertrager kann aber auch beispielsweise durch Löten direkt mit dem Siebgewebe verbunden sein.
Das Siebgewebe wird durch Metalldrähte gebildet. Diese sind miteinander versintert. Versintern bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Metalldrähte bzw. das Siebgewebe auf Temperaturen zwischen 1100°C und 1300°C erwärmt werden. Die benachbarten Metalldrähte werden unter diesem Temperatureinfluss mittels Druck aufeinander gepresst. Sie verschmelzen an ihren Kontaktstellen miteinander. Dieser Prozess erfolgt insbesondere unter Vakuum. Dadurch ist jeder Kreuzungspunkt der einzelnen sich berührenden Metalldrähte als stoffschlüssige Verbindung ausgebildet.
Die Siebgewebe-Einheit ist insbesondere mehrlagig ausgebildet. Dabei werden auch die Metalldrähte aneinander benachbarter Siebgewebelagen stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander versintert. Es verhält sich so, dass bei mehrlagigen Drahtgeweben, die Maschen bzw. die Metalldrähte nicht exakt übereinanderliegen, sondern sich unregelmäßig verteilen. Das führt aber dazu, dass einige der sehr feinen Öffnungen des ersten Siebgewebes durch die Mehrlagigkeit verschlossen werden könnten. Es ist daher vorgesehen, die freie Siebfläche dadurch zu erhalten, dass eine zweite oder weitere Gewebelage des Siebgewebes eine andere Maschenweite aufweist.
Beispielsweise kann eine Sieblage eine Maschenweite in einer Größenordnung von 20 μm bis 5000 μm haben, vorzugsweise 20 μm bis 2000 μm, insbesondere bis 1000 μm. Die Dicke der Metalldrähte ist kleiner oder gleich wie die jeweilige Maschenweite. Der Metalldraht der angrenzenden Sieblage dient gegenüber dem feineren Metalldraht der ersten Sieblage als Stützdraht und hat eine wesentlich größere Dicke als die der ersten Sieblage. Auch die Maschenweite ist wesentlich größer. Dadurch nimmt die Größe der Sieböffnungen in Siebrichtung zu.
Der Unterschied der Maschenweiten zweier benachbarter Siebgewebelagen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1:2 bis 1:20, insbesondere in einem Bereich von 1:5 bis 1:15.
Wenn beispielsweise das erste Siebgewebe eine Maschenweite von 20 μm hat, besitzt das zweite Siebgewebe eine Maschenweite von beispielsweise 200 μm. Da das zweite Siebgewebe aufgrund der größeren Dicke des Metalldrahtes bereits eine viel höhere Eigensteifigkeit aufweist, als das erste, sehr feine Siebgewebe, ist es nicht erforderlich, die weiteren Stufensprünge der nachfolgenden Siebgewebelagen genauso groß zu wählen, wie den Stufensprung zur ersten Siebgewebelage. Daher kann bei drei oder mehr aufeinander folgenden Siebgewebelagen unterschiedlicher Maschenweite der Unterschied der Maschenweite zwischen einer ersten Siebgewebelage und einer zweiten Siebgewebelage größer sein als der Unterschied zwischen der zweiten und der dritten Siebgewebelage. Das gilt im übertragenen Sinne auch für alle weiteren Siebe.
Eine besondere Herausforderung ist es, die sehr dünnen Siebgewebelagen mit dickwandigeren Bauteilen stoffschlüssig zu verbinden, insbesondere mit massiven Rahmenbauteilen. Selbst ein dünnwandiges Blechbauteil ermöglicht es nicht, beispielsweise 20 μm dicke Metalldrähte mit diesen zu verschweißen. Der dünne Metalldraht würde sofort schmelzen und wäre nicht mehr vorhanden. Die Erfindung löst dieses Problem durch die dickeren Metalldrähte der stützenden weiteren Gewebelagen. Dadurch gleichen sich die Dicken der miteinander stoffschlüssig zu verbindenden Bauteile an, so dass ein prozesssicheres stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere Verschweißen oder Verlöten oder auch Verkleben möglich ist.
Es ist aber auch möglich, an die Siebgewebelage anzubringende massive Metallbauteile ebenfalls durch Sintern, unter dem Einfluss von Hitze und Druck zu verbinden, so dass auch relativ dünne Siebgewebe sicher fixiert werden können.
Die Erfindung macht sich ferner die Erkenntnis zu eigen, dass die gesinterten Drahtgewebelaminate überraschenderweise sehr gut zu Schwingungen angeregt werden können. Man ist davon ausgegangen, dass die mehrlagigen Drahtgewebe nicht so gut zu Schwingungen angeregt werden können und dass der gewünschte Selbstreinigungseffekt bzw. der Effekt, dass die Reibung zwischen dem Siebgut und dem Siebgewebe reduziert wird, sich nicht oder nur ungenügend einstellt. Versuche haben jedoch das Gegenteil gezeigt. Gegenüber einlagigen, nicht gesinterten Drahtgeweben neigt das vergleichsweise starre Laminat aus mehreren Gewebelagen dazu, die Schwingungen direkt aufzunehmen und zu übertragen. Es kommt bei einer zwei- oder dreilagig ausgestalteten Siebfläche zu einer ausgezeichneten Siebleistung. Entscheidend ist hierbei das Zusammenspiel der Schwingungsanregung, der vergleichsweise starren Struktur der Sieblage und der vergleichsweise großen Siebfläche.
Durch die Möglichkeit, dass Siebgewebe mittels des Sinterns sicher zu fixieren, wird zudem die Herstellung des Siebbelags wesentlich vereinfacht. An Stelle einer punktuellen Fixierung der Sieblage durch einzelne Punktschweißungen und Verkleben der übrigen Bereiche, um Dichtigkeit gegenüber einem tragenden Rahmen zu schaffen, kann durch das Sintern eine vollflächige, einheitliche, stoffschlüssige Verbindung geschaffen werden. Es ist auch nicht mehr erforderlich, die Sieblage zu spannen. Die Fertigung und Montage wird insgesamt einfacher.
Ferner hat sich gezeigt, dass nicht nur mit Schwingungserzeugern im Ultraschallbereich, d. h. bei Frequenzen von 30 bis 38 kHz hervorragende Siebleistungen erreicht werden können, sondern auch dann, wenn der Schwingungserzeuger in einem Bereich von 30 bis 200 Hz, insbesondere 75 bis 120 Hz arbeitet. Hierbei handelt es sich um Frequenzen, die beispielsweise durch Linearklopfer erzeugt werden können, wie z. B. einen Druckluftklopfer. Es können als Schwingungserzeuger auch Motoren mit einer Unwucht eingesetzt werden. Die Art der Schwingungserzeugung ist nicht ausschlaggebend. Maßgeblich ist vielmehr, dass die Schwingungen möglichst stufenlos eingestellt werden können, so dass Frequenz und Phase verändert werden können.
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Siebsystem zwei Schwingungserzeuger mit voneinander abweichenden Frequenzen vorgesehen. Einerseits sollte wenigstens ein Ultraschall-Schwingungserzeuger vorgesehen sein, der mit 30 kHz bis 38 kHz arbeitet und andererseits wenigstens ein weiterer Schwingungserzeuger, der mit einer sogenannten Brummfrequenz von 30 Hz bis 200 Hz arbeitet. Lineare Druckluftklopfer, die Frequenzen in einem Bereich von 75 Hz bis 115 Hz erzeugen, können beispielsweise mit Drücken von 2 bar bis 6 bar betrieben werden. Durch Variation des Druckes ist die Frequenz stufenlos einstellbar.
Bei wenigstens zwei Schwingungserzeugern mit voneinander abweichender Frequenz sollten die Schwingungsrichtungen entweder in zueinander parallelen Ebenen liegen oder in zueinander senkrecht stehenden Ebenen. Versuche haben gezeigt, dass sich dadurch die besten Siebergebnisse erzielen lassen.
Die Anordnung der Schwingungserzeuger bzw. die Anordnung der Erreger zur Einleitung der Schwingungen in den Siebbelag sind im großen Umfang von der Konfiguration des jeweiligen Siebsystems abhängig. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn eine Schwingungsübertragerfläche zwischen der Siebfläche und dem Schwingungserzeuger angeordnet ist. Dies führt dazu, dass die Schwingungen etwas großflächiger in die Siebfläche eingebracht werden können. Die lokale Belastung wird etwas reduziert, so dass die Schwingungen insgesamt besser in das verhältnismäßig starre Siebgewebe eingebracht werden können, ohne dass die freie Siebfläche dadurch wesentlich reduziert wird.
Die Anordnung und Anzahl der Klopfer- bzw. der Ultraschall-Konverter beeinflusst die Materialverteilung und Bewegungsorientierung des zu siebenden Materials. Durch unterschiedliche Anordnungen, d. h. durch die horizontale und/oder vertikale Anordnung der Linearklopfer und Ultraschall-Konverter ist eine zielgerichtete Bewegung des Siebgutes zu realisieren. Hierbei ist ebenfalls die Leistung des Ultraschall-Klopfers und der Betriebsdruck des Linearklopfers entscheidend. Die auf dem Sintersiebbelag verteilten und getrimmten Stimulatoren entscheiden über den Wirkungsgrad des Systems. Es können mehrere Anregungspunkte mit unterschiedlichen Einbausituationen und Arbeitspunkten auf dem Sintersiebbelag angebracht sein. Der Arbeitspunkt des Ultraschall-Konverters liegt zwischen 30–38 kHz bei unterschiedlicher Amplitude und Leistung bei horizontaler und/oder vertikaler Anordnung. Der Arbeitspunkt eines Linearklopfers liegt bei 75–120 Hz bei unterschiedlichen Arbeitsdrücken und horizontaler und/oder vertikaler Anordnung. Die Anzahl der jeweiligen Stimulatoren, deren Einbaulage und Betriebspunkte ist variabel und auf das zu siebende Material abgestimmt.
Flächen, die von den Schwingungsübertragerflächen bedeckt sind, zählen nicht zur Siebfläche. Auch wenn im Bereich der Schwingungsübertragerfläche die stoffschlüssige Anbindung mit der Siebfläche dazu führt, dass hier die einzelnen Sieblagen stoffschlüssig miteinander verbunden sind, betrifft die Erfindung die zusätzliche Verbindung des Siebbelages außerhalb dieser Schwingungserzeugerflächen. Dadurch sind insbesondere bei gesinterten Siebbelägen sämtliche Berührungspunkte zwischen einander benachbarten Drähten stoffschlüssig miteinander verbunden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Schwingungserzeuger mit einem Erregerrahmen verbunden, der im Abstand vom Außenrand der Siebfläche an einer Seite der Siebfläche stoffschlüssig mit dieser verbunden ist. Der wenigstens eine Erregerrahmen kann rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Ecken sein. Quadratische Formen sowie kreisrunde Formen sind ebenso möglich. Bei einem kreisrunden Siebbelag können auch zwei oder mehrere getrennt voneinander angeordnete Erregerrahmen vorgesehen sein, die in diesem Fall die Gestalt des Buchstabens ”D” oder von kreissegmentförmigen Rahmen haben. Der Erregerrahmen und seine Form haben die Funktion, die auf ihn übertragende Schwingung möglichst gleichmäßig in den gesamtem Siebbelag einzubringen. Da der Erregerrahmen parallel zum Siebbelag angeordnet ist, besitzt er wenigstens einen Koppelungspunkt, der entweder parallel zum Siebbelag orientiert ist oder senkrecht zum Siebbelag steht. Der Schwingungserzeuger kann alternativ an jeden dieser Koppelungspunkte angeschlossen werden, je nach dem, was die zu lösende Siebaufgabe verlangt.
Zusätzlich können inselartig mehrere voneinander beanstandete Schwingungsübertragerflächen auf der Siebfläche angeordnet sein. Diese Schwingungsübertragerflächen können über Schwingungsübertrager miteinander gekoppelt sein. Von einer einzigen Schwingungsübertragerfläche können mehrere Schwingungsübertrager abzweigen. Beispielsweise können einzelne Schwingungsübertragerflächen sternförmig um eine mittlere Schwingungsübertragerfläche angeordnet sein, wobei die Schwingungseinleitung in diese mittlere Schwingungsübertragerfläche erfolgt. Diese dient als Multiplikator für die weiteren angekoppelten Schwingungsübertragerflächen. Neben diesen sternförmigen Anordnungen können weitere kaskadierte Anordnungen möglich sein. Es ist beispielsweise möglich, dass zusätzlich zu dem Erregerrahmen Schwingungsübertrager derart angeordnet sind, dass außerhalb und innerhalb des Erregerrahmens angeordnete Schwingungserzeugerflächen verbunden werden. Hierbei überspannt der Schwingungsübertrager den Erregerrahmen im Abstand. Insgesamt wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Schwingungserregung zumindest über einen Schwingungserzeuger bei im Wesentlichen kreisrunden Siebbelägen mittig erfolgt.
Die Erfindung ist allerdings nicht auf kreisrunde Siebbeläge begrenzt. Die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung ergeben sich auch bei abweichenden Geometrien in der Siebbelagebene, d. h. bei mehreckigen insbesondere rechteckigen oder quadratischen Geometrien. Die erfindungsgemäßen Eigenschaften ergeben sich selbst dann, wenn der Siebbelag gewölbt ist, sei es, weil er eine gewellte oder gezackte Oberfläche besitzt, oder weil er konkav oder konvex gekrümmt ist. Die Erfindung ist mithin nicht auf ebene Siebbeläge beschränkt.
Das verwendete Material für die Metalldrähte, vorzugsweise Edelstahl, ist korrosions- und auch hitzebeständig. Die Anzahl der miteinander zu verbindenden Gewebelagen liegt zwischen 1 und 10. Die Anregung mittels Ultraschall kann in der Frequenz und Phasenlage variiert werden. Die Bewegungsrichtung des Siebgutes wird unter anderem durch unterschiedliche Einleitungsebenen des Ultraschalls und der niederfrequenten Schwingung gesteuert.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein großer Anteil der eingebrachten Energie direkt auf den Siebbelag und damit auf das Siebgut wirkt. Die Größe der Siebe kann eine Fläche bis zu 10 qm haben, wobei in diesem Fall mehrere Schwingungserzeuger eingesetzt werden. Es können mehrstufige Kaskadensiebe jeweils mit Ultraschall und/oder einer Brummfrequenz erregt werden und kombiniert werden.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Trockensiebung, zur Fest- und Flüssigkeitstrennung, Trocknung, Separation, Klassierung, Entstaubung und Filtration.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Siebsystem mit einer Ansicht von unten auf einen Siebbelag;
2 in der Richtungsweise der 1 eine weitere Ausführungsform;
3 ein Siebsystem in einer weiteren Ausführungsform mit Blickrichtung auf die Unterseite des Siebbelags;
4 eine weitere Ausführungsform eines Siebsystems mit Blickrichtung auf die Unterseite des Siebbelags;
5 eine weitere Ausführungsform eines Siebsystems mit Blickrichtung auf die Unterseite des Siebbelags und
6 einen Ausschnitt des Siebbelags.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Siebsystem 1a mit einem Siebbelag 2 und einem Schwingungserzeuger 3, der über eine Schwingungsübertragerfläche 4 auf den Siebbelag 2 wirkt. Der Siebbelag 2 ist kreisrund. Die dargestellte Unterseite des Siebbelags 2 ist eben. An der Unterseite findet sich neben der ebenen Schwingungsübertragerfläche 4, die zentral angeordnet ist und die Form einer kleinen, kreisrunden Scheibe hat, der eigentliche Schwingungserzeuger 3 in vertikalem Abstand zu dem Siebbelag 2. Er ist über einen Schwingungsübertrager 5 mit der Schwingungsübertragerfläche 4 stoffschlüssig verbunden. Die Einleitung der Schwingungen vom Schwingungserzeuger 3 in die Schwingungsübertragerfläche 4 erfolgt bei dieser Orientierung des Schwingungsübertragers 5 senkrecht zum Siebbelag 2.
Alternativ befindet sich an der Schwingungsübertragerfläche 4 ein zweiter Schwingungsübertrager 6, welcher um 90° gegenüber dem zuerst genannten Schwingungsübertrager 5 abgewinkelt ist. In nicht näher dargestellter Weise kann der Schwingungserzeuger 3 auch an diesem im Wesentlichen parallel zum Siebbelag 2 verlaufenden Schwingungsübertrager 6 angekoppelt sein, so dass die Schwingungsübertragerfläche 4 Schwingungen in den Siebbelag 2 einleitet, die parallel zum Siebbelag 2 verlaufen.
Die Schwingungsübertragerfläche 4 ist im Abstand von einem aus Hohlprofilen gebildeten, quadratisch konfigurierten Erregerrahmen 7 umgeben, welcher stoffschlüssig mit dem Siebbelag 2 verbunden ist. Der Erregerrahmen 7 besitzt zwei Anschlüsse 8, 9 zur Aufnahme eines weiteren, nicht näher dargestellten Schwingungserzeugers. Dieser zweite Schwingungserzeuger arbeitet mit einer anderen Frequenz als der erste Schwingungserzeuger 3. Während der erste Schwingungserzeuger 3 vorzugsweise bei einer Frequenz von 30 bis 38 kHz arbeitet, liegt die Frequenz des zweiten Schwingungserzeugers in einem Bereich von 30 bis 200 Hz, insbesondere in einem Bereich von 75 bis 120 Hz. Es kann sich um einen Linearklopfer handeln, beispielsweise duckluftbetrieben, welcher durch Veränderung des anliegenden Druckes stufenlos in seiner Frequenz einstellbar ist. Es kann sich aber auch um einen Motor mit einer Schwungmasse handeln.
Die Ausführungsform des Siebsystems 1b der 2 unterscheidet sich von derjenigen der 1 dadurch, dass zusätzlich zu der mittleren Schwingungserzeugerfläche 4 weitere, sternförmig um die mittlere Schwingungserzeugerfläche 4 herum angeordnete Schwingungserzeugerflächen 10 angeordnet sind, die allerdings innerhalb des Erregerrahmens 7 platziert sind. Die drei zusätzlichen Schwingungserzeugerflächen 10 sind jeweils um 120° versetzt angeordnet. Die Schwingungsübertragerflächen 10 sind jeweils über einen einzelnen Schwingungsübertrager 11 mit der zentralen Schwingungsübertragerfläche 4 verbunden. Die Schwingungsübertrager 11 sind gewissermaßen als U-förmig konfigurierte Bügel um den zentralen Schwingungsübertrager 5 herum angeordnet.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel gibt es einen um 90° versetzt zu dem zentralen Schwingungsübertrager 5 angeordneten Schwingungsübertrager 6, so dass der Schwingungserzeuger 3 die gewünschte Frequenz auch parallel zum Siebbelag 2 einleiten kann. Zusätzlich befindet sich innerhalb des von dem Erregerrahmen 7 begrenzten Bereiches eine weitere Schwingungsübertragerfläche 12, an welcher ein weiterer Schwingungserzeuger 13 angeordnet ist. Auch dieser wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Siebebene.
Die Frequenz des zweiten Schwingungserzeugers 13 ist mit 30 bis 200 Hz deutlich niederfrequenter als die Ultraschallfrequenz des ersten Schwingungserzeugers 3.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Siebsystems 1c. Bei dieser Ausführungsform fehlt die zentrale Schwingungsübertragerfläche, wie sie in 1 und 2 zu erkennen ist. Stattdessen gibt es zwei außerhalb des Erregerrahmens 7 liegende, diametral angeordnete Schwingungsübertragerflächen 14, 15, die jeweils mit zwei Schwingungsübertragern 16, 17 verbunden sind, die wiederum U-förmig konfiguriert sind, dabei die aneinander gegenüberliegenden Längsseiten des Erregerrahmens 7 übergreifen und mit Schwingungsübertragerflächen 18 im Inneren des viereckig konfigurierten Erregerrahmens 7 verbunden sind. Die gesamte Anordnung ist spiegelsymmetrisch. Zusätzlich zu den in den mittleren Bereich des Siebbelags 2 führenden Schwingungsübertragern 16, 17 ist mit den äußeren Schwingungsübertragerflächen 14, 15 jeweils ein weiterer Schwingungsübertrager 19, 20 verbunden, der nach radial außen führt und zur nicht näher dargestellten Ankoppelung eines Schwingungserzeugers dient. Der Erregerrahmen 7 besitzt wie bei der Ausführungsform der 1 auch wiederum zwei Anschlüsse 8, 9, die im 90° Winkel zueinander angeordnet sind und die Befestigung von Schwingungserzeugern ermöglichen. In den nachfolgenden 4 und 5 wird auf die Darstellung dieser Anschlüsse verzichtet. Gleichwohl können die Anschlüsse vorgesehen sein.
Das Ausführungsbeispiel der 4 unterscheidet sich von dem der 3 dadurch, dass das dortige Siebsystem 1d ähnlich wie bei der Ausführungsform der 1 eine zentrale Schwingungsübertragerfläche 4 besitzt, allerdings im Unterschied zur Ausführungsform der 2, 4 statt 3 weitere Schwingungsübertragerflächen 10 innerhalb des Erregerrahmens 7 besitzt. Die Schwingungsübertragerflächen 10 befinden sich im Wesentlichen im Eckbereich des Erregerrahmens 7, ohne mit diesem verbunden zu sein. Auch fehlt bei diesem Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, die zentrale Schwingungsübertragerfläche 4 senkrecht zum Siebbelag 2 anzuregen. Es ist lediglich der in 2 bereits mit 6 bezeichnete Schwingungsübertrager vorhanden, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich Schwingungen parallel zur Siebebene in das sternförmige System von Schwingungsübertragern eingebracht werden können. Die Anregung des Erregerrahmens 7 erfolgt wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen.
Das Siebsystem 1e der 5 unterscheidet sich von demjenigen der 4 lediglich dadurch, dass der Erregerrahmen 7 in seinen äußeren Abmessungen kleiner gestaltet worden ist, wohingegen die wiederum sternförmig angeordneten Schwingungsübertragerflächen 10 bei dieser Ausführungsform nicht innerhalb des Erregerrahmens 7 liegen, sondern außerhalb des Erregerrahmens 7. Die Schwingungsübertrager 11 sind entsprechend länger gestaltet und verlaufen durch die Eckbereiche des Erregerrahmens 7.
6 zeigt den Aufbau einer Siebgewebe-Einheit 21, aus welchem der Siebbelag 2 besteht. Die Siebgewebe-Einheit 21 ist als gesintertes Laminat ausgebildet. Die Siebgewebe-Einheit 21 und dementsprechend auch der Siebbelag 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel mehrlagig. Die Siebgewebe-Einheit 21 besteht ebenso wie die übrigen Komponenten des Siebsystems aus Metall, insbesondere aus Edelstahl. Die Siebgewebe-Einheit 21 besitzt zwei unterschiedliche Siebgewebe 22, 23. Das in der Bildebene untere erste Siebgewebe 22 ist das engmaschigere Siebgewebe. Es ist dem Siebgut zugewandt. Dieses engmaschige Siebgewebe 22 wird von einem zweiten Siebgewebe 23 gestützt. Die Metalldrähte 24 in dem zweiten Siebgewebe 23 sind erheblich dicker, formstabiler und insgesamt durch Sintern mit dem ersten Siebgewebe 22 verbunden. Das heißt, dass die beiden Siebgeweben 22, 23 auf eine Temperatur in einem Bereich von 1100°C bis 1300°C erwärmt worden sind und unter Druck und Vakuum miteinander stoffschlüssig verbunden worden sind. Dadurch entsteht ein fester Laminatverbund aus zwei metallischen Gewebelagen.
Bezugszeichenliste

1: Siebsystem
1a: Siebsystem
1b: Siebsystem
1c: Siebsystem
1d: Siebsystem
2: Siebbelag
3: Schwingungserzeuger
4: Schwingungsübertragerfläche
5: Schwingungsübertrager
6: Schwingungsübertrager
7: Erregerrahmen
8: Anschluss
9: Anschluss
10: Schwingungsübertragerfläche
11: Schwingungsübertrager
12: Schwingungsübertragerfläche
13: Schwingungserzeuger
14: Schwingungsübertragerfläche
15: Schwingungsübertragerfläche
16: Schwingungsübertrager
17: Schwingungsübertrager
18: Schwingungsübertragerfläche
19: Schwingungsübertrager
20: Schwingungsübertrager
21: Siebgewebe-Einheit
22: Siebgewebe
23: Siebgewebe
24: Metalldraht

Claims

Siebsystem mit einem Siebbelag (2) und wenigstens einem Schwingungserzeuger (3, 13), wobei der Siebbelag (2) ein- oder mehrlagig ist und wenigstens eine Lage eines Siebgewebes (22, 23) besitzt, wobei die wenigstens eine Lage des Siebgewebes (22, 23) aus Metalldrähten (24) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldrähte (24) der wenigstens einen Lage des Siebgewebes (22, 23) innerhalb einer Siebfläche des Siebbelags (2) stoffschlüssig durch Versintern miteinander verbunden sind, wobei das Siebgewebe (22, 23) stoffschlüssig mit einem Schwingungsübertrager (5, 6, 11, 16, 17, 19, 20) verbunden ist, welcher mit einem Schwingungserzeuger (3, 13) gekoppelt ist.
Siebsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldrähte (24) einander benachbarter Siebgewebe (22, 23) eines mehrlagigen Siebbelags (2) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Siebsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldrähte (24) einander benachbarter Siebgewebe (22, 23) eines mehrlagigen Siebbelags (2) durch Sintern miteinander verbunden sind.
Siebsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebgewebe (22, 23) voneinander abweichende Maschenweiten besitzen.
Siebsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Maschenweiten zweiter benachbarter Siebgewebe (22, 23) in einem Bereich von 1:2 bis 1:20, insbesondere in einem Bereich von 1:5 bis 1:15, liegt.
Siebsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei drei oder mehr aufeinander folgenden Siebgewebe (22, 23) unterschiedlicher Maschenweiten, der Unterschied der Maschenweiten zwischen einem ersten Siebgewebe (22) und einem zweiten Siebgewebe (23) größer ist als der Unterschied zwischen dem zweiten und dem dritten Siebgewebe.
Siebsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweiten des ersten Siebgewebes (22) in einem Bereich von 20 μm bis 2.000 μm liegen.
Siebsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Schwingungserzeuger (3) eine Frequenz in einem Bereich von 30 bis 38 kHz erzeugt und/oder wenigstens ein weiterer Schwingungserzeuger (13) eine Frequenz von 30 bis 200 Hz, insbesondere 75 bis 120 Hz, erzeugt.
Siebsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens zwei Schwingungserzeugern (3, 13) mit voneinander abweichender Frequenz die Schwingungsrichtungen in zueinander senkrecht stehenden Ebenen oder in zueinander parallelen Ebenen liegen.
Siebsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Schwingungserzeuger (3) mit einer Schwingungsübertragerfläche (4, 10, 14, 15, 18) verbunden ist, die stoffschlüssig mit dem Siebbelag (2) verbunden ist
Siebsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Schwingungserzeuger (13) mit einem Erregerrahmen (7) verbunden ist, der mit Abstand vom Außenrand des Siebbelages (2) an einer Seite des Siebbelages (2) stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.
Siebsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander beabstandet auf dem Siebbelag (2) angeordnete Schwingungsübertragerflächen (4, 10, 14, 18) vorgesehen sind, die über Schwingungsübertrager (11, 16, 17) miteinander gekoppelt sind.
Siebsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schwingungsübertragerflächen (10) sternförmig um eine mittlere Schwingungsübertragerfläche (4) angeordnet sind, wobei die Schwingungseinleitung in die mittlere Schwingungsübertragerfläche (4) erfolgt.
Siebsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schwingungsübertrager (11, 16, 17), der zwei Schwingungsübertragerflächen (4, 10, 14, 18) miteinander verbindet, den Erregerrahmen (7) im Abstand übergreift.
Siebsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsübertrager (11, 16, 17) durch Löten mit der Schwingungsübertragerfläche (4, 10, 14, 18) verbunden ist.
Siebsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsübertragerfläche (4, 10, 14, 18) das Siebgewebe (22, 23) stützt.
Siebsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsübertragerfläche (4, 10, 14, 18) durch Sintern mit dem Siebgewebe (22, 23) verbunden ist.
Siebsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Siebgewebe (22, 23) verbundenen und mitschwingenden metallischen Bauteile stoffschlüssig, insbesondere löttechnisch mit dem Siebgewebe (22, 23) verbunden sind.
Siebsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Siebbelag (2) Mittel zur Erzeugung einer Scherkraft und/oder einer Fliehkraft auf das zu siebende Siebgut zugeordnet sind.