DE102017100607A1 - Spiralsieb und Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Spiralsieb (1) aus Kunststoff oder Metall mit einer Vielzahl von Wendeln (2) beschrieben, bei dem die Windungen einer Wendel (2) reißverschlussartig mit den Windungen der benachbarten Wendeln (2) ineinandergreifen, mit Steckdrähten (4) zum Sichern der Wendeln, wobei die Steckdrähte (4) in Kanäle eingeschoben werden, die durch die ineinandergreifenden Windungen jeweils zweier Wendeln (2) gebildet werden, und wobei Füllmaterial in Form von zusätzlichen Fülldrähten (6) Bereiche der freien Hohlräume (5) der Wendeln (2) ausfüllen. Damit bei einem derartigen Spiralsieb die Porosität (Luftdurchlässigkeit) des Spiralsiebes (1) genau eingestellt werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fülldrähte (6) aus Formgedächtnis-Polymeren bestehen. ()

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Spiralsieb aus Kunststoff oder Metall nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung.
  • Derartige Spiralsiebe werden in großem Umfang z.B. als Trockensiebe in Papiermaschinen oder dergleichen eingesetzt. Bei Trockensieben ist es wichtig, dass eine speziell benötigte Porosität (Luftdurchlässigkeit) bei der Herstellung des Spiralsiebes eingestellt werden kann. Dies geschieht dadurch, dass man in die freien Hohlräume der Wendeln der Spiralsiebe zusätzlich zu Steckdrähten zum Sichern der Wendeln Füllmaterial einführt. Dies können Drähte, Streichgarne, Bänder oder auch Schäume sein. Durch das „Füllen“ der luftdurchlässigen Zwischenräume der Wendeln wird die Durchlässigkeit der Spiralsiebe verkleinert. Der Füllprozess zur Regulierung der Porosität der Spiralsiebe erfolgt heutzutage im Wesentlichen auf zwei Arten, die jedoch beide sehr aufwändig und arbeitsintensiv sind. Das Verfüllen der luftdurchlässigen Zwischenräume der Wendeln erfolgt dabei entweder vor oder nach dem Kalandrieren und Fixieren der Spiralsiebe. Das Verfüllen vor dem Kalandrier- und Fixiervorgang wäre zwar der rationellste Weg, da das Spiralsieb noch auf der Herstellungsmaschine (Fügeeinrichtung) fixiert ist und das Verfüllen auf handelsüblichen Vorrichtungen auch automatisch erfolgen kann. Der Nachteil dieses Verfahrens ist aber, dass sich während des Kalandrierens und Fixierens das Maß der freien Hohlräume verändert, d. h. vergrößert. Diese Maßveränderung verläuft trotz gleicher Temperaturbeaufschlagung und Spannung nicht gleichmäßig im gesamten Spiralsieb, das aus sehr vielen einzelnen Spiralsträngen besteht, welche auf mehreren unterschiedlichen Herstellungsmaschinen produziert werden. Die Wendeln weisen trotz Maßgleichheit unterschiedliche Schrumpfwerte auf, was zu den Maßunterschieden der freien Hohlräume führt. Außerdem müssen in einem weiteren teuren Arbeitsgang zusätzliche Fülldrähte oder dgl. Füllmaterial zum Abdichten des Freiraumes eingebracht werden. Bei dem heute am meisten verwendeten Verfahren zum Erreichen einer gewünschten Porosität des Spiralsiebes erfolgt das Verfüllen nach dem Kalandrieren und Fixieren. Dazu muss das fertig fixierte Spiralsieb wieder auf eine Vorrichtung gespannt und ausgerichtet werden, um die entsprechenden Füllmaterialien in die freien Räume zu schieben. Dabei wird die Porosität kontinuierlich gemessen. Aber auch bei diesem Verfahren existieren die gleichen Probleme in Bezug auf die Maßabweichungen der freien Hohlräume wie in dem zuvor beschriebenen Verfahren, da die Rohwendeln den gleichen Herstellungsprozess durchlaufen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spiralsieb der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, bei dem die Porosität (Luftdurchlässigkeit) des Spiralsiebes genau eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fülldrähte aus Formgedächtnis-Polymeren bestehen. Polymere haben aufgrund ihres Aufbaus ein eingebautes Formgedächtnis. Formgedächtnis-Polymere sind maßgeschneiderte, intelligente und selbst reparierende Hochleistungskunststoffe, die sich an ihre frühere äußere Form trotzt einer zwischenzeitlich starken Umformung scheinbar „erinnern“ können, die folglich auch als Shape-Memory-Polymers (SMP) bezeichnet werden. Stimuli-sensitive Kunststoffe reagieren auf einen äußeren Auslöseimpuls mit einer Änderung ihrer makroskopischen Eigenschaften. Ist von dieser Änderung auch die äußere Form betroffen, spricht man von einem Formgedächtniseffekt. Erfolgt die äußere Verformung in Folge einer Temperaturänderung spricht man von einem thermisch induzierten Formgedächtniseffekt. Es sind aber auch mechanische, magnetische und elektrische Stimuli realisiert. Ist das stimuli-sensitive Material ein Polymer, handelt es ich um ein Formgedächtnis-Polymer (siehe Dr. Thomas J. Reitinger, „Formgedächtnis-Polymere (Shape-Memory Polymers, SMP) als Materialien der Zukunft“ in Erfinderaktivitäten 2005/2006). Der Formgedächtniseffekt ist eine Funktion, die auf der Kombination einer geeigneten Polymerarchitektur/ -morphologie und einem darauf abgestimmten Programmierungsprozess (Funktionalisierung) basiert (siehe Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung, Institut für Biomaterialforschung). Damit ist es möglich, als Füllmaterial ein oder mehrere Fülldrähte aus Formgedächtnis-Polymeren in die freien Hohlräume der Spiralsiebe zu schieben, wo diese durch eine externe Stimulanz aktiviert werden und der induzierte Formgedächtniseffekt ausgelöst wird. Dieser Formgedächtniseffekt verformt den Fülldraht in einer vorbestimmten Weise und füllt dadurch die freien Hohlräume der Wendeln aus, wodurch eine genau definierte Porosität der Spiralsiebe einstellbar ist.
  • Bei den beschriebenen Formgedächtnis-Polymeren kann es sich erfindungsgemäß sowohl um Einwege-Formgedächtnis-Polymere als auch um Mehrwege-Formgedächtnis-Polymere handeln. Während bei der Verwendung von Einwege-Formgedächtnis-Polymeren die durch eine externe Stimulanz erfolgte Veränderung der Form des Fülldrahtes nur in eine Richtung geht und am Schluss des Verformungsprozesses endgültig ist und danach auch nicht mehr verändern kann, werden, um die Einsatzmöglichkeiten bei der Verwendung von Fülldrähten aus Formgedächtnis-Polymeren zu erhöhen, die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte erfindungsgemäß auch aus Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren hergestellt. Diese können durch Einbau bestimmter molekularer Bausteine so gestaltet werden, dass ihre äußere Form durch verschiedene Stimuli schaltbar ist und so in zwei oder mehr verschiedene Volumenformen versetzt werden kann. Das wiederum bedeutet, dass mit einem entsprechenden Fülldraht durch Einwirken verschiedener Stimuli unterschiedliche Porositäten am Spiralsieb eingestellt werden können.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte aus Zweiwege-Formgedächtnis-Polymeren bestehen. Damit lassen sich die Fülldrähte zum Beispiel durch eine erste externe Stimulanz von einer Ausgangsform in eine erste vorbestimmte Form (Wirkphase) und durch eine zweite Stimulanz wieder zurück in die Ausgangsform bringen.
  • Bei der Verwendung von Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren, zum Beispiel von Dreiwege-Formgedächtnis-Polymeren, lassen sich in Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte in weitere Querschnittsformen versetzen, so dass ein entsprechendes Spiralsieb auf verschiedene Porositäten einstellbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte in Bezug auf ihr Volumen und/oder ihre Form ein definiertes vorgegebenes Maß auf. Damit lässt sich die Verringerung der Porosität des Spiralsiebs exakt voreinstellen.
  • Damit die Porosität des Spiralsiebs über ihre gesamte Fläche gleich ist, erstrecken sich die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte erfindungsgemäß über die gesamte Breite des Spiralsiebs, wodurch eine gleichmäßige Ausfüllung der freien Hohlräume ermöglicht wird.
  • Die erfindungsgemäßen Spiralsiebe werden bevorzugt nach einem Verfahren hergestellt, bei dem Drähte aus Kunststoff oder Metall zu einzelnen Wendeln gewickelt werden, die dann in Querrichtung derart überlappend ineinandergeschoben werden, dass die Windungen einer Wendel zwischen die Windungen der nächsten Wendel zu liegen kommen und die sich überlappenden Windungen der Wendeln dabei einen Kanal bilden, durch den Steckdrähte geschoben werden, mit denen die Wendeln parallel zueinander verbunden werden, und wobei zusätzlich als Füllmaterial Fülldrähte in die freien Hohlräume der Wendeln geschoben werden und diese ausfüllen. Die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte bestehen dabei erfindungsgemäß aus Formgedächtnis-Polymeren, die in die freien Hohlräume des Spiralsiebes eingeschoben werden. Das Spiralsieb wird in an sich bekannter Weise einem Kalandrier- und Fixiervorgang unterworfen. Durch einen auf den Fülldraht einwirkenden externen Stimulus wird dann der Formgedächtniseffekt ausgelöst und der Fülldraht zur Veränderung der Porosität (Durchlässigkeit) des Spiralsiebes in eine vorbestimmte Form (Wirkphase) gebracht. Nach dem Auslösen des aufgeprägten Formgedächtniseffekts verformt sich der Fülldraht derart, dass er die freien Hohlräume des Spiralsiebes in der vorbestimmten Weise ausfüllt und so die gewünschte genau definierte Porosität des Spiralsiebes einstellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die als Füllmaterial dienenden flexiblen Fülldrähte vor oder nach dem Kalandrieren und Fixieren des Spiralsiebs in die freien Hohlräume der Wendeln eingeschoben werden. Dabei wird ein in seiner Form genau definierter Fülldraht aus Formgedächtnis-Polymeren über die gesamte Breite des Spiralsiebes per Hand oder automatisch mittels einer Vorrichtung, z. B. der Herstellungsmaschine (Fügeeinrichtung), in die freien Hohlräume geschoben. Da es sich bis zu diesem Zeitpunkt noch um ein sogenanntes Spiralrohsieb handelt, welches noch nicht formstabil bzw. gebrauchsfertig ist, um es z. B. als Papiermaschinenbespannungs-Trockensieb zu gebrauchen, erfolgt als nächster Arbeitsschritt das Kalandrieren und Fixieren. Dabei wird das Rohrspiralsieb vorteilhafterweise auf einem sogenannten Kalander mittels Wärme, Zug und Schrumpf individuell zu einem Fertigsieb, z. B. einem Trockensieb, geformt.
  • Erfindungsgemäß wird als nächste Schritt zum Erreichen einer definierten Porosität der externe Stimulus für das Formgedächtnis-Polymer durch chemische oder physikalische Einflüsse, insbesondere durch Aufbringung genau definierter Wärme, Magnetismus oder UV-Strahlung aktiviert und der dadurch induzierte Formgedächtniseffekt ausgelöst.
  • Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte aus Einwege-Formgedächtnis-Polymeren oder Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren, insbesondere Zweiwege-Formgedächtnis-Polymeren, bestehen, die durch eine erste Stimulanz in eine erste vorbestimmte Form (Wirkphase) gebracht werden und ggfls. durch eine zweite oder auch weitere Stimulanzen in eine zweite oder weitere Querschnittsformen versetzt werden können, sodass die Spiralsiebe auf zwei oder mehr verschiedene Porositäten einstellbar ist.
  • In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass durch eine alternierende Aufbringung der ersten und zweiten Stimulanz ein Schalteffekt erzielt wird. Aufgrund der verschiedenen Stimuli können die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte in zwei oder mehrere verschiedene Formen unterschiedlicher Volumen versetzt werden.
  • Derart ausgebildete Spiralsiebe aus Kunststoff oder Metall mit einer Vielzahl von Wendeln, wobei die Windungen einer Wendel reißverschlussartig mit den Windungen der benachbarten Wendeln ineinandergreifen, mit aus Formgedächtnis-Polymeren bestehenden als Füllmaterial dienenden zusätzlichen Fülldrähten, die in Kanäle eingeschoben werden, die durch die ineinandergreifenden Windungen jeweils zweier Wendeln gebildet werden, wobei die Fülldrähte Bereiche der freien Hohlräume der Wendeln ausfüllen, werden in besonders bevorzugter Weise erfindungsgemäß als Trockensiebe, insbesondere in Papiermaschinen, bei der Fruchtsaftherstellung und der Schlammentwässerung verwendet.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Spiralsiebs zur Veranschaulichung zweier Profil-Phasen,
    • 2 einen Teil-Querschnitt durch einen Ausschnitt durch das in 1 gezeigte Spiralsieb mit einem eingesetzten Fülldraht in der Ausgangslage (Phase 1),
    • 3 einen Teil-Querschnitt durch den in 2 gezeigten Ausschnitt des Spiralsiebs in der Wirkphase (Phase 2),
    • 4 den in 3 gezeigten Teil-Querschnitt mit einem verschmutzten Spiralsieb in der Wirkphase (Phase 2),
    • 5 den in 4 gezeigten Teil-Querschnitt mit dem verschmutzen Spiralsieb in der (durch eine Stimulanz zurückgesetzten) Phase 1,
    • 6 den in 5 gezeigten Teil-Querschnitt durch das Spiralsieb nach dessen Reinigung in der Phase 1,
    • 7 den in 5 gezeigten Teil-Querschnitt durch das gereinigte Spiralsieb (infolge einer Stimulanz) erneut in der Wirkphase (Phase 2),
    • 8 in einer 3 entsprechenden Darstellung einen Teil-Querschnitt durch ein Spiralsieb mit einem anders geformten Fülldraht (Phase 2),
    • 8.1 einen Querschnitt durch den in 8 gezeigten Fülldraht in dessen ursprünglichen Form,
    • 9 in einer 3 entsprechenden Darstellung einen Teil-Querschnitt durch ein Spiralsieb mit einer weiteren Ausführungsform eines Fülldrahts (Phase 2),
    • 9.1 einen Querschnitt durch den in 9 gezeigten Fülldraht in dessen ursprünglichen Form,
    • 10 in einer 3 entsprechenden Darstellung einen Teil-Querschnitt durch ein Spiralsieb mit einer noch weiteren Ausführungsform eines Fülldrahts (Phase 2) und
    • 10.1 einen Querschnitt durch den in 10 gezeigten Fülldraht in dessen ursprünglichen Form.
  • Das in 1 ausschnittsweise dargestellte Spiralsieb 1 weist eine Vielzahl von Spiralen oder Wendeln 2 auf, die aus gewickelten Drähten aus Kunststoff oder Metall bestehen. Die Windungen der Wendeln 2 werden in Querrichtung derart zwischen die Windungen der benachbarten Wendeln 2 geschoben, dass die einzelnen Wendeln 2 ineinandergreifen und gleichsam miteinander kämmen. Dabei bilden die sich überlappenden Windungen der Wendeln 2 einen Kanal 3, durch den Steckdrähte 4 geschoben werden, mit denen die Wendeln 2 miteinander verbunden und gesichert werden. In die luftdurchlässigen Hohlräume 5 der Wendeln 2 werden als Füllmaterial Fülldrähte 6 eingeschoben. Durch das Füllmaterial werden die Hohlräume 5 der Wendeln 2 ausgefüllt. Hierdurch wird die Oberfläche des Spiralsiebes 1 geschlossen, wodurch die Porosität (Luftdurchlässigkeit) des Spiralsiebes 1 auf ein bestimmtes Maß verringert wird.
  • Die Fülldrähte 6 weisen ein Durchmesser B1 auf. Um bei der Herstellung eines Spiralsiebes 1 deren Porosität einzustellen, werden nach Art, Form und Durchmesser unterschiedliche Fülldrähte eingesetzt. Dies kann vor oder nach dem Kalandrieren und Fixieren erfolgen. Unabhängig davon, ob das Verfüllen vor oder nach dem Kalandrier- und Fixiervorgang erfolgt, verändert sich während des Kalandrierens und Fixierens das Maß der freien Hohlräume 5, d.h. sie vergrößern sich. Diese Maßveränderung verläuft trotz gleicher Temperaturbeaufschlagung und Spannung nicht gleichmäßig im gesamten Spiralsieb 1, das aus sehr vielen einzelnen Spiralsträngen besteht, welche auf mehreren unterschiedlichen Herstellungsmaschinen produziert werden. Die Wendeln 2 weisen trotz Maßgleichheit unterschiedliche Schrumpfwerte auf, was zu den Maßunterschieden der freien Hohlräume 5 führt.
  • Die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte 6 bestehen aus Formgedächtnis-Polymeren. Nach dem Auslösen des aufgeprägten thermisch induzierten Formgedächtniseffekts verändern die Fülldrähte 6 ihre ursprüngliche Form (Phase 1) in einer exakt vorherbestimmbaren Weise (Phase 2). In dieser auch als Wirkphase bezeichneten Phase 2 nehmen die Fülldrähte die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnete Form an. In dieser füllen sie die freien Hohlräume 5 des Spiralsiebes 1 in der vorbestimmten Weise aus und stellen damit die gewünschte genau definierte Porosität des Spiralsiebes ein. Es können sowohl ein als auch mehrere Fülldrähte 6 aus Formgedächtnis-Polymeren in einen freien Hohlraum 5 des Spiralsiebes 1 eingeschoben werden, wo sie durch die externe Stimulanz aktiviert werden und der induzierte Formgedächtniseffekt ausgelöst wird.
  • Um die Einstellung einer bestimmten Porosität des Spiralsiebes 1 zu gewährleisten, weisen die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte 6 ein exakt vorgegebenes Maß auf. Damit zudem die Porosität des Spiralsiebs 1 über ihre gesamte Fläche gleich ist, erstrecken sich die Fülldrähte 6 über die gesamte Breite des Spiralsiebs, wodurch eine gleichmäßige Ausfüllung der freien Hohlräume 5 ermöglicht wird.
  • Im oberen Teil der 1 ist der Fülldraht 6 mit einem Durchmesser B1 dargestellt. Dieser ragt in die freien Hohlräume 5 zwischen den Wendeln 2 des Spiralsiebes 1 (Phase 1). Wird nun auf das Spiralsieb 1 von außen eine genau definierte Wärme aufgebracht, wird der externe Stimulus aktiviert und der thermisch-induzierte Formgedächtniseffekt ausgelöst. Dadurch verformt sich der Fülldraht 6 von seiner ursprünglichen Form in die im unteren Teil der 1 gezeigte Form. In dieser befindet sich der Fülldraht in seiner Wirkphase (Phase 2) und weist die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnete Form auf. Dieser Fülldraht 7 hat einen Durchmesser B2 und füllt die freien Hohlräume 5 aus. Damit lässt sich eine genau definierte Porosität des Spiralsiebs 1 einstellen.
  • Die 2 und 3 zeigen diesen Vorgang anhand einer speziellen Ausführungsform. In 2 greifen die Windungen einer Wendel 2 in die Windungen zweier benachbarter Wendeln 2 ein und werden durch jeweils einen Steckdraht 4 zusammengehalten. Zusätzlich und parallel zu den Steckdrähten 4 ist in den Hohlraum 5 der Wendel 2 ein Fülldraht 6 eingeschoben (Phase 1). Der Fülldraht 6 erstreckt sich dabei über die gesamte Breite des Spiralsiebes 1 (nicht dargestellt).
  • Wird nun der Formgedächtniseffekt ausgelöst, führt dies zu der in 3 gezeigten Situation. Der Fülldraht 6 in 2 verformt sich aus der Phase 1 in die Phase 2 (Wirkphase) und nimmt die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnete Form an. Da es sich bei dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendeten Formgedächtnis-Polymer um ein sogenanntes Einwege-Formgedächtnis-Polymer handelt, ist die Form des Fülldrahtes 7 nach Auslösen des Formgedächtniseffekts fixiert und kann nicht mehr verändert werden.
  • Die Einsatzmöglichkeiten mittels derartiger Formgedächtnis-Polymere lassen sich erfindungsgemäß dadurch erhöhen, dass die Fülldrähte aus an sich bekannten Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren, insbesondere Zweiwege-Formgedächtnis-Polymere bestehen. Diese können durch Einbau bestimmter molekularer Bausteine so gestaltet werden, dass ihre äußere Form durch verschiedene Stimuli schaltbar ist und so zum Beispiel in zwei verschiedene Querschnittsformen versetzt werden kann. Das wiederum bedeutet, dass mit einem entsprechenden Fülldraht durch Einwirken verschiedener Stimuli unterschiedliche Porositäten am Spiralsieb eingestellt werden können. Dies wird in Verbindung mit der Reinigung eines als Trockensieb einer Papiermaschine dienenden Spiralsiebs anhand der 2 bis 7 veranschaulicht:
  • In dem in 2 gezeigten Ausgangszustand (Phase 1) wird ein Fülldraht 6 in einen freien Hohlraum 5 des Spiralsiebes 1 eingeschoben und wie beschrieben kalandriert und fixiert. Danach wird das Spiralsieb mit einem ersten (nicht dargestellten) Stimulator beaufschlagt. Dies hat zur Folge, dass der Fülldraht 6 in die in 4 gezeigte Wirkphase (Phase 2) übergeht und ein Volumen einnimmt, mit dem der Fülldraht 7 den Hohlraum 5 der Wendel 2 weitgehend ausgefüllt und damit eine niedrige Porosität des Spiralsiebes 1 eingestellt ist. Nach dem Konfektionieren kann das Spiralsieb 1 als Trockensieb in eine Papiermaschine eingezogen werden und seine Funktion übernehmen. Da sich dabei auf dem Spiralsieb 1 Verunreinigungen 8 ansammeln (siehe 4) ist es üblich, dass das Spiralsieb 2 in der Papiermaschine regelmäßig mittels Hochdruck mit Wasser, Dampf, Bürsten und dgl. gereinigt wird. Um diese Reinigung zu erleichtern kann der Fülldraht 7 durch einen zweiten (ebenfalls nicht dargestellten) Stimulator in seine in 5 dargestellte Phase 1 zurückgestellt werden, wodurch ein Freiraum zum erleichterten Ableiten der Verunreinigungen geschaffen wird. Nachdem das Spiralsieb 1 von den Verunreinigungen gesäubert ist (siehe 6) wird durch erneute Aktivierung des ersten Stimulators die in 7 gezeigte Volumenform gemäß Phase 2 wieder hergestellt und die eingestellte Porosität erreicht. Damit wird eine Arbeitsweise ermöglicht, die den Reinigungsprozess im laufenden Betrieb einer Papiermaschine erheblich erleichtert.
  • Die Fülldrähte können vor dem Einschieben in die Hohlräume 5 der Wendeln 2 unterschiedliche Formen und Faltungen aufweisen. Insbesondere müssen sie nicht die in den 2 bis 7 gezeigte Schlauchform aufweisen. Die Fülldrähte können auch als Vollmaterial in allen Raumformen verwendet werden. So weist zum Beispiel der in 8 gezeigte Fülldraht 9 ein kleineres Volumen (Außenmaß) als die Hohlräume 5 auf. Die 8.1 zeigt den Fülldraht 9 in seiner Ursprungsform. Das gleiche gilt für den in 9 gezeigten Fülldraht 10 in seiner Wirkphase (Phase 2). Die 9.1 zeigt wieder den Fülldraht 10 in seiner Ursprungsform. Wie die 10 und 10.0 zeigen können auch schlauchförmige Fülldrähte 11 unterschiedlicher Querschnitte (Ursprungsform) verwendet werden, die nach dem Auslösen eines Formgedächtniseffektes die Hohlräume 5 der Wendeln 2 weitgehend ausfüllen.
  • Die Raumformen der erfindungsgemäßen Fülldrähte sind auf die Ursprungsformen der dargestellten Fülldrähte 6, 9, 10, 11 nicht beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Spiralsieb
    2
    Wendeln
    3
    Kanäle
    4
    Steckdrähte
    5
    Hohlräume
    6
    Fülldraht (Phase 1)
    7
    Fülldraht (Phase 2)
    8
    Verunreinigungen
    9
    Fülldraht
    10
    Fülldraht
    11
    Fülldraht

Claims (12)

  1. Spiralsieb (1) aus Kunststoff oder Metall mit einer Vielzahl von Wendeln (2), wobei die Windungen einer Wendel (2) reißverschlussartig mit den Windungen der benachbarten Wendeln (2) ineinandergreifen, mit Steckdrähten (4) zum Sichern der Wendeln, wobei die Steckdrähte (4) in Kanäle (3) eingeschoben werden, die durch die ineinandergreifenden Windungen jeweils zweier Wendeln (2) gebildet werden, und wobei Füllmaterial in Form von zusätzlichen Fülldrähten (6, 9, 10, 11) Bereiche der freien Hohlräume (5) der Wendeln (2) ausfüllen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldrähte (6, 9, 10, 11) aus Formgedächtnis-Polymeren bestehen.
  2. Spiralsieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) aus Einwege-Formgedächtnis-Polymeren bestehen.
  3. Spiralsieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) aus Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren, insbesondere Zweiwege-Formgedächtnis-Polymeren bestehen.
  4. Spiralsieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) in Bezug auf ihr Volumen und/oder ihre Form ein definiertes vorgegebenes Maß aufweisen.
  5. Spiralsieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) über die gesamte Breite des Spiralsiebes (1) erstrecken.
  6. Verfahren zur Herstellung von Spiralsieben (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem Drähte aus Kunststoff oder Metall zu einzelnen Wendeln (2) gewickelt werden, die dann in Querrichtung derart überlappend ineinandergeschoben werden, dass die Windungen einer Wendel (2) zwischen die Windungen der nächsten Wendel (2) zu liegen kommen und die sich überlappenden Windungen der Wendeln (2) dabei einen Kanal (3) bilden, durch den Steckdrähte (4) geschoben werden, mit denen die Wendeln (2) parallel zueinander verbunden werden, und wobei zusätzlich als Füllmaterial Fülldrähte (6, 9, 10, 11) in die freien Hohlräume (5) der Wendeln (2) geschoben werden und diese ausfüllen, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) aus Formgedächtnis-Polymeren bestehen und in die freien Hohlräume (5) des Spiralsiebes (1) eingeschoben werden, dass das Spiralsieb (1) einem Kalandrier- und Fixiervorgang unterworfen wird, dass durch einen auf den Fülldraht (6, 9, 10, 11) einwirkenden externen Stimulus der Formgedächtniseffekt ausgelöst und der Fülldraht (6, 9, 10, 11) zur Veränderung der Porosität des Spiralsiebes (1) in eine vorbestimmte Form (Wirkphase) gebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) vor oder nach dem Kalandrieren und Fixieren des Spiralsiebes (1) in die freien Hohlräume (5) der Wendeln (2) eingeschoben werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiralsieb (1) auf einem Kalander mittels Wärme, Zug und Schrumpf zu einem Fertigsieb, z.B. einem Trockensieb, geformt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Stimulanz für das Formgedächtnis-Polymer durch chemische oder physikalische Einflüsse, insbesondere durch genau definierte Wärme, Magnetismus oder UV-Strahlung aktiviert und der dadurch induzierte Formgedächtniseffekt ausgelöst wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllmaterial dienenden Fülldrähte (6, 9, 10, 11) aus Einwege-Formgedächtnis-Polymeren oder Mehrwege-Formgedächtnis-Polymeren, insbesondere Zweiwege-Formgedächtnis-Polymeren, bestehen, die durch eine erste Stimulanz in eine erste vorbestimmte Form (Wirkphase) gebracht werden und durch wenigstens eine zweite Stimulanz in eine zweite oder weitere Querschnittsform versetzt werden können, sodass das Spiralsieb (1) auf zwei oder mehr verschiedene Porositäten einstellbar ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine alternierende Aufbringung der ersten und der zweiten Stimulanz ein Schalteffekt erzielt wird.
  12. Verwendung von Spiralsieben (1) aus Kunststoff oder Metall mit einer Vielzahl von Wendeln (2), wobei die Windungen einer Wendel (2) reißverschlussartig mit den Windungen der benachbarten Wendeln (2) ineinandergreifen, mit aus Formgedächtnis-Polymeren bestehenden als Füllmaterial dienenden zusätzlichen Fülldrähten (6, 9, 10, 11), die in Kanäle (3) eingeschoben werden, die durch die ineinandergreifenden Windungen jeweils zweier Wendeln (2) gebildet werden, wobei die Fülldrähte (6, 9, 10, 11) Bereiche der freien Hohlräume (5) der Wendeln (2) ausfüllen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralsiebe (1) als Trockensiebe insbesondere in Papiermaschinen, bei der Fruchtsaftherstellung und der Schlammentwässerung eingesetzt werden.
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