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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung vom sich kreisförmig bewegenden Typ, bevorzugt zur Verwendung in einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten, nach dem Patentanspruch 1.
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Bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten werden Siebvorrichtungen vom sich kreisförmig bewegenden Typ verwendet, um Holzwerkstoffrohmaterial nach dem Zerspanen oder Zerfasern und Trocknen in Fraktionen unterschiedlicher Größe zu sieben. Die so gesiebten, in Größenfraktionen getrennten Partikel können anschließend im Herstellungsprozess von Werkstoffplatten aus Holz verwendet werden, indem sie beispielsweise auf an sich bekannter Weise zu einer Holzwerkstoffmatte gestreut werden und die Matte in einer Durchlaufpresse zu einem Plattenstrang verpresst wird. Der Plattenstrang kann anschließend zu einzelnen Holzwerkstoffplatten vereinzelt werden.
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Derartige sich kreisförmig bewegende Siebvorrichtungen sind typischerweise große Stahlkonstruktionen, bei denen eine geschweißte Stahlkonstruktion einen Tragrahmen der Vorrichtung bildet, an welchem die eigentliche Siebeinheit über Aufhängungselemente, die meist als gelenkig befestigte Stangen ausgeführt sind, aufgehängt ist. Die Siebeinheit kann sich so auf einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn in der horizontalen Ebene bewegen. Es handelt sich also nicht um ein hin und her vibrierendes Sieb, sondern um ein Sieb mit kreisförmiger Bewegung, bei dem eine konstante zentripetale Beschleunigung, die sich um eine im Wesentlichen vertikale Achse dreht, das zu siebende Material auf und durch die Siebebenen bringt. Ein typischer Durchmesser einer Umlaufbahn beträgt 40-80 mm und die Umlaufgeschwindigkeit beträgt typisch 150-200 U/min.
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Das Sieben erfolgt dabei üblicherweise mittels 2 bis 4 Siebstufen, die aus Siebgitter gebildet werden, die in Bezug auf die horizontale Ebene leicht geneigt sind. Der Neigungswinkel beträgt im Allgemeinen 5-10°. Der Das zu siebende Material fließt in Richtung der Neigung. Die Siebgitter sind über seitliche Türen oder Luken zugänglich, so dass sie entfernt und ausgetauscht werden können.
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Die Siebvorrichtungen sind typischerweise große Stahlkonstruktionen, bei denen die Breite des Tragrahmens mehr als 3 m und die Länge des Tragrahmens im Allgemeinen zwischen 5 und 10 m beträgt. Darüber hinaus handelt es sich üblicher Weise um starre Konstruktionen mit festem Neigungswinkel. Eine Änderung des Neigungswinkels ist bei derartigen Siebvorrichtungen daher nicht oder nur schwer möglich.
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Wie sich bei Laborversuchen der Anmelderin gezeigt hat, hat der Neigungswinkel einen großen Einfluss auf den Volumenstrom des Materials, das durch die Siebeinheit geführt und von dieser gesiebt wird. Insbesondere zeigen schon relativ kleine Unterschiede im Neigungswinkel deutliche Unterschiede hinsichtlich der maximalen Verweildauer von Partikeln auf dem Sieb. Auf Basis dieser Versuche wurde erkannt, dass sich - auch und insbesondere für im Betrieb wechselndes, unterschiedliches zu siebendes Material - über eine Verstellung des Neigungswinkels eine Optimierung hin zu einer höheren Staub- bzw. Feingutabsiebung (bei gegebener Sieblänge) erzielen lässt, oder dass für eine gegebene, gefordertes Niveau der Feingutabsiebung die Länge der Siebstrecke kürzer gewählt werden kann, was bedeutet, dass für einen gegebenen Durchlauf die Siebvorrichtung kleiner und damit kostengünstiger dimensioniert werden kann, bzw. dass für eine Siebvorrichtung gegebener Größe ein höherer maximaler Durchlauf ermöglicht wird.
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Das Dokument
WO 2015/200382 A1 beschreibt eine sich kreisförmig bewegende Siebvorrichtung zur Verwendung in der pharmazeutischen, medizinischen, Ölfeld-, Lebensmittel- und anderen Industrien, in welcher eine Antriebseinheit in einem Tragrahmen beweglich aufgehängt ist. Auf der Antriebseinheit ist eine Siebeinheit angeordnet, die mittels Winkelstücken und Halterungen abgestützt getragen wird. Die Winkelstücke und Halterungen sind so ausgebildet, dass sie an verschiedenen Punkten miteinander verbunden werden können, um auf diese Weise eine Verstellung der Neigung der Siebeinheit zu erlauben. Die Verstellung der Neigung der Siebeinheit kann auf diese Weise ohne konstruktive Änderungen und auf leichtere Weise ausgeführt werden. Auf Grund der durch die Ausgestaltung der Winkelstücke und Halterungen vorgegebenen begrenzten Anzahl an unterschiedlichen Positionen kann jedoch nur eine begrenzte Anzahl von fest vorgegebenen, unterschiedlichen Neigungswinkeln eingestellt werden. Auch ist es zur Verstellung notwendig, die Verbindung zwischen Winkelstücken und Halterungen zu lösen, was nur bei Stillstand der Siebvorrichtung erfolgen kann und zusätzliche Arbeitsmittel, wie einen Kran oder dergleichen zum Halten der Siebeinheit erfordert.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siebvorrichtung vom sich kreisförmig bewegenden Typ zur Verwendung in einer Anlage zur Holzwerkstoffplattenherstellung anzugeben, welche eine einfache und stufenlose Verstellung des Neigungswinkels, insbesondere auch während dem Betrieb der Siebvorrichtung, erlaubt.
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Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst mit einer Siebvorrichtung wie in Anspruch 1 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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In einem Aspekt wird eine Siebvorrichtung zur Verwendung in einer Holzwerkstoffplattenherstellungsanlage angegeben, umfassend einen Tragrahmen und eine Siebeinheit, wobei die Siebeinheit über Aufhängungselemente an dem Tragrahmen aufgehängt ist, derart, dass die Siebeinheit sich auf einer kreisförmigen Trajektorie bewegen kann, wobei die Siebeinheit zumindest ein Siebmodul und eine Antriebseinrichtung aufweist, und wobei die Antriebseinrichtung eingerichtet ist, die Siebeinheit in eine kreisförmige Bewegung auf der kreisförmigen Trajektorie zu versetzen. Die Siebvorrichtung umfasst weiter zumindest eine elektromotorisch und/oder hydraulisch arbeitende Verstellvorrichtung vorgesehen ist, die eingerichtet ist, die Aufhängung der Siebeinheit an dem Tragrahmen mittels der Aufhängungselemente zu verstellen, um einen Neigungswinkels der Siebeinheit zu verstellen; und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der zumindest einen Verstellvorrichtung.
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Mit Hilfe der elektromotorisch und/oder hydraulisch arbeitende Verstellvorrichtung(en) kann eine stufenlose Verstellung des Neigungswinkels, beispielsweise zwischen 4° und 12°, vorgenommen werden. Auch ist es zur Verstellung des Neigungswinkels nicht notwendig, dass mechanische Verbindungen oder Befestigungen gelöst werden, was die Verstellung des Neigungswinkels beträchtlich erleichtert. Auch ist es nicht notwendig, die Siebvorrichtung zur Verstellung des Neigungswinkels stillzusetzen, so dass es nunmehr möglich ist, den Neigungswinkel der Siebeinheit bei laufendem Siebbetrieb der Siebvorrichtung zu verstellen.
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Die zumindest eine Verstellvorrichtung als elektromotorisch betriebene Kugelumlaufspindel oder als hydraulische Linearachse ausgebildet sein. Dabei kann bevorzugt weiter vorgesehen sein, dass die zumindest eine Verstellvorrichtung weiter ein Drehgebersystem und/oder ein Linearmaßstabsystem aufweist, wobei weiter eine Positionsregelung der zumindest einen Verstellvorrichtung auf Basis der Messwerte des Drehgebersystems und/oder des Linearmaßstabsystems ausgeführt wird, und/oder wobei auf Basis der Messwerte des Drehgebersystems und/oder des Linearmaßstabsystems die Steuereinrichtung eine Bestimmung des Ist-Neigungswinkels vornimmt.
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Weiterhin kann zumindest ein Sensor zur Ermittlung des Volumenstroms durch die Siebvorrichtung vorgesehen sein, und die Steuereinrichtung kann weiter eingerichtet sein, eine automatische Neigungswinkelverstellung auf Basis des ermittelten Volumenstroms vorzunehmen.
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Auf diese Weise kann eine automatische und optimale Winkelverstellung der Neigung abhängig von einem sich ändernden, tatsächlichen Volumenstrom ausgeführt und so der Betrieb der Siebvorrichtung optimiert werden.
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Vorzugsweise sind die Aufhängungselemente als Stahlseile ausgeführt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass zwei als Stahlseil ausgebildete Aufhängungselemente über Umlenkrollen zu einer gemeinsamen Verstellvorrichtung geführt und von dieser betätigt werden.
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Das zumindest eine Siebmodul kann mehrere Siebgitter aufweisen, die übereinander angeordnet sind und unterschiedliche Maschengrößen aufweisen, um zu siebendes Holzrohmaterial in Fraktionen unterschiedlicher Größe zu sieben. Bevorzugt kann weiter zumindest eine Lichtschranke vorgesehen sein, die über ein Siebgitter quer zu diesem verlaufend angeordnet ist, zur Bestimmung, über welche Länge des Siebmoduls das Siebgitter mit zu siebendem Material belegt ist, wobei bevorzugt die Steuereinheit eingerichtet ist, eine automatische Neigungswinkelverstellung auf Basis des bestimmten Ergebnisses vorzunehmen. Auf diese Weise kann der Betrieb der Siebvorrichtung weiter optimiert werden.
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Anstelle der Lichtschranke sind auch andere Messsysteme oder Messvorrichtungen denkbar, beispielsweise optische Scanner, Reflektionsmessungen der Sieboberfläche, Lichtschranken für das durch den Sieb fallende Material, etc.
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Die Siebeinheit kann zwei Siebmodule und ein Rahmenmodul aufweisen, wobei das Rahmenmodul zwischen den Siebmodulen angeordnet ist. Dabei kann insbesondere die zumindest eine Antriebseinrichtung in dem Raum zwischen den Siebmodulen angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Bauform erzielt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe einiger bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben:
- Es zeigt:
- 1 eine Ansicht von schräg oben auf eine Siebvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 das Rahmenmodul der Siebvorrichtung entsprechend der Ausführungsform und die Antriebsvorrichtungen des Rahmenmoduls;
- 3 die Siebvorrichtung entsprechend der Ausführungsform von einem auslassseitigen Ende aus betrachtet und
- 4 schematisch eine alternative Ausgestaltung einer Verstellvorrichtung zur Neigungswinkelverstellung.
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1 zeigt eine Siebvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Sieborrichtung umfasst einen Tragrahmen 1 und eine daran aufgehängte, bewegliche Siebeinheit 2. Die Aufhängung wird dabei durch eine Mehrzahl von Aufhängungselementen 3 gebildet. In der 1 sind dabei vier Aufhängungselemente 3 dargestellt, welche in diesem Beispiel durch gelenkig befestigte Stäbe gebildet werden.
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Die Siebeinheit 2 umfasst in dieser Ausführungsform zwei Siebmodule 4 und ein zwischen diesen angeordnetes Rahmenmodul 5. Das Rahmenmodul 5 fungiert dabei bevorzugt gleichzeitig als Träger und Befestigung für die Siebmodule 4.
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Ein Siebmodul 4 umfasst eine oder mehrere Siebkammern, die im Wesentlichen übereinander angeordnet und strukturell voneinander getrennt sind, z.B. mit einer festen Zwischenebene, insbesondere einem Siebgitter 7. In jeder dieser Kammern, welche auch als Deck bezeichnet werden, wird das zu siebende Material in mindestens zwei Fraktionen gesiebt. In den Zeichnungen wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Sieb zweideckig ist, d.h. es gibt in jedem Siebmodul 4 zwei übereinander angeordnete Siebkammern.
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Das zu siebende Material wird in die Aufgabetrichter gemäß den Pfeilen 6 zugeführt und die gesiebten Fraktionen werden vom anderen Ende des Siebes in an sich bekannter Weise abgeführt, wobei jede Fraktion auf ein eigenes Förderband abgegeben wird.
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Die Siebmodule 4 umfassen Siebgitter 7 (3). Die Siebmodule 4 und ihre Siebgitter 7 sind in einem Neigungswinkel, der bevorzugt im Bereich zwischen 4° bis 12° liegt, zur horizontalen Ebene geneigt, wobei das zu siebende Material in Richtung der Neigung fließt, wenn die Siebeinheit 2 in eine horizontale kreisende Bewegung versetzt wird.
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Die kreisende Bewegung kann mit mindestens einer, in der Ausführungsform nach 2 mit zwei Antriebseinrichtungen 8, die in ihrer Masse exzentrisch sind und sich zumindest größtenteils innerhalb des Rahmenmoduls 5 befinden, herbeigeführt werden, wobei die Antriebseinrichtungen rotierende Wellen 9 aufweisen, die im Wesentlichen vertikal sind und die im Betrieb die Siebeinheit 2 in die kreisende Bewegung auf einer kreisförmigen Trajektorie in der horizontalen Ebene versetzen. Die exzentrischen Massen bzw. Gewichte 10 der Rotationswellen 9 befinden sich innerhalb des Rahmenmoduls 5, was den Platzbedarf reduziert und es erlaubt, die Siebvorrichtung raumsparender und kleiner auszugestalten.
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3 zeigt die Siebvorrichtung vom auslassseitigen Ende aus betrachtet und in einer teilweise geöffneten Darstellung.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Neigungswinkel nicht, wie im Stand der Technik für derartige Siebvorrichtungen üblich, fest vorgegeben ist, sondern es ist vorgesehen, dass der Neigungswinkel stufenlos verstellbar ist. Hierzu ist bzw. sind, wie in 1 bis 3 gezeigt, eine oder mehrere Verstellvorrichtungen 20 vorgesehen, die auf einige oder alle der Aufhängungselemente 3 einwirken, um ein Ende der Siebeinheit 2 anzuheben bzw. abzusenken, und/oder das andere Ende der Siebeinheit 2 abzusenken bzw. anzuheben.
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Als ein nicht beschränkendes Beispiel zeigen 1 bis 3 zwei Verstellvorrichtungen 20, die an einem auslassseitigen Ende der Siebvorrichtung an dem Tragrahmen 1 befestigt sind. Die Verstellvorrichtungen 20 sind dabei jeweils als eine von einem Motor 24 angetriebene Kugelumlaufspindel 22 ausgeführt, wobei das jeweils zugeordnete Aufhängungselement 3 an der Spindelmutter befestigt ist. Wenn die Verstellvorrichtungen 20 von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) entsprechend angesteuert werden, können so die jeweils zugeordneten Aufhängungselemente 3 angehoben oder abgesenkt werden, um das jeweils betreffende Ende der Siebeinheit 2 anzuheben oder abzusenken, um so den Neigungswinkel zu verstellen. So kann im Beispiel der 1 und 2 mit den zwei am auslassseitigen Ende der Siebeinheit 2 vorgesehenen Verstellvorrichtungen 20 das auslassseitige Ende der Siebeinheit 2 angehoben, und damit der Neigungswinkel verkleinert, oder abgesenkt, und damit der Neigungswinkel vergrößert werden.
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Die Motoren 24 sind vorzugsweise als Servomotoren ausgebildet, die mit einer entsprechenden Servoantriebseinheit verbunden sind, wobei weiter ein Sensorsystem, insbesondere ein Drehgebersystem oder ein Linearmaßstabsystem, vorgesehen sein kann, das die Bestimmung des Drehwinkels der Motorachse bzw. der Linearposition der Spindelmutter ermöglicht. Die Servomotoren können dabei vorzugsweise in einem Positionsregelmodus betrieben werden. Unter Steuerung der Steuereinheit ist es so möglich, dass bei der Verstellung des Neigungswinkels die beiden Verstellvorrichtungen 20 synchron arbeiten, so dass die Siebeinheit 2 an beiden Seiten gleich und gleichmäßig angehoben werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Verstellung des Neigungswinkels im laufenden Betrieb erfolgt, da auf diese Weise keine unerwünschten Verkippungen oder seitliche Neigungen der Siebeinheit 2 ausgelöst werden, welche den Betrieb stören könnten.
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Aus den Daten der Drehgebersysteme oder der Linearmaßstabsysteme lässt sich rechnerisch auch der Neigungswinkel bestimmen, so dass eine vorgebbare und reproduzierbare Einstellung des Neigungswinkels möglich wird. Beispielsweise kann ein Bediener über eine Eingabevorrichtung einen gewünschten Neigungswinkel eingeben, worauf die Steuereinheit entsprechende Sollwerte für die Verstellvorrichtungen 20 berechnet und an die Verstellvorrichtungen 20 ausgibt. Es kann dabei auf Basis der von den Sensoren erfassten Ist-Werte eine Regelung ausgeführt werden, wobei der Regelkreis in der Steuereinheit oder in der Servomotor-Antriebseinheit vorgenommen werden kann.
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Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, eine automatische Neigungswinkelverstellung vorzunehmen. Beispielsweise kann ein oder können mehrere Sensoren zur Erfassung des Volumenstroms bzw. der Durchlaufmenge an zu siebendem bzw. bereits gesiebten Material vorgesehen sein, wobei ausgehend von der so erfassten tatsächlichen Durchlaufmenge mittels einer Nachschlagetabelle oder mittels rechnerischer Formeln ein entsprechender Soll-Neigungswinkel, insbesondere ein optimaler Soll-Neigungswinkel bestimmt wird, wobei die Steuereinrichtung die Verstellung des tatsächlichen, Ist-Neigungswinkels hin zu dem Soll-Neigungswinkel veranlasst. Alternativ kann die Durchlaufmenge auch ausgehend von der anlagentechnisch vorgegebenen Durchlaufmenge, insbesondere als Einstellwert einer übergeordneten Anlagensteuerung, übernommen werden. Die automatische Neigungswinkelverstellung kann insbesondere so erfolgen, dass auf diese Weise bewirkt wird, dass unter Einstellung jeweiliger zugeordneter Neigungswinkel auch für unterschiedliche oder zeitlich variabler Durchlaufmengen jeweils bewirkt wird, dass die Siebgitter 7 der Siebmodule 4 jeweils im Wesentlichen über ihre gesamte Länge mit zu siebendem Material belegt sind. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, in den Siebmodulen 4 entsprechende Sensoren vorzusehen, beispielsweise Lichtschranken, die über den Siebgittern 7 und quer zu diesen verlaufend, angeordnet sind, mit denen erfasst werden kann, wie weit die Siebgitter 7 noch mit zu siebendem Material belegt sind.
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Während mit Bezug auf 1 bis 3 eine mögliche Ausführungsform beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht beschränkend, und es sind viele Abwandlungen und Ergänzungen möglich.
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So ist es beispielsweise möglich, dass im Fall einer Aufhängung der Siebeinheit an 4 Punkten, wie in 1 bis 3 gezeigt, vier Verstellvorrichtungen 20 vorgesehen sind, die mit den vier Aufhängungselementen 3 zusammenwirken, um eine Neigungswinkelverstellung durch gleichzeitiges Anheben eines Endes und Absenken des anderen Endes der Siebeinheit 2 vorgenommen wird. Auch ist es möglich, eine Aufhängung an mehr als vier Aufhängungspunkten, beispielsweise an sechs Aufhängungspunkten, vorzusehen, wobei entsprechend vier oder sechs Aufhängungselemente 3 jeweils entsprechenden Verstellvorrichtungen 20 zugeordnet sind.
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Darüber hinaus ist die Verstellvorrichtung 20 nicht auf eine Ausgestaltung als eine elektromotorisch angetriebene Kugelumlaufspindel 22 beschränkt. So kann auch eine Ausgestaltung als eine hydraulisch betriebene Linearachse in Betracht gezogen werden. Der Einsatz von Hydrauliken in den Verstellvorrichtungen 20 bietet dabei den Vorteil, dass alle Hydraulikzylinder mit demselben Druck beaufschlagt werden können, wodurch sichergesellt wird, dass alle Aufhängungselemente 3 mit im Wesentlichen derselben Gewichtskraft belastet werden.
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Weitere Ausgestaltungen der Verstellvorrichtungen werden dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein.
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Weiter ist es möglich, dass die Aufhängungselemente 3 nicht als angelenkte Stäbe, sondern als Stahlseile ausgeführt sind. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, die Verstellvorrichtungen 20 als elektromotorisch angetriebene Winden auszugestalten, welche die als Stahlseile (Aufhängungselemente 3) aufwickeln bzw. abwickeln, um so den Neigungswinkel zu verstellen.
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Auch kann vorgesehen sein, dass wie in 4 gezeigt die Stahlseile mittels Umlenkrollen 30 umgelenkt werden. Dies ermöglicht es zum Beispiel, die Stahlseile von zwei Seiten der Siebeinheit 2 zusammenzuführen, um sie an einer Verstellvorrichtung 20 anzubringen, so dass die beiden Stahlseile, und damit die beiden Seiten der Siebeinheit 2, beim Verstellen des Neigungswinkels von der gemeinsamen Verstellvorrichtung 20 jeweils gemeinsam und synchron verstellt werden.
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Während es bevorzugt ist, die Verstellvorrichtungen 20, wie in 1 bis 3 gezeigt, am Tragrahmen 1 festgelegt vorzusehen, wird der Fachmann verstehen, dass eine Festlegung der Verstellvorrichtungen 20 an der Siebeinheit 2 ebenso denkbar ist.
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Auch ist es denkbar, anstelle der oder ergänzend zu den in den Verstellvorrichtungen 20 vorgesehenen Drehgebersystemen oder Linearmaßstabsystemen andere bzw. weitere Sensorsysteme vorzusehen, mit Hilfe derer sich der Ist-Neigungswinkel der Siebeinheit 2 erfassen lässt.
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Obwohl oben eine Ausführungsform beschrieben ist, die ein Rahmenmodul 5 und zwei Siebmodule 4 umfasst, ist dies nicht einschränkend, und es ist auch möglich, mehr als zwei Siebmodule 4 in Kombination mit einem oder mehreren Rahmenmodulen 5 zu verwenden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tragrahmen
- 2
- Siebeinheit
- 3
- Aufhängungselement
- 4
- Siebmodul
- 5
- Rahmenmodul
- 6
- Materialzufuhr
- 7
- Siebgitter
- 8
- Antriebseinrichtung
- 9
- Drehachse
- 10
- Gewichte
- 11
- Explosionsklappe
- 12
- Flammenlöscheinrichtung
- 20
- Verstellvorrichtung
- 22
- Kugelumlaufspindel
- 24
- Motor
- 30
- Umlenkrolle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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