DE19547585A1

DE19547585A1 - Verfahren zur Herstellung eines Siebelementes sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Siebelement

Info

Publication number: DE19547585A1
Application number: DE1995147585
Authority: DE
Inventors: Ralf Moennigmann
Original assignee: Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
Current assignee: Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1996-12-05

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Siebelementes gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Siebelementen, die in einem Verfahren nach Art der Erfindung hergestellt werden, ist es besonders wichtig, eine möglichst große Feinheit der Sieböffnungen zu erzielen. Die Charakteristik eines solchen Siebelementes ergibt sich im wesentlichen aus Größe, Form und Anzahl der sich in der Sortierschicht befindenden Öffnungen. Dabei ist in der Regel die Anzahl der Öffnungen wesentlich größer als die der Tragschicht. Für bestimmte Anwendungsfälle, die sich besonders in der Papier- und Zellstoffindustrie ergeben, sollen derartige Siebelemente eine Sortiercharakteristik haben, die nur durch Öffnungen im Zehntel-Millimeter-Bereich, sei es nun der Durchmesser von kreisförmigen oder die Spaltweite von schlitzförmigen Öffnungen, erreichbar ist. Natürlich ist man auch bestrebt, durch derartige Siebelemente einen möglichst großen Durchsatz zu ermöglichen, d. h. eine möglichst große Menge von nicht abgewiesenen Stoffen soll die Öffnungen passieren. Das läßt sich dadurch fördern, daß möglichst viele, wenn auch kleine Öffnungen in der Sortierschicht vorhanden sind. Gesamthaft ausgedrückt, bemüht man sich um eine möglichst große freie Siebfläche, bezogen auf die gesamte Oberfläche des Siebelementes.

Eine weitere Forderung ist eine relativ hohe Festigkeit gegen hydraulischen Druck. Im normalen Einsatz solcher Siebelemente ist nämlich die Siebräumung durch hydraulische Druckimpulse notwendig. Dabei entsteht eine enorme dynamische Belastung durch die Saug- und Druckimpulse, weshalb hohe Anforderungen an die dynamische Festigkeit eines solchen Siebelementes erfüllt werden müssen. Ohnehin erfordert hoher Durchsatz eine beträchtliche Druckdifferenz zwischen beiden Siebseiten. Meist werden solche Siebelemente in einem Produktionsbetrieb eingesetzt, bei dem es auch einmal zu Schwankungen kommt, was zu unterschiedlicher und beträchtlicher Druckbelastung der Siebelemente führt. Da sich ferner eine Verstopfung des Siebes nicht immer ausschließen läßt, können durchaus sehr hohe Drücke und bei den entsprechend großen Flächen auch hohe Kräfte auf solche Siebelemente wirken. Diese Kräfte müssen dann durch die Tragschicht aufgenommen werden können, ohne daß eine Beschädigung an dem Siebelement eintritt.

Siebelemente der genannten Art sind sehr aufwendig zu fertigen, so daß es ein ständiges Bestreben ist, die Fertigungskosten durch entsprechend gute Herstellungsverfahren zu senken. In der EP 0 651 091 A1 wird ein Feinsieb beschrieben, das aus zwei Schichten, einer Stützschicht und einer Sortierschicht, besteht, bei dem das Problem der Festigkeit und der möglichst großen, freien Siebfläche durch wellenförmiges Verlegen der beiden Schichten gelöst wird. Dieses Verfahren mag eine große, freie Siebfläche auf kleinem Raum ermöglichen, jedoch nicht ein Siebelement zu produzieren, mit dem eine gleichmäßige Anströmung der zu siebenden Suspension möglich ist. Es erscheint auch schwierig, diese wellenförmig verlegten Siebelemente zuverlässig von Verstopfungen frei zu halten.

Es gibt andere Herstellungsverfahren von Siebelementen, bei denen ein feines Siebgewebe auf einem mit relativ großen Löchern versehenen zylindrischen Stützkörper von außen aufgeschrumpft wird. Auch bei derartigen Siebelementen ist ein verstopfungsfreier Betrieb schwierig und die Sortiercharakteristik für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend gut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Siebelementen zu schaffen, das, gemessen an dem Gebrauchswert des Siebelementes, relativ kostengünstig ist und eine optimale Sortiercharakteristik, insbesondere im Bereich der Feinsortierung, gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen vollständig gelöst.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die für Siebcharakteristik entscheidende Sortierschicht relativ dünn gehalten werden, wobei dennoch durch eine entsprechend robust ausgeführte Stützfläche ein Siebelement von hoher Festigkeit entsteht. Die Möglichkeit, eine dünne Sortierschicht verwenden zu können, hat ferner den Vorteil, daß beim fertigen Siebelement innerhalb der Öffnungen der Sortierschicht nur sehr kurze Strömungswege entstehen, da die Länge dieses Strömungsweges der Dicke der Sortierschicht entspricht. Dadurch ist es möglich, auch bei sehr feinen Öffnungen große Mengen hindurchzufördern. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Fertigung, da die wirtschaftliche Herstellung einer großen Anzahl feiner Öffnungen überhaupt erst möglich wird, wenn das zu bearbeitende Teil eine geringe Wandstärke hat. Auch wenn eine konische Erweiterung der Sieböffnungen in der beabsichtigten Strömungsrichtung erforderlich ist, ist die Herstellung dennoch einfacher als bei großen Wandstärken. Eine solche Maßnahme kann zudem in bestimmten Fällen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen.

Für die Erzeugung von relativ dünnen Schichten unter Freihaltung einer großen Anzahl von Öffnungen ist ein elektrolytisches Verfahren verwendbar, bei dem die Schicht durch Ionenanlagerung mit Hilfe einer Matrix aufgebaut wird. Dieses Verfahren ist besonders genau und eignet sich sehr gut für kleine Öffnungen, wobei auch sich erweiternde Öffnungen ohne weitere Arbeitsgänge herstellbar sind.

In vielen Fällen kann das Siebelement zusätzlich mit Verstärkungsleisten oder Verstärkungsringen versehen werden, die die Festigkeit weiter erhöhen und dem Einbau in die Siebmaschine dienen.

Wird in speziellen Fällen ein Siebelement als zylindrischer Siebkorb hergestellt, bei dem die Sortierschicht radial innen und die Tragschicht außen ist, kann die Sortierschicht im ebenen Zustand mit den Öffnungen versehen werden. Wird sie anschließend innen in den Stützkörper eingelegt, weiten sich infolge der Biegung die Öffnungen, radial betrachtet, von innen nach außen auf. So entstehen auch ohne besondere Fertigungsmaßnahmen in der Sortierschicht konische Öffnungen, indem sich die Strömungsquerschnitte erweitern.

Die Erfindung wird erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 zur Durchführung des Verfahrens benötigte Bauteile;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigten Bauteile in gefügter Form;

Fig. 3 schematisch: Teil eines nach dem Verfahren hergestellten Siebelementes;

Fig. 4 Teil eines zylinderförmigen, nach dem Verfahren hergestellten Siebelements.

In Fig. 1 sind schematisch die wichtigsten Komponenten zur Herstellung eines Siebelements nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Die Sortierschicht 1 enthält eine Vielzahl von relativ kleinen Öffnungen 3, während die Tragschicht 2 weniger und dafür größere Öffnungen 4 aufweist. Die Dicke D1 der Sortierschicht 1 ist wesentlich geringer als die Dicke D2 der Tragschicht 2. Als Öffnungen 3 in der Sortierschicht 1 sind hier zylindrische Bohrungen angedeutet. Bei einer solchen Lochform entspricht die minimale Weite W dem Durchmesser dieser Öffnung 3. Ist die Öffnung der Sortierschicht 1 dagegen ein Sortierschlitz, so wird die minimale Weite W durch die Schlitzweite definiert. Da sowohl Loch als auch Schlitz in Durchflußrichtung konisch erweitert sein können, wird jeweils die minimale Weite angegeben, die bekanntlich für die Sortierwirkung entscheidend ist. Die Öffnungen 3 in der Sortierschicht 1 haben voneinander den Abstand A, von Rand zu Rand gemessen.

Das für den Lotverbund erforderliche Lotmaterial wird hier durch eine Lotfolie 5 zur Verfügung gestellt, wobei es natürlich auch andere Möglichkeiten gibt, z. B. Lotpasten. Bei Verwendung einer Lotfolie wird diese zweckmäßig vor dem Verlöten mit Öffnungen 6 versehen, die im wesentlichen, was ihre Größe und ihr Lochmuster betrifft, den Öffnungen 4 in der Tragschicht 2 entsprechen.

Die in Fig. 1 noch ungefügten Teile sind in Fig. 2 bereits aufeinandergelegt und können in dieser schematisch dargestellten Anordnung dem eigentlichen Lötverfahren unterzogen werden, wobei, wie an sich bekannt, das Lötmittel der Lotfolie 5 durch Diffusion sowohl mit der Sortierschicht 1 als auch mit der Tragschicht 2 eine molekulare Verbindung eingeht.

Fig. 3 zeigt in Aufsicht den Teil eines so hergestellten Siebelementes, wobei man die abgebrochen gezeichnete Sortierschicht 1 mit den Öffnungen 3 erkennt sowie die Tragschicht 2 mit deren Öffnungen 4.

Ein Siebelement mit kreiszylindrischer Form, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, ist perspektivisch als Teilansicht in Fig. 4 dargestellt. Man erkennt wiederum die Sortierschicht 1 und einen als Tragschicht dienenden Tragkörper 2′, jeweils mit Öffnungen 3 bzw. 4 versehen, wobei diese Öffnungen nur teilweise eingezeichnet sind. In Wirklichkeit bedecken sie den überwiegenden Teil der jeweiligen Schicht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Siebelementes, welches aus mindestens zwei mit unterschiedlich großen Öffnungen (3, 4) versehenen, flächig miteinander verbundenen Siebschichten, d. h. mindestens einer Sortierschicht (1) und mindestens einer Tragschicht (2), besteht, wobei zumindest der überwiegende Teil der durch die Öffnungen (3) in der Sortierschicht (1) gebildeten offenen Siebfläche durch die Tragschicht (2) infolge deren Öffnungen (4) nicht verdeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits mit Öffnungen (3, 4) versehenen Siebschichten miteinander verlötet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits mit Öffnungen versehenen Siebschichten durch ein im Hochvakuum durchgeführtes Hochtemperaturlötverfahren bei einer Temperatur oberhalb 800° Celsius miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Lötung angewendete Hochvakuum einen Absolutdruck von höchstens 10^-2 bar hat.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Löten zwischen 950° Celsius und 1250° Celsius liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lot auf Nickelbasis verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel in Form einer Lotfolie (5) vor dem Löten zwischen die Siebschichten eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotfolie (5) Öffnungen (6) enthält und daß diese Öffnungen so dimensioniert sind und beim Zusammenfügen von Lotfolie (5) und den zu verlötenden Siebschichten so positioniert werden, daß vor dem Löten die Öffnungen (4) der Tragschicht (2) durch die Folie zu höchstens 1% bedeckt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Tragschicht (2) und die der Lotfolie (5) jeweils fluchten und daß vor dem Löten die Öffnungen (6) in der Lotfolie (5) an ihren Rändern jeweils deckungsgleich auf die Ränder der Öffnung (4) der Tragschicht (2) aufliegen.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6) in die Lotfolie (5) vor dem Zusammenfügen eingestanzt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6) in die Lotfolie (5) nach dem Zusammenfügen und vor dem Löten eingestanzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Löten eine Nachbearbeitung der Öffnungen in der Sortierschicht (1) erfolgt, bei der die in die Öffnung hineinragenden Lötreste entfernt werden.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnungen (3) der Sortierschicht (1) eine minimale Weite (W) unter 0,5 mm aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Weite (W) höchstens 0,02 mm beträgt.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Abstand (A) zwischen benachbarten Öffnungen in der Sortierschicht nicht größer als 150% deren Weite (W) ist.

15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) eine Dicke (D1) von höchsten 1 mm aufweist.

16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (2) eine Dicke (D2) von höchstens 5 mm aufweist.

17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) vor dem Fügen durch Elektrolyse aufgebaut wird, wobei die Öffnungen von vorneherein freigehalten werden.

18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) als im wesentlichen ebenes Blech mit den Öffnungen versehen wird, anschließend in einen im wesentlichen zylindrisch geformten Stützkörper, der die Tragschicht (2) bildet, radial von innen eingelegt wird, wobei zwischen Stützkörper und Sortierschicht ein Lot vorhanden ist und daß der so vorbereitete Gegenstand dem Lötverfahren unterzogen wird.

19. Siebelement, welches mindestens zwei im wesentlichen ebene, mit unterschiedlich großen Öffnungen (3) versehene flächig miteinander verbundene Siebschichten aufweist, d. h. mindestens eine Sortierschicht (1) und mindestens eine Tragschicht (2), wobei zumindest der überwiegende Teil der durch die Öffnungen (3) in der Sortierschicht (1) gebildeten offenen Siebfläche durch die Tragschicht (2) infolge deren Öffnungen (4) nicht verdeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) eine Dicke (D1) von höchstens 1 mm aufweist, deren Öffnungen (3) Rundlöcher mit einem Durchmesser von maximal 0,5 mm sind und daß die mindestens zwei Siebschichten miteinander durch ein Lötverfahren verbunden sind.

20. Siebelement, welches mindestens zwei im wesentlichen zylindrische, mit unterschiedlich großen Öffnungen (3) versehene, flächig miteinander verbundene Siebschichten aufweist, d. h. mindestens eine Sortierschicht (1) und mindestens eine Tragschicht (2), wobei die Tragschicht (2) durch einen zylindrischen Stützkörper (2′) gebildet wird und zumindest der überwiegende Teil der durch die Öffnungen (3) in der Sortierschicht (1) gebildeten offenen Siebfläche durch die Tragschicht (2) infolge deren Öffnungen (4) nicht verdeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) eine Dicke unter 1 mm aufweist, daß deren Öffnungen (3) Rundlöcher mit einem Durchmesser von maximal 0,5 mm sind und daß die mindestens zwei Siebschichten miteinander durch ein Lötverfahren verbunden sind.

21. Siebelement nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötverfahren im Hochvakuum und bei Hochtemperatur über 1000° Celsius durchgeführt wurde.

22. Siebelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) radial innen und der Tragkörper (2′) radial außen liegt.

23. Siebelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschicht (1) radial außen und der Tragkörper (2′) radial innen liegt.