DE4028772A1 - Verfahren zur herstellung eines rotors fuer eine sortiervorrichtung sowie danach hergestellter rotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Üblicherweise werden Rotoren, die nach einem Verfahren dieser Art hergestellt werden, in solchen Sortiervorrichtungen eingesetzt, bei denen der Rotor innerhalb oder außerhalb eines der Sortierung von Suspension dienenden Siebes bewegt wird. Der Rotor hat im wesentlichen die Aufgabe, in der Suspension Strömungen und Bewegungen zu erzeugen, mit deren Hilfe sich die insbesondere in Siebnähe befindenden Feststoffe so in Bewegung halten lassen, daß das Sieb nicht verstopft wird (Siebräumer). Eine Berührung des Rotors mit dem Sieb ist unbedingt zu vermeiden. Dabei werden beispielsweise Rotoren verwendet, die im wesentlichen aus einem zylindrischen Grundkörper bestehen, auf dem strömungswirksame Teile befestigt sind, die den Zwischenraum zwischen dem Grundkörper und dem Sieb in einer Weise überbrücken, daß dadurch die gewünschte Strömung erzeugt wird. Vielfach entspricht die Form der durch die genannten Teile auf dem Rotorgrundkörper erzeugten Erhebungen Kugelabschnitten, daher werden sie gelegentlich wegen ihres Aussehens Noppenrotoren genannt.

Rotoren der genannten Art werden bisher nach einem bekannten Verfahren hergestellt, bei dem die strömungswirksamen Teile auf den Rotorgrundkörper aufgeschweißt werden. Dieses übliche Verfahren hat jedoch ganz erhebliche Nachteile.

• - Die Schweißarbeiten sind teuer, aufwendig und erfordern Spezialvorrichtungen.
• - Die aufzuschweißenden Teile sind teuer in der Herstellung (Chromstahl).
• - Der meist recht dünnwandige Rotorgrundkörper verzieht sich durch das Schweißen, wodurch im Betrieb des Sortierers ein unwuchtiger Lauf entsteht.
• - Die Befestigungsnähte der strömungswirksamen Teile liegen im Bereich der Strömung, was zu Auswaschungen und Lösen der Teile führen kann.
• - Lösende Teile können im Betrieb den sehr teuren Siebkorb zerstören.
• - In Spalten und an Rauhigkeiten können Fasern hängenbleiben und spinnen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese vorgenannten Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und zudem zu einer insgesamt billigeren Lösung zu kommen.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 13 in vollem Umfang gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 12, 14 und 15 beschreiben vorteilhafte Durchführungsformen des Verfahrens und die Unteransprüche 16 bis 19 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rotoren für eine Sortiervorrichtung.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können relativ leichte und billig herzustellende Teile zum Einsetzen in den Rotorgrundkörper verwendet werden. Das geringe Gewicht spielt dabei insofern eine vorteilhafte Rolle, als der Rotor mit relativ hoher Umfangsgeschwindigkeit umläuft und dadurch beträchtliche Massekräfte erzeugt werden. Üblicherweise greift an den äußeren Teilen des Rotors eine Zentrifugal-Beschleunigung zwischen 100- und 200 mal g an.

Die Montage der strömungswirksamen Teile kann relativ einfach erfolgen, da die Teile lediglich stark unterkühlt, beispielsweise durch Tauchen in flüssige Luft, und dann in die vorgesehene Öffnung im Grundkörper eingesetzt werden müssen. Der Rotor kann dabei in der Regel bei einer Temperatur gehalten werden, die bei oder leicht oberhalb der Raumtemperatur liegt. Beim Warmwerden der eingesetzten Teile werden diese in den Öffnungen des Rotorgrundkörpers fixiert. Dabei kann bei besonders vorteilhaft ausgeführten Verfahren die Dehnung des unterkühlten Teiles dazu benutzt werden, daß im Bereich des Überganges zwischen der Oberfläche des Rotorgrundkörpers und dem aufgesetzten vorstehenden Abschnitt eine sehr stramme, völlig fugenfreie Verbindung entsteht.

Der fugenfreie bzw. spaltfreie Übergang zwischen der Oberfläche des Rotorgrundkörpers und dem sich anschließenden Abschnitt des strömungswirksamen Teiles ist von großer Bedeutung, da im Betrieb des Sortierers unbedingt vermieden werden muß, daß sich irgendwo innerhalb der Maschine Papierfasern oder ähnliches in Schlitzen oder Spalten verfangen kann. Auch wird durch einen guten Übergang dieser beiden Teile eine Auswaschung vermieden. Hervorzuheben ist, daß es bei Schweißnähten nur schwer gelingt, eine anforderungsgerechte zuverlässig glatte Kehlnaht um einen runden Gegenstand herumzulegen.

Da Rotoren in Sortiervorrichtungen mit einer Drehzahl zwischen meist 500-1000 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden, spielen die auftretenden Unwuchtkräfte bereits eine sehr große Rolle. Aus diesem Grunde werden die Rotoren bzw. die Rotorgrundkörper üblicherweise sehr genau bearbeitet, um spätere Unwucht zu vermeiden. Die erst nachfolgend mögliche Aufschweißung der strömungswirksamen Teile nach den bekannten Verfahren führte meistens zu einer Veränderung des Rotorgrundkörpers, d. h. erneut zu Unwuchten, die sich dann nur noch schwer beseitigen ließen. Anders dagegen bei dem erfinderischen Verfahren, welches die Erwärmung des Rotorgrundkörpers nur in sehr geringem Maße vorsieht. Es ist auch denkbar, daß sie gänzlich unterbleiben kann.

Als Material für die strömungswirksamen Teile kann insbesondere der Kunststoff Polyamid PA 12 G vorteilhaft sein. Der Kunststoff Polyamid ist zudem im Vergleich zu vielen metallischen, bisher verwendeten Materialien sehr viel verschleißfester. Es sind aber auch andere Materialien denkbar, deren Wärmeausdehnungsverhalten zu einem ausreichend festen Schrumpfsitz führt.

Es ist auch denkbar, daß nicht nur die strömungswirksamen Teile, sondern auch der Rotorgrundkörper ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt werden.

Besonders bei Verwendung von Kunststoff für die strömungswirksamen Teile und den Teil des Rotorgrundkörpers, in den sie verankert werden, ist auch das Verkleben eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß im Verschleiß- oder Reparaturfall neue strömungswirksame Teile eingesetzt werden können, ohne daß eine aufwendige Schweißvorrichtung benötigt wird. Das kann dazu führen, daß die Reparatur solcher Rotoren nicht nur in einem maschinentechnischen Werk, sondern auch z. B. bei dem Verwender der Sortiervorrichtung geschehen kann. Dadurch sind wesentliche Einsparungen möglich.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erläutert durch Zeichnungen, in denen zeigen

Fig. 1 bis 4 das Einsetzen des strömungswirksamen Teils in den Rotorgrundkörper, mit verschiedenen Formen des Befestigungsabschnittes und der Öffnung im Grundkörper (dabei sind die Maße zur Verdeutlichung teilweise übertrieben dargestellt),

Fig. 5 bis 7 jeweils verschiedene, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rotoren.

In Fig. 1 ist der Rotorgrundkörper 1 als Ausschnitt dargestellt mit der im eingebauten Zustand des Rotors der Siebfläche zugewandten Oberfläche 3. Von den eingebrachten Öffnungen 5 ist eine sichtbar. Wie im Anspruch 5 beschrieben, weist diese Öffnung an der dem Sieb zuweisenden Seite 3 einen Absatz 8 auf. Ferner ist in der Fig. 1 ein strömungswirksames Teil 2 dargestellt mit einem Befestigungsabschnitt 4 und dem vorstehenden Teil 9. Die Darstellung Fig. 1a zeigt den Verfahrensschritt vor Einsetzen des Teiles 2. In der Regel wird bei der Durchführung des Verfahrens das Teil 2 sehr stark unterkühlt, während der Rotorgrundkörper 1 in der Nähe der Raumtemperatur gehalten ist. Das unterkühlte Teil wird gemäß Fig. 1b in die Öffnung 5 eingesetzt und gemäß Fig. 1c in Folge seiner Dehnung relativ zur Öffnung des Rotorgrundkörpers eingepreßt. Beim hier nicht dargestellten Vorgang des Verklebens des Teiles 2 mit dem Rotorgrundkörper 1 entfällt die Kühlung des Teiles 2 vor dem Einsetzen. Denkbar, wenn auch in der Regel aufwendiger, ist die Erwärmung des Rotorgrundkörpers 1 auf eine Temperatur beträchtlich oberhalb der Raumtemperatur, wobei dann die Kühlung des Teiles 2 geringer sein oder entfallen könnte.

Auch die Fig. 2, 3 und 4 zeigen, in ähnlicher Weise wie die Fig. 1, drei Montageabschnitte bei der Durchführung des Verfahrens. Auch hier sind die verschiedenen Schritte des Verfahrens mit den kleinen Buchstaben "a", "b" und "c" gekennzeichnet.

Die Anwendung des Verfahrens, wie in Fig. 2 dargestellt, unterscheidet sich im wesentlichen dadurch, daß die Einzelteile so hergestellt werden, daß das strömungswirksame Teil 2 auf seinem kreiszylindrischen Zapfen eine wulstähnliche Erhebung aufweist, die nach dem Einsetzen, wie in "b" gezeigt, in eine in die Öffnung eingebrachte Nut 7 hineinpaßt. Beim Temperaturausgleich zwischen diesen beiden Teilen findet eine Verspannung an den Berührungsflächen und insbesondere im Bereich der Erhebung und der Nut statt.

Fig. 3 zeigt schematisch ein strömungswirksames Teil 2, dessen Befestigungsabschnitt eine größere Länge hat als die Länge der Bohrung 5 im Rotorgrundkörper. Dadurch entsteht, wie in "c" gezeigt, beim Temperaturausgleich eine zusätzliche Sicherung durch den überstehenden Teil des Befestigungsabschnittes.

Fig. 4 wiederum zeigt die Durchführung des Verfahrens mit einer konisch ausgeführten Öffnung 5′ im Rotorgrundkörper 1 sowie einem konisch ausgeführten Befestigungsabschnitt 4′ des strömungswirksamen Teils 2.

Fig. 5 stellt einen Teil eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sortiererrotors 10′ dar mit als Kugelabschnitte ausgebildeten, über die Rotorgrundkörperfläche 3 hervorstehenden Abschnitten 9′ der strömungswirksamen Teile.

Fig. 6 zeigt einen ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sortiererrotor 10′′, bei dem die vorstehenden Abschnitte 9′′ der strömungswirksamen Teile aus ballig geformten, axial angeordneten Leisten bestehen, wobei auch eine, gegen die axiale Richtung gesehene, spitzwinklig schräg gestellte Anordnung vorstellbar ist. Die Befestigungsabschnitte sind bei dieser Darstellung nicht sichtbar, es ist aber in der Regel sinnvoll, jedes strömungswirksame Teil mit mehreren solchen Befestigungsabschnitten zu versehen.

Fig. 7 zeigt einen Sortiererrotor 10′′′ mit drei axial angeordneten strömungswirksamen Teilen, deren vorstehende Abschnitte 9′′′, jeweils in Umfangsrichtung sehen, einen Bereich von 120 Grad des Rotorgrundkörpers bedecken. Auch bei diesen strömungswirksamen Teilen ist die Befestigung mit einer größeren Anzahl von Befestigungsabschnitten vorteilhaft.

Bei der Vielzahl von Sortier-Bauarten mit stark unterschiedlich geformten strömungswirksamen Teilen an den Rotoren sind mit Hilfe des Verfahrens auch weitere hier nicht dargestellte Rotoren herstellbar, z. B. mit hydraulisch wirksamen Flügeln, sogenannten Räumflügeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durchgeführt werden, indem das strömungswirksame Teil ursprünglich aus zwei oder mehr Teilen besteht und erst bei der Herstellung des Rotors zusammengesetzt wird.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Rotors für eine Sortiervorrichtung mit welchem Verfahren auf einem zumindest teilweise bearbeiteten Rotorgrundkörper (1) strömungswirksame Teile so angebracht werden, daß sie von der bei der Verwendung des Rotors dem Sortiersieb zugewandten Oberfläche des Rotorgrundkörpers vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungswirksame Teil (2) mit mindestens einem vorstehenden Abschnitt (9, 9′, 9′′, 9′′′) und mindestens einem Befestigungsabschnitt (4, 4′) versehen wird, welcher von der bei der Verwendung des Rotors dem Sortiersieb zugewandten Fläche (3) her in eine, in den Rotorgrundkörper (1) eingebrachte Öffnung (5, 5′) eingesteckt wird und daß die Befestigung des Teils (2) an dem Rotorgrundkörper mit Hilfe eines Schrumpfsitzes und/oder durch Verkleben des Befestigungsabschnitts erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (4) des strömungswirksamen Teiles (2) aus einem im wesentlichen kreiszylindrischen Zapfen besteht, und daß die für die Aufnahme des Befestigungsabschnittes vorgesehene Öffnung (5) im Rotorgrundkörper (1) ebenfalls kreiszylindrisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (4) des strömungswirksamen Teiles (2) aus einem im wesentlichen konischen, sich zum Rand hin erweiternden Zapfen besteht und daß die zur Aufnahme des Befestigungsabschnittes vorgesehene Öffnung (5′) im Rotorgrundkörper eine konsiche Bohrung ist, die sich in Richtung der zum Sieb gewandten Fläche (3) verjüngt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (4) des strömungswirksamen Teiles (2) aus einem im wesentlichen kreiszylindrischen Zapfen mit einer wulstähnlichen Erhebung (6) besteht und die Öffnung im Rotorgrundkörper eine zylindrische Bohrung mit einer darin eingelassenen Nut (7) ist, wobei die Maße so abgestimmt sind, daß die wulstähnliche Erhebung (6) in die Nut (7) paßt, wenn die vorgesehene endgültige Position des Teils (2) erreicht ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Rotorgrundkörper an der im Betrieb zum Sieb weisenden Seite einen Absatz (8) aufweist, der in Form und Größe dem dorthin zu positionierenden Querschnitt des strömungswirksamen Teiles (2) angepaßt ist, sodaß bei der Bildung der Schrumpfverbindung ein spaltfreier Übergang zwischen dem vorstehenden Abschnitt des Teils (2) und der dem Sieb zugewandten Fläche (3) des Rotorgrundkörpers (1) entsteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundkörper (1) verwendet wird, der im Bereich der Öffnungen (5) eine größere Wandstärke aufweist als an den anderen Stellen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt so groß dimensioniert ist, daß er nach den Einstecken in den Rotorgrundkörper (1) in den Innenraum des Grundkörpers hineinragt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme eines oder mehrerer Befestigungsabschnitte im Inneren des Rotors Leisten verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Rotorgrundkörpers ein zylinderförmiger Einsatz eingepaßt wird zur Aufnahme eines oder mehrere der durchgesteckten Befestigungsabschnitte.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines Schrumpfsitzes das strömungswirksame Teil (2) aus einem synthetischen Kunststoffmaterial besteht mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im Vergleich zu Stahl wesentlich größer ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotorgrundkörper (1) verwendet wird, der ganz oder teilweise aus einem Material, insbesondere Kunststoff-Material gefertigt ist, das in seinen technischen Eigenschaften dem der strömungswirksamen Teile ähnelt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise aus Kunststoffmaterial gefertigte Rotorgrundkörper (1) durch Gießen oder Druckgießen hergestellt wird, wobei eine metallische Nebenhülse zur späteren Aufnahme der Antriebswelle eingegossen wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Sortiervorrichtung, welcher Rotor strömungswirksame Teile aufweist, die von der bei der Verwendung des Rotors dem Sortiersieb zugewandten Oberfläche des Rotorgrundkörpers vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungswirksamen Teile und der Rotorgrundkörper im wesentlichen aus einem einheitlichen überwiegend nichtmetallischen Material gemeinsam erzeugt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Erzeugung in einem Guß- oder Spritzgußverfahren erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmetallische Material ein Polyamid ist.

16. Sortierer-Rotor, hergestellt im Verfahren nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche mit einem Rotorgrundkörper (1), auf dem sich strömungswirksame Teile (2) auf der im eingebauten Zustand des Rotors dem Sortiersieb zugewandten Fläche (3) befinden, die von der Fläche (3) vorstehen und so im Betrieb das Verstopfen des Sortiersiebes verhindern können, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der dem Sieb zugewandten Fläche (3) vorstehenden Abschnitte (9′) der strömungswirksamen Teile (2) im wesentlichen die Form von Kugelabschnitten haben.

17. Sortierer-Rotor, hergestellt im Verfahren nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche mit einem Rotorgrundkörper (1), auf dem sich strömungswirksame Teile (2) auf der im eingebauten Zustand des Rotors dem Sortiersieb zugewandten Fläche (3) befinden, die von der Fläche vorstehen und so im Betrieb das Verstopfen des Sortiersiebes verhindern können, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der dem Sieb zugewandten Fläche (3) vorstehenden Abschnitte (9′′) der strömungswirksamen Teile (2) im wesentlichen axial angeordnete mit balliger Oberfläche versehene relativ breite Leisten darstellen.

18. Sortierer-Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit balliger Oberfläche versehene relativ breite Leisten über die im wesentlichen ganze axiale Ausdehnung des Rotors erstrecken und jeweils mehrere Befestigungsabschnitte aufweisen.

19. Sortierer-Rotor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit balliger Oberfläche versehene relativ breite Leisten in einem spitzen Winkel zur axialen Richtung des Rotors angeordnet sind.