EP0747136A1

EP0747136A1 - Trommelsiebmaschine

Info

Publication number: EP0747136A1
Application number: EP96890095A
Authority: EP
Inventors: Herbert Hausmann
Original assignee: Technisches Buero fur Maschinenbau Ing Herbert Hausmann
Current assignee: Technisches Buero fur Maschinenbau Ing Herbert Hausmann
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1996-12-11
Also published as: AT402903B; ATA96795A

Abstract

Eine Trommelsiebmaschine weist eine um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagerte Siebtrommel auf, die aus zwei etwa konzentrisch angeordneten Käfigen (1,2) besteht, welche mit stabförmigen Abstützelementen (6) versehen sind. Ein Siebbelag (9) aus einem elastischen Material ist abwechselnd an einem stabförmigen Abstützelement des einen Käfigs (1) und an einem stabförmigen Abstützelement des anderen Käfigs (2) festgelegt. Der Abstand zwischen benachbarten Abstützelementen (6) kann durch eine Einrichtung periodisch verändert werden. Dadurch wird der Siebbelag (9) aus elastischem Material abwechseln gespannt und entspannt, wodurch eine Reinigungswirkung der Sieböffnungen erzielt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Trommelsiebmaschine mit einer um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagerte und über einen Drehantrieb rotierende Siebtrommel, die an ihrem Umfang mit einem Siebbelag versehen ist.
Derartige Trommelsiebmaschinen mit im wesentlichen vertikaler Achse sind bereits bekannt. Bei diesen Trommelsiebmaschinen wird das Siebgut von oben der rotierenden Siebtrommel zugeführt und über einen Streuteller gleichmäßig auf die Innenseite des Siebbelages verteilt, wobei durch die infolge der Rotation entstehende Fliehkraft das Siebgut an den Siebbelag angepreßt wird. Hiebei ist es bekannt, zusätzlich zur Rotationsbewegung die Siebtrommel noch in horizontaler Richtung zu rütteln, so daß sich das Siebgut an bestimmten Stellen vom Siebbelag abhebt und durch die so entstehende Wurfbewegung der eigentliche Siebeffekt zustande kommt. Gleichzeitig wird durch die Schwerkraft das Siebgut nach unten transportiert.
Trommelsiebmaschinen mit einer um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagerten Siebtrommel weisen gegenüber Trommelsiebmaschinen, bei welchen die Achse der Siebtrommel horizontal oder zur Horizontalen geneigt verläuft, den Vorteil auf, daß das Siebgut nicht lediglich durch die Schwerkraft nur auf einem Abschnitt der Siebfläche anliegt, sondern durch die hohe Zentrifugalkraft gegen die gesamte Siebfläche gepreßt wird, so daß die Durchsatzleistung gesteigert wird. Dies trifft insbesondere auf siebwillige Materialien, beispielsweise feinkömiges Rundkorn, zu, das ohne Schwierigkeiten durch die Maschenöffnungen des Siebbelages gesiebt werden kann.
Bei siebschwierigen Materialien, beispielsweise scharfkantigem Korn, wirkt sich aber die hohe Zentrifugalkraft nachteilig aus, da die mit hoher Kraft gegen den Siebbelag gepreßten Kornpartikel sich in den Maschenöffnungen des Siebbelages verklemmen und diese verstopfen. Die Kraftkomponente, die durch die Rüttelbewegung der Siebtrommel entsteht und der Fliehkraft überlagert ist, reicht nicht aus, um diese Kornpartikel wieder aus den Maschenöffnungen herauszureißen. Infolge der verlegten Maschenöffnungen sinkt die Durchsatzleistung proportional der dadurch verlorenen offenen Siebfläche ab.
Bei Trommelsiebmaschinen, deren Siebtrommelachse horizontal bzw. zur Horizontalen leicht geneigt angeordnet ist, ist es bereits bekannt, Siebbeläge aus einem elastischen Material zu verwenden, die durch abwechselndes Spannen und Entspannen in Achsrichtung in Schwingungen versetzt werden, wodurch ein Selbstreinigungseffekt entsteht. Bei derartigen Trommelmaschinen, deren Siebtrommelachse horizontal bezw. zur Horizontalen leicht geneigt angeordnet ist, wurde auch bereits vorgeschlagen, zwei Siebtrommeln unterschiedlichen Durchmessers koaxial anzuordnen. Bei einer derartigen Ausführung weisen die beiden Siebtrommeln einen radialen Abstand voneinander auf und sind gegenläufig angetrieben, wobei die innere Trommel größere Maschenöffnungen aufweist als die äußere Trommel. Die Zufuhr des Siebgutes erfolgt in die innere Trommel, wo Kompartikel, deren Größe jene der Maschenöffnungen dieser inneren Trommel übersteigt, ausgeschieden werden und daher nicht zu den kleineren Maschenöffnungen der äußeren Trommel gelangen.
Bei einer anderen Ausführung einer solchen, aus zwei Siebtrommeln bestehenden Trommelsiebmaschine berühren die Siebtrommeln entlang ihrem Umfang einander, wobei durch eine Relativverschiebung der beiden Siebtrommeln der wirksame Durchtrittsquerschnitt der Maschenöffnungen verändert werden kann. Derartige Trommelsiebmaschinen mit horizontal bzw. zur Horizontalen leicht geneigt verlaufender Siebtrommelachse besitzen nur eine geringe spezifische Durchsatzleistung, da nur etwa ein Viertel der gesamten Siebfläche gleichzeitig mit dem Siebgut in Kontakt steht.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Trommelsiebmaschine der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß hohe spezifische Siebleistungen auch bei siebschwierigem Material erreicht werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der in an sich bekannter Weise aus einem elastischen Material bestehende Siebbelag an etwa parallel zur Achsrichtung verlaufenden, vorzugsweise stabförmigen, Abstützelementen festgelegt ist und daß eine Einrichtung zur periodischen Veränderung des Abstandes zwischen benachbarten Abstützelementen quer zu deren Längsrichtung vorgesehen ist. Dadurch wird der aus elastischem Material bestehende Siebbelag abwechselnd an bestimmten Stellen gespannt und entspannt, wodurch ein hoher Selbstreinigungseffekt entsteht und Verstopfungen der Sieböffnungen beseitigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Siebtrommel zwei konzentrisch gelagerte Käfige auf, wobei der Siebbelag abwechselnd auf den stabförmigen Abstützelementen der beiden Käfige festgelegt ist, und es ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen vorgesehen. Diese Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen und damit zwischen den benachbarten, auf verschiedenen Käfigen befindlichen stabförmigen Abstützelementen kann entweder in Umfangsrichtung der Siebtrommel oder radial verlaufen oder es ist auch eine Kombination dieser beiden Bewegungsrichtungen möglich. In jedem Fall wird der Abstand zwischen benachbarten Abstützelementen durch diese Relativbewegung periodisch verkleinert und vergrößert, wodurch das abwechselnde Spannen und Entspannen des aus elastischem Material bestehenden Siebbelages gewährleistet ist.
Zweckmäßig ist einer der beiden Käfige über den Drehantrieb angetrieben und der andere der beiden Käfige steht sowohl mit dem einen Käfig als auch mit der Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen in Wirkverbindung. Dadurch wird eine Rotation beider einen Bestandteil der Siebtrommel bildender Käfige zur Erzeugung der erforderlichen Fliehkraft erzielt als auch die gewünschte Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen.
Die Anordnung kann beispielsweise so getroffen sein, daß die beiden Käfige auf einer Kurbelwelle drehbar gelagert sind, die von einem weiteren Drehantrieb angetrieben ist. Dadurch, daß die beiden Käfige auf verschiedenen Armen der Kurbelwelle angeordnet sind, wird infolge des weiteren Drehantriebes dieser Kurbelwelle eine Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen erzielt.
Es kann aber auch der über den Drehantrieb angetriebene Käfig mit dem anderen Käfig über eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Käfigen ermöglichende elastische Elemente gekuppelt sein, wobei der andere, also nicht über den Drehantrieb angetriebene Käfig mit einer Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung verbunden ist, die wiederum die Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen sicherstellt. Diese Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung kann beispielsweise eine angetriebene Exzenterscheibe aufweisen, die über einen elastischen Riementrieb mit dem Drehantrieb gekuppelt ist.
Es ist aber auch möglich, daß die Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung von wenigstens einem auf dem anderen, also nicht über den Drehantrieb angetriebenen Käfig drehbar angeordneten Unwuchterreger gebildet ist. Schließlich kann die Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung auch von einem mitumlaufenden Exzenterantrieb gebildet sein.
Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommelsiebmaschine weist die Einrichtung zur periodischen Veränderung des Abstandes zwischen benachbarten Abstützelementen auf einem über den Drehantrieb angetriebenen Käfig schwenkbar gelagerte Hebelsysteme auf, auf welchen einige der Abstützelemente, vorzugsweise jedes zweite Abstützelement, festgelegt sind und die bei der Drehbewegung des Käfigs mit einer stillstehenden, ihre Schwenkbewegung verursachenden Nockenbahn zusammenwirken. Dreht sich der Käfig, so verändert sich dadurch, daß die Hebelsysteme beispielsweise über Gleitrollen entlang der Nockenbahn gleiten, die Lage der an diesen Hebelsystemen festgelegten Abstützelemente, wodurch wieder eine Relativbewegung zwischen diesen Abstützelementen und weiteren, vorzugsweise am Käfig fix befestigten Abstützelementen für den Siebbelag entsteht und daher dieser Siebbelag abwechselnd gespannt und entspannt wird. Die Hebelsysteme, insbesondere die erwähnten Gleitrollen, werden dabei beispielsweise mittels Federn stets an der Gleitbahn zur Anlage gebracht.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trommelsiebmaschine und Fig.2 stellt einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig.1 dar. Fig.3 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trommelsiebmaschine und Fig.4 stellt einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 3 dar. Die Fig.5 und 6 zeigen in der Fig.4 entsprechenden Querschnitten das abwechselnde Spannen und Entspannen des aus einem elastischen Material bestehenden Siebbelages. Die Fig.7 bis 9 zeigen in Querschnitten entsprechend jenen in den Fig.2 und 4 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Trommelsiebmaschine.
Die in den Fig.1 und 2 dargestellte Trommelsiebmaschine weist eine aus zwei Käfigen 1,2 bestehende Siebtrommel auf, die mit stabförmigen Abstützelementen 6 versehen sind, auf welchen ein aus einem elastischen Material bestehender Siebbelag 9 befestigt ist. Wie insbesondere aus Fig.2 ersichtlich ist, ist dieser Siebbelag abwechselnd auf einem stabförmigen Abstützelement 6 des einen Käfigs 1 und auf einem stabförmigen Abstützelement 6 des anderen Käfigs 2 festgelegt.
Die beiden Käfige 1,2 sind auf einer Welle 3 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.1 und 2 als Kurbelwelle ausgebildet ist, wobei die Lagerung der beiden Käfige auf verschiedenen Kurbelarmen erfolgt. Die Kurbelwelle 3 ist in einem Maschinengestell 4 gelagert. Die Zufuhr des Siebgutes erfolgt in Richtung des Pfeiles 10 von oben über einen mit der Kurbelwelle 3 mitdrehenden Streuteller 5, welcher das Siebgut in Richtung der Pfeile 13 gleichmäßig auf den Umfang des Siebbelages 9 verteilt.
Der Antrieb des Käfigs 1 erfolgt über einen Riementrieb 7 von einem Motor. Zusätzlich wird die Kurbelwelle 3 über einen weiteren Riementrieb 8 in Drehung versetzt. Dadurch verschieben sich die beiden Käfige 1,2 in radialer Richtung zueinander, wodurch sich der Abstand zwischen den stabförmigen Abstützelementen 6 des einen Käfigs 1 und den benachbarten stabförmigen Abstützelementen 6 des anderen Käfigs 2 periodisch verändert und somit der aus elastischem Material bestehende Siebbelag abwechselnd spannt und entspannt, wodurch das Siebgut, wie durch die Pfeile 13 angedeutet, sich vom Siebbelag 9 abhebt und durch die Fliehkraft wieder auf den Siebbelag 9 zurückgeschleudert wird. In den Sieböffnungen verklemmtes Siebgut wird dabei aus den Sieböffnungen entfernt.
Das Siebgut wird durch die Schwerkraft nach unten weitertransportiert, der Siebdurchgang (Pfeile 11) wird außerhalb der Siebtrommel 1 zusammengefaßt, der Siebüberlauf (Pfeile 12) tritt an der Unterseite der Siebtrommel aus.
Die Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Fig.1 und 2 dadurch, daß der angetriebene Käfig 1 auf der linear verlaufenden Welle 3 drehfest angeordnet ist, wogegen der andere Käfig 2 auf dieser Welle 3 drehbar gelagert ist. Die beiden Käfige 1,2 sind über Federn 17 (siehe Fig.2) miteinander gekoppelt, wobei die Federwirkung auch durch den Siebbelag 9 aus elastischem Material unterstützt wird.
Die Rotation der Welle 3 wird über eine motorisch angetriebene exzentrische Riemenscheibe 14 bewirkt, wodurch eine Drehschwingung (Pfeil 16) erzeugt wird, die sich der Drehbewegung (Pfeil 15) überlagert. Bei entsprechender Abstimmung der Drehmassen (Käfige 1 und 2), der Federkraft der Fedem 17 und der Drehzahl der Exzenterscheibe 14 werden die beiden Käfige 1 und 2 gegensinnig zu Drehschwingungen angeregt, wodurch sich die Abstände zwischen benachbarten, an den Käfigen 1 und 2 befestigten Abstützelementen 6 altemierend ändern. In den Fig.5 und 6 ist das wechselweise Spannen und Entspannen des Siebbelages gezeigt. Der gespannte Zustand ist mit 9a, der entspannte Zustand mit 9b bezeichnet.
Bei den in den Fig.7 und 8 dargestellten Ausführungsformen sind die beiden Käfige 1,2, ebenso wie bei der Ausführungsform nach den Fig.3 und 4, auf einer linear verlaufenden Welle 3 angeordnet, wobei der Käfig 2 mit dieser Welle drehfest verbunden ist, wogegen der Käfig 1 auf der Welle drehbar gelagert ist. Der Antrieb der Welle 3 erfolgt jedoch bei diesen Ausführungen nicht wie bei der Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 durch eine exzentrische Riemenscheibe, sondern durch eine zentrisch auf der Welle 3 sitzende Riemenscheibe, wodurch eine gleichförmige Drehbewegung zur Erzeugung der Fliehkraft erzielt wird.
Die Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen 1,2 wird bei der Ausführungsform nach Fig.7 durch Unwuchterreger 18 bewirkt, die auf Ansätzen des Käfigs 1 drehbar gelagert sind. Die Unwuchterreger 18 bestehen aus motorisch angetriebenen Unwuchtgewichten, wobei die Stromzufuhr zu den Motoren beispielsweise über Schleifringe erfolgt. Durch die Unwuchterreger wird eine Drehschwingung erzeugt, welche der Drehbewegung der Welle 2 überlagert wird und durch die der Käfig 1 auch um die Welle 3, auf der er drehbar gelagert ist, verdreht wird.
Die Ausführungsform nach Fig.8 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig.7 dadurch, daß die beiden Käfige 1,2, also der auf der Welle 3 drehbar gelagerte Käfig 1 und der mit der Welle 3 drehfest verbundene Käfig 2, über einen Exzenterantrieb 19 miteinander gekuppelt sind, der durch einen auf dem Käfig 1 gelagerten gesonderten Motor angetrieben ist.
Durch die Kupplung der beiden Käfige 1,2 über den Exzenterantrieb wird bei der Drehbewegung des fest mit der Welle 3 verbundenen Käfigs 2 der Käfig 1 mitbewegt. Durch den Exzenter erfolgt jedoch wieder in gewünschter Weise eine Relativverschiebung zwischen den beiden Käfigen 1,2 während ihrer Drehbewegung und dadurch zwischen den auf den beiden Käfigen angeordneten Abstützelementen für den Siebbelag, wodurch dieser in der erwähnten Weise abwechselnd gespannt und entspannt wird und dabei Verstopfungen der Sieböffnungen beseitigt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig.9 ist lediglich ein einziger mit der Welle 3 drehfest verbundener Käfig 1 vorgesehen. Die Abstützelemente 6a sind am freien Ende von aus einem Winkelhebel bestehenden Hebelsystemen 20 befestigt, die Abstützelemente 6b sind fest mit dem Käfig 1 verbunden. Die Hebelsysteme 20 sind um einen Schwenkpunkt 23 am Käfig 1 schwenkbar gelagert. Das den Abstützelementen 6a gegenüberliegende Ende der Hebelsysteme 20 wirkt über Gleitrollen 24 mit einer feststehenden, kreisförmigen und zur Welle 3 konzentrischen Nockenbahn 22 zusammen, wobei die Gleitrollen 24 durch Fedem 21 gegen die Nockenbahn 22 gedrückt werden.
Bei der Drehbewegung des fest mit der Welle 3 verbundenen Käfigs 1 gleiten somit die Gleitrollen 24 entlang der Nockenbahn 22, wodurch eine Verschwenkung der Hebelsysteme 20 und damit auch der an diesen Hebelsystemen 20 befestigten Abstützelemente 6a bewirkt wird, so daß sich periodisch der Abstand zwischen den Abstützelementen 6a und 6b verändert und damit ein Spannen und Entspannen des Siebbelages 9 bewirkt wird.

Claims

Trommelsiebmaschine mit einer um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagerten und über einen Drehantrieb rotierenden Siebtrommel, die an ihrem Umfang mit einem Siebbelag versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise aus einem elastischen Material bestehende Siebbelag (9) an etwa parallel zur Achsrichtung verlaufenden, vorzugsweise stabförmigen Abstützelementen (6) festgelegt ist, und daß eine Einrichtung zur periodischen Veränderung des Abstandes zwischen benachbarten Abstützelementen (6) quer zu deren Längsrichtung vorgesehen ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel zwei etwa konzentrisch gelagerte Käfige (1,2) aufweist, wobei der Siebbelag (9) abwechselnd auf den stabförmigen Abstützelementen (6) der beiden Käfige (1,2) festgelegt ist, und daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen (1,2) vorgesehen ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Käfige (1) über den Drehantrieb (7) angetrieben ist und daß der andere der beiden Käfige (2) sowohl mit dem einen Käfig (1) als auch mit der Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Käfigen (1,2) in Wirkverbindung steht.
Trommelsiebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Käfige (1,2) auf einer Kurbelwelle (3) drehbar gelagert sind, die von einem weiteren Drehantrieb (8) angetrieben ist.
Trommelsiebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Drehantrieb angetriebene Käfig (1) mit dem anderen Käfig (2) über eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Käfigen (1,2) ermöglichende elastische Elemente (17) gekuppelt ist und daß dieser andere Käfig (2) mit einer Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung verbunden ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung eine angetriebene Exzenterscheibe (14) aufweist, die über einen elastischen Riementrieb (8) mit dem Drehantrieb gekuppelt ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung von wenigstens einem auf einem Käfig (1) drehbar angeordneten Unwuchterreger (18) gebildet ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erregung einer Drehschwingung von einem mitumlaufenden, die beiden Käfige (1,2) koppelnden Exzenterantrieb (19) gebildet ist.
Trommelsiebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur periodischen Veränderung des Abstandes zwischen benachbarten Abstützelementen (6a,6b) auf einem über den Drehantrieb angetriebenen Käfig (1) schwenkbar gelagerte Hebelsysteme (20) aufweist, auf welchen einige der Abstützelemente (6a), vorzugsweise jedes zweite Abstützelement, festgelegt sind, und die bei der Drehbewegung des Käfigs (1) mit einer stillstehenden, die Schwenkbewegung der Hebelsysteme (20) verursachenden Nockenbahn (22) zusammenwirken.