WO2019115060A1 - Siebzylinder - Google Patents

Abstract

Eine zylindrische Siebvorrichtung mit einer Vielzahl von Profilstäben (1), bei der mehrere ringförmige, senkrecht zur Zylinderachse (2) verlaufende und voneinander beabstandete Stabhalter (3) an der Innen- oder Außenseite mit randoffenen Aussparungen (4) versehen sind, deren Form den Stabfüßen der Profilstäbe (1) im Wesentlichen komplementär entspricht und die geringfügig größer als die Stabfüße sind und bei der die Profilstäbe (1) parallel zueinander und parallel zur Zylinderachse (2) in die Aussparungen (4) eingesetzt werden sowie Verfahren zur Herstellung der Siebvorrichtung. Dabei soll der Herstellungsaufwand bei verbesserter Festigkeit und gesteigerter Einsatzdauer der Siebvorrichtung dadurch vermindert werden, dass sich zumindest zwei der jeweils einem Profilstab (1) zugeordneten Aussparungen (4) hinsichtlich ihrer Form derart voneinander unterscheiden, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche (6) mit dem Profilstab (1) ergibt.

Description

Siebzylinder

Die Erfindung betrifft eine zylindrische Siebvorrichtung mit einer Vielzahl von Profilstäben, bei der mehrere ringförmige, senkrecht zur Zylinderachse verlaufende und voneinander beabstandete Stabhalter an der Innen- oder Außenseite mit randoffenen Aussparungen versehen sind, deren Form den Stabfüßen der Profilstäbe im Wesentlichen komplementär entspricht und die geringfügig größer als die Stabfüße sind und bei der die Profilstäbe parallel zueinander und parallel zur Zylinderachse in die Aussparungen eingesetzt werden

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung der Siebvorrichtung.

Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz von zylindrischen Siebvorrichtungen, die nach dem Verfahren dieser Art herstellbar sind, ist das Sortieren von Faserstoffsuspensionen, wie es in Drucksortierern der papiererzeugenden Industrie durchgeführt wird.

Dabei sollen die in der Suspension enthaltenen Fasern durch das Sieb hindurch treten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile an dem Spalt abgewiesen und aus der Siebvorrichtung wieder herausgeleitet werden.

Dadurch, dass die Öffnungen eine im Wesentlichen längliche Form haben, also Schlitze oder Spalten sind, werden faserige Teilchen leichter durchgelassen als die kubischen, auch wenn beide Arten in ähnlicher Größenordnung vorliegen sollten.

Mit einer derartigen Sortiertechnologie ist daher ein sehr guter Ausscheidungseffekt von nicht faserigen Störstoffen aus Faserstoffsuspensionen möglich.

Denkbar ist auch ein Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Faserbestandteile, der sogenannten Faserfraktionierung. Voraussetzung ist allerdings eine hohe Präzision der Schlitzform auf der ganzen Siebfläche.

Ein mögliches Verfahren, um solche Siebkörbe herzustellen, zeigt die DE 10 2006 007 660 A1 , bei der die Profilstäbe durch plastisches Verformen der mit Vertiefungen für die Stäbe vorgesehenen c-förmigen Halteringe eingeklemmt werden. Hierzu werden für derartige Herstellungsverfahren besonders geeignete Profilstäbe verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrens gelang es, die Herstellung wesentlich zu verbilligen. Das Verfahren wird bei Siebkörben verwendet, bei denen die Stäbe am Innenrand der Halteringe eingesetzt werden. Eine solche Anordnung der Stäbe wird gewählt, wenn die Suspension von innen nach außen die Schlitze passieren soll (zentrifugale Fahrweise).

Zur Umformung der Halteringe werden an den Stoßenden von außen Biegekräfte eingeleitet, wobei sich die Stoßenden auf der Innenseite auf Stützwalzen abstützen.

Ein alternatives Verfahren, um solche Siebkörbe herzustellen, zeigt die DE 44 35 538 A1. Dieses Verfahren wird bei Siebkörben verwendet, bei denen die Stäbe am Außenrand der Halteringe eingesetzt werden. Eine solche Anordnung der Stäbe wird gewählt, wenn die Suspension von außen nach innen die Schlitze passieren soll (zentripetale Fahrweise).

Zur Fixierung der Profilstäbe wird dabei der Krümmungsradius der Halteringe vergrößert.

Wichtig ist, dass die Dimensionen der Sieböffnungen mit sehr geringen Toleranzen eingehalten werden. Um sie von Verstopfungen frei zu halten, sind zumeist Räumer erforderlich, die in geringerem Abstand an der Siebfläche vorbei bewegt werden und die hydraulische Impulse erzeugen. Siebvorrichtungen für den Einsatz in Drucksortierern müssen daher sehr präzise gefertigt sein und hohen Belastungen standhalten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es den Herstellungsaufwand bei möglichst verbesserter Festigkeit und gesteigerter Lebensdauer der Siebvorrichtung zu vermindern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass sich zumindest zwei der jeweils einem Profilstab zugeordneten Aussparungen hinsichtlich ihrer Form derart voneinander unterscheiden, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche mit dem Profilstab ergibt.

Infolge des wenn auch geringen Versatzes der Aussparungen kommt es zum Verklemmen der Profilstäbe in diesen Aussparungen. Dabei ist der Versatz allerdings so gering, dass ein axiales Einschieben oder ein radiales Eindrücken der Profilstäbe in diese Aussparungen möglich bleibt.

Nach dem Einführen aller Profilstäbe ergibt sich so eine stabile Konstruktion des zylindrischen Siebkorbes und eine stabile Lage der Stabhalter, so dass eine weitere Fixierung der Profilstäbe in den Aussparungen meist nicht erforderlich ist.

Um die Verschränkung zwischen den Profilstäben und den Stabhaltern zu vervollkommnen, ist es vorteilhaft, wenn sich die jeweils axial benachbarten Aussparungen eines Profilstabes hinsichtlich ihrer Form derart voneinander unterscheiden, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche mit dem Profilstab ergibt.

Besonders wirksam ist der Versatz bei mehr als zwei Stabhaltern, wenn sich die Richtung des Versatzes in axialer Richtung betrachtet abwechselnd umgekehrt. Mit Vorteil lassen sich die unterschiedlichen Aussparungen mittels Laser-, Draht-, Wasserstrahlschneiden o.ä effizient aus den Stabhaltern heraustrennen.

Da der Stabhalter bereits als Ring vorliegt und in der Regel einstückig ausgeführt ist, vereinfacht sich die Herstellung wesentlich. Neben einer exakten zylindrischen Form ergibt sich dadurch eine hohe Genauigkeit bei den Aussparungen und damit auch den Sieböffnungen.

Insbesondere beim Laserschneiden oder Drahterodieren können sich geringfüge Formabweichungen ergeben, so dass ein besonders einfaches Herstellerfahren darin besteht, dass die Aussparungen mittels eines an der Innen- oder Außenseite des jeweiligen Stabhalters entlangfahrenden Lasers oder Erodierdrahtes herausgeschnitten werden und der Beginn des Schnitts zumindest zweier Stabhalter des Siebzylinders versetzt zueinander angeordnet ist.

Soll die Kontaktfläche axial benachbarter Aussparungen der Profilstäbe versetzt sein, so kann dies besonders einfach dadurch erreicht werden, dass der Beginn des Schnitts der jeweils benachbarten Stabhalter des Siebzylinders versetzt zueinander angeordnet ist. Falls eine zusätzliche Fixierung der Profilstäbe in den Aussparungen erforderlich oder gewünscht ist, so kann über radial von außen einwirkende Kräfte ein dauerhafter Formschluss zwischen den Profilstäben und den Aussparungen erzeugt werden.

Diese radialen Kräfte führen zu einer plastischen Verformung der Stabhalter im Bereich der Aussparung und über die Verengung der Aussparungen letztlich zur Klemmung der Profilstäbe in denselben.

Sind dabei die die Aussparungen nur auf der Innenseite der Stabhalter vorhanden, so erfolgt die radiale Krafteinwirkung direkt auf die Stabhalter

Im anderen Fall, dass die Aussparungen nur auf der Außenseite der Stabhalter vorhanden sind, erfolgt die radiale Krafteinwirkung auf die Profilstäbe und über diese indirekt auf die Stabhalter.

Zur Schonung der Stabhalter sollte die Innenseite derselben während der radialen Krafteinwirkung keinen Stütz- oder Biegekräften ausgesetzt werden.

Besonders einfach gestaltet sich die Fierstellung, wenn die radiale Krafteinwirkung über mehrere, radial von außen einwirkende Stempel erfolgt. Diese Stempel sollten vorzugsweise mit gleichem Abstand über den Umfang des Siebzylinders verteilt angeordnet sein. Des Weiteren sollte die, in Pressrichtung, d.h. zur Zentrumsachse der Siebvorrichtung weisende Pressfläche der Stempel konkav ausgebildet sein, wobei diese Pressfläche mit Vorteil senkrecht zur Zylinderachse von einem Kreisabschnitt gebildet wird, dessen Radius dem Außenradius der fertigen, zylindrischen Siebvorrichtung entspricht. Flierdurch gelingt es während des Pressens die Kräfte zunehmend gleichmäßiger auf die radiale Außenseite der Stabhalter zu verteilen. Neben einer gleichmäßigen Formveränderung schont dies die Stabhalter.

Im Interesse einer exakten Führung sollten die Stempel zumindest während der radialen Krafteinwirkung radial beweglich geführt und/oder axial zur Zylinderachse fixiert sein.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : einen schematischen Längsschnitt durch einen zylindrischen Siebkorb;

Figuren 2a+b: einen schematischen Querschnitt durch verschiedene Siebkörbe;

Figuren 3a+b: die Aussparung 4 mit Profilstab 1 vor und nach der radialen Krafteinwirkung und

Figur 4: einen axialen Teilschnitt durch mehrere Stabhalter 3 mit Profilstab 1.

Die Stabhalter 3 werden als einstückige Ringe hier beispielhaft mittels Laserschneiden hergestellt, wobei der Durchmesser geringfügig größer als beim endgültigen Siebkorb ist. Dies ist die Grundlage für eine hohe Formgenauigkeit des Siebkorbes.

Bei Figur 1 und 2a besitzen die Stabhalter 3 auf der Innenseite und bei Figur 2b auf der Außenseite eine Vielzahl gleichmäßig verteilt angeordneter Aussparungen 4 für die Profilstäbe 1. Die Aussparungen 4 bieten gemäß Figur 3a ausreichend Spiel, so dass die Profilstäbe 1 problemlos axial durch diese geschoben werden können.

Im Ergebnis besteht der so vorgefertigte Siebkorb aus parallel zur Zylinderachse 2 verlaufenden Profilstäben 1 , die über mehrere axial voneinander beabstandete und senkrecht zur Zylinderachse 2 verlaufende Stabhalter 3 gehalten werden.

Die Sieböffnungen des Siebkorbes werden von den Schlitzen benachbarter Profilstäbe 1 gebildet. In der Praxis haben solche Schlitze oft eine Weite zwischen 0,05 und 2 mm.

Um die Profilstäbe 1 in den Aussparungen 4 zu fixieren, unterscheiden sich, wie in Figur 4 zu erkennen, die jeweils axial benachbarten Aussparungen 4 eines Profilstabes 1 hinsichtlich ihrer Form derart voneinander, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche 6 mit dem Profilstab 1 in Umfangsrichtung 7 ergibt. Dies erschwert zwar etwas das Einführen der Profilstäbe 1 in die Aussparungen 4, vereinfacht aber andererseits die Fixierung der Profilstäbe 1 erheblich.

Gleiches lässt sich aber auch mit einem Versatz in radialer Richtung oder einer Mischung beider Richtungen erreichen. Der Versatz lässt sich einerseits mittels des Lasers bewusst erzeugen.

Er ergibt sich auf einfache Weise aber auch dadurch, dass die Aussparungen 4 mittels eines an der Innen- oder Außenseite des jeweiligen Stabhalters 3 entlangfahrenden Lasers herausgeschnitten werden und der Beginn des Laserschnitts der jeweils benachbarten Stabhalter 3 bei der Montage des

Siebzylinders versetzt zueinander angeordnet wird. Hierbei wird die Ungenauigkeit die sich beim üblichen Laserschneiden derzeit ergibt, bewusst ausgenutzt.

Falls die Klemmung der Profilstäbe 1 in den Aussparungen 4 verstärkt werden soll, so kann über radial von außen einwirkende Kräfte ein dauerhafter Formschluss zwischen den Profilstäben 1 und den Aussparungen 4 erzeugt werden.

Liegen die Aussparungen 4, wie bei Figur 2a, auf der Innenseite der Stabhalter 3, dann erfolgt die radiale Krafteinwirkung direkt auf die Stabhalter 3.

Figur 2 b zeigt den anderen Fall, bei dem die Aussparungen 4 auf der Außenseite der Stabhalter vorhanden sind und die radiale Krafteinwirkung auf die Profilstäbe 1 und somit nur indirekt auf die Stabhalter 3 erfolgt. In beiden Fällen kommt es, da die Innenseite der Stabhalter 3 während der radialen Krafteinwirkung keinen Stütz- oder Biegekräften ausgesetzt ist, zu einer, wenn auch geringen Verringerung des Durchmessers der Stabhalter 3 sowie einer plastischen Verformung der Stabhalter 3 im Bereich der Aussparungen 4, in deren Folge der Raum zwischen Profilstab 1 und Stabhalter 3, wie in Figur 3b dargestellt, geschlossen wird.

Wegen der Profilierung der Profilstäbe 1 sowie der komplementären Form wird so eine starke Klemmung der Stabfüße in der jeweiligen Aussparung 4 erreicht.

Die radiale Krafteinwirkung wird dabei gemäß den Figuren 2a+b über mehrere, radial gleichmäßig über den Zylinderumfang verteilt angeordnete Stempel 5 realisiert, die radial von außen auf die Stabhalter 3 bzw. Profilstäbe 1 und dabei insbesondere auf die Zylinderachse 2 des Siebkorbes gerichtet sind. Hierzu wird die, in Pressrichtung weisende Pressfläche aller Stempel 5 jeweils von einem Kreisabschnitt gebildet, dessen Radius dem Außenradius der Siebvorrichtung nach dem Pressvorgang entspricht. Da der von den Stabhaltern 3 bzw. Profilstäben 1 gebildete Außenradius der Siebvorrichtung vor dem Pressvorgang geringfügig größer als danach ist, besteht am Beginn des Pressvorgangs zwischen den Stabhaltern 3 bzw. Profilstäben 1 und der Pressfläche im mittleren Teil der Stempels 5 ein kleines Spiel. Dieses Spiel kann beim Beginn des Pressens und den damit verbundenen, geringeren Presskräften in Kauf genommen werden und vermindert sich mit fortschreitender Pressung. Diese Umformung erfolgt sehr schonend und gleichmäßig, so dass es an den Stabhaltern 3 zu keiner Überbeanspruchung kommt

Während der radialen Krafteinwirkung werden die Stempel 5 in Führungsnuten axial und radial geführt.

Claims

Patentansprüche

1. Zylindrische Siebvorrichtung mit einer Vielzahl von Profilstäben (1 ), bei der mehrere ringförmige, senkrecht zur Zylinderachse (2) verlaufende und voneinander beabstandete Stabhalter (3) an der Innen- oder Außenseite mit randoffenen Aussparungen (4) versehen sind, deren Form den Stabfüßen der Profilstäbe (1 ) im Wesentlichen komplementär entspricht und die geringfügig größer als die Stabfüße sind und bei der die Profilstäbe (1 ) parallel zueinander und parallel zur Zylinderachse (2) in die Aussparungen(4) eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei der jeweils einem Profilstab (1 ) zugeordneten Aussparungen (4) hinsichtlich ihrer Form derart voneinander unterscheiden, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche (6) mit dem Profilstab (1 ) ergibt.

2. Zylindrische Siebvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweils axial benachbarten Aussparungen (4) eines Profilstabes (1 ) hinsichtlich ihrer Form derart voneinander unterscheiden, dass sich zwischen ihnen ein geringfügiger Versatz der entsprechenden Kontaktfläche (6) mit dem Profilstab (1 ) ergibt.

3. Verfahren zur Fierstellung einer zylindrischen Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4) mittels Laserschneiden, Drahterodieren o.ä an der Innen- oder Außenseite des jeweiligen Stabhalters (3) herausgeschnitten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn des Schnitts zumindest zweier Stabhalter (3) des Siebzylinders versetzt zueinander angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn des Schnitts der jeweils benachbarten Stabhalter (3) des Siebzylinders versetzt zueinander angeordnet ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über radial von außen einwirkende Kräfte ein dauerhafter Formschluss zwischen den Profilstäben (1 ) und den Aussparungen (4) erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Stabhalter (3) während der radialen Krafteinwirkung keinen Stütz- oder Biegekräften ausgesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Krafteinwirkung über mehrere, radial von außen einwirkende Stempel

(5) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (5) vorzugsweise mit gleichem Abstand über den Umfang des Siebzylinders verteilt angeordnet sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4) nur auf der Innenseite der Stabhalter (3) vorhanden sind und die radiale Krafteinwirkung auf die Stabhalter (3) erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4) nur auf der Außenseite der Stabhalter (3) vorhanden sind und die radiale Krafteinwirkung auf die Profilstäbe (1 ) erfolgt.

12.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Pressrichtung weisende Pressfläche der Stempel (5) senkrecht zur Zylinderachse (2) von einem Kreisabschnitt gebildet wird, dessen Radius dem Außenradius der fertigen Siebvorrichtung entspricht.