DE19836316C2 - Verfahren zur Herstellung von gewölbten Sieben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gewölbten Sieben, die vorzugsweise in Sortierern für die Zellstoff- und Papiererzeugung einsetzbar sind und die eine Vielzahl von Sortieröffnungen aufweisen.

Ein hierdurch hergestelltes Sieb wird vorwiegend in Sortierern der Zellstoff- und Papierindustrie eingesetzt, um die faserstoffhaltige Suspension in einer Art Naßsiebung zu behandeln. Dabei sollen in den meisten Fällen faserfremde Verunreinigungen aufgrund ihrer Größe an einem Siebelement zurückgehalten und dann abgeschieden werden. Die Fasern können dabei zusammen mit einem Teil des Wassers die Sortieröffnungen passieren. Es gibt auch andere Anwendungen solcher Apparate, z. B. um faserstoffhaltige Suspensionen nach der Faserlänge zu fraktionieren oder auch um z. B. unerwünschte Feinststoffe durch das Siebelement passieren zu lassen und die Fasern zurückzuhalten. Grundsätzlich sind solche Maschinen weithin bekannt und werden oft eingesetzt. Die Siebelementeinsätze werden Siebkörbe genannt, wenn sie rotationssymmetrisch, z. B. zylindrisch aufgebaut sind, sie können aber auch eben sein. Um ein Verstopfen der Sortieröffnungen zu verhindern, werden meist sich dicht an ihnen vorbeibewegende Räumer verwendet Siebe dieser Art müssen wegen der auftretenden hydraulischen Kräfte, die von der Druckdifferenz zwischen Einlauf und Auslauf sowie von Druckstößen der Räumer herrühren, stabil gebaut sein. Sie bestehen zumeist aus Metall, z. B. legiertem hochwertigem Stahl.

Man kann davon ausgehen, daß derartige Maschinen und die darin verwendeten Siebe bereits heute ihren Zweck erfüllen. Wie überall in der Industrie üblich, wird jedoch die ökonomische Seite solcher Trennprozesse sehr wichtig erachtet, weshalb es immer wieder Versuche gegeben hat, die - auch als Verschleißteile anzusehenden - Siebe zu verbilligen. Dabei handelt es sich bei diesen Teilen nämlich um recht teure Gegenstände, die oftmals in bestimmten Abständen zu ersetzen sind. Daher ist das besondere Bemühen der Hersteller solcher Siebe darauf gerichtet, diese möglichst preiswert herstellen zu können.

Bekanntlich gibt es bei den Sieben unterschiedliche Formen der Sortieröffnungen. Man unterscheidet zwischen im wesentlichen runden Öffnungen und länglichen, wobei die länglichen Öffnungen im Extremfall Spalte sind, die über die gesamte Axialerstreckung der Siebkörbe verlaufen. Die Herstellungsverfahren sind an die Sortieröffnungen angepaßt, weshalb sie sich oft für Lochsiebkörbe und Spaltsiebkörbe wesentlich unterscheiden. Bei Spaltsieben sind bereits moderne Herstellungsverfahren gefunden worden, bei denen die Sortieröffnungen, also die Spalte, zwischen parallel angeordneten Stäben gebildet werden. Die Stäbe enthalten keine Sieböffnungen. Dieses Verfahren ist aber nach wie vor wegen der Vielzahl der Stäbe sehr aufwendig. Ein Beispiel hierzu zeigt die DE 44 35 538 C2.

Bei Lochsieben werden die Sortieröffnungen in der Regel durch an sich bekannte Verfahren, wie z. B. Bohren oder Elektro-Erosion, in eine Blechplatte eingebracht. In speziellen Fällen werden gestanzte Bleche verwendet. Auch wenn die Produktionsabläufe durch automatisch arbeitende Maschinen, insbesondere der Bohrwerke, rationalisiert werden konnten, sind sie immer noch recht teuer.

Aus der DE 196 35 189 A1 ist ein Herstellungsverfahren für Siebe bekannt, bei dem das Sieb aus einer Mehrzahl von mit Sieböffnungen versehenen Siebstreifen zusammengesetzt wird. Dazu werden zusätzlich Profilstäbe benötigt, die den Verbund zu den Trägern herstellen. So lassen sich zwar hochwertige und stabile Siebe herstellen, der Aufwand ist aber schon wegen der großen Anzahl der zu montierenden Teile recht hoch.

Eine andere Möglichkeit zeigt die DE 196 35 156 A1. Hier übernehmen die Siebstreifen in höherem Maße tragende Funktion des Siebes. Das reduziert zwar im Vergleich zur vorgenannten Lösung die Anzahl der benötigten Einzelteile, könnte aber in bestimmten Anwendungsfällen zu Festigkeitsproblemen am Sieb führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Sieben zu schaffen, mit dem die Kosten reduziert werden können, ohne daß die Qualität schlechter wird. Auch soll der Aufwand bei der Produktion von Sieben unterschiedlicher Größe gering sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 17.

Derartige Siebstreifen sind einfacher zu bohren als die kompletten Siebbleche, da sie schmaler sind und leicht in einem relativ kleinen Bohrwerk bearbeitet werden können. Bei Herstellung und Montage der Teile ist ein hoher Automatisierungsgrad möglich. Es entfällt wegen des Aufbaus aus mehreren Siebstreifen das problematische und aufwendige Biegen von gelochten, großflächigen Siebblechen, welches dazu führen kann, daß die Siebkörbe nicht ausreichend präzise herstellbar sind.

Wichtig ist auch, daß je nach Anforderung und Größe des Durchsatzes in der Praxis unterschiedlich große Plansiebe oder Siebkörbe erforderlich sind. Während nach dem Stand der Technik hergestellte Siebkörbe unterschiedlicher Größen große und aufwendige Fertigungsanlagen erfordern, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf derselben Anlage Siebkörbe unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Höhe hergestellt werden. Ähnliches gilt auch für ebene Siebe unterschiedlicher Größe.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Siebes;

Fig. 2 eine Variante;

Fig. 3 im Detail: Schweiß-Verbindung benachbarter Siebstreifen;

Fig. 4 im Detail: Formschluß zwischen benachbarten Siebstreifen;

Fig. 5 erfindungsgemäß hergestellter Siebkorb in Gesamtansicht, perspektivisch gezeichnet.

Die Fig. 1 stellt den Teil eines Trägers 1 dar, in den eine Anzahl von Siebstreifen 2 eingesetzt ist. Benachbarte Siebstreifen 2 stehen in einem Abstand a zueinander. Dabei sind die Siebstreifen 2 als variiertes Rechteck-Winkelprofil ausgeführt, welches einen Siebschenkel 3 und einen Befestigungsschenkel 4 aufweist. Der Siebschenkel 3 enthält eine Reihe von Sortieröffnungen 7, hier als konisch sich in Durchflußrichtung (von oben nach unten) erweiternde Bohrung ausgeführt. Der Befestigungsschenkel 4 hat eine Fügekontur 5 mit im wesentlichen kreissegmentförmig ausgebildetem Querschnitt. Am rechten Rand der Figur ist ein Siebstreifen 2 weggelassen, so daß man die Ausnehmung 6, welche in den Träger 1 eingelassen ist, erkennen kann. Diese Ausnehmung 6 hat eine Form, die im wesentlichen der Fügekontur 5 komplementär entspricht. In den Fällen, in denen die Befestigung zwischen den Siebstreifen 2 und den Trägern 1 durch Verformung der Träger 1 erfolgen soll, ist die exakte Form der Ausnehmungen 6 auf die der Fügekonturen 5 so abzustimmen, daß nach der Verformung ein möglichst guter Klemmsitz zwischen diesen beiden Fügepartnern erreicht wird. D. h. die Ausnehmung 6 muß größer sein als der entsprechende Teil der Fügekontur 5. In anderen Fällen, bei denen die Träger 1 nach Einsetzen der Siebstreifen nicht oder nur ganz unwesentlich verformt werden sollen, ist es günstiger, die Formen der Ausnehmungen und Fügekontur möglichst übereinstimmend auszubilden. Auch wenn die plastische Verformung und das Festklemmen der Siebstreifen sich als besonders wirtschaftlich erwiesen hat, kann es günstig sein, z. B. eine Schweiß- oder Lötverbindung vorzunehmen, um die beiden Fügepartner unlösbar zu verbinden. Das hängt von den Anforderungen an das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sieb ab.

Die Siebfläche 9 ist die Hüllkurve an die Siebschenkel 3. Sie kann gewölbt sein, was aber in den Fig. 1 bis 5 nicht dargestellt ist. Dasselbe gilt für die Träger 1. Die Oberfläche 8 der Siebstreifen 2 steht zur Siebfläche 9 in einem relativ spitzen Winkel α. Durch diese Schrägstellung werden besonders günstige hydraulische Verhältnisse am Einlauf in die Sortieröffnung 7 erreicht. In der Regel ist davon auszugehen, daß die Bewegungsrichtung R eines Siebräumers so gewählt wird, daß sich an den Oberflächen 8 der Siebstreifen eine Art Sprungschanzeneffekt ausbilden kann. Es ist aber auch eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung R' (gestrichelt gezeichnet) denkbar, z. B. um den hydraulischen Durchsatz des Siebes zu erhöhen. Man erkennt in dieser Figur ferner, daß sich die Siebschenkel 3 der Siebstreifen 2 in einer bestimmten Weise überlappen. Dadurch werden die Siebstreifen 2 nach dem Einsetzen gegeneinander abgestützt und in ihrer Stellung zu den Leisten eindeutig fixiert. Außerdem erhält das so hergestellte Sieb eine hohe Festigkeit, insbesondere gegen Drücke, die von der Zulaufseite her, also hier oben gezeichnet, auf das Sieb wirken.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäß hergestellten Siebkorbes wird pro Lochreihe ein Siebstreifen benötigt, was zu einem relativ großen Anteil von Teilen führt, die bei der Siebherstellung benötigt werden. Diese Anzahl läßt sich wesentlich reduzieren, wenn - wie in Fig. 2 dargestellt - mehrere Lochreihen, z. B. in einem versetzten Bohrmuster, auf jeweils einem Siebstreifen 2' vorhanden sind.

Hier muß ein Kompromiß gefunden werden zwischen den hydraulischen Eigenschaften des Siebes und den Herstellkosten. Die hydraulischen Eigenschaften können beeinträchtigt werden, wenn die Position der Sortieröffnung 7 einen signifikanten Einfluß auf das Sortierergebnis hat oder auf den erzielbaren Durchsatz. Eventuell lassen sich solche unerwünschten Bedingungen durch Variation der Sortieröffnungsgeometrie ausgleichen. Bekanntlich sind sowohl die Größe einer Sortieröffnung als auch die Anströmbedingungen in ihrem Zulaufbereich von Einfluß auf die Sortierwirkung.

Diese Darstellung zeigt ferner, daß es nicht in jedem Falle erforderlich ist, die Siebstreifen aus einem rechtwinkeligen Profil zu erzeugen, wesentlich ist nur, daß die Möglichkeit besteht, den Befestigungsschenkel 4 im Träger 1 zu fixieren und auf dem Siebschenkel 3 die Sortieröffnungen 7 in der gewünschten Position anbringen zu können.

Eventuell kann man die Siebstreifen so in die Ausnehmungen 6 einsetzen, daß sie bereits ohne plastisches Verformen der Träger 1 ausreichend fest sitzen, z. B. durch Preßsitze.

Die Siebstreifen können durch Löten oder Schweißen miteinander verbunden werden. Dabei ist es von Vorteil, daß sie einfach in die Träger eingesetzt und darin in ihrer endgültigen Position fixiert werden können. Fig. 3 zeigt zwei durch Schweißnaht 10 miteinander verbundene Siebstreifen 2, welche ihrerseits hier durch Schwalbenschwanzführungen im Träger 1 verankert sind. Wenn eine Lötverbindung hergestellt werden soll, können die Siebstreifen 2 in einem Arbeitsgang sowohl miteinander als auch mit den Trägern 1 verlötet werden. Dazu ist ein Hochtemperatur-Hartlöten besonders geeignet.

Eine gute und sichere Fixierung läßt sich durch Formschluß an den Berührungsstellen der Siebstreifen erreichen, was z. B. in Fig. 4 gezeigt wird. Durch eine in den Siebstreifen eingewalzte Längsnut 11, in die das Ende des benachbarten Siebstreifens 2 hineinpaßt, ist der Verbund der Siebstreifen gegen Verdrehen in beiden Richtungen abgestützt. Drehkräfte P, die an den Siebstreifen 2 angreifen, rühren besonders von den hydraulischen Druckimpulsen her, die zur Siebfreihaltung von Sortierern in der Papier- und Zellstoffindustrie angewandt werden.

Die Fig. 5 zeigt in Gesamtansicht ein erfindungsgemäß hergestelltes Sieb, hier in Form eines Siebzylinders. Es wird auch Siebkorb genannt und ist in Sortierern, insbesondere Drucksortierern, das wichtigste Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Vereinfachung ist nur ein sehr geringer Teil der bei einem solchen Sieb zu verwendenden Siebstreifen 2 gezeichnet. In einer realen Ausführung wird eine große Anzahl solcher Siebstreifen 2 auf dem gesamten Umfang angeordnet, so daß ein geschlossenes Sieb entsteht. In dieser Darstellung ist auch erkennbar, daß die Träger 1 gebogen sind und die Siebfläche 8 zylindrisch ist.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von gewölbten Sieben, die vorzugsweise in Sortierern für die Zellstoff- und Papiererzeugung einsetzbar sind und die eine Vielzahl von Sortieröffnungen (7) aufweisen mit folgenden Schritten:

• 1. Siebstreifen (2, 2') werden hergestellt, deren Profil einen winkeligen Querschnitt aufweist mit einem die Sortieröffnungen (7) enthaltenden Siebschenkel (3) und mit einem Befestigungsschenkel (4), wobei
• 2. die Befestigungsschenkel (4) mit einer Fügekontur (5) versehen werden,
• 3. mindestens zwei Träger (1) werden an einer Seite in einem
• 4. bestimmten Abstand (a) mit Ausnehmungen (6) versehen, deren Form der Fügekontur (5) komplementär entspricht,
• 5. anschließend werden die Siebstreifen (2, 2') parallel zueinander mit ihren Befestigungsschenkeln (4) in die Ausnehmungen (6) eingelegt oder eingeschoben,
• 6. Siebstreifen (2, 2') und Träger (1) werden dann miteinander fest verbunden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gebogene Träger (1) verwendet oder diese bei der Herstellung der Siebe gebogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) nach dem Einsetzen der Siebstreifen (2, 2') verformt und dadurch in ihre endgültige Form gebracht werden, wobei die formschlüssig eingesetzten Befestigungsschenkel (4) eingeklemmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Klemmverbindungen zusätzlich durch eine nicht lösbare Verbindung, wie z. B. Löten verstärkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Siebschenkel (3) benachbarter Siebstreifen (2, 2') teilweise überdecken.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (8) der Siebschenkel (3) in einem Winkel (α) zur Siebfläche (9) zwischen 3° und 30° angestellt wird.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) in den Trägem (1) durchweg in gleichem Abstand (a) voneinander angebracht werden und die Siebstreifen (2, 2') durchweg die gleiche Form haben.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebstreifen (2, 2'), in ihrer Querrichtung betrachtet, mit jeweils maximal drei Reihen von Sortieröffnungen (7) versehen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebstreifen (2, 2'), in ihrer Querrichtung betrachtet, mit jeweils nur einer Reihe von Sortieröffnungen (7) versehen werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) durch plastische Verformung zu Ringsegmenten gebogen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) durch plastische Verformung zu in sich geschlossenen Ringen gebogen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflächen der Träger (1) miteinander unlösbar, z. B. durch Löten oder Schweißen verbunden werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittellinie beim Verformen der Träger (1) auf der Seite der Siebstreifen (2, 2') liegt.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sortieröffnungen (7) runde Löcher mit Durchmesser zwischen 1 und 6 mm erzeugt werden.

15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebstreifen (2, 2') aus Metall hergestellt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebstreifen (2, 2') aus legiertem Stahl hergestellt werden.

17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) aus legiertem Stahl hergestellt werden.