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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Siebmaschine zur größenabhängigen Trennung von Schüttgütern, umfassend einen Siebkasten, welcher mit zumindest einer Siebfläche zum Sieben von Schüttgut versehen ist, sowie eine Antriebseinheit, mittels welcher der Siebkasten in Schwingung versetzbar ist, wobei der Siebkasten zumindest einen Auflageabschnitt aufweist, über welchen Auflageabschnitt der Siebkasten über zumindest ein die Kompressibilität von Gasen ausnützendes Federungselement an einem Untergrund gelagert ist.
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STAND DER TECHNIK
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Freischwingende Siebmaschinen, wozu im Wesentlichen die Kreisschwingsiebe, Linearschwingsiebe, Ellipsenschwingsiebe und Förderrinnen gehören, werden üblicherweise über Federelemente – direkt oder indirekt – an einem Untergrund gelagert.
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Die gebräuchlichsten Federelemente sind dabei Spiralfedern, Gummifedern, Gummihohlfedern und Rosta-Federelemente.
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Alle dieser Federungsarten erzeugen während des Betriebes der Siebmaschine noch relativ hohe Restkräfte im Untergrund (bei direkter Lagerung) bzw. in einer Unterstützungskonstruktion, welche bei indirekter Lagerung zwischen den Federelementen und dem Untergrund angeordnet ist, um den Siebkasten auf einem gewissen Höhenniveau zu halten. Entsprechend muss eine solche Unterstützungskonstruktion oft als schwerer und aufwendiger Stahlbau ausgebildet sein.
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Solche Restkräfte können zunächst nur mit Hilfe eines entsprechend aufwendig gestalteten Gegenschwingrahmens deutlich reduziert werden. Dies bedeutet jedoch hohe Mehrkosten die in der Regel nur in größeren Anlagen, wie Stahlwerken oder Mienen in Kauf genommen werden können.
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Um eine vergleichbare Reduktion der genannten Restkräfte auch ohne den Einsatz eines Gegenschwingrahmens zu gewährleisten, kann es nun vorgesehen sein, die eingangs erwähnten herkömmlichen Federelemente durch Federungselemente zu ersetzen, welche die Kompressibilität von Gasen ausnutzen.
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Der Einsatz solcher Federungselemente birgt jedoch die Gefahr, dass es im Falle eines Lecks in der Gaszuleitung zu einem sehr raschen Entweichen von Gas aus den Federungselementen kommen kann. In der Folge sind Kollisionen zwischen dem sich bewegenden – weil immer noch von dem Motor angetriebenen – Siebkasten und dem Untergrund, auf dem die Siebmaschine gelagert ist, bzw. der besagten Unterstützungskonstruktion bei indirekter Lagerung der Siebmaschine schwer zu vermeiden, wodurch das Schadensrisiko der Siebmaschine bzw. der die Siebmaschine umgebenden Infrastruktur sehr hoch ist.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine eingangs beschriebene Siebmaschine bereit zu stellen, bei welcher das Schadensrisiko im Falle eines Lecks in der Gaszuleitung der Federungselemente minimiert wird.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer erfindungsgemäßen Siebmaschine zur größenabhängigen Trennung von Schüttgütern, umfassend einen Siebkasten, welcher mit zumindest einer Siebfläche zum Sieben von Schüttgut versehen ist, sowie eine Antriebseinheit, mittels welcher der Siebkasten in Schwingung versetzbar ist, wobei der Siebkasten zumindest einen Auflageabschnitt aufweist, über welchen Auflageabschnitt der Siebkasten über zumindest ein die Kompressibilität von Gasen ausnützendes Federungselement an einem Untergrund gelagert ist, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass das zumindest eine Federungselement mit zumindest einer Rückschlagarmatur versehen ist, um ein schlagartiges Entweichen von Gas aus dem Federungselement zu verhindern.
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Durch den erfindungsgemäßen Einsatz solcher Rückschlagarmaturen – grundsätzlich sind davon insbesondere Rückschlagventile und Rückschlagklappen umfasst – wird es möglich, das Schadensrisiko im Falle eines Lecks in einer Luftzuleitung (oder einer ein anderes kompressibles Gas führenden Leitung, die mit dem zumindest einen Federungselement verbunden ist) auf ein Minimum zu reduzieren, da in einem solchen Fall das Ausströmen von Gas aus dem Federungselement automatisch unterbunden wird und die Funktionsfähigkeit des Federungselementes zumindest über einen Zeitraum erhalten bleibt, innerhalb dessen die Siebmaschine kontrolliert zum Stillstand gebracht werden kann.
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Bei Rückschlagarmaturen wird nämlich ein Schließelement in einer Richtung (Schließrichtung) durch das strömende Fluid geschlossen, während es hingegen in der anderen Richtung (Freigaberichtung) vom strömenden Fluid freigegeben wird. Bei federbelasteten Rückschlagarmaturen muss der in Freigaberichtung anstehende Druck die Rückstellkraft einer das Schließelement in Verschlussposition drängenden Feder übersteigen, damit ein Durchströmen in Freigaberichtung möglich wird.
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Daher kann selbst in einem Fall, in welchem die Luftzuleitung lediglich einen geringen Druckabfall verzeichnet – durch geeignete Wahl der Federkraft der Rückschlagarmatur – ein Druckabfall im Federungselement verhindert werden.
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Besonders gut zur Verwendung in erfindungsgemäßen Siebmaschinen geeignete Federungselemente sind Luftfederbälge. Daher ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmaschine vorgesehen, dass das Federungselement durch zumindest einen Luftfederbalg ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß kann es dabei vorgesehen sein, dass das Federungselement eine Vielzahl an Luftfederbälgen umfasst, um das Gesamtgewicht des Siebkastens gleichmäßig zu verteilen.
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Um die Notwendigkeit einer manuellen Befüllung der Luftfederbälge mit Luft zu vermeiden, ist es bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmaschine vorgesehen, dass der zumindest eine Luftfederbalg mit einer Luftzuleitung verbunden ist. Im Falle mehrerer das Federungselement ausbildender Luftfederbälge kann entweder jeder einzelne Luftfederbalg mit einer separaten Luftzuleitung verbunden sein, oder jeweils eine Gruppe von Luftfederbälgen – beispielsweise die auf einer Seite des Siebkastens angeordneten Luftfederbälge – mit einer gemeinsamen Luftzuleitung verbunden sein.
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Auch eine Einbindung der Luftfederbälge in einen Regelkreis zur – gegebenenfalls automatisch erfolgenden – Anpassung der Druckwerte der einzelnen Luftfederbälge kann mittels dieser Luftzuleitungen erfolgen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmaschine ist es vorgesehen, dass der zumindest eine Luftfederbalg ein die Rückschlagarmatur ausbildendes, lufteintrittseitig vorgesehenes, vorzugsweise federbelastetes, Rückschlagventil aufweist, um bei Unterschreiten eines vorgegebenen Einströmdruckes der Luft in den Luftfederbalg ein Austreten von Luft aus dem Luftfederbalg in die Luftzuleitung automatisch zu unterbinden.
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Hierbei handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmaschine. Sowohl die das Federungselement ausbildenden Luftfederbälge als auch die die Rückschlagarmaturen ausbildenden Rückschlagventile sind Standardteile, die auch im Fall von Verschleiß leicht getauscht werden können.
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In der Praxis kann es von großem Vorteil sein – beispielsweise im Falle von kontinuierlichen Produktionslinien – den Siebkasten unabhängig von seinem jeweils aktuellen Beladungszustand auf einem gleichbleibenden Höhenniveau (Abstand zwischen Untergrund und Siebkasten) zu halten.
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Daher ist es bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmaschine vorgesehen, dass das zumindest eine Federungselement zumindest einen Steuerblock, zum Befüllen und Entlüften der Luftfederbälge, zumindest einen Drucksensor, welcher jeweils einem Luftfederbalg zugeordnet ist, um den im Luftfederbalg vorherrschenden Druck zu messen und an den Steuerblock weiterzuleiten, zumindest einen Abstandssensor, welcher den Abstand zwischen Untergrund und Siebkasten misst und an den Steuerblock weiterleitet, sowie zumindest ein Steuergerät, bei welchem alle Informationen zusammenlaufen, verarbeitet werden, und welches die Befüllung bzw. Entlüftung der Luftfederbälge steuert, aufweist, um die Siebmaschine unabhängig von einem Beladungszustand des Siebkastens in einer bestimmten Position und Orientierung zu halten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Siebmaschine
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2 eine Frontansicht der Siebmaschine aus 1
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3 eine schematische Ansicht eines Regelkreises, wie er in einer erfindungsgemäßen Siebmaschine zum Einsatz kommt
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Siebmaschine. Dabei ist ein Siebkasten 1 der Siebmaschine über Auflageabschnitte 1b mittels mehrerer Federungselemente 2 auf einem Untergrund 4 gelagert. Eine Antriebseinheit 5 ist mit dem Siebkasten 1 verbunden (siehe 2), um für eine periodische Rüttelbewegung des Siebkastens 1 zu sorgen.
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Im konkreten Ausführungsbeispiel sind die Federungselemente 2 jeweils durch mehrere Luftfederbälge 2a ausgebildet. Diese Luftfederbälge 2a sind über als Konsolen ausgebildete und mit dem Siebkasten 1 verbundene Auflageabschnitte 1b elastisch mit einer Siebunterstützungskonstruktion 3 verbunden, welche Siebunterstützungskonstruktion 3 wiederum auf dem Untergrund 4 gelagert ist.
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Diese Siebunterstützungskonstruktion 3 ist im konkreten Ausführungsbeispiel als Bestandteil der Siebmaschine ausgeführt. Allerdings sind auch Ausführungsbeispiele der Siebmaschine vom Erfindungsgedanken miteingeschlossen, bei denen die Siebunterstützungskonstruktion 3 einstückig mit dem Untergrund 4 ausgebildet, oder die Siebunterstützungskonstruktion 3 gar nicht vorhanden und die Siebmaschine mittels der Federungselemente 2 direkt auf dem Untergrund 4 gelagert ist.
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Des Weiteren geht aus 1 die Position einer Siebfläche 1c des Siebkastens 1 hervor. Allerdings ist diese Siebflache 1c lediglich strichliert angedeutet, da sie von einem Seitenteil 1a des Siebkastens 1 verdeckt ist. Die Siebfläche 1c weist üblicherweise mehrere miteinander verbundene Siebbeläge auf, mittels welcher eine größenabhängige Trennung von Schüttgütern erfolgt.
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2 zeigt die Siebmaschine aus 1, allerdings in einer Frontansicht. In Zusammenschau mit 1 zeigt sich, dass die Siebmaschine im konkreten Ausführungsbeispiel insgesamt vier durch jeweils vier Luftfederbälge 2a ausgebildete Federungselemente 2 aufweist, wobei jeder der insgesamt vier Auflageabschnitte 1b mittels jeweils eines Federungselementes 2 mit der Siebunterstützungskonstruktion 3 verbunden ist.
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3 zeigt den schematischen Aufbau eines Regelkreises zum automatischen Befüllen und Entlüften der Federungselemente 2 einer erfindungsgemäßen Siebmaschine. Dabei sind insgesamt vier Federungselemente 2 mittels zweier Luftzuleitungen 2c mit einem Steuerblock 6 verbunden. Der Steuerblock 6 umfasst üblicherweise Mittel zur Aufnahme und Abgabe von Luft aus einer Luftversorgungseinheit 8 über die Luftzuleitungen 2c an die Federungselemente 2.
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Im konkreten Ausführungsbeispiel ist der Steuerblock 6 integral mit einem Steuergerät 7 ausgebildet. Dieses Steuergerät 7 sammelt Messinformationen einerseits von Drucksensoren, die den innerhalb der Federungselemente 2 vorherrschenden Druck messen, sowie von Abstandssensoren, welche den Abstand zwischen Siebkasten 1 bzw. den Auflageabschnitten 1b und dem Untergrund 4 bzw. der Siebunterstützungskonstruktion 3 messen, und steuert in Abhängigkeit dieser Parameter die Befüllung bzw. Entlüftung der einzelnen Federungselemente 2.
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Jedes der vier Federungselemente 2 weist zwei Luftfederbälge 2a auf, welche jeweils über eine als Rückschlagventil ausgebildete Rückschlagarmatur 2b mit der Luftzuleitung 2c verbunden sind. Dabei sind die vorhandenen Luftfederbälge 2a in zwei Gruppen zusammengefasst, von denen jeder Gruppe eine eigene Luftzuleitung 2c zugeordnet ist, mit der alle Luftfederbälge 2a dieser Gruppe verbunden sind.
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FUNKTIONSWEISE DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend auf 3 wird im Folgenden die Funktionsweise der Erfindung erläutert:
Im Normalbetrieb der erfindungsgemäßen Siebmaschine, wie sie in 1 und 2 gezeigt ist, verhindern die Luftfederbälge 2a die direkte Übertragung der momentan im und auf den Siebkasten 1 wirkenden Kräfte auf die Siebunterstützungskonstruktion 3 bzw. auf den Untergrund 4, auf dem die Siebmaschine abgestützt ist.
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Das Befüllen und Entlüften der einzelnen Luftfederbälge 2a geschieht dabei mittels einer Steuereinheit, umfassend zumindest den Steuerblock 6 sowie das Steuergerät 7. Über die Luftzuleitungen 2c wird Luft aus der Luftversorgungseinheit 8 an die vier Luftfederungen 2 geleitet.
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Die Luftfederbälge 2a sind jeweils über ein lufteintrittsseitig am Luftfederbalg 2a angeordnetes Rückschlagventil 2b, im Falle von mehreren Luftfederbälgen 2a vorzugsweise über an jedem Luftfederbalg 2a angeordnete Rückschlagventile 2b, mit der Luftzuleitung 2c verbunden. Dadurch ist ein Befüllen des jeweiligen Luftfederbalgs 2a über das Rückschlagventil 2b jederzeit möglich, das Entlüften geschieht allerdings über ein nicht dargestelltes zusätzliches Ventil, beispielsweise über ein elektrisch steuerbares Rückschlagventil für jeden Luftfederbalg separat.
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Im Falle eines Lecks in einer der beiden Luftzuleitungen 2c ist ein schlagartiges Entweichen von Luft aus den Federbälgen 2a in die Luftzuleitung 2c aufgrund der Rückschlagventile 2b nicht möglich, wodurch die Funktionsfähigkeit der Federungselemente 2 noch ausreichend lange nach Auftreten eines solchen Lecks gewährleistet ist, um die Siebmaschine kontrolliert zum Stillstand zu bringen.
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Aufgrund des Druckabfalls innerhalb der Luftzuleitung 2c wird ein (nicht mit Bezugszeichen versehenes) Schließelement des Rückschlagventils 2b automatisch in seine Verschlussposition bewegt. Dies kann beispielsweise im Falle federbelasteter Rückschlagventile durch Federkraft, und/oder durch den im Inneren des Luftfederbalgs 2a vorherrschenden Druck geschehen. Möglich wäre auch eine elektrische Steuerung des Schließelementes, beispielsweise durch das Steuergerät 7.
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In ähnlicher Weise kann es vorgesehen sein, dass der Abstandssensor, vorzugsweise kontinuierlich, die aktuelle Position und Orientierung des Siebkastens 1 ermittelt und diese Messdaten an das Steuergerät 7 weiterleitet. Diese Messung kann in einfacher Weise erfolgen, indem der Abstand zwischen einem, üblicherweise den tiefsten Punkt des Siebkastens 1 enthaltenden, Bereich des Siebkastens 1 und dem Untergrund 4 gemessen wird. Es sind jedoch auch kompliziertere Messverfahren möglich, bei denen der Abstand zum Untergrund 4 nicht an einer sondern an mehreren Stellen des Siebkastens 1 gemessen wird, um dadurch Rückschlüsse nicht nur auf die aktuelle Position sondern auch auf die aktuelle Orientierung des Siebkastens 1 relativ zu dem Untergrund 4 zu erlauben.
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Abhängig von diesen Messdaten kann das Steuergerät 7 durch individuelle Befüllung bzw. Entlüftung einzelner Luftfederbälge 2a die Korrektur der aktuellen Position und Orientierung des Siebkastens 1 bewirken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Siebkasten
- 1a
- Seitenteil
- 1b
- Auflageabschnitt
- 1c
- Siebfläche
- 2
- Federungselement
- 2a
- Luftfederbalg
- 2b
- Rückschlagarmatur (Rückschlagventil)
- 2c
- Luftzuleitung
- 3
- Siebunterstützungskonstruktion
- 4
- Untergrund
- 5
- Antriebseinheit
- 6
- Steuerblock
- 7
- Steuergerät
- 8
- Luftversorgungseinheit
