[0001] Die Erfindung betrifft einen Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren
von insbesondere grobkörnigem Schüttgut, deren durch Längsstege und Querstege gebildeten
Siebmaschen sich längs oder quer zur Siebarbeitsbewegungsrichtung erstrecken und jeweils
sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung eine spiegelsymmetrische Gestalt
aufweisen. Daneben betrifft die Erfindung auch eine diesen Kunststoffsiebbelag umfassende
Siebmaschine mit einem elektrisch betriebenen mechanischen Schwingantrieb.
[0002] Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf das Sieben von Schüttgut, das
als trockener Feststoff oder in einer Suspension vorliegen kann. Insbesondere kann
die erfindungsgemäße Lösung auch im Bereich der Aufbereitung von Sand, Schlacken,
Salzen und Mineralien eingesetzt werden. Siebbeläge der hier interessierenden Art
bestehen üblicherweise nicht aus Metall, sondern aus Kunststoff, insbesondere Polyurethan,
und weisen eine Vielzahl von Durchbrüche, sogenannte Siebmaschen auf, durch welche
das gesiebte Schüttgut hindurch fällt, wogegen der relativ grobkörnigere Rückstand
seitens der Sieboberseite verbleibt. Die Siebarbeitsbewegung in Form eines hauptsächlichen
Hin- und Herrüttelns des Siebbelags wird von einer an sich bekannten Siebmaschine
durchgeführt, neben deren Aufnahmekasten für das Siebgut gewöhnlich ein elektrisch
betriebener mechanischer Schwingantrieb angebracht ist. Der Kunststoffsiebbelag ist
auswechselbar im Bereich des Bodens des Siebkastens angebracht.
[0003] Aus der
WO 2011/133 238 A1 geht ein Kunststoffsiebbelag aus Polyurethanmaterial hervor, dessen regelmäßig über
Längs und Querstege getrennt angeordnete Siebmaschen eine langgestreckt rechteckige
Form besitzen. In die Stege sind Verstärkungsfäden aus einem Fasermaterial eingegossen,
um die Reißfestigkeit des Materials zu erhöhen.
[0004] Im Siebbetrieb wird auf die rechteckigen Siebmaschen eine Arbeitsbelastung ausgeübt,
in deren Folge insbesondere in den rechtwinklig zulaufenden Ecken der rechteckigen
Siebmaschen kritische Kerbspannungen entstehen, welche zu Rißbildungen führen können.
Dies verursacht einen vorzeitigen Verschleiß des Siebbelags.
[0005] Um dieses Problem zu lösen ist bisher versucht worden, das Kunststoffmaterial an
den Kreuzungspunkten der Maschen zu verstärken, insbesondere durch Verbreiterung der
Stege zwischen den Maschen. Allerdings führt diese Maßnahme zu einer Reduzierung der
spezifischen offenen Siebfläche und damit zu einer Verringerung des Durchsatzes durch
den Siebbelag.
[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kunststoffsiebbelag zu
schaffen, welcher sich durch eine hohe spezifische offene Siebfläche und eine lange
Standzeit auszeichnet.
[0007] Die Aufgabe wird ausgehend von einem Siebbelag gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen
Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
[0008] Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die beiden einander gegenüberliegenden
Endbereiche der Siebmasche bogenförmig oder mit abgerundeten Heckbereichen aufeinandertreffender
gerader Kantenabschnitte ausgebildet sind.
[0009] Mit anderen Worten überwindet die erfindungsgemäße Lösung die vorstehend beschriebene
Problematik rechteckiger Siebmaschen, indem deren Kopfenden speziell abgerundet gestaltet
sind. Derartig geformte Siebmaschen ermöglichen es, den Materialeinsatz an Kunststoffmaterial
an den Knotenpunkten der Siebmasche zu optimieren, da aufgrund der geringen Kerbwirkung
in den Maschenkanten der Materialeinsatz reduziert werden kann. Insbesondere bei faserverstärkten
Kunststoffverbundsiebbelägen wirkt sich diese Maßnahme aufgrund der geringen Siebbelagdicke
lebensdauerverlängernd aus und ermöglicht eine größere spezifische offene Siebfläche.
[0010] Somit führt die erfindungsgemäße Lösung zu stabileren Siebbelägen und einem größeren
Siebdurchsatz. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die bogenförmigen Endbereiche der Siebmaschen jeweils halbkreisförmig ausgebildet
sind und somit ein Verhältnis von in Querrichtung der Siebmasche verlaufender Maschenbreite
und dem Radius des Eckbereichs von b/r = 2 aufweisen. Durch diese halbkreisförmige
Gestaltung wird ein tangential gleichmäßiger Übergang des Endbereichs zu dem Mittelbereich
der Siebmasche erzielt, welcher vorzugsweise aus parallel zueinander verlaufenden
Kantenabschnitten besteht. Die durch halbkreisförmige Endbereiche erzeugten Siebmaschen
sind somit besonders stabil, erfordern jedoch bei Reihenanordnung in den Knotenpunkten
benachbarter Siebmaschen einen höheren Materialbedarf.
[0011] Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die abgerundeten
Eckbereiche aufeinandertreffender gerader Kantenabschnitte ein Verhältnis von in Querrichtung
der Siebmasche verlaufender Maschenbreite und einem Radius des Eckbereiches von b/r
= 2 bis 10 auf. Somit orientiert sich diese Maschenform mit abgerundeten Endbereichen
näher an der rechteckigen Grundgestalt der Siebmasche, welche die Hüllgeometrie hierzu
bildet. Versuche haben ergeben, dass der beanspruchte Verhältnisbereich der Maschenbreite
zum Radius ein Optimum aus hoher Standzeit und Materialbedarf für den Kunststoffsiebbelag
darstellt. Durch den gegenüber der vorstehend beschriebenen ersten Ausfuhrungsform
tendenziell geringeren Materialbedarf erhöht sich weiterhin auch die spezifische offene
Siebfläche und damit der Durchsatz an Siebgut.
[0012] Die Länge der Siebmasche liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,3 bis 20 mm und
ist stets größer als die Maschenbreite. Hierdurch wird die gattungsgemäß langgestreckte
Maschenform erzielt. Größere Längen für gröberes Siebgut gehen zu Lasten der Standzeit
des Siebbelags; kleinere Längen der Siebmasche sind bei der erfindungsgegenständlichen
speziellen Siebmaschenform fertigungstechnisch nicht exakt reproduzierbar, und daher
nicht empfehlenswert.
[0013] Eine mit den vorstehenden Maßbereichen ausgebildeten Siebmasche eignet sich insbesondere
für Kunststoffsiebbeläge mit einer Siebbelagdicke im Bereich zwischen 0,5 bis 5 mm.
[0014] Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass
die Siebmasche im Querschnitt konisch und einer sich in Durchfallrichtung des Siebgutes
erweiternden Kantenwinkels zwischen 0,5° bis 20° verläuft. Dieser Kantenwinkel verhindert
ein Verklemmen von Siebpartikeln innerhalb der Siebmasche. Dabei kommt ein tendenziell
geringerer Kantenwinkel der Standzeit des Kunststoffsiebbelags zugute.
[0015] Der Kunststoffsiebbelag besteht vorzugsweise aus Polyurethanmaterial und wird durch
Längsstege und Querstege gebildet, so dass sich eine Art Gitterstruktur ergibt.
[0016] Zumindest durch einen Teil der Längsstege und/oder Querstege können Verstärkungsfäden
aus einem Fasermaterial innerhalb des Polyurethanmaterials verlaufen. Durch die Verstärkungsfäden
erhöht sich die Reißfestigkeit des Kunststoffsiebbelags und dessen Belastbarkeit.
[0017] Als weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme wird vorgeschlagen, dass an der Sieboberseite
und vorzugsweise im Bereich entlang mindestens eines Verstärkungsfadens eine im Querschnitt
keilförmige, bogenförmige oder polygonale Materialanformung zum Leiten Siebguts angeordnet
ist. Durch die Leitung des Siebguts wird der Siebdurchsatz erhöht und die innenliegenden
Verstärkungsfäden sind von genügend Kunststoffmaterial umgeben.
[0018] Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sind die Siebmaschen in Reihe neben-
und übereinander angeordnet, so dass sich eine streng regelmäßige Gitterstruktur ergibt.
Hierdurch lassen sich besonders stabile Knotenpunkte zwischen den Siebmaschen bilden.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, benachbarte Reihen von in Längsrichtung
übereinander angeordneten Siebmaschen versetzt zueinander anzuordnen oder benachbarte
Reihen in Querrichtung nebeneinander liegender Siebmaschen bis zu einer Maschenbreite
versetzt zueinander anzuordnen. Hierdurch lassen sich die Stegbreiten benachbarter
Siebmaschen variieren und an verschiedene Belastungssituationen und Siebeigenschaften
anpassen.
[0019] Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher
dargestellt. Es zeigt:
- Figur 1
- eine schematische perspektivische Ansicht eines Kunststoffsiebbelags in einer ersten
Ausführungsform,
- Figur 2
- eine schematische perspektivische Ansicht eines Kunststoffsiebbelags in einer zweiten
Ausführungsform,
- Figur 3
- eine schematische Draufsicht einer Auswahl von Siebmaschen in einer ersten Ausführungsform,
- Figur 4
- eine Detaildarstellung im Schnitt A-A einer Siebmasche aus Figur 3,
- Figur 5
- eine schematische Teilansicht einer Siebmasche gemäß einer ersten Variante,
- Figur 6
- eine schematische Teilansicht einer Siebmasche gemäß einer zweiten Variante,
- Figur 7
- eine schematische Teilansicht einer Siebmasche gemäß einer dritten Variante,
- Figur 8
- eine schematische Draufsicht einer Auswahl von Siebmaschen gemäß einer zweiten Ausführungsform,
und
- Figur 9
- eine schematische Draufsicht einer Auswahl von Siebmaschen gemäß einer dritten Ausführungsform.
[0020] Gemäß Figur 1 umfasst ein Kunststoffsiebbelag aus Polyurethan in Reihen nebeneinander
angeordnete Siebmaschen 1, welche jeweils sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung
Q eine spiegelsymmetrische Gestalt aufweisen. Die Siebmaschen 1 erstrecken sich längs
zur Siebarbeitsbewegungsrichtung A, welche von einer - nicht weiter dargestellten
- Siebmaschine erzeugt wird.
[0021] Zur Verstärkung des Kunststoffsiebbelags erstrecken sich in Längsrichtung L sowie
auch in Querrichtung Q mehrere parallel zueinander angeordnete Verstärkungsfäden 2
aus einem Fasermaterial durch den Kunststoffsiebbelag. Die Verstärkungsfäden 2 verlaufen
dabei innerhalb des Stegbereichs neben den Siebmaschen 1.
[0022] Nach dem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind Verstärkungsfäden 2'
lediglich in Längsrichtung L des Kunststoffsiebbelags vorgesehen. An der Sieboberseite
sind entlang der Verstärkungsfäden 2' schienenartige Materialanformungen 3 angeordnet.
Die schienenartigen Materialanformungen 3 besitzen im Querschnitt gesehen eine keilförmige
Gestalt.
[0023] Nach der in Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsform für einen Kunststoffsiebbelag
mit regelmäßiger Gitterstruktur sind die exemplarischen Siebmaschen 1a und 1b sowie
1c und 1d in Längsrichtung L übereinander angeordnet. In Querrichtung Q sind die Siebmaschen
1a und 1c sowie 1b und 1d genau nebeneinander angeordnet. Schematisch sind hier lediglich
ein Teil der Siebmaschen des Kunststoffsiebbelages dargestellt.
[0024] Die Reihe der Siebmaschen 1a und 1b wird von der Reihe der Siebmaschen 1c und 1d
durch Längsstege 4 geteilt. Jeweils nebeneinander liegende Siebmaschen 1a und 1c sowie
1b und 1d werden durch Querstege 5 voneinander geteilt. Durch die hierdurch geschaffene
regelmäßige Gitterstruktur der Maschenanordnung entsteht im Kreuzungsbereich der Längsstege
4 mit den Querstegen 5 jeweils ein vierseitiger Knotenpunkt K1, der hier durch eine
gestrichelte Kreislinie angedeutet ist.
[0025] Jede Siebmasche 1c (exemplarisch) weist in Längsrichtung L einander gegenüber liegende
halbkreisförmige Endbereiche 7a und 7b auf, welche im diese verbindenden Mittelbereich
6 durch parallel zueinander verlaufende Kantenabschnitte 8a, 8b miteinander verbunden
sind.
[0026] Die Schnittdarstellung A-A gemäß Figur 4 verdeutlicht, dass die Siebmasche 1b (exemplarisch)
von der Sieboberseite zur Siebunterseite hin sich konisch erweiternd unter einem Kantenwinkel
β verläuft, um ein Verklemmen von gesiebten Partikeln innerhalb der Siebmasche 1c'
zu vermeiden.
[0027] Nach Figur 5 ergibt sich der halbkreisförmig ausgebildete Endbereich 7a (exemplarisch)
einer Siebmasche 1 durch ein Verhältnis von in Querrichtung Q der Siebmasche 1 verlaufender
Maschenbreite b und dem Radius r des Eckbereichs 9 von b/r = 2.
[0028] Nach Figur 6 weisen abgerundete Eckbereiche 9a' und 9b' aufeinandertreffender gerader
Kantenabschnitte x und y sowie - gegenüberliegend - y und z ein Verhältnis von in
Querrichtung Q der Siebmasche 1' verlaufender Maschenbreite b und einem Radius r des
Eckbereichs 9a' bzw. 9b' von b/r = 3 auf.
[0029] Nach Figur 7 ergibt sich eine noch weiter an die rechteckige Hüllgeometrie angepasste
Maschenform, indem die abgerundeten Endbereich 9a" sowie 9b" aufeinandertreffender
gerader Kantenabschnitte x und y sowie y und z ein Verhältnis von Querrichtung Q der
Siebmasche 1" verlaufender Maschenbreite b und einem Radius r des Eckbereiches 9a"
bzw. 9b" von b/r = 10 aufweist.
[0030] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 sind benachbarte Reihen von in Querrichtung
nebeneinanderliegender Siebmaschen 1a', 1c' bzw. 1b', 1d' um eine ganze Maschenbreite
b zueinander versetzt, so dass die Stegbreite b' der Maschenbreite b entspricht.
[0031] Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 ist die Stegbreite b" gegenüber
der Maschenbreite b auf einen geringeren Wert reduziert. Hierdurch ergibt sich eine
größere spezifische Sieboberfläche durch entsprechend geringere Stegbreiten.
[0032] Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden
Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, Verstärkungsfäden
2 lediglich in Längsrichtung L oder in Querrichtung Q und durch mehrere Siebmaschen
beabstandet voneinander zu integrieren. Die schienenförmigen Materialanformungen 3
können dabei Materialverstärkungen im Bereich hindurch geführter Verstärkungsfäden
2 bilden.
Bezugszeichenliste
[0033]
- 1
- Siebmasche
- 2
- Verstärkungsfaden
- 3
- Materialanformung
- 4
- Längssteg
- 5
- Quersteg
- 6
- Mittelbereich
- 7
- Endbereich
- 8
- Kantenabschnitt
- 9
- Eckbereich
- L
- Längsrichtung
- Q
- Querrichtung
- A
- Siebarbeitsbewegungsrichtung
- b
- Maschenbreite
- r
- Radius des Eckbereichs
- x
- erster Kantenabschnitt
- y
- zweiter Kantenabschnitt
- z
- dritter Kantenabschnitt
- β
- Kantenwinkel
- K1
- Knotenpunkt, vierseitig
- K2
- Knotenpunkt, dreiseitig
1. Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere grobkörnigem
Siebgut, deren durch Längsstege (4) und Querstege (5) gebildeten Siebmaschen (1) sich
längs oder quer zur Siebarbeitsbewegungsrichting (A) erstrecken und in der Längsrichtung
(L) einander spiegelsymmetrisch gegenüberliegende Endbereiche (7a, 7b) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Endbereiche (7a, 7b; 7a', 7b') der Siebmasche
(1a; 1b; 1c; 1d) bogenförmig oder mit abgerundeten Eckbereichen (9a', 9b'; 9a", 9b")
aufeinandertreffender gerader Kantenabschnitte (x und y; y und z) ausgebildet sind.
2. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Endbereiche (7a, 7b) jeweils halbkreisförmig ausgebildet sind und
ein Verhältnis von in Querrichtung (Q) der Siebmasche (1) verlaufender Maschenbreite
(b) und Radius (r) des Eckbereichs (9) von b/r = 2 aufweisen.
3. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die abgerundeten Eckbereichen (9a', 9b'; 9a", 9b") aufeinandertreffender gerader
Kantenabschnitte (x und y; y und z) ein Verhältnis von in Querrichtung (Q) der Siebmasche
(1', 1") verlaufender Maschenbreite (b) und einem Radius (r) des Eckbereichs (9a',
9b'; 9a", 9b") von b/r = 2 bis 10 aufweisen.
4. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der die beiden Endbereiche (7a, 7b) der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) verbindende Mittelbereich
(6) aus zwei parallel zueinander verlaufenden Kantenabschnitten (8a, 8b) besteht.
5. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) im Bereich zwischen 0,3 bis 20 mm liegt,
welche stets größer als die Maschenbreite (b) ist.
6. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbelagdicke im Bereich zwischen 0,5 bis 5 mm liegt.
7. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) im Querschnitt konisch unter einen sich in Durchfallrichtung
des Siebguts erweiternden Kantenwinkel (β) zwischen 5° bis 20° verläuft.
8. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Längsstege (4) und Querstege (5) gebildete Siebstruktur aus einem Polyurethanmaterial
hergestellt ist.
9. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest durch einen Teil der Längsstege (4) und/oder Querstege (5) innerhalb des
Polyurethanmaterials Verstärkungsfäden (2) aus einem Fasermaterial verlaufen.
10. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Sieboberseite im Bereich entlang mindestens eines Verstärkungsfadens (2) eine
im Querschnitt keilförmige, bogenförmige oder polygonale Materialanformung (3) zum
Leiten des Siebguts angeordnet ist.
11. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmaschen (1a; 1b; 1c; 1d) in Reihe neben- und übereinander angeordnet sind,
um eine regelmäßige Gitterstruktur zu bilden.
12. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Reihen in Längsrichtung (L) übereinander angeordneter Siebmaschen (1a;
1b; 1c; 1d) versetzt zueinander angeordnet sind.
13. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Reihen in Querrichtung (Q) nebeneinander liegender Siebmaschen (1a; 1b;
1c; 1d) um bis zu einer Maschenbreite (b) versetzt zueinander angeordnet sind.
14. Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere grobkörnigem Siebgut mit einem elektrisch
betriebenen mechanischen Schwingantrieb, umfassend einen austauschbaren Kunststoffsiebbelag
nach einem der vorstehenden Ansprüche.