Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere feinkörnigem Siebgut

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere feinkörnigem Siebgut, deren durch Längsstege (4) und Querstege (5) gebildeten Siebmaschen (1a; 1b; 1c; 1d) sich längs oder quer zur Siebarbeitsbewegungsrichtung (A) erstrecken und jeweils sowohl in Längsrichtung (L) als auch in Querrichtung (Q) eine spiegelsymmetrische Gestalt aufweisen, wobei die Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) in Längsrichtung (L) einen schmalen Mittelbereich () aufweist, dessen minimale Breite (B_m) kleiner ist als die maximale Breite (B_e) der beidseits benachbarten Endbereiche (7a, 7b).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere feinkörnigem 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 nassen Feinstklassierung 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 US 4,857,176 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 Belastung ausgeübt, so dass sich diese Ausbauchen und eine ovale Maschenform annehmen. Dies führt dazu, dass auch größere Partikel als gewünscht durch diese verformten Siebmaschen fallen können. Insbesondere bei kleinen Stegbreiten und hohen Verhältnissen zwischen Maschenlänge und Maschenbreite nimmt der Fehlkornanteil zu. Zudem entstehen in den rechtwinklig zulaufenden Ecken der rechteckigen Siebmaschen Kerbspannungen, welche zu Rißbildungen führen können, was einen vorzeitigen Verschleiß des Siebbelags verursacht.

[0005] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kunststoffsiebbelag zu schaffen, welcher sich durch eine präzise Siebung und eine lange Standzeit auszeichnet.

[0006] 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.

[0007] Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Siebmaschen des Kunststoffsiebbelags jeweils in Längsrichtung betrachtet einen schmalen Mittelbereich aufweisen, dessen minimale Breite kleiner ist als die maximale Breite der beidseits benachbarten Endbereiche.

[0008] Mit anderen Worten wird eine speziell geformte taillierte Siebmasche vorgeschlagen, welche erst unter Belastung des Siebbelags eine in etwa rechteckige Maschenweite einnimmt. Die erfindungsgemäß vorprofilierten Siebmaschen werden unter Belastung des Kunststoffsiebbelags während des Siebens in der Siebebene an dem die minimale Breite aufweisenden schmalen Mittelbereich am stärksten aufgeweitet, da die Stege zwischen den Siebmaschen an dieser Stelle am schwächsten sind. Im beidseits des Mittelbereichs vorhandenen Endbereich der Siebmasche, der eine keulenförmige Erweiterung der Siebmaschen darstellt, befinden sich Kreuzungspunkte, welche sich unter Belastung weniger stark verformen, da im Kreuzungspunkt mehr Material vorhanden ist.

[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebmasche sind die beiden Endbereiche in etwa halbkreisförmig ausgebildet, um keine Angriffstellen für schädigende Kerbspannungen zu bilden. Daneben ist es auch möglich, die Endbereiche bogenförmig oder als aufeinandertreffende Kantenabschnitte mit abgerundeten Ecken auszubilden, um denselben Vorteil zu erzielen.

[0010] Die minimale Breite im Zentrum des Mittelbereichs der Siebmasche lässt sich über einen Taillierungswinkel angeben, welcher zwischen der Längsrichtung der Siebmasche und einem am Endbereich angrenzenden Maschenkantenabschnitt verläuft und zwischen 0,4 bis 15 Grad beträgt. In diesem Winkelbereich wird je nach Materialeigenschaften, Siebbelagdicke und Maschengröße ein optimales Verhältnis zwischen der maximalen Breite im Endbereich der Siebmasche und der minimale Breite im zentralen Mittelbereich der Siebmasche erzielt, welches zwischen 1,1 bis 2,5 liegt.

[0011] Insbesondere für das Sieben im Feinkornbereich beträgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunststoffsiebbelag die minimale Breite der Siebmasche zwischen 0,05 bis 1mm. Die hierauf abgestimmte Länge der Siebmasche sollte in einem Bereich zwischen 0,3 bis 20mm liegen.

[0012] Die Siebbelagdicke liegt bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Kunststoffsiebbelags vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 bis 5mm, wobei die Siebmasche im Querschnitt vorzugsweise konisch unter einen sich im in Durchfallrichtung des Siebguts erweiternden Kantenwinkel zwischen 5° bis 20° verläuft. Dieser Kantenwinkel verhindert ein Verklemmen des hindurch fallenden Siebguts in der Siebmasche.

[0013] Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass zumindest durch einen Teil der Längsstege und/oder der Querstege innerhalb des Polyurethanmaterials Verstärkungsfäden aus einem Fasermaterial verlaufen die vorzugsweise hierin eingegossen sind.

[0014] Zum Leiten des Siebguts während des Siebvorganges wird zudem vorgeschlagen, dass vorzugsweise an der Sieboberfläche im Bereich entlang mindestens eines Verstärkungsfadens eine im Querschnitt keilförmige, bogenförmige oder polygonale erhabene Polyurethan-Materialanformung angeordnet ist. Diese sich insoweit zueinander parallel längs über den Kunststoffsiebbelag erstreckenden schienenartigen Materialanformungen leiten das Siebgut über das Siebbelag.

[0015] Gemäß einer ersten Ausführungsform für eine Siebmaschenanordnung wird vorgeschlagen, die Siebmaschen in Reihe neben- und übereinander anzuordnen, um eine regelmäßige Gitterstruktur zu bilden. Diese Gitterstruktur ermöglicht geradlinig verlaufende Längs- und Querstege, welche zumindest teilweise auch von Verstärkungsfäden durchzogen sein können, um insbesondere die Festigkeit des Kunststoffsiebbelags zu maximieren.

[0016] Gemäß einer alternativen Ausführungsform hierzu wird vorgeschlagen, dass benachbarte Reihen in Längsrichtung übereinander angeordneter Siebmaschen versetzt zueinander angeordnet sind. Diese Ausführungsform führt zu schmaleren Knotenpunkten und somit zu einem besseren Verhältnis zwischen offener Siebfläche und Stegfläche, ohne die Funktionalität der Formanpassung der Siebmaschen unter Belastung zu beeinträchtigen.

[0017] Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann trotz der feinen Strukturen des Siebbelags eine hohe Präzision des Trennschnitts erreicht werden. Insbesondere wirkt sich dieser Vorteil bei faserverstärkten Polyurethansieben aus, die auf Grund ihrer flachen Bauform geringe Stegquerschnitte aufweisen.

[0018] Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

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 Daraufsicht einer Auswahl von Siebmaschen im Ausgangszustand gemäß einer ersten Ausführungsform,

Figur 4

eine schematische Daraufsicht einer Auswahl von Siebmaschen im Belastungszustand gemäß der ersten Ausführungsform,

Figur 5

eine schematische Daraufsicht einer Auswahl von Siebmaschen im Ausgangszustand gemäß einer zweiten Ausführungsform und

Figur 6

eine Detaildarstellung im Schnitt A-A einer Siebmasche aus Figur 5.

[0019] Gemäß Figur 1 umfasst ein Kunststoffsiebbelag aus Polyurethan in Reihen nebeneinander angeordnete Siebmaschen 1, welche 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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 eines Kunststoffsiebbelags dargestellt.

[0023] Die Reihe der Siebmaschen 1a und 1b wird von der Reihe der Siebmaschen 1c und 1d durch Längsstege 4 geteilt. Jeweils nebeneinanderliegende 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.

[0024] Jede Siebmasche 1c (exemplarisch) weist in Längsrichtung L einen schmalen Mittelbereich 6 auf, dessen minimale Breite B_m kleiner als die maximale Breite B_e der beidseits benachbarten Endbereiche 7a und 7b ist. Die beiden Endbereiche 7a und 7b jeder Siebmasche 1c sind in diesem Ausführungsbeispiel halbkreisförmig ausgebildet. Der Taillierungswinkel α zwischen der Längsrichtung L der Siebmasche 1c und einem am Endbereich 7a angrenzenden Maschenkantenabschnitt 8 beträgt ca. 10°.

[0025] Gemäß Figur 4 unterliegt die Siebmasche 1c (exemplarisch) unter Arbeitsbelastung einer elastischen Verformung, so dass diese einen im Wesentlichen rechteckförmige Grundgestalt - bis auf die abgerundeten Endbereiche 7a und 7b - annimmt. Bei dieser rechteckförmigen Grundgestalt unter Belastung nähert sich das Maß der Breite B_m im Mittelbereich 6 an das Maß der Breite B_e der beiden Endbereiche 7a und 7b an; idealerweise sind diese Maße gleich.

[0026] Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind benachbarte Reihen von Siebmaschen 1a' und 1b' sowie 1c' und 1d' versetzt zueinander angeordnet. Hierdurch bildet sich ein dreiseitiger Knotenpunkt K2 und die Längsstege 4' und Querstege 5' können gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel schmaler ausgeführt werden, so dass sich das Verhältnis von Siebmaschenfläche zu Stegfläche vergrößert und damit ein höherer Siebdurchsatz erzielbar ist.

[0027] Die Schnittdarstellung A-A gemäß Figur 6 verdeutlicht, dass die Siebmasche 1c' (exemplarisch) von der Sieboberseite zur Siebunterseite hin sich konisch erweiternd unter einem Kantenwinkel β verläuft, um ein Verklemmen von gesiebten Partikeln innerhalb der S iebmasche 1c' zu vermeiden.

[0028] Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beiden 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

[0029] 

1

Siebmasche

2

Verstärkungsfaden

3

Materialanformung

4

Längssteg

5

Quersteg

6

Mittelbereich

7

Endbereich

8

Maschenkantenabschnitt

L

Längsrichtung

Q

Querrichtung

A

Siebarbeitsbewegungsrichtung

B_m

minimale Breite

B_e

maximale Breite

α

Taillierungswinkel

β

Kantenwinkel

K1

Knotenpunkt, vierseitig

K2

Knotenpunkt, dreiseitig

Ansprüche

1. Kunststoffsiebbelag für eine Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere feinkörnigem Siebgut, deren durch Längsstege (4) und Querstege (5) gebildeten Siebmaschen (1) sich längs oder quer zur Siebarbeitsbewegungsrichtung (A) erstrecken und jeweils sowohl in Längsrichtung (L) als auch in Querrichtung (Q) eine spiegelsymmetrische Gestalt aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) in Längsrichtung (L) einen schmalen Mittelbereich (6) aufweist, dessen minimale Breite (B_m) kleiner ist als die maximale Breite (B_e) der beidseits benachbarten Endbereiche (7a, 7b).

2. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) durch elastische Verformung unter Arbeitsbelastung eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundgestalt annimmt, bei welcher sich das Maß der Breite (B_m) im Mittelbereich (6) an das Maß der Breite (B_e) der beiden Endbereiche (7a, 7b) annähert.

3. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endbereiche (7a, 7b) der Siebmasche halbkreisförmig, bogenförmig oder mit abgerundeten Ecken aufeinandertreffender Kantenabschnitte ausgebildet sind.

4. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Taillierungswinkel (α) zwischen der Längsrichtung (L) der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) und einem am Endbereich (7a; 7b) angrenzenden Maschenkantenabschnitt (8) zwischen 0,4 bis 15° beträgt, um die minimale Breite (B_m) im Zentrum des Mittelbereichs (6) der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) zu erzeugen.

5. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen maximaler Breite (B_e) und minimaler Breite (B_m) der Siebmaschen (1a; 1b; 1c; 1d) im Bereich zwischen 1,1 bis 2,5 liegt.

6. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Breite (B_m) der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) zwischen 0,05 bis 1 mm beträgt, und dass die Länge der Siebmasche (1a; 1b; 1c; 1d) im Bereich zwischen 0,3 bis 20 mm liegt.

7. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbelagdicke im Bereich zwischen 0,5 bis 5 mm liegt.

8. 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.

9. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Längsstege (4) und Querstege (5) gebildete Siebstruktur aus einem Polyurethanmaterial hergestellt ist.

10. 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.

11. 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) angeordnet ist.

12. 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.

13. Kunststoffsiebbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Reihen in Längsrichtung (L) übereinander angeordneter Siebmaschen (1a; 1b; 1c; 1d) versetzt zueinander angeordnet sind.

14. Siebmaschine zum Klassieren von insbesondere feinkörnigem Siebgut mit einem elektrisch betriebenen mechanischen Schwingantrieb, umfassend einen austauschbaren Kunststoffsiebbelag nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Zeichnung