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Dokumentenidentifikation DE69834436T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001157161
Titel SIEB UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
Anmelder Advanced Fiber Technologies (AFT) Oy, Varkaus, FI
Erfinder JURVANEN, Jari, FIN-78850 Varkaus, FI
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69834436
Vertragsstaaten DE, FI, FR, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.10.1998
EP-Aktenzeichen 989475850
WO-Anmeldetag 14.10.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/FI98/00796
WO-Veröffentlichungsnummer 2000022228
WO-Veröffentlichungsdatum 20.04.2000
EP-Offenlegungsdatum 28.11.2001
EP date of grant 03.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse D21D 5/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sieb, das in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung einer Siebtrommel.

Die erfindungsgemäße Siebtrommel wird aus Siebdrähten hergestellt, indem man sie nebeneinander auf solche Weise anordnet, dass die Spalte dazwischen Siebschlitze bilden. Der Begriff „Siebdraht" bezeichnet hier längliche Elemente verschiedener Querschnittsformen, die nebeneinander angeordnet Siebschlitze dazwischen bilden.

Die erfindungsgemäßen Trommelsiebe werden typisch in der Zellstoff- und Papierindustrie zur Reinigung und Fraktionierung von Fasersuspensionen eingesetzt. Sie können aber auch zum Beispiel in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt werden.

Es ist eine bekannte Technik, Siebe, Siebtrommeln sowie Flachsiebe derart zu verstärken, dass sie den Kräften und dynamischen Belastungen standhalten, denen sie während des Betriebs ausgesetzt sind. Die Siebtrommeln werden meistens mittels Ringen oder Bändern verstärkt, die an der Oberfläche der Trommel befestigt werden. Bei Trommelsieben des „Ausström"-Typs, wobei die zu siebende Suspension in das Innere der Siebtrommel eingeführt wird und die akzeptierte Fraktion durch die Siebtrommel von der Innenseite auswärts strömt, sind die Verstärkungsringe auf der Außenseite der Trommel befestigt. Bei den Trommelsieben des „Einström"-Typs, wobei die akzeptierte Fraktion in der entgegengesetzten Richtung strömt, sind die Verstärkungsringe auf der Innenseite der Siebtrommel montiert.

Den Verstärkungen oder den Stützelementen nach dem Stand der Technik ist es gemeinsam, dass sie aus Stahl hergestellt sind. Die Herstellung von Stahlverstärkungen umfasst mehrere Produktions- und Montageschritte. Bei der Herstellung werden als solche bekannte Verfahren, etwa Walzen, Biegen, Sägen, Drehen, Fräsen und Schleifen eingesetzt. In irgendeiner Phase der Herstellung und Montage der Verstärkungs- und Stützelemente aus Stahl muss in der Regel Schweißen zusätzlich zu anderen Verfahren angewandt werden. Dabei wird dem Schweißpunkt Wärme zugeführt, was leicht Verformungen und innere Belastungen in der Siebplatte und/oder der herzustellenden Verstärkung verursachen kann, was die physikalischen Eigenschaften des Stahls abschwächt. Die Deformationen können die Abmessungen der Siebschlitze und die Form und Maße der ganzen Trommel nachteilig verändern. Außerdem verursachen die als Ergebnis des Schweißvorgangs entstehenden Grate eine Tendenz, das Sieb zu verstopfen, wenn sich Fasern daran festsetzen. Deshalb sollte Schweißung vermieden werden.

Wenn sie einer dynamischen Belastung ausgesetzt sind, zerbrechen diese aus Stahl hergestellten Elemente typisch durch Risswachstum. Die inneren Belastungen und die durch Schweißung verursachten Veränderungen der physikalischen Eigenschaften in der so genannten Wärmeeinflusszone (HAZ) machen die aus Stahl bestehenden Elemente gegenüber Risswachstum anfällig.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sieb und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verstärkung für eine Siebtrommel vorzusehen, bei der die oben erwähnen Nachteile minimiert worden sind.

Im Besonderen ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine dauerhafte und starke Siebtrommel vorzusehen. Dabei soll eine Siebtrommel vorgesehen werden, die einen Verstärkungsring aufweist, bei dem Risswachstum vermieden wird.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkung für eine Siebtrommel vorzusehen, die einfach ist und sich leicht modifizieren lässt.

Dabei besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkung vorzusehen, bei dem die durch hohe Temperatur verursachten Probleme vermieden werden.

Eine typische verbesserte erfindungsgemäße Siebtrommel fürs Sieben oder Fraktionieren von Stoffsuspensionen oder ähnlichen Suspensionen der Papierindustrie umfasst eine Siebtrommel, an deren Oberfläche eine oder mehrere, aus faserverstärktem Verbundstoff bestehende Verstärkungen befestigt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Siebtrommeln eingesetzt werden, wobei die Siebtrommel aus nebeneinander angeordneten Siebdrähten auf solche Weise hergestellt wird, dass zwischen benachbarten Siebdrähten ein Siebschlitz gebildet wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei Siebblechen benutzt werden, die zur Verwendung als Siebtrommeln in Trommelsieben vorgesehen sind. In Trommelsieben werden bevorzugt ringförmige eingesetzt. Die Verstärkung wird bevorzugt durch Laminieren von Faserrovings gebildet, die aus Tausenden von Fasern bestehen. Die Höhe des Verstärkungsrings ist typisch ungefähr 5 bis 100 mm, bevorzugt 5 bis 70 mm. Die Verstärkungsringe können zum Beispiel an der Siebtrommel mit einem Abstand von 20 bis 100 mm zueinander befestigt werden.

Die erfindungsgemäße Verstärkung wird typisch durch Laminieren von Schichten von Verstärkungsfasern mit einem Matrixmaterial hergestellt. Als Verstärkungsfaser wird bevorzugt zumindest eine Faser verwendet, die aus einer Gruppe von Fasermaterialien ausgewählt ist, die Kohle-, Glas-, Aramid-, Bor-, Aluminium- oder Siliziumoxidfasern oder eine Mischung derselben umfasst. Die Verstärkungsfaser kann natürlich aus einer anderen geeigneten Faser oder ähnlichem bestehen.

Die Stärke der verwendeten Verstärkungsfasern ist typisch zwischen 1000 und 5500 N/mm2. Als Verstärkungsmaterial wird bevorzugt eine Kohlefaser verwendet, die einen hohen Elastizitätsmodul und eine Festigkeit von 3500 bis 5500 N/mm2 hat. Der Elastizitätsmodul der verwendeten Verstärkungsfasern muss bevorzugt >300 GPa sein. Die Verstärkung wird bevorzugt aus Verstärkungsfaserbändern hergestellt, auch Rovings genannt, die aus Tausenden von Verstärkungsfasern oder Filamenten oder aus Bändern hergestellten bandartigen Prepregs bestehen. Die Verstärkungsfasern sind in der fertiggestellten Verstärkung im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Siebtrommel angeordnet.

Als Matrixmaterial fürs Verbinden der Verstärkungsfasern wird das für das betreffende Verstärkungsmaterial am besten geeignete Material gewählt. Das Matrixmaterial sollte bevorzugt eine gute Langzeitfestigkeit unter nassen Verhältnissen, eine genügende Warmfestigkeit zumindest bei 100 °C, eine gute chemische Beständigkeit in einem pH-Bereich von 2 bis 14 und eine gute dynamische Belastbarkeit aufweisen.

Als Matrixmaterial wird bevorzugt ein thermoplastisches oder duroplastisches Harz verwendet. Geeignete thermoplastische Harze sind zum Beispiel Polypropylen, Polyamid oder. Acrylnitril-Butadien (ABS), und geeignete duroplastische Harze sind zum Beispiel Polyester-, Epoxid- oder Phenolharze.

Das Matrixmaterial, das Harz oder der Kunststoff, soll die Kräfte zwischen den Verstärkungsfasern übertragen. Im Laminat wird durch das Matrixmaterial hauptsächlich verhindert, dass sich die Verstärkungsfasern im Verhältnis zueinander bewegen. Das Matrixmaterial hat nur einen kleinen Einfluss auf die Zugfestigkeit des Laminats in Richtung der Fasern, während es in Bezug auf die Belastbarkeit und die Scherkräfte zwischen den Schichten wichtig ist. Durch das Matrixmaterial sollen die Scherkräfte übermittelt werden.

In GB-1 554 412 wird eine zylindrische Filtereinheit besprochen, die aus dünnem Metallblech, etwa Stahl oder Aluminium hergestellt ist, das mit Filterlöchern dadurch versehen ist. Die Außenfläche der Filtereinheit ist mit parallelen Paaren von auf die Filterfläche geschweißter Stiftreihen versehen. Sowohl die Oberfläche der Filtereinheit zwischen den Stiftreihen und die Stifte selbst sind mit Klebstoff behandelt. Danach wird die Einheit umlaufend mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasern zwischen den Stiftreihen umwickelt, um die Räume zwischen den Reihen auszufüllen. Um ein Verstärkungsglied zu bilden, wird das Harz ausgehärtet.

In GB-A-2 077 146 werden Verbesserungen an oder in Bezug auf Stabsiebe diskutiert, wo die Siebfläche aus benachbarten Siebstäben gebildet wird, die sich in Hinsicht auf das Oberflächenniveau zumindest an einem Teil ihrer Länge unterscheiden. Die Siebstäbe sind an querverlaufenden Verbindungsstangen solcherart befestigt, dass die Siebstäbe um die Verbindungsstangen gewunden sind. Gemäss einer alternativen Ausführungsform können die Verbindungsstangen aus Kunststoffstäben bestehen, die um die Siebstäbe herum geformt sind, um sie einzubetten.

Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, Verstärkungsringe von rotationssymmetrischen Sieben in einem einzigen Produktionsschritt zu laminieren, bei denen die Verstärkungsfaser oder das daraus hergestellte Band oder Roving zwischen einem Paar von Formen/Formoberflächen um das Sieb gewickelt werden. Beim Aushärten bildet das Komposit, das aus der/dem zwischen das Formpaar gewickelten Verstärkungsfaser und Matrixmaterial besteht, den Verstärkungsring. Sobald das Komposit ausgehärtet ist, wird das Formpaar entfernt. Die erwünschte Höhe des Rings, d. h. seine radiale Abmessung, ergibt sich, wenn eine gewünschte Menge von Fasern oder eine gewünschte Menge von Bandlagen der Verstärkungsfaser um das Sieb gewickelt wird. Die Höhe des Verstärkungsrings ist in der Regel ungefähr 5 bis 50 mm.

Der erfindungsgemäße Verstärkungsring aus Verbundstoff kann auch auf solche Weise hergestellt werden, dass er auf einem Metallstützring oder einem Band befestigt wird, der/das am Umfang der Siebtrommel montiert ist. Für die Dauer der Laminierung wird ein Ring, der eine Hälfte des Formpaares bildet, auf die Siebtrommel auf jeder Seite des oben erwähnten Metallstützrings positioniert. Die das Formpaar bildenden Ringe sind normalerweise radial höher als der Stützring, und dazwischen bleibt ein Raum, der zumindest der axialen Breite des Stützrings entspricht. Auf diese Weise kann der gesamte Stützring zu einer Verstärkung laminiert werden, die aus Verbundstoff gebildet wird. Der Verbundstoff wird diesem Raum zugeführt, indem zum Beispiel mehrere Schichten von Bändern oder Rovings aus Verbundstoff auf den Stützring um die Siebtrommel, d. h. in den Raum zwischen den Formwänden gewickelt werden. Es werden so viele Umdrehungen Band oder Roving um die Siebtrommel gewickelt, dass sich eine Verstärkung gewünschter Höhe ergibt. Die Form der gebildeten Verstärkung wird durch die Wände der Form und den Abschnitt der Siebtrommel oder des Stützrings auf der Siebplatte oder eines anderen, den Boden der Form bildenden Elements bestimmt. Die Breite des Formbodens, d. h. der Abstand zwischen den Wänden voneinander, kann größer sein als die Breite des Stützrings oder desgleichen auf der Oberfläche der Siebplatte. Der Formboden wird somit teilweise durch den Stützring und teilweise durch die Oberfläche der Siebtrommel gebildet, und die Breite der gebildeten Verstärkung wird größer als die Breite des Stützrings sein.

Die Verstärkung, der/das Verstärkungsring oder -band können an der Oberfläche der Siebtrommel oder des darauf montierten Stützrings befestigt werden, indem sie/er/es mit dem Matrixmaterial verklebt wird. Andererseits kann die Verstärkung an der Oberfläche der Siebtrommel durch Nutzung der Geometrie der Siebfläche, des Stützrings oder desgleichen befestigt werden. Die Verstärkung kann somit an der Siebfläche befestigt werden zum Beispiel, indem der Verhakungseffekt oder der Formschluss genutzt wird. Der Formschluss bedeutet eine 'negative Konturierung', mit anderen Worten, dass das Teil z. B. auf solche Weise keilförmig ist, dass es am Formboden breiter als an der Mündung ist. Wenn die Verstärkung in einer Form oder einem Formpaar hergestellt wird, wo die Wände auf beiden Seiten des Stützrings angeordnet sind, und wo der Abstand zwischen den Wänden größer als die Breite des Stützrings ist, kann ein Formschluss und eine mechanische Befestigung der Verstärkung an der Oberfläche der Siebtrommel zustande gebracht werden, indem ein Stützring einer geeigneten Form gewählt wird. Ein weicher faserverstärkter Verbundstoff kann dazu gebracht werden, den Stützring eng zu umfließen, wenn die Verstärkung produziert wird. Beim Aushärten setzt sich der Verbundstoff am Stützring fest.

Andererseits kann die erfindungsgemäße Verstärkung an anderen Elementen auf der Oberfläche der Siebtrommel, etwa einem gerillten Stützring für die Siebdrähte des Drahtsiebs befestigt werden, das in der Internationalen Veröffentlichung PCT/F196/00520 beschrieben ist. Das verstärkende Fasermaterial wird dabei um die Siebtrommel in der Rille des Stützrings gewickelt, wobei die Rille des Stützrings als Form benutzt wird. Ringförmige Erweiterungen der Rillenwände können zusätzlich auf beiden Seiten des Stützrings angeordnet sein, welche Erweiterungen die radiale Höhe zur Erzeugung der Verstärkung benutzten Form und gewünschtenfalls auch seine Breite vergrößern. Die Vorsprunge oder ähnliches in der Rille des Stützrings bilden Befestigungsorgane, an denen die weiche Verstärkung befestigt werden kann.

Die erfindungsgemäße Verstärkung wird bevorzugt aus Bändern, Rovings oder anderem verstärkenden Fasermaterial hergestellt, das in einer Matrixflüssigkeit eingetaucht wird, und welches Material in mehreren Schichten um den Umfang der Siebtrommel zwischen den Wandflächen der Verstärkungsform gewickelt werden kann, die am Umfang der Siebtrommel angeordnet ist, und das man dann chemisch aushärten lässt. Der ganze Produktionsprozess kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Einige Systeme erfordern, dass man das Harz bei erhöhter Temperatur, typisch bei einer Temperatur von 80 bis 200 °C abbinden und aushärten lässt.

Andererseits kann die Verstärkung vorteilhaft aus Bändern, Rovings oder ähnlichem verstärkenden Fasermaterial bestehen, das festes Matrixmaterial enthält, wo das Matrixmaterial zum Beispiel zu Verstärkungsfaser gezwirnt ist. Dieses Band, Roving oder ähnliches kann auch in mehreren Lagen um den Umfang einer Siebtrommel zwischen den am Umfang einer Siebtrommel eine Verstärkungsform bildenden Oberflächen gewickelt werden. Das feste Matrixmaterial wird bevorzugt erweicht/eingeschmolzen, indem es in der Wickelphase zum Beispiel auf eine Temperatur von ungefähr 100–300 °C erhitzt wird. Dadurch wird das Matrixmaterial bevorzugt kurz vor der Form eingeschmolzen. Anschließend lässt man das faserverstärkte Material in der Verstärkungsform erstarren.

Die Temperatur des Siebs steigt bei den oben beschriebenen Produktionsverfahren nicht bedeutsam an, so dass die nachteiligen Wirkungen von hoher Temperatur durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden.

Die Erfindung wird detaillierterer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

1 eine schematische Seitenansicht der Herstellungsphase der Mittenverstärkung einer Siebtrommel,

24 schematisch Schnittansichten von kleinen Teilen der Siebtrommeloberfläche und des auf der Siebfläche montierten Formpaares und der zwischen den Oberflächen des Formpaares in Verbindung mit dem Stützring gebildeten Verstärkung,

5 eine schematische Ansicht schräg von oben gesehen auf einen Teil einer Siebfläche eines Drahtsiebs und auf die auf diesem Drahtsieb hergestellte Verstärkung,

6 eine schematische Schnittansicht quer durch den Siebdraht des Drahtsiebs gemäß 5, und

7 schematische Schnittansichten verschiedener Alternativen der Verstärkung für das Drahtsieb gemäß 5.

1 zeigt die Herstellung einer Verstärkung für eine Siebtrommel 10, wobei ein dritter Verstärkungsring am Umfang der Siebtrommel 10 eines Trommelsiebs durch Formflächen 12, 14 eines Formpaares gebildet wird. Zwei Verstärkungsringe 16, 18 sind bereits hergestellt worden, und die Formflächen um sie herum sind entfernt worden.

Das Verstärkung wird hergestellt, indem ein trockenes Band oder Roving 20 von Verstärkungsfaser von einer Spule 22 abgewickelt und als kontinuierliches Band durch einen Harzbottich 24 zum Umfang der Siebtrommel 10 zwischen die Formflächen 12, 14, geleitet wird. Die vorderste Formfläche 12 der Figur, d. h. derjenige Teil, der dem Betrachter am nächsten ist, ist der Klarheit halber entfernt. Im Harzbottich 24 wird das Verstärkungsfaserband 20 mit einer genügenden Menge von Matrixmaterial, d. h. Harz fürs Laminieren der Schichten vom verstärkendem Faserband imprägniert, um eine starke Verstärkung herbeizuführen.

Das verstärkende Faserband 20 wird in den Raum 13 zwischen den Formflächen 12, 14 geleitet, während die Siebtrommel in der vom Pfeil angedeuteten Richtung umläuft. Die Siebtrommel 10 kann mehrere Umdrehungen gedreht werden um eine Verstärkung gewünschter Dicke, d. h. gewünschter radialer Höhe zwischen den Formflächen zustande zu bringen. Das verstärkende Band wird zwischen das Formpaar nicht nur übereinander, sondern bei Bedarf auch nebeneinander, spiralig oder überkreuzt gewickelt, um eine Verstärkung gewünschter Form zustande zu bringen.

2 zeigt einen Querschnitt der Formflächen 12, 14 und eine Verstärkung 17, wo die Formflächen 12, 14 auf beiden Seiten eines Stützrings 28 derart angeordnet sind, dass die äußerste Oberfläche 30 des Stützrings einen Boden bildet, an dem die Verstärkung 17 durch Laminieren befestigt wird.

3 zeigt eine zu der von 2 ähnliche Anordnung, wo die Formflächen 12, 14 auf beiden Seiten eines Stützrings 28' angeordnet sind. In diesem Fall ist der Stützring 28' jedoch schmäler als der Abstand zwischen den Formflächen, wobei ein weicher Teil des verstärkenden Faserbands in den Raum zwischen den Formflächen 12, 14 und den geneigten Seitenflächen 32, 34 des Stützrings 17 eindringt. In einer Richtung auswärts von der Siebplatte kommen die Seitenflächen näher an die Seitenflächen der Form, weshalb das faserverstärkte Komposit beim Aushärten des Verbundstoffs am Stützring fest befestigt wird.

Die in 4 gezeigte Anordnung ist mit 3 ähnlich mit Ausnahme der Form des Stützrings 17. Die Seitenflächen des Stützrings in 4 sind nicht geneigt. Der Querschnitt des Stützrings ist T-förmig. Die Schenkel des Stützrings ragen in die Verstärkung hinein und bilden Organe, die die Verstärkung fest an Siebplatte 26 fixieren.

Im Fall von 3 und 4 ist der Stützring, im Vergleich zu konventionellen, allein aus Metall bestehenden Befestigungen von Stützringen nur an der Oberfläche der Siebtrommel in einem kleinen Bereich befestigt. Deshalb können die Stützringe von 3 und 4 leicht mit der Siebtrommel und mit nur geringfügiger Erwärmung der Siebtrommel verschweißt werden. In einigen Fällen ist es sogar möglich, die Stützringe ohne jede Schweißung an der Siebtrommel zu befestigen. Beim Aushärten der Verstärkung werden die Verstärkung sowie der Stützring fest am Umfang der Siebtrommel befestigt.

5 zeigt einen Teil einer Siebfläche 38, die von Siebdrähten 36 gebildet wird. Die Siebdrähte 36 sind an einem Stützring 40 befestigt, in dem eine Rille 42 parallel zum Umfang des Rings, an dem den Siebdrähten abgewandten Teil ausgebildet ist. Bei den so genannten Ausströmsieben öffnet sich diese Rille 42 nach außen, d, h. zum Umfang der Siebtrommel hin.

Bei der Siebfläche von 5 wird eine erfindungsgemäße faserverstärkte Verstärkung 44 hergestellt, indem zunächst ein Band von Verstärkungsfaser um den Umfang der Siebtrommel in der Rille 42 des Stützrings gewickelt wird, bis die Rille voll ist. Anschließend werden Lagen von verstärkendem Faserband auf die vorausgehenden Schichten geformt, wobei die Verlängerungen der Wände der Rille 42 als Formflächen benutzt werden, von denen lediglich die hintere Formfläche 14 in 5 dargestellt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Verstärkung gewünschter Höhe.

6 zeigt einen Querschnitt der Siebfläche 38 eines Drahtsiebs des in 5 gezeigten Typs, bei dem die in die Rille hineinragenden Teile 36' des Siebdrahts 36 derart verformt sind, dass sie im Stützring 40 verriegelt sind. Die die Verstärkung 44 bildenden Verstärkungsfasern ragen in den Raum zwischen den deformierten Teilen 36' der Siebdrähte und dem Boden 46 der Rille hinein und fixieren beim Aushärten die Verstärkung fest am Stützring.

Die Form der Verstärkung wird durch die Formen der Rille im Stützring und der Seitenflächen 14 der Form bestimmt. 7 zeigt verschiedene Formen von Verstärkungen. Bei den Alternativen a, b, d, e und f erweitert sich die Verstärkung in Richtung weg vom Stützring, was in vielen Anwendungen bevorzugt ist. Bei der Alternative c verjüngt sich die Verstärkung in Richtung weg, was zum Beispiel in Anbetracht der Strömungsverhältnisse manchmal vorteilhaft sein kann.

Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind zum Beispiel:

  • – die folgenden nützliche Eigenschaften des faserverstärkten Verbundstoffs im Vergleich zu Stahl, das heißt

    • leichtes Gewicht; das Gewicht einer aus Verbundstoff bestehenden Verstärkung kann nur 1/7 vom Gewicht einer aus Stahl bestehenden Verstärkung der gleichen Größe sein; hohe Festigkeit und spezifische Steifheit aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls, hohe dynamische Festigkeit und guter Korrosionswiderstand, weil die Kohlefaser in den betreffenden Verhältnissen vollkommen nicht reaktiv ist und die meisten Harze und Kunststoffe in dieser Hinsicht gut sind.
  • – durch die Erfindung wird es möglich, die Verstärkung in einem Schritt durchzuführen, indem die Verstärkungsfaser um die Siebtrommel gewickelt und laminiert wird,
  • – die Anwendung einer nachteilig hohen Temperatur wird vermieden,
  • – Probleme in Hinsicht auf Risswachstum, der typisch bei aus Stahl gefertigten Sieben vorkommt und Zerbrechen der Ringe verursachen kann, können vermieden werden, und
  • – durch die Erfindung wird es möglich, eine Verstärkung gewünschter Höhe, Breite und Form auf einfache Weise herzustellen.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann vielmehr auf viele Weisen innerhalb des Umfangs der nachstehend beschriebenen Ansprüche angewandt werden.


Anspruch[de]
Trommelsieb fürs Sieben oder Fraktionieren von Stoffsuspensionen oder ähnlichen Suspensionen der Zellstoff- und Papierindustrie, welches Trommelsieb eine Siebtrommel (10) umfasst, die aus Siebdrähten (36) gefertigt ist, die nebeneinander an einem Stützring (28, 28', 40) auf solche Weise befestigt sind, dass zwischen benachbarten Siebdrähten (36) ein Siebspalt gebildet wird, welche Siebdrähte eine Oberfläche der Siebtrommel bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus faserverstärktem Verbundwerkstoff in Verbindung mit dem Stützring (28, 28, 40) gebildet und nur auf dem Stützring oder auch an der Oberfläche der Siebtrommel (10) befestigt wird. Sieb nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) eine Schicht von 5 bis 70 mm von Verstärkungsfasern umfasst, die mittels eines Matrixmaterials laminiert sind. Sieb nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Verbundwerkstoff als Verstärkungsfaser zumindest eine Faser umfasst, die aus einer Gruppe von Fasermaterialien ausgewählt ist, die Kohle-, Glas-, Aramid-, Bor-, Aluminium- oder Siliziumoxidfasern oder eine Mischung dieser Fasern umfasst. Sieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Verbundwerkstoff aus einem plastischen Verbundwerkstoff hergestellt ist, der thermoplastische oder duroplastische Harzmaterialien umfasst. Sieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Verbundwerkstoff aus Verstärkungsfaser und die Fasern verbindendem Matrixmaterial hergestellt ist, welches Matrixmaterial

– zumindest eines der folgenden thermoplastischen Harze: Polypropylen, Polyamid oder Acrylonitril-Butadien (ABS) oder

– zumindest eines der folgenden duroplastischen Harze: Polyester-, Epoxid- oder Phenolharze. umfasst.
Trommelsieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial ein Epoxidharz ist. Trommelsieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) durch Laminieren von Verstärkungsfasern und Verbundwerkstoff um die Siebtrommel herum hergestellt (10) ist. Trommelsieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (17, 44) auf einem Stützring (28, 40), etwa einem Metallring befestigt ist, der am Umfang der Siebtrommel montiert ist. Trommelsieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (17, 44) an den Seiten eines Stützrings (40), der am Umfang der Siebtrommel montiert ist, oder an einer Rille (42) befestigt ist, die im Stützring (40) parallel zum Umfang ausgeführt ist. Sieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Verbundwerkstoff Verstärkungsfasern mit einem Elastizitätsmodul >300 GPa aufweist, und dass die Verstärkungsfasern im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Siebplatte sind. Sieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (16, 17, 18, 44) auf der Oberfläche der Siebplatte ungefähr 20 bis 100 mm voneinander angeordnet sind. Verfahren zur Herstellung eines Trommelsiebs fürs Sieben oder Fraktionieren von Stoffsuspensionen oder ähnlichen Suspensionen der Zellstoff- und Papierindustrie, bei welchem Verfahren die Siebtrommel (10) durch Befestigung von Siebdrähten (36), die die Oberfläche der Siebtrommel (10) bilden, nebeneinander an einen Stützring (28, 28', 40) auf solche Weise hergestellt wird, dass ein Siebspalt zwischen benachbarten Siebdrähten gebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte

– Laminieren von faserverstärktem Verbundwerkstoff zwischen zwei ringförmigen Wandflächen (12, 14) einer Verstärkungsform, die im Zusammenhang mit dem Stützring (28, 28', 40) am Umfang der Siebtrommel (10) angeordnet ist, indem mehrere Runden des faserverstärkten Verbundwerkstoffes allein auf den Stützring (28, 28', 40) oder auch auf die Oberfläche der Siebtrommel (10) gewickelt werden und

– Aushärten des laminierten faserverstärkten Verbundwerkstoffes, um einen Verstärkungsring zu bilden (16, 17, 18, 44).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus verstärkendem Fasermaterial hergestellt wird, das in ein flüssiges Matrixmaterial eingetaucht wird, welches verstärkende Fasermaterial zugeführt wird, um eine Schicht gewünschter Dicke zwischen den Wandoberflächen (12, 14) zu bilden, die eine auf der Siebfläche angeordnete Verstärkungsform abgrenzen. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus einem Band (20), Roving oder ähnlichem verstärkendem Fasermaterial hergestellt wird, das durch ein Bad (24) von Matrixmaterial zur Verstärkungsform (12, 14) geleitet wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus einem Band, Roving oder ähnlichem verstärkenden Fasermaterial hergestellt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass

– der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus einem Band, Roving oder ähnlichem verstärkendem Fasermaterial hergestellt wird, das festes Matrixmaterial enthält, aus dem ein Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) an einer gewünschten Stelle durch eine Verstärkungsform (12, 14) gebildet wird, die an dieser gewünschten Stelle positioniert ist,

– das Band oder das ähnliche verstärkende Fasermaterial unmittelbar vor der Verstärkungsform bevorzugt auf eine Temperatur von 100 bis 300 °C erhitzt wird, um das Matrixmaterial einzuschmelzen, und dass

– man das verstärkende Fasermaterial in der Verstärkungsform (12, 14) aushärten lässt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstarkungsring (16, 17, 18, 44) aus einem Band, Roving oder ähnlichem verstärkendem Fasermaterial gefertigt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) an die Oberfläche der Siebtrommel (10) durch Verkleben mit dem Matrixmaterial befestigt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (17, 44) an die Siebtrommel (10) durch Benutzung von arretierenden Vorsprüngen oder Hohlräumen am Verstärkungsring (17, 44) befestigt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus Verstärkungsfaser hergestellt wird, die zumindest eine Verstärkungsfaser umfasst, die aus einer Gruppe von Fasermaterialien ausgewählt ist, die Kohle-, Glas, Aramid-, Bor-, Aluminium- oder Siliziumoxidfasern oder eine Mischung dieser Fasern umfasst. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus plastischem Verbundwerkstoff hergestellt wird, der thermoplastisches oder duroplatisches Harzmaterial umfasst. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus Verstärkungsfaser und die Fasern verbindendem Matrixmaterial hergestellt wird, das

– zumindest eines der folgenden thermoplastischen Harze: Polypropylen, Polyamid oder Acrylonitril-Butadien (ABS) oder

– zumindest eines der folgenden duroplastischen Harze: Polyester, Epoxid- oder Phenolharze

umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass,

– der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) aus Verstärkungsfaser gefertigt wird, die einen Elastizitätsmodul >300 GPa hat, und dass

– die Verstärkungsfasern veranlasst werden, sich parallel zur Oberfläche der Siebtrommel (10) zu orientieren.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass,

– der Verstärkungsring (16, 17, 18, 44) im Wesentlichen bei Raumtemperatur aus in flüssiges Matrixmaterial eingetauchtem Verstärkungsfasermaterial hergestellt wird, welches verstärkende Fasermaterial man im Wesentlichen bei Raumtemperatur in der Verstärkungsform (12, 14) aushärten lässt.






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