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Die Erfindung betrifft eine Schwingsiebmaschine zum Sieben von Schüttgütern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zum Sieben von siebschwierigen mineralischen Baustoffen und Baustoffabfällen. Bevorzugte Einsatzbereiche der Schwingsiebmaschine sind die Wiedergewinnung von Bauzuschlagsstoffen durch Recycling von Asphaltfräsgut, Bauschutt oder Aushub-Gemischen und die Klassierung von Schotter, Kies, Sand oder ähnlichen Gesteinskörnungen.
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Die Schwingsiebmaschinen bekannter Bauart besitzen im Regelfall ein von einem Maschinenrahmen getragenes, geneigtes Siebdeck, das aus einer Siebträgerkonstruktion und einem darauf angebrachten Siebbelag besteht. Als Siebbelag - dem eigentlichen Trennmedium - dient beispielweise ein Drahtgewebe oder -geflecht mit definierter Maschenweite. Das auf das Siebdeck geförderte Schüttgut wird mittels des Siebbelages in eine Unterkornfraktion und eine Überkornfraktion getrennt. Die Unterkornfraktion besteht aus den kleineren Körnern des Schüttgutes, die als sogenannter Siebdurchgang durch den Siebbelag fallen und sich unter dem Siebbelag, d. h. siebdurchgangsseitig, sammeln. Der Rest des Schüttgutes verbleibt als sogenannter Siebüberlauf oberhalb des Siebbelages, d. h. siebüberlaufseitig, bzw. rollt oder gleitet infolge der Neigung des Siebbelages auf diesem ab. Der Siebüberlauf enthält primär die Überkornanteile des Schüttgutes, kann aber - insbesondere bei siebschwierigen Schüttgütern - auch noch mehr oder minder große Unterkornanteile enthalten.
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Das Siebdeck einer Schwingsiebmaschine wird mittels eines Schwingungserregers, beispielsweise mittels eines Unwuchtmotors, in Schwingung versetzt. Diese Schwingungen übertragen sich auf das - beispielsweise mittels eines Radladers - von oben auf das Siebdeck abgekippte Schüttgut. Durch die Schwingungen wird die Bewegung des Schüttgutes auf dem Siebbelag unterstützt und das Unterkorn separiert schneller vom Überkorn. Der Siebprozess erfährt durch diese Schwingungsunterstützung insofern eine erhebliche Beschleunigung.
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Eine Schwingsiebmaschine der vorgenannten Bauart ist beispielsweise in
DE 20 2010 014 959 U1 beschrieben. Der Motor zur Schwingungserregung ist an einem Erregerbalken angebracht, über den die mechanischen Schwingungen randseitig in das Siebdeck eingeleitet werden.
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Bekannt sind zudem Schwingsiebmaschinen mit zwei seitlich des Siebdecks angebrachten Unwuchtmotoren, deren Motorwellen parallel zu den Siebseitenkanten des Siebdecks ausgerichtet sind.
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Die vollständige Trennung der Über- und Unterkornfraktion beim Sieben siebschwieriger Schüttgüter, also beispielsweise feuchter Materialien, ist mit diesen bekannten Schwingsiebmaschinen jedoch nur bedingt wirtschaftlich durchführbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schwingsiebmaschine bereitzustellen, die die Trennung des Schüttgutes in Über- und Unterkorn effektiviert. Zudem soll der Siebprozess als solcher beschleunigt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schwingsiebmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen nach dem Anspruch 1 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 aufgeführt.
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Nach Maßgabe der Erfindung umfasst die Schwingsiebmaschine zum Sieben von Schüttgütern einen Maschinenrahmen mit rechteckiger Grundform sowie ein vom Maschinenrahmen getragenes Siebdeck. Die bodenseitige Rahmenkante des Maschinenrahmens liegt in einer Basisebene. Diese als Bezugsebene dienende Basisebene ist bei bestimmungsgemäßer Aufstellung der Siebmaschine waagerecht ausgerichtet.
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Das Siebdeck besitzt einen sich in einer rechteckigen Siebfläche erstreckenden Siebbelag und eine siebdurchgangsseitig am Siebbelag angebrachte Siebträgerkonstruktion. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung bzw. Aufstellung ist die Siebdurchgangsseite die Unterseite des Siebbelages; die Siebträgerkonstruktion ist entsprechend unter dem Siebbelag angebracht bzw. trägt diesen. Die Siebträgerkonstruktion kann beispielsweise eine Strebenkonstruktion aus rechtwinklig miteinander verbundenen Längsträgern und Traversen sein.
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Der Siebbelag bzw. die Siebfläche des Siebbelages ist gegenüber der Basisebene um einen vorgegebenen Neigungswinkel angestellt. Der Siebbelag wird in seiner flächigen Ausdehnung durch eine Sieboberkante, eine Siebunterkante und zwei gegenüberliegende Siebseitenkanten begrenzt. Die Siebober- und Siebunterkante sind beide parallel zur Basisebene ausgerichtet; die beiden Siebseitenkanten verlaufen entsprechend der Neigung des Siebbelages. Der Neigungswinkel kann durch Mittel zur Neigungsverstellung veränderbar sein; er liegt üblicherweise im Bereich von 16° bis 25°.
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Der Siebbelag, seine Siebfläche und die Siebseitenkanten können eine geringfügige räumliche Krümmung in den senkrecht zur Basisebene und senkrecht zur Sieboberkante verlaufenden Ebenen aufweisen. Den Neigungswinkel bildet in diesem Fall der von der durch die Siebober- und Siebunterkante verlaufenden Ebene und von der Basisebene eingeschlossene Winkel.
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An der Siebträgerkonstruktion ist eine geradzahlige Anzahl von Unwuchtmotoren zur Schwingungsanregung des Siebdecks angebracht. Die Siebträgerkonstruktion ist über mehrere im Bereich der Siebseitenkanten befindliche Dämpfer mit dem Maschinenrahmen gekoppelt; sie kann beispielsweise mittels gelenkiger Dämpfer mit dem Maschinenrahmen verbunden sein oder auf Elastomerfedern aufliegen. Das so auf dem Maschinenrahmen abgestützte, über die Unwuchtmotoren in Schwingungen versetzbare Siebdeck bildet das Schwingsystem der Schwingsiebmaschine.
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Erfindungsgemäß sind die Unwuchtmotoren an der Siebträgerkonstruktion, siebdurchgangsseitig angebracht. D. h., die Unwuchtmotoren sind direkt an der Siebträgerkonstruktion befestigt und befinden sich bei bestimmungsgemäßer Aufstellung der Siebmaschine unterhalb des Siebbelages.
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Zwei der an der Siebträgerkonstruktion angebrachten Unwuchtmotoren bilden jeweils ein Paar, dessen Motorwellen koaxial zueinander ausgerichtet sind. D. h., die Motorwellen der jeweils ein Paar bildenden Unwuchtmotoren sind zwar baulich getrennt, besitzen aber räumlich übereinstimmende Drehachsen.
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Die jeweils ein Paar bildenden Unwuchtmotoren befinden sich in Bezug zur Siebfläche an Motorpositionen, die im Innenbereich der Siebfläche auf einer parallel zur Sieboberkante verlaufenden Motorlinie und spiegelsymmetrisch zu einer parallel zu den Siebseitenkanten verlaufenden, die Siebfläche in zwei gleich große Teilflächen teilenden Siebmittellinie liegen. Die jeweilige Motorposition ist definiert als die Position, die sich bei senkrechter Projektion der tatsächlichen räumlichen Mittelposition des jeweiligen Unwuchtmotors auf die Siebfläche ergibt. Die beiden einem Paar der Unwuchtmotoren zugeordneten Motorpositionen befinden sich auf der in der Siebfläche liegenden Motorlinie, die die senkrechte Projektion der (übereinstimmenden) Drehachsen der beiden Unwuchtmotoren auf die Siebfläche darstellt.
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Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Siebmaschine besteht als Folge der Anordnung und Ausrichtung der Unwuchtmotoren in der unmittelbar angeregten, im Wesentlichen kreisförmigen Schwingung des Siebdecks. Diese Kreisschwingung vollführt das Siebdeck an nahezu allen seinen Positionen auf Kreisbahnen in den zur Basisebene senkrechten und zur Sieboberkante senkrecht verlaufenden Ebenen; die Kreisschwingung verläuft im Drehsinn der vorzugsweise gleichsinnig angetriebenen U nwuchtm otoren.
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Im Unterschied zu den aus Stand der Technik bekannten schwingungserregten Siebdecks, bei denen der Siebbelag lediglich linear vertikal schwingt, wird das Schüttgut mit dem unmittelbar erregten, kreisförmig schwingenden Siebdeck deutlich effektiver und effizienter gesiebt. Es fällt zum Beispiel weniger Feinanteil im Siebüberlauf an, d. h., Über- und Unterkornfraktion werden sauberer getrennt. Die intensivere Schwingung führt bei siebschwierigen Materialen weiterhin dazu, dass verbackene Brocken des Schüttgutes auf dem Siebbelag besser zerfallen. Auch kommt es kaum zu Verblockungen des Siebbelages.
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Durch die direkte Schwingungserregung im Innenbereich des Siebdecks werden zudem die durch Miterregung des Maschinenrahmens verursachten Leistungsverluste gemindert. Die geringere Schwingungsanregung des Maschinenrahmens verringert gleichzeitig dessen Beanspruchung durch mechanische Schwingungen.
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Die erfindungsgemäße Schwingsiebmaschine bietet ferner die Möglichkeit, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsrichtung des Schüttgutes auf dem geneigten Siebbelag durch Veränderung des Neigungswinkels des Siebbelages und/oder des Drehsinns der Unwuchtmotoren an die Siebeigenschaften des Schüttgutes anzupassen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schwingsiebmaschine beträgt der Abstand der Motorlinie zur Sieboberkante 30 % bis 60 % des Abstandes von der Sieboberkante zur Siebunterkante.
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Der Abstand der Motorposition zur Siebmittellinie beträgt vorzugsweise 20 % bis 30 % des Abstandes zwischen den beiden Siebseitenkanten. D. h., die jeweilige Motorposition befindet sich innerhalb einer der durch die Siebmittelinie gebildeten Teilflächen der Siebfläche (genau oder nahezu) mittig auf der Motorlinie zwischen der Siebmittellinie und der diese Teilfläche begrenzenden Siebseitenkante.
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Der freie Abstand zwischen den jeweils ein Paar bildenden Unwuchtmotoren beträgt vorzugsweise mindestens 0,4 Meter. D. h., im Bereich der Siebmittellinie ist siebdurchgangsseitig ein von der Sieboberkante zur Siebunterkante hin reichender Bereich freigehalten. Hierdurch wird das Risiko von Beschädigungen der Unwuchtmotoren reduziert, zu denen es durch Kollisionen mit den mittig liegenden Auslegern von Baumaschinen während des Transports, des Verladens oder des Versetzens der Schwingsiebmaschinen kommen kann.
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Um Beschädigungen der Unwuchtmotoren durch auftreffendes Schüttgut zu vermeiden, können die Unwuchtmotoren durch jeweils eine zwischen Siebbelag und Unwuchtmotor angebrachte Motorträgerplatte abgedeckt sein. Zum Schutz vor Kollisionen mit Werkzeugen oder Baumaschinen können die Unwuchtmotoren zudem mit einer Motorschutzumhausung verkleidet sein.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schwingsiebmaschine ist die Siebträgerkonstruktion mittels einer geradzahligen Anzahl von Auflagern auf den Dämpfern gelagert. Hierbei bilden jeweils zwei der Auflager ein Paar, wobei die beiden Auflager eines solchen Paares symmetrisch zur Siebmittelinie auf einer parallel zur Sieboberkante verlaufenden Lagerlinie positioniert sind.
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Der Abstand der Motorlinie zu jeder der beiden Lagerlinien liegt vorzugweise jeweils im Bereich von 25 % bis 40 % des Abstandes von der Sieboberkante zur Siebunterkante.
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Insbesondere können an der Siebträgerkonstruktion vier Auflager angebracht sein. Die Auflager sind paarweise auf einer ersten Lagerlinie und einer zweiten Lagerlinie angeordnet. Die dem ersten Paar der Auflager zugeordnete Lagerlinie besitzt einen Abstand zur Motorlinie, der im Bereich von 90 % bis 110 % des Abstandes von der dem zweiten Paar der Auflager zugeordneten Lagerlinie zur Motorlinie liegt. Die beiden Lagerlinien befinden sich auf den entgegengesetzten Seiten der Motorlinie. Im Optimalfall haben beiden Lagerlinien den gleichen Abstand von der Motorlinie.
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Die Auflager können beispielsweise als doppelflügelige Plattfedern ausgebildet sein, die jeweils mittig der Plattfeder an der Siebträgerkonstruktion befestigt sind. Unter jedem der Flügel der doppelflügeligen Plattfeder ist gemäß dieser Ausgestaltung ein Dämpfer angeordnet.
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Die Schwingsiebmaschine kann ferner ein Finger- oder Stangensieb aufweisen, dass siebüberlaufseitig, d. h. bei bestimmungsgemäßer Aufstellung über dem Siebbelag angeordnet ist.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu veranschaulichen:
- 1: die Schwingsiebmaschine in perspektivischer Ansicht,
- 2: das Siebdeck der Schwingsiebmaschine in perspektivischer Ansicht,
- 3: die Siebträgerkonstruktion der Schwingsiebmaschine in der Draufsicht,
- 4: die Abstützung der Siebträgerkonstruktion auf dem Maschinenrahmen in der Seitenansicht, und
- 5: einen Detailausschnitt der Siebträgerkonstruktion mit einem der Unwuchtmotoren.
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Die Schwingsiebmaschine gemäß der 1 weist den Maschinenrahmen 1 auf, der aus mehreren, miteinander verbundenen Profilelementen zusammengesetzt ist. Die untere (bodenseitige) Rahmenkante liegt in der Basisebene 2 bzw. spannt diese Basisebene 2 auf. Die Lage der Basisebene 2 wird durch die gepunkteten Linien und die schraffierten Flächen verdeutlicht. Bei bestimmungsgemäßer Aufstellung der Siebmaschine ist die Basisebene 2 horizontal bzw. waagerecht ausgerichtet.
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Das Siebdeck 3 ist im Maschinenrahmen 1 auf den in der 1 nicht dargestellten Dämpfern 8 gelagert. Es besteht im Wesentlichen aus der Siebträgerkonstruktion 5 und dem darauf angebrachten Siebbelag 4.
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Der Siebbelag 4 wird umfänglich durch seine Sieboberkante 4.1, seine Siebunterkante 4.2 und seine beiden Siebseitenkanten 4.3 begrenzt; die von der Sieboberkante 4.1 zur Siebunterkante 4.2 parallel zu den beiden Siebseitenkanten 4.3 verlaufende Siebmittellinie 4.4 (3-Punkt-3-Strich-Linie) teilt die Siebfläche des Siebbelages 4 in zwei gleich große Teilflächen.
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Die in der 1 nicht dargestellten Unwuchtmotoren 6 sind unter dem Siebbelag 4, d. h. siebdurchgangsseitig, an der Siebträgerkonstruktion 5 befestigt. Bezüglich der Siebfläche des Siebbelages 4 befinden sich die Unwuchtmotoren 6 an den Motorpositionen 6.1. Die Motorposition 6.1 ist die senkrechte Projektion der tatsächlichen räumlichen Mittelposition des jeweiligen Unwuchtmotors 6 auf die Siebfläche des Siebbelages 4. Beide Motorpositionen 6.1 liegen innerhalb der Siebfläche auf der zur Sieboberkante 4.1 und zur Siebunterkante 4.2 parallel verlaufenden Motorlinie 6.2 (gestrichelte Linie). Die Motorposition 6.1 befindet sich in jeder der beiden durch die Siebmittellinie 4.4 getrennten Teilflächen auf halber Strecke zwischen der Siebmittellinie 4.4 und der Siebseitenkante 4.3.
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Die Lagerlinien 9.1 (2-Punkt-3-Strich-Linien) verdeutlichen die Lage der in 1 nicht gezeigten, im Bereich der Siebseitenkanten 4.3 befindlichen Auflager 9.
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Das Siebdeck 3 gemäß der 2 zeigt die Siebträgerkonstruktion 5 und den darauf angebrachten, nur teilweise dargestellten Siebbelag 4.
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Die Siebträgerkonstruktion 5 umfasst als tragende, kraftaufnehmende Elemente mehrere, parallel zur Sieboberkante 4.1 verlaufende Traversen 5.2 und mehrere, parallel zu den Siebseitenkanten 4.3 verlaufende Längsträger 5.1.
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Die beiden Unwuchtmotoren 6 sind an der Siebträgerkonstruktion 5 so angebracht, dass ihre Motorwellen koaxial ausgerichtet sind, d. h., sie drehen sich um die auf einer gemeinsamen Linie liegenden Drehachsen 6.3 (Strich-Punkt-Linie). Die in der Siebfläche des Siebbelages 4 liegende Motorlinie 6.2 ist die senkrechte Projektion der Drehachsen 6.3 (bzw. der durch beide Drehachsen 6.3 verlaufenden Linie) auf die Siebfläche. Eine der auf der Motorlinie 6.2 liegenden Motorpositionen 6.1 ist in der bildmittigen Teildarstellung des Siebbelages 4 eingezeichnet.
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Die im Bereich der Siebseitenkanten 4.3 an den beiden seitlichen Längsträgern 5.1 der Siebträgerkonstruktion 5 angebrachten Auflager 9 sind als doppelflügelige Plattfedern ausgebildet. Die Lage der Auflager 9 in Bezug zur Siebfläche des Siebbelages 4 verdeutlichen die Lagerlinien 9.1.
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Die Siebträgerkonstruktion 5 des in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiels - einschließlich der daran angebrachten Komponenten - besitzt einen zur Siebmittellinie 4.4 symmetrischen Aufbau.
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Die Draufsichtdarstellung der Siebträgerkonstruktion 5 gemäß 3 entspricht der Siebträgerkonstruktion 5 nach 2.
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Die Seitenansicht der Siebträgerkonstruktion 5 gemäß der 4 verdeutlicht die Lagerung der Siebträgerkonstruktion 5 im Maschinenrahmen 1. In 4 sind die zum Maschinenrahmen 1 gehörigen Dämpfer- bzw. Lagersitze im Schnitt als schraffierte Flächen dargestellt. Die als doppelflügelige Plattfedern ausgebildeten Auflager 9 liegen mit einem ihrer Flügel jeweils auf einem der Dämpfer 8 auf, der wiederum jeweils auf einem der Dämpfer- bzw. Lagersitze des Maschinenrahmens 1 angeordnet ist.
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Eine Variante der Befestigung des Unwuchtmotors 6 an der Siebträgerkonstruktion 5 ist beispielhaft in 5 wiedergeben. Der Unwuchtmotor 6 ist zwischen zwei Längsträgern 5.1, unterhalb der Motorträgerplatte 7.1 angebracht; er besitzt zudem die aus mehreren Teilen bestehende Motorschutzumhausung 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Maschinenrahmen
- 2
- Basisebene
- 3
- Siebdeck
- 4
- Siebbelag
- 4.1
- Sieboberkante
- 4.2
- Siebunterkante
- 4.3
- Siebseitenkante
- 4.4
- Siebmittellinie
- 5
- Siebträgerkonstruktion
- 5.1
- Längsträger
- 5.2
- Traverse
- 6
- Unwuchtmotor
- 6.1
- Motorposition
- 6.2
- Motorlinie
- 6.3
- Drehachse
- 7
- Motorschutzumhausung
- 7.1
- Motorträgerplatte
- 8
- Dämpfer
- 9
- Auflager
- 9.1
- Lagerlinie