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Platte mit Sieböffnungen In der Siebtechnik, der Zentrifugentechnik
und der Filtertechnik werden Platten mit siebartigen öffnungen verwendet, deren
Wert nach Sieb-, Zentrifugen-oder Filterleistung und nach der zu erreichenden Lebensdauer
gemessen wird.
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Die Leistung hängt von der offenen Siebfläche und vom Durchgangswiderstand
ab. Die Lebensdauer wird bestimmt durch den Werkstoff und durch das Verhältnis von
Öffnungsweite zur Plattendicke. Diese Daten stehen in einem engen, von Herstellungsmöglichkeiten
und verfahrenstechnischen Notwendigkeiten bedingten Zusammenhang.
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Die offene Siebfläche, als Verhältnis zwischen den Stegen und den
Öffnungen, findet ihre Grenze bei den Gegebenheiten des Lochungsvorganges, denn
der Lochungsstempel wird beim Lochen auf Knickung beansprucht. Das bedeutet in der
Praxis ein Maximalverhältnis zwischen Öffnung und Blechdicke von 1: 1,8.
Wird der Werkstoff hochwertiger oder die Öffnung kleiner als 1 mm, so nimmt das
Verhältnis weiter ab.
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Zwar setzt man mit Vielspindelmaschinen gebohrte Bleche ein; diese
bedingen aber einen bedeutenden Aufwand und sind im Hinblick auf die meisten Aufbereitungsprodukte
unwirtschaftlich: Sollen im Hinblick auf einen geringen Durchgangswiderstand konische
Öffnungen erzeugt werden, so verringert sich sowohl bei normalem Lochvorgang als
auch beim Bohrvorgang das Verhältnis zwischen Öffnung und Blechstärke weiter, wie
überhaupt unterhalb 1 mm die sogenannte »weltgestellte« Öffnung mit großen Teilungsabständen
dominiert. Das bedeutet einen sehr wesentlichen Verlust an offener Siebfläche und
Blechdicke, also an Leistung und Lebensdauer.
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Man hat, da die moderne Verfahrenstechnik zu den feinen und feinsten
Öffnungen tendiert, elektrolytisch hergestellte Siebplatten angefertigt, die meistens
aus Kupfer oder Reinnickel bestehen. Diese Bleche, deren Matrizen auf fotochemischem
Wege hergestellt werden, erlauben theoretisch beliebige Verhältnisse zwischen Öffnung
und Blechdicke. Da aber die Ansetzvorgänge der mit dem Elektrolyten wandernden Metallpartikel
von Stromstärke, Stromdichte, Spannung und der Zusammensetzung des Elektrolyten
abhängig sind, besteht eine praktische Grenze für diese naturgemäß sehr teuren Siebplatten,
denen noch der Nachteil der amorphen Struktur und damit der Bruchempfindlichkeit
anhaftet. Auch das umgekehrte Verfahren, nämlich das Herausätzen von Öffnungen aus
Blechen wird geübt. Das Verfahren hat sich wegen der großen Kosten nicht durchgesetzt.
Schließlich hat man Streckmetalle verwendet, die aber den Nachteil einer siebunüblichen
Lochung und den Nachteil der eingeschnittenen Kerben haben. Abgesehen von der zu
geringen offenen Siebfläche reißen diese Platten unter der Siebeinwirkung der Sieb-
und Zentrifugalkräfte oft und führen zu Verlusten an Aufbereitungsgut und Materialzerstörungen
an Maschinen.
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Die Erfindung geht von einer grundsätzlich anderen Aufbauform für
eine Platte mit Sieböffnungen aus. Es werden gefaltete Streifen verwendet, die an
der Stelle der Öffnungen unterbrochen sind. Die Faltstreifen verlaufen im wesentlichen
senkrecht, die Faltkanten parallel zur Oberfläche der Platte. Die Faltstreifen sind
mit Klebeschichten, die senkrecht zur Oberfläche der Platte verlaufen, miteinander
verklebt. Die Streifen erhalten vor dem Klebevorgang Öffnungen oder Ausschnitte,
die erst nach dem Zusammenbau die gewünschte Öffnung ergeben.
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Die Figuren zeigen beispielhafte Ausführungen des Erfindungsgedankens.
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F i g. 1 zeigt eine Platte mit länglichen Sieböffnungen im fertigen
Zustand; F i g. 2 zeigt einen Faltstreifen im Vorstadium des Zusammenheftens; F
i g. 3 zeigt eine gekerbte und angeschnittene Platte mit länglichen Öffnungen als
Vorstadium zum Zustand nach F i g. 2; F i g. 4 zeigt eine vorgekerbte Platte in
der Draufsicht; F i g. S zeigt die vorgekerbte Platte der F i g. 4 in der Seitenansicht;
F i g. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie 1-I der F i g. 7 mit Montagevorrichtung;
F i g. 7 zeigt die Draufsicht auf eine Platte mit länglichen Öffnungen; F i g. 8
zeigt die Draufsicht auf einen Plattenausschnitt mit einer konischen Sieböffnung;
F i g. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-11 der F i g. 8;
F
i g. 10 zeigt den »Zuschnitt« für die konische Sieböffnung nach den F i g. 8 und
9; F i g. 11 zeigt eine Siebplatte mit Klebefugen parallel zu den Öffnungen verlaufend;
F i g. 12 zeigt den »Zuschnitt« für die Platte nach F i g. 10; F i g. 13 zeigt eine
Platte mit spaltartigen öffnungen im Schnitt; F i g. 14 zeigt die Draufsicht auf
die F i g. 13; F i g. 15 zeigt eine teilkreisförmig gebogene Platte mit spaltartig
gebogenen Öffnungen im Schnitt; F i g. 16 zeigt das Mäanderband einer Platte, bei
der der Klebstoff nur streifenweise aufgetragen ist; F i g. 17 zeigt die Draufsicht
auf F i g. 16; F i g. 18 zeigt die Seitenansicht zu den F i g. 15 und 16; F i g.
19 zeigt eine gebogene Platte nach der Bauart der F i g. 16 bis 18.
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Bei allen Ausführungen des Erfindungsgedankens besteht die Siebplatte
aus aneinandergehefteten im wesentlichen im rechten Winkel zur Oberfläche verlaufenden
Streifen. Innerhalb dieser Bauform gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten.
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Die F i g. 1 zeigt eine fertige Platte 1 mit länglichen Öffnungen
2, die an den Enden 3 abgerundet sind. Deutlich erkennbar sind die einzelnen
Streifen 4 mit den Klebefugen 5. Die Länge der Öffnungen ist mit w bezeichnet,
die Breite mit b, der Abstand zwischen den Öffnungen mit d.
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Die F i g. 2 zeigt das letzte Vorstadium vor dem endgültigen Zusammenfügen
der Platte. In diesem Beispiel ist eine durch Faltkerben 6 geteilte Platte
7 verwendet worden, die bereits zu einer Zick-Zack-Form gefaltet ist. Die Möglichkeiten
zum Aufbringen des Haft- oder Klebemittels 8 sind schematisch angedeutet.
Das Mittel 8 kann beidseitig 8 a der aneinanderzuheftenden Flächen
aufgebracht sein. Im letzteren Falle ergibt sich eine gewisse Beweglichkeit der
Platte, wie in den F i g. 16 bis 18 näher gezeigt.
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Die F i g. 3 zeigt ein Teilstück der Platte 7 mit den Ausschnitten
2 a, die entsprechend dem Konstruktionsprinzip der Erfindung um ein Vielfaches
länger sein müssen als die endgültige Öffnung 2; auch die Halbrundform der Enden
3 der Öffnungen verlängert sich, wie zeichnerisch angedeutet, zur Form 3a. Das Maß
w1 ist stets größer als w. Dementsprechend ist dl stets größer als d.. Lediglich
das Maß b1 geht in gleicher Größenordnung in das Endmaß der öffnungsbreite b ein.
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Die F i g. 4 zeigt eine vorgekerbte Platte in der Draufsicht, wobei
das Teilungsmaß t die endgültige Plattendicke bestimmt. Die F i g. 5 zeigt die vorgekerbte
Platte mit den entsprechend dem Faltprinzip abwechselnden Kerbungen 6 a und
6b.
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Um das Falt- und Klebeprinzip zu verdeutlichen, zeigt die F i g. 6
in einer Darstellung, die hinsichtlich der Dicke der Ausgangsplatte absichtlich
übertrieben wurde und die eine Elastizität des Werkstoffes voraussetzen würde, die
nicht gegeben ist, wie sich bei Anwendung des Faltprinzips eine Art Mäanderbandform
7a ergibt, wobei je zwei benachbarte Flächen durch das Klebemittel
8 verbunden sind. Diese Querschnittsdarstellung, der Linie I-1 der F i g.
7 folgend, läßt die geschnittenen Werkstoffflächen 7 b in Schrägschraflur,
die geschnittenen Flächen des Klebemittels in waagerechter Schraffur 5 a und die
nicht geschnittenen, aber sichtbaren Flächen des Klebemittels innerhalb der Öffnungen
in schwarzer Darstellung 5b erkennen.
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Die Lösung des Problems, die verfahrenstechnisch so wichtigen konischen
Sieböffnungen zu schaffen, zeigen die F i g. 8 bis 10. Außerdem ist in diesen Figuren
der erfindungsgemäße Aufbau einer Platte aus einzelnen Streifen dargestellt. Bei
der Draufsicht der F i g. 8 ist die Konizität der Einzelöffnung 2 c nach
allen Seiten hin die gleiche. Die untere Kante 10 ist allseitig größer als
die Kante 10a. Die F i g. 10 zeigt den »Zuschnitt« einer derartigen öffnung,
die beim erfindungsgemäßen Zusammenfügen zwangläufig eine Öffnung mit allseitiger
Konizität ergibt. Die in F i g. 10 aneinandergesetzten Streifen 11a bis
11j ergeben die Öffnung 2c. Durch bewußte Formgebung der Schnittform bei
den Linienzügen 12a bis 12b und 13 a bis 13 b
läßt sich das Maß der Konizität praktisch beliebig wählen und, was erstmals möglich
sein dürfte, völlig unabhängig von der gewünschten Enddicke der Platte. Das ist
für die Standzeit oder Lebensdauer von wesentlicher Bedeutung.
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In den F i g. 11 und 12 ist eine Platte mit siebartigen Öffnungen
gezeigt, bei der der streifenweise Aufbau parallel zu den Öffnungen 2 f erfolgt
ist.
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Die F i g. 13 und 14 zeigen eine Siebplatte mit streifenförmigem Aufbau
und spaltartigen öffnungen, bei der die Verbindung zwischen je zwei benachbarten
Stegen 14 und 15, die beispielsweise aus den Teilstreifen 14a und
14b zusammengesetzt sind, über zwei unter die Oberfläche heruntergezogene Streifen
16a und 16b erfolgt. Dadurch ist eine gewisse Beweglichkeit der Konstruktion gegeben,
die z. B. bei Platten für Zentrifugen sehr erwünscht sein kann. Die F i g. 15 gibt
einer Art der Beweglichkeit zeichnerischen Ausdruck.
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In den F i g. 16 bis 18 ist das in der F i g. 2 an der Stelle
8 c angedeutete Prinzip des nur teilweisen Verbindens zweier benachbarter
Flächen in einer Darstellung gezeigt, bei der das Mäanderband 7 f zeichnerisch etwas
auseinandergezogen wurde. Der verbindende Klebstoffstreifen 8d, in der oberen
Hälfte angebracht, erlaubt dem Gesamtverband der Platte eine begrenzte Beweglichkeit,
die zeichnerisch in der F i g. 19 Ausdruck findet.
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Als Klebstoff für derartige Verbindungen bieten sich insbesondere
die synthetischen Klebstoffe an, die allen Ansprüchen auf schnelles Haften wie auch
an Säuren- und Laugenfestigkeit genügen.
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Das Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Platten erfordert
nur einen minimalen maschinellen Aufwand. Die Ausgangsplatten oder -folien können
bereits mit dem Klebstoff versehen sein, der breitflächig in kontinuierlichem Arbeitsgang
aufgetragen wird. Es empfiehlt sich ein Klebstoff, der erst unter Wärme aktiv wird,
so daß Ausschnitte z. B. im Stanzvorgang und Einkerbungen auf das fertig vorbereitete
Material erfolgen. Für das Stanzen und das Einkerben werden, da es sich um relativ
dünne Platten handelt, nur geringe Kräfte benötigt, also auch nicht im entfernten
jene überschweren Maschineneinheiten, die z. B. für Stanzvorgänge bisher notwendig
sind.
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Es ist aber auch möglich, nach dem Anfertigen der Ausschnitte und
nach dem Kerben oder nach Anfertigen der Streifen einen flüssigen Schnellkleber
aufzubringen, der durch milde Temperaturen, z. B: durch Infrarotstrahlen, beim Zusammenfügen
in
seiner Klebegeschwindigkeit beschleunigt werden kann.
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Das Aneinanderfalten und -pressen der fertigen Streifen kann, wie
in F i g. 6 schematisch angedeutet, gegen einen Widerstand 17 bei bemessenem Anpreßdruck
20 erfolgen. Ein Niederhalter 18, der seinerseits bereits Wärmeträger sein kann,
sorgt für das Andrücken an den Boden der Vorrichtung 19 in Pfeilrichtung 21 und
damit für eine absolut ebene und gleichmäßige Platte.
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Die erfindungsgemäße Platte und das erfindungsgemäße Verfahren erlauben
die Herstellung von siebartig gelochten Platten in einer Dicke, die für alle praktisch
vorkommenden Zwecke unbegrenzt ist, aus Werkstoffen, die bisher nur unter erheblichen
Schwierigkeiten oder überhaupt nicht den Lochvorgängen zugänglich waren. Dies gilt
besonders für Chrom- und Chrom-Nickel-Stähle, die nach der Erfindung jetzt der Technik
in Dicken und Öffnungen zur Verfügung gestellt werden, die bisher unbekannt waren
und die z. B. ohne besondere Schwierigkeiten ein Verhältnis zwischen Lochweite und
Blechdicke von 1 : 20, gegenüber dem bisherigen Verhältnis von 1 :1,8, möglich machen.
Das erlaubt den wirtschaftlichen Einsatz hochwertiger Werkstoffe, z. B. für Zentrifugiervorgänge
mit bisher unbekannten Standzeiten. Es kommt hinzu, daß die jetzt erreichbare offene
Siebfläche, als Kennziffer für das Leistungsvermögen, insbesondere bei feinen und
feinsten Öffnungen, weit über dem bisher möglichen Maß liegt, da die Begrenzungen
des Stanzvorganges fortfallen. Dabei sind nach der Lehre der Erfindung exakt bemeßbare
Konizitäten gegeben.
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Leistung und Lebensdauer der nach der Lehre der Erfindung hergestellten
siebartig gelochten Platten liegen weit über dem bisher bekannten Stand der Technik.