Johnson-Keilspaltsiebe sind ein wesentlicher Bestandteil von Filtrations- und Trennsystemen in Branchen wie Bergbau, Chemieindustrie und Wasseraufbereitung. Ihre Herstellung erfordert hochpräzise Schweißtechnik, um eine lange Lebensdauer, Korrosionsbeständigkeit und eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten. Die CRM-2024-3 ist eine speziell für die Herstellung solcher Siebe entwickelte Maschine, die hochpräzise Kaltwalztechnik mit einer leistungsfähigen Schweißeinheit kombiniert. Als industrielles System mit CE-Zertifizierung verarbeitet sie verschiedene Edelstahlwerkstoffe zu Drahtprofilen mit dreieckigem, keilförmigem oder V-förmigem Querschnitt für Keilspaltsiebe und erreicht dabei eine Toleranz von ±0,001 mm. Die robuste Ausführung ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb auch unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen. Dieser Beitrag erläutert die technischen Spezifikationen, die wichtigsten Merkmale, das Funktionsprinzip und die industriellen Einsatzbereiche der Maschine.
Was ist eine Johnson-Keilspaltsieb-Schweißmaschine?
Eine Johnson-Keilspaltsieb-Schweißmaschine ist eine präzise ausgelegte Industrieanlage zur Herstellung von Keilspaltsieben. Diese Filterelemente bestehen aus V-förmigen beziehungsweise keilförmigen Drähten, die mit quer angeordneten Tragstäben verschweißt werden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Drahtgeweben bieten Keilspaltsiebe eine hohe mechanische Festigkeit, gleichmäßige Spaltweiten und eine hohe Verstopfungsbeständigkeit. Dadurch eignen sie sich insbesondere für Anwendungen wie die Sandkontrolle in Erdölbohrungen, die Wasseraufbereitung sowie Filtrations- und Trennprozesse in der chemischen Industrie.
Die CRM-2024-3 integriert das Kaltwalzen und Schweißen in einem durchgängigen Produktionsprozess. Dadurch kann der Draht von der Ausgangsform bis zum fertigen Sieb innerhalb einer integrierten Linie verarbeitet werden. Separate Anlagen für die Profilierung und das anschließende Schweißen werden dadurch nicht benötigt.
Die Maschine ist speziell für Johnson-Keilspaltsiebe ausgelegt. Dabei wird die Spitze des Keildrahtes durch Widerstandsschweißen mit den Tragstäben verbunden. So entsteht eine durchgehende und mechanisch belastbare Verbindung, die auch hohen Drücken und korrosiven Medien standhält.
Technische Hauptspezifikationen der CRM-2024-3
Die CRM-2024-3 wurde für eine flexible Produktion und hohe Maßgenauigkeit entwickelt. Die technischen Spezifikationen sind auf unterschiedliche nationale und internationale Industriestandards, einschließlich amerikanischer und deutscher Standards, ausgelegt:
- Werkstoffkompatibilität: Die Anlage verarbeitet eine breite Palette von Edelstählen, darunter 302, 304, 304L, 316 und 316L, die sich insbesondere für korrosive Einsatzbedingungen eignen. Darüber hinaus können Duplexstähle wie F51 (2205) und F53 (2507) sowie Sonderwerkstoffe wie 904L, 321 und 1.4462 verarbeitet werden. Auch Rundstahl, Vierkantstahl und Stahlrohre mit einer Eingangsgröße von bis zu 10 mm sind möglich.
- Abmessungen des Endprodukts: Die Maschine kann Siebdrähte mit Standardabmessungen von Breite × Höhe 2,2 × 3,0 mm, 2,3 × 3,0 mm, 2,3 × 3,5 mm und 3,0 × 5,0 mm herstellen. Als Standard-Tragstab ist eine Abmessung von 3,8 mm vorgesehen. Kundenspezifische Abmessungen können entsprechend den jeweiligen Anwendungsanforderungen ausgeführt werden.
- Präzision und Geschwindigkeit: Die Anlage erreicht eine Toleranz von ±0,001 mm und kann bei Bedarf für noch höhere Präzisionsanforderungen angepasst werden. Mit einer Produktionsgeschwindigkeit von 30–350 m/min ermöglicht sie eine hohe Ausbringungsleistung bei gleichzeitig stabiler Maßhaltigkeit.
- Konfigurationsmöglichkeiten: Die Anlage kann als einstufige oder Tandem-Linie zum Flachwalzen beziehungsweise Profilieren von Draht ausgeführt werden. Absenkmodelle sind sowohl mit automatischer als auch manueller Steuerung erhältlich. Für die Aufwicklung stehen Einspul-, Zweispul-, automatische, Portal- und Traversier-Aufwickelsysteme zur Verfügung. Eine integrierte Ablängfunktion kann ebenfalls vorgesehen werden.
- Hauptkomponenten: Zur Ausstattung gehören vertikale Wellen- oder Tischabwickler für Träger, Bündel oder Spulen, Tandem-Walzlinien, kundenspezifische Drahtführungssysteme, Laser-Messsysteme zur kontinuierlichen Maßüberwachung sowie zentrale Schmiersysteme zur Verlängerung der Lebensdauer der Walzen.
Wesentliche Merkmale der CRM-2024-3
Die CRM-2024-3 verbindet hohe Maßgenauigkeit, mechanische Belastbarkeit und eine auf den industriellen Betrieb abgestimmte Bedienung.
1. Hohe Schweißqualität und Verbindungsfestigkeit
Die Maschine verwendet Widerstandsschweißen, um die Spitze des Keildrahtes mit den Tragstäben zu verbinden. Schweißstrom, Schweißzeit und Anpressdruck werden präzise geregelt, um Schweißverbindungen mit einer Zugfestigkeit zu erzeugen, die mit der des Grundwerkstoffs vergleichbar sein kann.
Dadurch kann das fertige Sieb hohen Durchflussmengen, Druckverlusten und mechanischen Belastungen standhalten. Dies ist insbesondere für Anwendungen im Bergbau und in der Erdölindustrie von Bedeutung, bei denen ein Ausfall des Siebes zu kostspieligen Produktionsunterbrechungen führen kann.
Der Schweißprozess wird über eine digitale Steuerung überwacht. Dadurch lässt sich der Wärmeeintrag konstant halten und eine thermische Schädigung des Materials reduzieren. Dies ist insbesondere bei korrosionsbeständigen Edelstählen wie 316L von Bedeutung.
2. CE-zertifizierte Sicherheit und Konformität
Die CRM-2024-3 erfüllt die Anforderungen der Norm EN 60974-1 für die Sicherheit von Schweißstromquellen sowie der Norm EN 50199 zur elektromagnetischen Verträglichkeit. Die CE-Zertifizierung ermöglicht die Einhaltung der entsprechenden europäischen Sicherheits- und Qualitätsanforderungen.
Zur Sicherheitsausstattung gehören Not-Halt-Taster, Schutzvorrichtungen für bewegliche Maschinenteile und ein EMV-gerechtes Design zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen. Dadurch werden Betriebsrisiken reduziert und ein stabiler Betrieb auch im Zusammenspiel mit anderen Anlagen in der Produktionshalle unterstützt.
3. Einfache Bedienung und hohe Lebensdauer
Der Maschinenrahmen besteht aus hochfestem Stahl. Die eingesetzten Hartmetallwalzen werden mit einer Präzision von bis zu ≤0,001 mm bearbeitet und sind für den kontinuierlichen industriellen Betrieb ausgelegt.
Über die intuitive SPS-Schnittstelle können Bediener Schweißparameter einstellen, Spaltweiten anpassen und den Produktionsprozess in Echtzeit überwachen. Dadurch lassen sich Einarbeitungszeiten und Bedienfehler reduzieren.
Schnellwechsel-Mandrel und modulare Vorrichtungen verkürzen die Umrüstzeiten beim Wechsel zwischen verschiedenen Siebspezifikationen und tragen zu einer höheren Gesamtproduktivität der Produktionslinie bei.
4. Umfassender After-Sales-Service
CRM bietet ein umfassendes After-Sales-Paket mit Maschinenprüfberichten, Wartungs- und Reparaturservice vor Ort, technischer Unterstützung per Video sowie kostenlosen Ersatzteilen.
Für internationale Kunden trägt dieser Service dazu bei, Stillstandszeiten zu reduzieren und die langfristige Zuverlässigkeit der Produktionslinie sicherzustellen. Dies ist insbesondere bei kritischen industriellen Anwendungen von Bedeutung.
Die CRM-2024-3 kann außerdem in ein vollständiges Walzsystem integriert werden. CRM bietet schlüsselfertige Anlagenprojekte einschließlich Keildraht-Walzwerken, Drahtziehmaschinen sowie Richt- und Ablänganlagen.
Funktionsweise der CRM-2024-3: Vom Draht zum fertigen Keilspaltsieb
Der integrierte Produktionsablauf der Maschine vereinfacht die Herstellung von Keilspaltsieben in vier wesentlichen Prozessschritten:
1. Vorbereitung des Drahtes
Der Edelstahl-Draht mit einem Eingangsdurchmesser von bis zu 10 mm wird in den vertikalen Wellen- oder Tischabwickler eingelegt und anschließend der Tandem-Walzlinie zugeführt.
Durch Kaltwalzen wird der Draht zu einem dreieckigen, keilförmigen oder V-förmigen Profil geformt. Dabei kann die mechanische Festigkeit erhöht werden, ohne die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs zu verändern.
2. Präzisionsschweißen
Der profilierte Keildraht wird mit den Tragstäben, standardmäßig 3,8 mm, ausgerichtet und der Schweißeinheit zugeführt.
Durch Widerstandsschweißen wird die Spitze des Keildrahtes in definierten Abständen mit den Tragstäben verbunden. Servoangetriebene Mandrel gewährleisten eine gleichmäßige Spaltweite, die für eine konstante Filtrationsleistung entscheidend ist.
3. Maßüberwachung in Echtzeit
Ein Laser-Messsystem überwacht die Abmessungen des Produkts kontinuierlich während des Produktionsprozesses und übermittelt die Messdaten an die SPS zur automatischen Nachregelung.
Diese Regelung im geschlossenen Regelkreis ermöglicht die Einhaltung einer Toleranz von ±0,001 mm und reduziert Fehler wie ungleichmäßige Schweißstellen oder Schwankungen der Spaltweite.
4. Richten, Ablängen und Aufnehmen
Nach dem Schweißen wird das Sieb gerichtet und über die integrierte Ablängvorrichtung auf die gewünschte Länge geschnitten. Anschließend kann das fertige Produkt auf Spulen oder als Ringbund aufgewickelt und für den Versand vorbereitet werden.
Als zusätzlicher Prozess kann nach dem Schweißen eine Passivierung gemäß den Richtlinien von ASTM A380 durchgeführt werden, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.
Industrielle Anwendungen der CRM-2024-3
Dank ihrer flexiblen Auslegung eignet sich die CRM-2024-3 für verschiedene Industriebereiche, in denen präzise und langlebige Filterelemente benötigt werden:
- Bergbau: Herstellung von Sieben für die Entschlammung von Kohle, die Mineralaufbereitung und die Reinigung von Bohrspülungen. Die Siebe sind für abrasive Medien und Hochdruck-Waschprozesse ausgelegt.
- Chemische und pharmazeutische Industrie: Herstellung korrosionsbeständiger Siebe aus Werkstoffen wie 316L und Duplexstahl 2205 für die Lösungsmittelfiltration, Katalysatorabscheidung und den Einsatz in chemischen Reaktorsystemen.
- Wasseraufbereitung: Herstellung von Filterrohren und Brunnenfiltern für die kommunale Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Meerwasserentsalzung. Die gleichmäßige Durchströmung und hohe Verstopfungsbeständigkeit unterstützen einen stabilen Filtrationsprozess.
- Öl und Gas: Herstellung von Sandkontrollsieben für Erdölbohrungen. Werkstoffe wie 316L und Duplexstahl 2507 bieten eine hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Solen und erhöhten Temperaturen.
Warum die CRM-2024-3 für Johnson-Keilspaltsiebe einsetzen?
Für Hersteller von Keilspaltsieben bietet die CRM-2024-3 mehrere Vorteile gegenüber konventionellen Anlagenkonzepten:
- Kosteneffizienz: Durch die Integration von Kaltwalzen und Schweißen kann auf separate Maschinen für die einzelnen Prozessschritte verzichtet werden. Dadurch lassen sich Investitionskosten und benötigte Produktionsfläche reduzieren. Die Produktionsgeschwindigkeit von 30–350 m/min und kurze Umrüstzeiten tragen zusätzlich zu einer höheren Produktionsleistung bei.
- Qualitätssicherung: Die Toleranz von ±0,001 mm und die konstante Festigkeit der Schweißverbindungen ermöglichen die Erfüllung industrieller Anforderungen wie SY/T 5182-2008 für Erdölfeldsiebe und ISO 17824. Gleichzeitig können Ausschuss und Nacharbeit reduziert werden.
- Vielseitigkeit: Die Kompatibilität mit mehr als 20 Edelstahlqualitäten sowie die Möglichkeit zur Herstellung kundenspezifischer Abmessungen ermöglichen den Einsatz für unterschiedliche Anwendungen – von Standard-Wasserfiltern bis hin zu speziellen Filtersieben für chemische Prozesse.
Fazit
Die CRM-2024-3 ist eine Präzisionsanlage für die Herstellung von Johnson-Keilspaltsieben und integriert Kaltwalz- und Schweißtechnik in einer durchgängigen Produktionslinie. Die Ausführung mit CE-zertifizierten Sicherheitsfunktionen und einer möglichen Toleranz von ±0,001 mm ist auf die Anforderungen anspruchsvoller Anwendungen in den Bereichen Bergbau, Chemieindustrie, Wasseraufbereitung sowie Öl und Gas ausgelegt.
Mit einem umfassenden After-Sales-Service und der Möglichkeit zur Realisierung schlüsselfertiger Anlagenprojekte unterstützt die CRM-2024-3 eine stabile Produktion und gleichbleibende Produktqualität. Ob Standard-Filterrohre oder kundenspezifische Keilspaltsiebe – die Anlage bietet die erforderliche Präzision, Belastbarkeit und Flexibilität für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
