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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen, umfassend mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren Kautschukmischungen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausformen einer gefilterten Kautschukmischung.
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Aufgrund der momentanen Entwicklungen in der Kautschukindustrie - insbesondere bei der Reifenherstellung - die Herstellungsprozesse vollständig zu automatisieren, wachsen die Qualitätsanforderungen an das jeweilige Kautschukprodukt ständig. Insbesondere von Bedeutung sind die geometrischen Maße der extrudierten Kautschukmischung, welche häufig in Form eines Endlos-Streifens oder eines Kautschukmischungsfells vorliegt. Der Endlos-Streifen oder das Kautschukmischungsfell wird anschließend in einem kontinuierlichen Verarbeitungsprozess, welche häufig mittels Förderbänder durchgeführt wird, zu den entsprechenden kautschukhaltigen Reifenbauteilen für einen Reifenrohling weiterverarbeitet. Je nach Kautschukzusammensetzung oder Ausformentechnik werden nur unzureichende Abweichungen der geometrischen Maße des Kautschukmischungsfells oder des Endlos-Streifens erreicht.
Zu große Abweichungen von den geometrischen Maßen des Kautschukmischungsfells führen häufig dazu, dass eine Automatisierung nicht möglich ist, da nicht die für die Maschinen des kontinuierlichen Verarbeitungsprozesses benötigte Genauigkeit erreicht wird. Daher muss ein zu großer Teil der Kautschukmischung verworfen werden. Dies kann somit die Umwelt unnötig belastet oder den Produktionsprozess verlängert.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Anlagen für einen kontinuierlichen Verarbeitungsprozess bekannt:
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DE 19602091 A1 offenbart einen „Extruder zum Plastifizieren und Extrudieren einer in Form zweier kalter Materialstreifen zugeführten Kautschukmischung, welcher eine Zahnradpumpe mit zwei in einem Gehäuse angeordneten, miteinander kämmenden Zahnrädern, zwei Einlässe für die Materialstreifen und einen gemeinsamen Auslass in der Mantelfläche des Gehäuses hat, wobei die Drehrichtung der Zahnräder so ist, dass die Materialstreifen jeweils zwischen einem Zahnrad und dem Gehäuse zu dem Auslass gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (15) sich zumindest in etwa über die volle Breite der Zahnräder (
3,
4) erstreckt und die Zähne (
14) sowie das Gehäuse (
7) zum Entleeren der Zahnzwischenräume radial zu den Zahnrädern (
3,
4) zu dem Auslass (15) hin ausgebildet sind“ (s. Anspruch 1).
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DE 29616858 U1 offenbart einen „Extruder zum Plastifizieren und Extrudieren einer in Form zumindest eines kalten Materialstreifens zugeführten Kautschukmischung, welcher nach Art einer Zahnradpumpe zwei in einem Gehäuse angeordnete, miteinander kämmende Zahnräder, zumindest einen Einlasskanal an der Einlaufseite für den Materialstreifen und einen Auslass in der Mantelfläche des Gehäuses hat, wobei die Drehrichtung der Zahnräder so ist, dass der Materialstreifen zwischen einem Zahnrad und dem Gehäuse zu dem Auslass gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal {4, 5) in einem lösbar im Gehäuse (
1) des Extruders gehaltenen Einsatz (
8,
9) vorgesehen ist“ (s. Anspruch 1).
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DE 69124788 T2 offenbart ein „Extrusionssystem (15) zum Extrudieren eines Streifens vulkanisierbaren Gummis oder elastomeren Verbundmaterials (23), das einen Zuführer zum Empfangen und Pumpen einer Masse (
7) unterstromig in Richtung zu einem Abgabeende des Zuführers und einen Extrusionskopf (21) zum Formen der zugeführten Mengen der Masse (
7) in den länglichen Streifen (23) genau gesteuerter Abmessungen besitzt, ein Reiniger (19) ist am Abgabeende des Zuführers zum Entfernen jeglichen Fremdmaterials, das in der Masse (
7) enthalten ist, angeordnet, während der Druckabfall quer über den Filter oder Reiniger (19) minimiert wird, wobei eine Getriebepumpe (20) an den Reiniger unterstromig angrenzend gelagert ist, um präzise volumetrische Mengen der Masse (
7) an einem Auslass (44) der Getriebepumpe (20) zum Extrusionskopf (21) abzugeben [...]“ (s. Anspruch 1).
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DE 102006027896 A1 offenbart einen „für ein Siebpaket, das der Filtration von hochviskosen Medien, insbesondere von Gummimischungen, dient, wobei der Stützkörper eine vordere Stirnfläche zur Anlage des Siebpakets sowie eine Vielzahl von Kanälen aufweist, die in die vordere Stirnfläche münden und die einen Durchtritt des filtrierten Mediums durch den Stützkörper ermöglichen [...]“ (s. Anspruch 1).
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EP 816048 A1 offenbart ein „Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen in einer zweistufigen Extrusionsanlage mit einer zwischen den beiden Stufen angeordneten Evakuierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man als erste Extrusionsstufe einen Zahnradextruder verwendet, daß man als zweite Extrusionsstufe einen Schneckenextruder verwendet, daß man am Ende oder unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe das Extrudat strainert, fein zerteilt und/oder aufspaltet und dieses fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat beim Übergang in die zweite Extrusionsstufe in einen Raum treten läßt, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist“ (s. Anspruch 1).
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EP 839630 A1 offenbart einen „Extruder zum Plastifizieren und Extrudieren einer in Form zumindest eines kalten Materialstreifens zugeführten Kautschukmischung, welcher nach Art einer Zahnradpumpe zwei in einem Gehäuse angeordnete, miteinander kämmende Zahnräder, zumindest einen Einlasskanal an der Einlaufseite für den Materialstreifen und einen Auslass in der Mantelfläche des Gehäuses hat, wobei die Drehrichtung der Zahnräder so ist, dass der Materialstreifen zwischen einem Zahnrad und dem Gehäuse zu dem Auslass gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (
4,
5) in einem lösbar im Gehäuse (
1) des Extruders gehaltenen Einsatz (
8,
9) vorgesehen ist“ (s. Anspruch 1).
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Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen bereitzustellen, die die im Stand der Technik bekannten Probleme reduziert oder löst. Insbesondere war es eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, eine Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen bereitzustellen, die ein Kautschukmischungsfell bereitstellt, welches in einem vollständig automatisierten Herstellungsprozesse weiterverarbeitet werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen, umfassend
- - mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren Kautschukmischungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung
- - mindestens eine der Extrusionseinheit nachgeschaltete Filtereinheit zum Filtern von hochviskosen Medien, insbesondere zum Filtern von Kautschukmischungen,
und
- - mindestens eine der Filtereinheit nachgeschaltete Ausformeinheit zum Ausformen einer in der Filtereinheit gefilterten Kautschukmischungen
aufweist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die spezielle Kombination einer vorstehend oder nachstehend beschriebenen Filtereinheit mit einer Ausformeinheit, insbesondere einer Ausformeinheit mit einem Walzwerk wie nachstehend beschrieben, nach dem Extrudieren zu überproportional geringen Abweichungen beim Ausformen einer Kautschukmischung zu einem Kautschukprofil, d.h. dem Endlos-Streifen, oder zu einem Kautschukmischungsfell führt im Vergleich zu einem im Stand der Technik bekannten Verfahren, in dem entweder ausschließlich die Filtereinheit oder ausschließlich die Ausformeinheit eingesetzt wird.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck „Abweichungen von der Form einer ausgeformten Kautschukmischung“ insbesondere die Abweichungen von dem vordefinierten Querschnittsprofil der ausgeformten Kautschukmischung.
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Ohne an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, dass durch die mit der Filtereinheit erreichte Dispersion von Feststoffpartikeln, wie beispielsweise Füllstoffen, dazu führt, dass ein gleichmäßigeres Ausformen erreicht wird. Ein erfindungsmäßen Vorrichtung erreicht diesen Effekt insbesondere, ohne dass zwischen der Filtereinheit und der Ausformeinheit eine weitere Einheit zwischengeschaltet werden muss, wobei die weitere Einheit einen zusätzlichen Vorschub zum Drücken der Kautschukmischung in die Extrusionsrichtung bewirkt.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Kautschukmischung“ insbesondere eine Kautschukgrundmischung und eine schwefelvernetzbare Kautschukfertigmi schung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Filtereinheit“ insbesondere einen Stützkörper und ein Siebpaket wie allgemein in Absatz [0005] und speziell in
1 des Dokuments
DE 102006027896 B4 beschrieben.
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Eine Filtereinheit einer vorstehend oder nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst bevorzugt
- - mindestens eine Lochscheibe und ein Siebpaket aus mehreren Sieben mit unterschiedlichen Siebfeinheiten, bevorzugt gemessen in Mesh,
und/oder
- - weitere Einheiten zum Verbinden der Filtereinheit mit der Ausformeinheit und mit der Extrusionseinheit, nachstehend als Einführungseinheit oder als Füttereinheit beschrieben.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Extrusionseinheit ein Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruder und/oder eine Zahnradpumpe umfasst, wobei die Extrusionseinheit bevorzugt eine Zahnradpumpe aufweist, wobei die Extrusionseinheit besonders bevorzugt einen Zweischnecken-Extruder und eine dem Zweischnecken-Extruder nachgeschaltete Zahnradpumpe aufweist.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels einer Zahnradpumpe vor der Filtereinheit besonders geringe Abweichungen der geometrischen Form des in der Ausformeinheit ausgeformten Kautschukmischungsfells erreicht werden. Ohne an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, wird vermutet, dass dieser Effekt von der geringeren Temperaturerhöhung resultiert, welche eine Kautschukmischung in einer Zahnradpumpe im Vergleich zu einer anderen Extrusionseinheit beim Extrudieren erfährt. Dies ist ein besonderer technischer Effekt, welcher im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgefunden wurde.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Ausformeinheit zumindest zwei Walzen umfasst, wobei die zwei Walzen übereinander angeordnet sind und bevorzugt dazu eingerichtet sind, eine in der Filtereinheit gefilterten Kautschukmischungen auszuformen.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels Walzen extrudierte Kautschukmischungen besonders schnell und mit besonders geringen Abweichungen in der geometrischen Form ausgeformt werden können. Durch die Kombination einer vorstehend beschriebenen Filtereinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ausformen mittels mindestens zwei Walzen werden besonders geringe Abweichungen bei der geometrischen Form der aus geformten Kautschukmischung, d.h. dem Kautschukmischungsfell und im Kautschukprofil, erreicht.
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Ganz besonders bevorzugt ist ein Ausformen wie vorstehend beschrieben mit mindestens zwei Walzen dann, wenn vor der Filtereinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Zahnradpumpe als Extrusionseinheit eingesetzt wird. Diese spezielle Kombination von Zahnradpumpe, Filtereinheit und Walzen erhöht nicht nur überproportional die Genauigkeit beim Ausformen wie vorstehend beschrieben, sondern ermöglicht es zudem Kautschukmischungsmenge oder Kautschukprofils besonders schnell auszuformen und somit insbesondere Anforderungen von automatisierten Herstellungsprozesse zu erfüllen. Es werden hierbei sogar Standardabweichungen von der vordefinierten Form eines Endlos-Streifens oder eines Kautschukmischungsfells erreicht, welche unterhalb von +/- 1 mm bei einer Produktdicke des Kautschukprofils von 5-12 mm liegen. Dies stellt einen überraschenden technischen Effekt dar und führt sogar dazu, dass die besagten Abweichungen soweit reduziert werden, dass im Anschluss ein kontinuierlicher und automatisierter Verarbeitungsprozess durchgeführt werden kann.
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Die vorstehend beschriebenen zwei übereinander angeordneten Walzen werden im Rahmen der vorigen Erfindung auch Walzwerk genannt, wobei das Walzwerk auch weitere Walzen umfassen kann.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Ausformeinheit keine finale Ausformkomponente mit separierten Ausgangslöchern aufweist. Ausformkomponente mit separierten Ausgangslöchern sind beispielsweise einen Schlauchspritzkopf, einen Stegdornhalter oder ein Düsenkreuz. Eine Ausformkomponente ist insbesondere dann final, wenn im Herstellungsprozess nach ihr die Form des Querschnitts des ausgeformten Kautschukprofils oder Kautschukmischungsfells nicht noch einmal signifikant verändert wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Ausformkomponente Teil einer Ausformeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sein.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung zusätzlich eine Einführungseinheit umfasst und die Einführungseinheit dazu ausgelegt ist, eine durch die Einführungseinheit gefütterte Kautschukmischung unmittelbar in die zwei nachgeschalteten Walzen zu füttern, wobei bevorzugt keine weitere Extrusionseinheit zwischen der Filtereinheit und dem Walzwerk vorhanden ist, wobei die Einführungseinheit besonders bevorzugt ein Breitspritzkopf ist. Eine vorstehend beschriebene Einführungseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird besonders bevorzugt in Kombination mit mindestens zwei Walzen als Ausformeinheit und einer Zahnradpumpe als Extrusionseinheit wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass eine vorstehend beschriebene Einführungseinheit einer erfindungsmäßen Vorrichtung die Abweichungen der Form des Kautschukprofils oder des Kautschukmischungsfells besonders stark reduziert werden. Als Einführungseinheit können auch andere dem Fachmann bekannte Vorrichtungen zum Füttern des Walzwerkes als ein Breitspritzkopf eingesetzt werden.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung einen Mischer zum Herstellen von Kautschukmischungen aufweist, welcher der Extrusionseinheit vorgeschaltet ist, wobei der Mischer bevorzugt dazu ausgelegt ist, eine durch den Mischer gemischte Kautschukmischung unmittelbar in die Extrusionseinheit zu füttern.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere beim direkten Füttern einer frisch angemischten und somit noch warmen Kautschukmischung eine zu hohe Temperaturerhöhung, insbesondere eine Temperaturerhöhung über Temperaturen wie nachstehend beschrieben, vermieden werden sollte und daher der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wie vorstehend beschrieben in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Mischer besonders vorteilhaft ist. Insbesondere besonders vor teilhabt ist, dass dem vorstehend beschriebenen Mischer einer Zahnradpumpe in einer erfindungsmäßen Vorrichtung nachgeschaltet wird, wobei die Zahnradpumpe die Kautschukmischung extrudiert und anschließend durch die vorstehend beschriebene Filtereinheit und dem vorstehend beschriebenen Walzwerk befördert. Dies vermeidet die vorstehend beschriebenen ungewollten Temperaturerhöhungen.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Filtereinheit senkrecht zur Extrusionsrichtung und bevorzugt in waagerechter Richtung verfahrbar ist und die Ausformeinheit parallel zur Extrusionsrichtung verfahrbar ist, wobei die Extrusionseinheit zum Befüttern der Filtereinheit geeignet ist und bevorzugt zusätzlich dazu ausgelegt ist, eine durch die Extrusionseinheit gefütterte Kautschukmischung unmittelbar in die zwei Walzen der Ausformeinheit zu füttern. In dem Falle, dass die Extrusionseinheit eine Zahnradpumpe umfasst, ist zudem auch die Zahnradpumpe in der gleichen Weise verfahrbar wie vorstehend für die Filtereinheit beschrieben.
Beim unmittelbaren vorstehend beschriebenen Verbinden der Extrusionseinheit mit den zwei Walzen ist es vorteilhaft eine seitliche Begrenzung zum Festlegen der maximalen Breite des resultierenden gewalzten Kautschukprofils einzusetzen, wobei die seitlichen Begrenzungen beim Austritt der Extrusionseinheit angeordnet sind und dazu ausgelegt sind, die gesamte extrudierte Kautschukmischung nach dem Austritt aus der Extrusionseinheit direkt in den Walzenspalt zwischen den zwei Walzen zu füttern.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Filtereinheit und die Zahnradpumpe gewartet oder gereinigt werden können, während das Walzwerk mit einer zusätzlich zur Zahnradpumpe vorhanden Einheit zum Extrudieren weiterverwendet werden kann.
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Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Filtereinheit ein Siebpaket umfasst, wobei das Siebpaket mindestens ein Sieb mit einer lichten Weite von maximal 8 mm aufweist, bevorzugt im Bereich von 0,01 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 mm.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die lichte Weite nach DIN/ISO 9044 bestimmt.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere erfindungsmäßen Vorrichtungen mit dem vorstehend beschriebenen Siebpaket besonders geringer Abweichungen der geometrischen Form der ausgeformte Kautschukmischungen erreichen.
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In besonders hohem Maße bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben, umfassend:
- - mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren Kautschukmischungen und
- - mindestens eine der Extrusionseinheit nachgeschaltete Filtereinheit zum Filtern von Kautschukmischungen
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine der Filtereinheit nachgeschaltete Ausformeinheit zum Ausformen einer in der Filtereinheit gefilterten Kautschukmischungen aufweist, wobei
- - die Extrusionseinheit einen Zweischnecken-Extruder und eine Zahnradpumpe umfasst,
- - die Ausformeinheit zumindest zwei Walzen umfasst, wobei die zwei Walzen als Walzwerk übereinander angeordnet sind,
- - die Füttereinheit ein Breitspritzkopf ist und dazu ausgelegt ist, eine durch die Füttereinheit gefütterte Kautschukmischung unmittelbar in das nachgeschaltete Walzwerk zu füttern, wobei keine weitere Extrusionseinheit zwischen der Filtereinheit und dem Walzwerk geschaltet sind,
- - die Vorrichtung einen Mischer zum Herstellen von Kautschukmischungen aufweist, welcher der Extrusionseinheit vorgeschaltet ist, wobei der Mischer dazu ausgelegt ist, eine durch den Mischer gemischte Kautschukmischung unmittelbar in die Extrusionseinheit zu füttern,
- - die Filtereinheit senkrecht zur Extrusionsrichtung und zusätzlich in waagerechter Richtung verfahrbar ist und das Walzwerk parallel zur Extrusionsrichtung verfahrbar ist, wobei die Extrusionseinheit zusätzlich zum Befüttern der Filtereinheit dazu ausgelegt ist, eine durch die Extrusionseinheit gefütterte Kautschukmischung unmittelbar in das Walzwerk zu füttern,
und
- - die Filtereinheit ein Siebpaket umfasst, wobei das Siebpaket mindestens ein Sieb mit einer lichten Weite im Bereich von 0,01 mm bis 7 mm aufweist.
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Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Verfahrens und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verfahren gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausformen einer gefilterten, Kautschukmischung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
- A) Herstellen einer Kautschukmischung mittels eines Mischers, bevorzugt mittels eines Mischers wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, oder Bereitstellen einer Kautschukmischung,
- B) Extrudieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten Kautschukmischung mittels einer Extrusionseinheit, bevorzugt mittels einer Extrusionseinheit wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben,
- C) Filtern der in Schritt B) extrudieren Kautschukmischung mittels einer Filtereinheit, bevorzugt mittels einer Extrusionseinheit wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben,
und
- D)Zufüttern der in Schritt C) gefilterten Kautschukmischung mit einer Temperatur in ein Walzwerk zum Kalandrieren von Kautschukmischungen, bevorzugt in ein Walzwerk wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verfahren zusätzlich einen oder beide der folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- E) Walzen der in Schritt D) zugefütterten Kautschukmischung mittels Walzen, bevorzugt mittels der Walzen einer Ausformeinheit wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben,
und/oder
- F) Ausformen der in Schritt E) gewalzenen Kautschukmischung mittels einer der Walzen nachgeschaltete Ausformkomponente umfasst, wobei die Ausformkomponente bevorzugt eine Vor- und/oder Endschablone zum Ausformen einer Kautschukmischung zu einem Kautschukprofil aufweist.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere durch den Verfahrensschritte des Walzens wie vorstehend beschrieben besonders geringer Abweichungen von der Form der ausgeformten Kautschukmischung erreicht werden.
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Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt B) extrudiere Kautschukmischung nicht gefiltert wird, sondern unmittelbar in Walzen einer Ausformeinheit zum Kalandrieren von Kautschukmischungen gefüttert wird, wobei die Ausformeinheit bevorzugt wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt B) extrudierte Kautschukmischung zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 40 °C bis 150 °C aufweist, bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 120 °C, und/oder einen Druck im Bereich von 5 bis 500 bar aufweist, bevorzugt im Bereich von 30 bis 300 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 200 bar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Temperatur der Kautschukmischung und der Druck der Kautschukmischung wird bevorzugt beim Austritt aus der Extrusionseinheit gemessen wird.
Für den Fall, dass in Schritt B) eine Zahnradpumpe als bevorzugte Extrusionseinheit oder als Teil einer bevorzugten Extrusionseinheit eingesetzt wird, wird die in Schritt B) extrudierte Kautschukmischung zumindest teilweise einen Druck im Bereich von 5 bis 500 bar aufweist, bevorzugt im Bereich von 80 bis 500 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 500 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 500 bar. Diese Drücke können insbesondere mit einer Zahnradpumpe erreicht werden und haben den Vorteil, dass bei diesen Drücken Siebe mit geringen lichten Weiten wie vorstehend beschrieben verwendet werden können und somit Kautschukmischungen mit besonders hohem Anteil an Verunreinigungen gereinigt werden können. Für den Fall, dass eine Zahnradpumpe als bevorzugte Extrusionseinheit oder als Teil einer bevorzugten Extrusionseinheit eingesetzt wird, werden die Temperatur der Kautschukmischung und der Druck der Kautschukmischung bevorzugt beim Austritt aus der Zahnradpumpe gemessen.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Temperaturen in Schritt B) eines erfindungsgemäßen Verfahrens
- - Vernetzungen, für den Fall, dass die Kautschukmischung im erfindungsgemäßen Verfahren eine Kautschukfertigmischung ist,
und,
- - für den Fall, dass die Kautschukmischung im erfindungsgemäßen Verfahren eine Kautschukgrundmischung ist, Verbrennen oder thermische Beschädigung der Kautschukgrundmi schung
zu vermeiden.
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Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt C) gefilterte Kautschukmischung zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 90°C bis 150°C aufweist, bevorzugt im Bereich von 100°C bis 130°C.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Temperaturen in Schritt C) eines erfindungsgemäßen Verfahrens
- - Vernetzungen, für den Fall, dass die Kautschukmischung im erfindungsgemäßen Verfahren eine Kautschukfertigmischung ist,
und,
- - für den Fall, dass die Kautschukmischung im erfindungsgemäßen Verfahren eine Kautschukgrundmischung ist, Verbrennen oder thermische Beschädigung der Kautschukgrundmi schung
zu vermeiden.
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Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausformen einer gefilterten Kautschukmischung gelten auch für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Verwendung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verwendungen gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausformen von Kautschukmischungen und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausformen einer gefilterten Kautschukmischung.
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Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer Vorrichtung wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, zum Ausformen von extrudierten, Kautschukmischungen, wobei die extrudierte und ausgeformte Kautschukmischung bevorzugt keine Feststoffpartikeln mit einem maximalen Durchmesser von über 8 mm, besonders bevorzugt keine Feststoffpartikeln mit einem maximalen Durchmesser von über 1 mm, aufweist.
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Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch das Herausfiltern der vorstehend beschriebenen Feststoffpartikeln wie vorstehend beschrieben besonders geringe Abweichungen der Form der ausgeformten Kautschukmischung erreicht werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Feststoffpartikeln jegliche Agglomerate aus festen Stoffen, insbesondere Füllstoffpartikel aus Materialien wie Silica oder Ruß. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der maximale Durchmesser eines Füllstoffpartikels bevorzugt der maximal ermittelte Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten auf der Oberfläche eines Füllstoffpartikels, wobei dieser Abstand bevorzugt auf elektronenmikroskopische Aufnahmen einer Kautschukmischung nach dem Filtern ermittelt wird.
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Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschreiben oder wie vorstehend als bevorzugt beschreiben, wobei mindestens 50 Gew.-% der Feststoffpartikel der gefilterten Kautschukmischung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffpartikel der gefilterten Kautschukmischung, einen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,5 bis 10 mm aufweisen.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Feststoffpartikel eine mittlere Partikelgröße der Primär- und/oder Sekundärpartikel im Bereich von 0,5 bis 10 mm aufweisen, wobei die Primärpartikel größer als 0,3 mm sind, bevorzugt größer als 0,1 mm sind.
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Ganz besonders bevorzugt ist auch eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt bzw. als besonders bevorzugt beschrieben, wobei die Feststoffpartikel in der extrudierten Kautschukmischung
- - eine mittlere Partikelgröße der Primär- und/oder Sekundärpartikel im Bereich von 0,5 bis 10 mm aufweisen und mindestens 50 Massenprozent der Feststoffpartikel, vorzugsweise mindestens 90 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffpartikel der gefilterten Kautschukmischung, eine Partikelgröße der Primärpartikel im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen,
- - bevorzugt die Feststoffpartikel in der extrudierten Kautschukmischung eine mittlere Partikelgröße von 0,5 bis 10 mm und mindestens 50 Massenprozent der Feststoffpartikel, vorzugsweise mindestens 90 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffpartikel der gefilterten Kautschukmischung, eine Partikelgröße der Primär- und/oder Sekundärpartikel im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die mittlere Partikelgröße bevorzugt mittels Laserbeugung bestimmt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Primärpartikel die einzelnen isolierten Partikel oder die einzelnen Partikel der Agglomerate oder Konglomerate, nicht aber die gesamten Agglomerate oder Konglomerate.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1: Schematische prozesstechnische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Seitenansicht.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 umfassend einen Mischer 10, eine Extrusionseinheit 2 mit einem Zweischnecken-Extruder 3 und mit einer Zahnradpumpe 4, einer Filtereinheit 5 und eine Ausformeinheit 6 mit zwei Walzen 7 sowie einer Füttereinheit 8 und einer Einführungseinheit 11. Über die Füttereinheit 8 wird die Kautschukmischung von der Zahnradpumpe 4 durch die Filtereinheit 5 hin zur Einführungseinheit 11 und final in die Ausformeinheit 6 geleitet. Die Zahnradpumpe 4 und die Filtereinheit 5 mit der Einführungseinheit 11, dem Siebpaket und der Füttereinheit 8 können in Querrichtung 13 verfahren werden, damit das Walzwerk 6 parallel zur Extrusionsrichtung 12 so verfahren werden kann, damit es mit dem Zweischnecken-Extruder 3 verbunden werden kann. Dies ermöglicht die vorstehend beschriebenen Vorteile bei der Wartung oder Säuberung der Filtereinheit 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erfindungsgemäße Vorrichtung
- 2
- Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen
- 3
- Zweischneckenextruder
- 4
- Zahnradpumpe
- 5
- eine der Extrusionseinheit nachgeschaltete Filtereinheit zum Filtern von hochviskosen Medien; Strainer
- 6
- Ausformeinheit zum Ausformen einer in der Filtereinheit gefilterten Kautschukmischungen; Walzwerk umfassend zwei Walzen
- 7
- Walze
- 8
- Füttereinheit zum Einführen von in der Zahnradpumpe extrudierter Kautschukmischung in die Filtereinheit
- 9
- Siebpaket
- 10
- Mischer
- 11
- Einführungseinheit zum Einführen von durch das Siebpaket gedrückte Kautschukmischung in die Ausformeinheit; Breitspritzkopf
- 12
- Extrusionsrichtung
- 13
- Querrichtung
- 14
- Mischrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19602091 A1 [0004]
- DE 29616858 U1 [0005]
- DE 69124788 T2 [0006]
- DE 102006027896 A1 [0007]
- EP 816048 A1 [0008]
- EP 839630 A1 [0009]
- DE 102006027896 B4 [0016]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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