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Die
Erfindung betrifft einen verbesserten Siebboden für eine Siebmaschine.
Genauer ausgedrückt,
bezieht sich die Erfindung auf einen verbesserten Befestigungszapfen,
der zu einer Maximierung der Nutzfläche des Siebbodens führt und
mit dem ebenfalls eine Vielzahl von Siebelementen auf einem Tragrahmen
des Siebbodens befestigt wird.
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Für das Abscheiden
oder Sieben von körnigen
Feststoffmaterialien sind aus dem Stand der Technik verschiedene
Konstruktionen bekannt. Im Allgemeinen besteht eine Abscheide- oder
Siebmaschine aus einer Vielzahl von Siebelementen (unter anderem
auch als Siebplatten und Siebmodule bezeichnet), die auf einem Tragrahmen
befestigt werden, wobei ihre Kanten aneinanderstoßen und
so eine zusammenhängende
Siebfläche
ergeben. Bekannte Siebmaschinen lassen sich grob nach Geräten unterscheiden,
die entweder mit Siebelementen ausgestattet sind, welche mittels
von den Siebelementen selbst nach unten abgehenden Vorsprüngen auf
einem darunterliegenden Tragrahmen befestigt sind, oder nach Geräten mit
Siebelementen, die auf einem darunterliegenden Tragrahmen befestigt
sind, indem sich die Vorsprünge
vom Tragrahmen nach oben erstrecken, wo sie in entsprechende, in
den Siebelementen ausgebildete Öffnungen
eingreifen.
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Es
ist bekannt, dass die Befestigungszapfen als integrale Bestandteile
der Siebelemente vorgesehen werden können. In einem Falle werden
Halbzapfen auf den gegenüberliegenden
Kanten der angrenzenden Siebelemente angeformt, wobei diese Halbzapfen
im Zusammenwirken die Funktion eines ganzen Zap fens übernehmen.
Die Halbzapfen können gemeinsam
in eine im Tragrahmen befindliche Befestigungsöffnung eingetrieben oder eingerastet
werden. Ein derartiges Siebelement hat jedoch den Nachteil, dass
die Befestigungszapfen notwendigerweise aus dem gleichen Werkstoff
bestehen müssen wie
die Siebelemente; dies kann die Befestigungsqualität beeinträchtigen,
wenn die Siebelemente aus einem relativ weichen Material gefertigt
sind. Weiterhin ist es auch schwieriger, insbesondere die Siebelemente
zu entfernen, da bei jeder Demontage der Elemente die relativ langen
Halbzapfen aus ihren Montageöffnungen
herausgezogen werden müssen. Ein
weiterer Nachteil des Siebbodens dieser Art besteht darin, dass
nach Verschleiß der
Siebelemente auch die Befestigungszapfen zusammen mit den Siebelementen
ausgetauscht werden müssen.
Somit können
die Zapfen nicht einfach auf dem Tragrahmen belassen werden.
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Ein
spezifisches Beispiel des zuvor genannten Siebbodentyps wird in
der U. S. Patentschrift Nr. 5,938,042, Freissle et al., beschrieben.
Das Freissle-Patent betrifft einen Tragrahmen, der sich aus einer
Vielzahl von Rahmenkomponenten zusammensetzt und bei dem ein Paar
komplementärer
länglicher
Elemente, von denen jedes eine Vielzahl hohlraumdefinierender Ausbildungen
aufweist, aneinander befestigt ist, sodass eine unitäre Rahmenkomponente
mit einer Vielzahl von Hohlräumen
entsteht, die entsprechende Hülsenelemente
aufnehmen. Bei Anordnung nebeneinander auf einem Unterrahmen, der aus
einer Vielzahl von Stützträgern besteht,
bilden die Rahmenkomponenten einen Tragrahmen, an dem eine Vielzahl
von Siebplatten befestigt werden kann. Vorsprünge an der Unterseite der Siebplatten werden
in Hülsenelemente
eingeführt,
die in den Hohlräumen
der jeweiligen Rahmenkomponenten befestigt sind. Einige Nachteile
dieser Konstruktionsform beruhen darauf, dass die Rahmenkomponenten aus
zu vielen Einzelteilen bestehen, zahlreiche und kostenintensive
Fabrikationsschritte erfordern, einen höheren Wartungsaufwand notwendig
machen, und dass die besagten Komponenten auf die Siebelemente eine
Haltekraft ausüben,
die durch die Festigkeit des elastischen Werkstoffs begrenzt wird,
aus dem die von der Unterseite der Siebplatten ausgehenden Vorsprünge gefertigt
sind.
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Ein
Siebboden letzteren, vorstehend beschriebenen Typs ist beispielsweise
aus der DE-GM 78 11 183 bekannt. Bei diesem bekannten Siebboden werden
die Befestigungszapfen von oben in Aufnahmeräume eingetrieben, die durch
zwei aneinandergrenzende Siebelemente gebildet werden. Die Zapfen
können
auf diese Weise in entsprechend angeordneten Montageöffnungen
im Tragrahmen eingeführt
und dann mittels in den Befestigungszapfen eingetriebenen Dorn abgespreizt
und gespannt werden.
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Diese
Ausführung
eines Siebbodens beinhaltet verschiedene Nachteile. Ein erster,
signifikanter Nachteil besteht darin, dass der Aufnahmeraum für den Befestigungszapfen
oben offen sein muss; dies bedeutet, er unterliegt der Verschleißwirkung des
hochabrasiven Materials, das abgesiebt wird. Weiterhin besteht die
Gefahr, dass feine Fraktionen des abgesiebten Materials in den Befestigungsbereich
gelangen und dort die Entfernung des Siebbodens behindern. Auch
ist abschließend
zu bemerken, dass sich sowohl der Einbau als auch der Ausbau des
aus dem Stand der Technik bekannten Siebbodens relativ umständlich gestalten,
da die Befestigungszapfen vollständig
entfernt werden müssen und
anschließend
erneut zu montieren sind, und zwar jedes Mal, wenn ein Austausch
der Siebelemente ansteht.
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Ein
weiteres Beispiel des zuletzt beschriebenen Siebbodentyps wird in
der U. S. Patentschrift Nr. 5,049,262, Galton et al., beschrieben.
Die Galton-Vorrichtung besteht aus einem Bodenrahmen, der sich aus
einer Reihe starrer, länglicher
Elemente zusammensetzt, die getrennt voneinander parallel angeordnet
und in regelmäßigen Abständen durch Querglieder
miteinander verbunden sind. Die länglichen Rahmenelemente beinhalten
jeweils eine Reihe von Befestigungsöffnungen, die über jedes
Element verteilt und normal zur Ebene der länglichen Elemente angeordnet
sind und dem Zweck dienen, Siebmodule am Rahmen zu positionieren
und lösbar
anzuschließen.
Verriegelungszapfen werden in die Montageöffnungen dergestalt eingeführt, dass
ein Oberteil des Verriegelungszapfens sich von den länglichen Rahmenelementen
nach oben erstreckt. Ausnehmungen in den Kanten der jeweiligen Siebmodule nehmen
das Oberteil dieser Verriegelungszapfen auf, wodurch die Siebmodule
am Rahmen befestigt werden. Die Ausnehmungen in zumindest einer
Ausführungsform
der Siebmodule des Galton-Patents sind so ausgelegt und angeordnet,
dass das Oberteil der Verriegelungszapfen gänzlich von und zwischen den
jeweiligen Siebmodulen umfasst wird, die über dem Verriegelungszapfen
liegen. Bei dieser Ausfüh rungsform
erstreckt sich kein Teil des Verriegelungszapfens bis zur Oberseite
der Siebmodule oder über diese
hinaus.
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Einige
Nachteile dieser Konstruktion hängen damit
zusammen, dass, da die im Galton-Patent beschriebenen Verriegelungszapfen
innerhalb einer der durch die im Wesentlichen horizontalen Flächen der länglichen
Rahmenelemente gebildeten Öffnungen aufgenommen
werden müssen,
die Rahmenelemente zwingend mindestens so breit sein müssen, wie der
breiteste Teil der Verriegelungszapfen selbst. Der relativ große Flächenbereich
der länglichen
Rahmenelemente verringert die Nutzfläche der Siebmodule in der zusammengebauten
Siebmaschine und reduziert somit die Materialdurchsatzleistung derselben.
Da die Verriegelungszapfen aus dem Galton-Patent aus einem elastischen
Material gefertigt werden müssen, um
sie in die Montageöffnungen
in den länglichen Rahmenelementen
einbringen zu können,
ist die Haltekraft, die die Verriegelungszapfen auf die Siebmodule
ausüben,
notwendigerweise begrenzt, sodass sich die Wahrscheinlichkeit, dass
sich die Siebmodule unter Schwerlastbedingungen lösen, vergrößert.
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Ein
Befestigungssystem für
Siebplatten einer Siebmaschine wird in der U. S. Patentschrift Nr. 5,361,911,
Waites, Sr. et al., offengelegt. Das bekannte System beinhaltet
ein Gerät
zur lösbaren
Befestigung von Siebplatten an dem Rahmen eines Schwingsiebmechanismus.
Das Gerät
weist eine längliche
Verriegelungsleiste auf, die am Tragrahmen des Mechanismus befestigt
ist. Ein länglicher
Vorsprung erstreckt sich von der Verriegelungsleiste nach oben und
verläuft
in Längsrichtung über die Länge der
Verriegelungsleiste. Der Vorsprung wird in einem entsprechendem
Hohlraum einer länglichen Verschleißfläche aufgenommen.
Die Kanten der Siebplatten befinden sich zwischen der Verriegelungsleiste
und der Verschleißfläche.
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Wesentlicher
Nachteil dieses bekannten Systems ist, dass die Verschleißflächen den
aktiven Bereich der Siebplatten beträchtlich verringern. Weiterhin
dienen die Verschleißflächen als
zusätzliche kostenintensive
Verschleißteile
zum Zwecke der Befestigung der Siebplatten an der Tragstruktur.
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Ein
aus einer Vielzahl von Siebelementen bestehender Siebbelag ist aus
der
EP 0 167 999 A2 bekannt.
Die Siebelemente des bekannten Siebbelages werden an einer Tragstruktur
mittels aus Kunststoffmaterial hergestellten Profilen oder Schrauben befestigt.
Diese Profile oder Schrauben werden mit der Tragstruktur über eine
Einrasttechnik verbunden, wobei man sich die elastischen Eigenschaften
des Kunststoffmaterials, aus dem Profile oder Schraube gefertigt
sind, zu Nutze macht.
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Im
Allgemeinen kann gesagt werden, dass bei Verwendung elastischer
Vorsprünge,
Auskragungen oder Verriegelungszapfen zur Befestigung von Siebelementen,
Siebplatten oder Siebmodulen an einem Tragrahmen einer Siebmaschine
die Haltekraft, die an diesen Siebelementen zum Tragen kommt, notwendigerweise
limitiert ist. Da die Siebelemente selbst relativ elastische Eigenschaften
aufweisen, werden Stoßkräfte, die
aufgrund von Material, das auf die Siebmaschine fällt oder
anderweitig auf diese aufgebracht wird, auf die Elemente einwirken,
direkt auf die Konstruktionen übertragen,
mittels derer die Siebplatten am Tragrahmen der Siebmaschine befestigt
sind.
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Durch
diese Stoßkräfte können sich
Siebelemente, die nicht sicher am Tragrahmen befestigt sind, leicht
lösen,
sodass der Betreiber den Betrieb der Siebmaschine unterbrechen muss,
um die Siebplatte zu befestigen. Wenn sich eine Siebplatte während des
Betriebs löst,
kann das abzusiebende Material an den Siebplatten sowie am Tragrahmen
auch zu unnötigem
Verschleiß führen.
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Um
die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich eine Siebplatte
während
des Betriebs löst, wurden
relativ dünne
und elastische Siebplatten eingesetzt. Während bei diesen dünneren Siebplatten relativ
höhere
Durchbiegungen auftreten, würden durch
ihre Elastizität
die auf die Mechanismen, über die
die Platten am Unterrahmen befestigt sind, einwirkenden Kräfte reduziert.
Der Einsatz relativ dünner
Siebplatten wiederum führt
zu kürzeren
Standzeiten der Siebelemente selbst, da der abrasive Charakter der
abzusiebenden oder zu sichtenden Substanzen die Verschleißrate der
relativ dünnen
Platten auf nicht akzeptable Weise erhöht.
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Aus
dem Stand der Technik bekannte Siebmaschinen stellen häufig nicht
die maximal verfügbare
Nutzfläche
der Siebelemente oder -module zur Verfügung. Der Begriff "Nutzfläche" wird hier so verstanden,
dass sie den Gesamtbereich der Siebfläche umfasst, durch die abzusiebendes
körniges
Feststoffmaterial gehen soll. Allgemein ausgedrückt, eine große Nutzfläche ist
gleichzusetzen mit einem größeren Durchsatz
an körnigem
Feststoffmaterial. Hieraus ergibt sich wiederum ein höherer Wirkungsgrad und
eine verbesserte Anlagenrendite. Unglücklicherweise ist bei vorbekannten
Geräten,
bei denen Anstrengungen unternommen wurden, die Nutzfläche der
Sieboberfläche
zu maximieren, festzustellen, dass ihr Aufbau kompliziert ist und
sie eine Vielzahl von Einzelteilen aufweisen, die ihrerseits unerwünschtem
Verschleiß unterliegen
können.
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Demzufolge
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Haltemechanismus für die Befestigung
einer Vielzahl von Siebelementen an einem Tragrahmen zur Verfügung zu
stellen, wobei die Nutzfläche
eines Siebbodens maximiert und ein starker Befestigungspunkt für die Siebelemente vorgesehen
wird. Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung einen im Wesentlichen
starren Haltemechanismus vor, der Widerstand gegen Verschleiß bietet und
leicht montiert und, erforderlichenfalls, demontiert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Haltemechanismus vorzusehen, der die Festigkeit der Verbindung zwischen
dem Unterrahmen des Siebbodens und den Siebelementen erhöht und der
es ermöglicht,
die relative Festigkeit und Dicke eines Siebelementes über das
Maß hinaus
zu erhöhen,
das nach dem Stand der Technik üblicherweise
als zweckdienlich betrachtet wird. Auch besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung abschließend
in der Bereitstellung eines Siebelements, das das Eintreten von Feinsubstanzen
und anderem körnigem
Material in den für
die Befestigung der Siebelemente an einen Tragrahmen verwendeten
Haltemechanismus verhindert.
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Als
Lösung
dieser Aufgabenstellung sieht die Erfindung einen Tragrahmen für einen
Siebboden gemäß Anspruch
1 und eine Siebmaschine nach Anspruch 7 vor. Anspruch 14 betrifft
ein Siebelement für eine
erfindungsgemäße Siebmaschine.
Die weiteren Ansprüche
betreffen bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Siebboden
ist der Aufnahmeraum für
den Kopf des Befestigungszapfens oben geschlossen, sodass der Kopf
des Befestigungszapfens keinem Verschleiß unterliegt. Vielmehr befindet
sich der Kopf in einem geschützten
Zustand unterhalb der Oberfläche
des Siebelements, dessen Kanten so angeordnet sind, dass sie aneinanderstoßen. Da
der Aufnahmeraum für
den Befestigungszapfen unten mit einer Öffnung für den Kopf des Befestigungszapfens
versehen ist, können
die aus elastischem Material bestehenden Siebelemente leicht von
oben auf die Köpfe
gepresst werden. Auf diese Weise wird der Rand an der Wand des Aufnahmeraums
unterhalb des Kopfes des Befestigungszapfens zum Einrasten gebracht
und das Siebelement auf dem Befestigungszapfen und Tragrahmen fixiert.
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Durch
die vorstehend erläuterte
Art und Weise der Ausführung
der Siebelemente und Befestigungszapfen, ist es möglich, die
Siebelemente zu fixieren, indem Druck von oben auf diese ausgeübt wird
und die Elemente dann mittels Hammerschlägen auf den Köpfen befestigt
werden. Zur Demontage wird ein geeignetes Werkzeug in die Fuge zwischen
den beiden aneinandergrenzenden Siebelementen eingeführt, und
die Siebelemente werden dann von den Köpfen der Befestigungszapfen
unter elastischer Verformung der Kanten des Elements abgehebelt.
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Der
Einbau und Ausbau der Siebelemente gestaltet sich somit auf sehr
einfache Weise; darüber hinaus,
können
die Befestigungszapfen sogar auf dem Rahmen belassen werden, was
als besonders vorteilhaftes Merkmal zu sehen ist. Um das Einstecken
und Einrasten der Befestigungszapfen in der Montageöffnung zu
erleichtern, ist weiterhin vorgesehen, dass die Oberkante des Kopfes
des Befestigungszapfens abgerundet oder abgeschrägt wird.
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Erfindungsgemäß bestehen
die Befestigungszapfen aus Stahl und werden an dem Tragrahmen angeschweißt. Aufgrund
der höheren
Stabilität der
Befestigungszapfen können
diese und auch die Aufnahmeräume
der Siebelemente für
die Köpfe
der Befestigungszapfen viel kleiner dimensioniert werden, als dies
nach dem Stand der Technik bekannt ist.
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Zweckmäßigerweise
weisen die Befestigungszapfen an der Unterseite einen Schlitz auf,
der es ermöglicht,
sie auf den vertikalen Stegen des Tragrahmens zu fixieren, bevor
sie an diesem angeschweißt
werden.
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Durch
diese Schlitze wird das Anschweißen der Befestigungszapfen
in ihrer korrekten Lage auf dem Tragrahmen extrem vereinfacht. Die
Verwendung von vertikalen Stegen auf dem Tragrahmen ist eine äußerst vorteilhafte
Methode, um die aktive Siebfläche
an den Kanten der Siebelemente zu vergrößern. Der Grund hierfür ist, dass
die vertikalen Stege des Tragrahmens viel schmaler sind als die
gemäß vorbekannten
Ausführungen
vorgesehenen Rahmenteile mit Montageöffnungen.
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Erfindungsgemäß besteht
der Tragrahmen für
den Siebboden aus einer Vielzahl von länglichen Stegen, von denen
jeder eine Dicke aufweist, die wesentlich geringer ist als seine
Höhe. Diese
dünnen Stege
werden nebeneinander auf einem Unterrahmen dergestalt angeordnet,
dass die Oberkanten der Stege im Wesentlichen komplanar sind. Jeder
Steg weist an seiner Oberkante eine Vielzahl von im Wesentlichen
starren Befestigungszapfen auf, die zur Befestigung einer Reihe
von aneinanderstoßenden und
nebeneinanderliegenden Siebelementen auf dem Tragrahmen dienen.
Typischerweise werden die Befestigungszapfen an der Oberkante der
Stege in einem Mittenabstand zwischen 12,7 und 35,6 cm (5 und 14
Zoll) angeordnet.
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Die
Befestigungszapfen weisen eine kegelstumpfförmige obere Fläche auf,
die nach Einführung in
einen durch ein Paar zusammenwirkender Öffnungen in den angrenzenden
Kanten der aneinanderstoßenden
Siebelemente gebildeten Aufnahmeraum, die Siebelemente auf dem Tragrahmen
befestigt. Die Befestigungszapfen werden aus einer Eisenlegierung
gefertigt und an die Stege angeschweißt. Vorzugsweise wird nur das
distale Ende des Schaftes des Befestigungszapfens am Steg angeschweißt.
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Die
Köpfe der
Befestigungszapfen können pilzförmig ausgebildet
sein und eine Unterseite aufweisen, die vorzugsweise im Wesentlichen
eben ist. An der Unterseite des Kopfes befindet sich ein Schaft,
der sich von der Kopfunterseite abwärts in Bezug auf den Kopf im
Wesentlichen lotrecht erstreckt. Der Schaft kann an seinem distalen
Ende mit einem Schlitz versehen sein, der in Richtung des Kopfes
verläuft.
Dieser Schlitz ist so ausgeführt
und angeordnet, dass er die Oberkante des Steges aufnimmt, auf dem
er angeordnet ist, und dient zur Festsetzung des Befestigungszapfens
auf dem Steg. Zu diesem Zweck wird der Schlitz im Schaft des Befestigungszapfens
vorzugsweise so ausgeformt, dass er an seinem Ende eine im Wesentlichen
ebene Schulter aufweist, die sich in Bezug auf die Symmetrieachse
des Schaftes des Befestigungszapfens in einer lotrechten, planebenen
Lage befindet.
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Die
Oberseite des Kopfes des Befestigungszapfens weist vorzugsweise
einen nach außen
und unten verlaufenden Winkel von ca. 45° in Bezug auf eine lotrecht
zur Symmetrieachse des Kopfes des Befestigungszapfens liegenden
Ebene auf. Während sich
die Unterseite des Kopfes vorzugsweise lotrecht zum Schaft erstreckt,
kann sie jedoch auch einen Winkel zwischen +5° and –5° aufweisen.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Befestigungszapfens beinhaltet einen aus einer Metallplatte gestanzten
oder geprägten
Zapfen, der aus einem mit Ober- und
Unterseite versehenen zylindrischen Hohlkörper besteht. Im unteren Ende
des Körpers
ist eine Öffnung
ausgebildet, und das obere Ende des Körpers hat eine im Wesentlichen
kegelstumpfförmige,
sich nach unten erstreckende Konfiguration. Dieser Typ von Befestigungszapfen
kann an der Oberkante eines Steges durch Verschweißen des
Befestigungszapfens mit dem Steg festgelegt werden, wobei die Schweißung durch
die im zylindrischen Zapfenkörper
befindliche Öffnung
erfolgt.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem verbesserten
Siebelement. Dieses Siebelement kann mit einem an entlang den seitlichen
Kanten des Elements befindlichen Wulst versehen werden, sodass,
wenn das Siebelement mit einem oder mehreren zusätzlichen Siebelementen aneinanderstoßend und
nebeneinanderliegend angeordnet wird, sich die Wülste an den Stoßkanten der
jeweiligen Siebelemente berühren
und auf diese Weise eine Abdichtung bilden. Diese Abdichtung verhindert,
das körniges
Material zwischen die Siebelemente gerät, wo es den Verschleiß der Befestigungszapfen
bewirken könnte.
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1 und 2 zeigen
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht eines Siebelements
aus Kunststoff;
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3 ist
die Darstellung eines Befestigungszapfens aus Stahl als Seitenansicht;
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4 und 5 zeigen
einen Tragrahmen mit angeschweißten,
aus Stahl gefertigten Befestigungszapfen;
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6 ist
die Darstellung eines auf einem vertikalen Stegelement eines Tragrahmens
angeordneten Befestigungszapfens;
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7 zeigt
den Befestigungszapfen aus 6 und stellt
dar, auf welche Art und Weise dieser Befestigungszapfen ein Siebelement-Paar
an einem Tragrahmen befestigt;
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8 ist
die Darstellung einer Ausführungsform
eines Befestigungszapfens, der durch Stanzen an der Oberfläche eines
vertikalen Stegs eines Tragrahmens befestigt wird, und,
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9 zeigt
den Befestigungszapfen aus 8 und stellt
dar, auf welche Art und Weise dieser Befestigungszapfen ein Siebelement-Paar
an einem Tragrahmen befestigt;
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Obwohl
die vorliegende Offenlegung detailliert und exakt genug ist, um
den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung zur Anwendung
zu bringen, stellen die hier vorgesehenen physikalischen Ausführungsformen
lediglich Beispiele der Erfindung dar, die demzufolge auch in anderen
spezifischen Strukturen ausgebildet werden kann. Obwohl die bevorzugte
Ausführungsform
erläutert
worden ist, können
Einzelheiten verändert
werden, ohne dass Abweichungen von der in den Ansprüchen definierten
Erfindung vorliegen.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich, sind
die Siebelemente 10 als rechteckigförmige Platten ausgebildet,
die eine Vielzahl von über
ihre ebene Aus dehnungsfläche
verteilten Sieböffnungen
aufweisen. An ihren Längskanten
weisen sie die Aufnahmeöffnungen 11a und 11b auf,
die mit den entsprechenden Aufnahmeöffnungen 11a und 11b der
angrenzenden Siebelemente zusammenwirken und so die Aufnahmeräume 11 bilden.
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Die
Siebelemente 10 werden zusammengebaut, indem sie auf dem
Tragrahmen 1 so platziert werden, dass ihre jeweiligen
Kanten aneinander stoßen,
so dass die Ausnehmungen 11a und 11b über den
Köpfen
der zuvor installierten Befestigungszapfen 13 liegen. Anschließend werden
die Siebelemente 10 befestigt, indem sie mit Hammerschlägen über die
Köpfe 14 der
Befestigungszapfen 13 getrieben werden. Hierdurch wird
das elastische Material, aus dem die Siebelemente 10 hergestellt
werden, elastisch verformt, und die Köpfe 14 können so
in den Aufnahmeraum 11 eintreten, wo sie hinter einem Rand 12 einrasten.
Zur Demontage wird ein geeignetes Werkzeug in die Fuge zwischen
den beiden aneinandergrenzenden Siebelementen 10 eingeführt. Mit Hilfe
dieses Werkzeugs werden die Siebelemente 10 dann von den
Köpfen 14 der
Befestigungszapfen 13 unter elastischer Verformung ihres
Materials abgehebelt. Sowohl die Montage als auch die Demontage gestalten
sich daher erwartungsgemäß einfach
und lassen sich mit sehr einfachen Werkzeugen durchführen.
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Die 3 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen, aus
Stahl gefertigten Befestigungszapfens, der mit der Bezugsziffer 13 gekennzeichnet
ist. Der Befestigungszapfen 13 beinhaltet auch einen Kopf 14,
eine unterhalb des Kopfes gelegene Nut 15 sowie eine unter
der Nut angeordnete Stützschulter 16.
Unterhalb der Stützschulter 16 ist der
Befestigungszapfen 13 als Zylinder 18 ausgebildet,
wobei sich ein Schlitz 17 über dessen gesamte Länge erstreckt.
Dieser Zylinder wird an einen Tragrahmen 1 für einen
Siebboden angeschweißt.
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Die
Art und Weise, in der die Befestigungszapfen 13 an den
Tragrahmen 1 geschweißt
werden, ist in den 4 und 5 dargestellt.
Der Schlitz im zylindrischen Abschnitt 18 des Befestigungszapfens 13 wird
somit von oben auf dem vertikalen Steg 19 des Tragrahmens 1 angeordnet
und mittels der Schweißnähte 20 fixiert.
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Eine
alternative Ausführungsform
des Befestigungszapfens 13 aus 3 wird in
den 6 und 7 gezeigt. Der Befestigungszapfen
dieser alternativen Ausführungsform
wird mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet. Der Befestigungszapfen 30 beinhaltet einen
Kopf 31, der auf einem Schaft 32 befestigt ist und
an seinem distalen Ende einen Schlitz 33 aufweist.
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Der
Kopf 31 des Befestigungszapfens 30 besitzt eine
kegelstumpfförmige
Oberseite 31a, die einen zwischen 45° und 60° von der Symmetrieachse 31e des
Kopfes 31 verlaufenden Winkel ausbildet. Vorzugsweise ist
die Oberfläche 31d des
Kopfes 31 eben, sie kann jedoch auch 31a und 31b entsprechen.
Der Abschnitt 31c kann eben, d. h. zylindrisch, sein oder
gerundet, um einen sanften Übergang
zwischen den Kopfflächen 31a und 31b zu
erzielen. Die Ausbildung des Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30 ist
vorteilhaft, dergestalt, dass der notwendige Kraftaufwand relativ
niedrig ist, um den Kopf 31 des Befestigungszapfens 30 in
den zwischen den Siebelementen 40 gebildeten Aufnahmeraum 41 einzubringen,
wohingegen der erforderliche Kraftaufwand zur Entfernung des Siebelements 40 vom
Tragrahmen 1 wesentlich höher ist, sodass sich zwischen
dem Tragrahmen 1 und dem Siebelement 40 ein festerer
Verbund ergibt. Diese festere Verbindung wiederum reduziert die
Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Siebelement 40 unnötigerweise
vom Tragrahmen 1 löst.
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Der
Befestigungszapfen 30 wird aus Stahl oder aus einer anderen
Legierung gefertigt, die sich auf einfache Weise, wie durch Schweißen, an
den vertikalen Stegen 19, die den Tragrahmen 1 dieser Ausführungsform
bilden, befestigen lässt.
Es ist jedoch vorgesehen, dass auch andere Werkstoffe für die Herstellung
des Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30 eingesetzt
werden können,
wenn gewährleistet
bleibt, dass der Kopf 31 eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Beispielsweise kann der Kopf 31 des Befestigungszapfens 30 beschichtet
oder mit einer Schicht aus keramischem Material, aus Kunststoffmaterial,
beispielsweise Teflon, versehen oder sogar plattiert werden. Alternativ
kann der Kopf 31 vollständig
aus einem keramischen Material bestehen und am Schaft 32 befestigt
werden. Vorzugsweise ist der Kopf 31 einsatzgehärtet, beispielweise
durch Aufkohlung, um Festigkeit und Verschleißbeständigkeit des Kopfes 31 zu
erhöhen.
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Der
Schaft 32 erstreckt sich vom Kopf 31 vorzugsweise
in einer Normalkorrelation zum Kopf 31. Der Schaft 32 hat
einen schmaleren Querschnitt als der Kopf 31 und weist
an seinem distalen Ende einen Schlitz 33 auf, der gegenüber Kopf 31 des
Befestigungszapfens 30 angeordnet ist. Der Schlitz 33 verläuft vom
distalen Ende des Schafts 32 entlang Schaft 32 in
Richtung des Kopfes 31, wodurch sich ein Fußpaar 33b ausbildet.
Der Schlitz 33 endet in einer Schulter 33a, die
vorzugsweise so ausgebildet ist, dass sie ein lotrechtes planebenes
Verhältnis
zur Symmetrieachse 31c des Befestigungszapfens 30 aufweist.
Der Schlitz 33 ist so dimensioniert, dass er die Oberkante
eines vertikalen Stegs 19 aufnimmt, wobei die Füße des Schafts 32 an
jeder Seite des Stegs 19 nach unten verlaufen. Die ebene
Schulter 33a dient zur korrekten Positionierung des Kopfes 31 des
Befestigungszapfens auf der Oberkante des vertikalen Stegs 19.
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Der
Befestigungszapfen 30 ist am Steg 19 befestigt,
indem lediglich die distalen Enden der Füße 33b an die jeweiligen
Seiten des Stegs 19 angeschweißt werden, wobei erforderlichenfalls
die Schweißnähte allerdings
auch nach oben entlang der Füße 33b verlaufen
können.
Der Schaft 32 und der Schlitz 33 sind von ausreichender
Länge,
sodass der Abstand zwischen Schweißnaht 36 und Oberkante des
vertikalen Stegs 19 so dimensioniert ist, dass die Schweißnähte weder
die Oberkante des Stegs 19 verformen noch den gehärteten Kopf 31 des
Befestigungszapfens 30 beschädigen können. Ebenfalls vorteilhaft
ist, Schaft 32 und Schlitz 33 relativ lang zu dimensionieren,
sodass ein beschädigter
Befestigungszapfen 30 vom Steg 19 abgeschnitten
oder abgeschliffen und ersetzt werden kann, ohne die Oberfläche des
Stegs 19 zu beschädigen
oder zu verformen.
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Die
Ausbildung des Befestigungszapfens 30 als unitäre Struktur
aus geeignetem Stahl ist bevorzugt. Hierdurch kann der Befestigungszapfen 30 an einen
Tragrahmen angeschweißt
werden. Wie vorstehend angegeben, ist ebenfalls vorgesehen, dass der
Kopf 31 und der Schaft 32 aus unterschiedlichen Werkstoffen
hergestellt werden können.
Beispielsweise kann der Schaft aus Stahl gefertigt werden, wohingegen
der Kopf 31 aus keramischem Material besteht und mit dem
Schaft 32 durch einen Kleber oder eine mechanische Befestigung
verbunden wird.
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Durch
erneute Bezugnahme auf die 6 und 7 ist
ersichtlich, dass die vertikalen Stege 19 eine Breite aufweisen,
die geringer ist als die maximale Breite der Befestigungszapfen 30.
Die relative dünnen
vertikalen Stege 19 ermöglichen
einen maximalen Durchgang im Siebboden durch Verringerung des Strömungswiderstandes,
d. h. die Stege 19 können
den Fluss von körnigen
Feststoffmaterialien durch die Siebelemente 40 des Siebbodens
nicht blockieren. Die Rippen 19 sind typischerweise nebeneinander über einem
Unterrahmen angeordnet und bilden den Tragrahmen 1, an
dem die Siebelemente 40 befestigt sind. Obwohl die Stege 19 von
dünner
Konstruktion sind, kann ihre Tiefe variieren, um die maximalen Lastkapazitäten der
Siebmaschine erhöhen oder
absenken zu können.
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Die
vertikalen Stege 19 werden vorzugsweise so installiert,
dass ihre Oberkanten komplanar zu einander liegen. Hierdurch wird
gewährleistet,
dass die Oberfläche
der Siebelemente 40 im Wesentlichen eben ist. Weiterhin
sind die Oberkanten der vertikalen Stege vorzugsweise eben und lotrecht
zu den Seiten des Steges 19, um auf ihnen die Befestigungszapfen 30 ordnungsgemäß positionieren
zu können.
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Die
vertikalen Stege 19 sind zur Ausbildung des Tragrahmens 1 vorzugsweise
an dem Unterrahmen angeschweißt,
können
jedoch ebenfalls angeschraubt oder anderweitig am Unterrahmen des Siebbodens
befestigt werden. Die Befestigungszapfen 30 werden an der
Oberkante der vertikalen Stege 19 in einem Mittenabstand
zwischen 5'' (12,7 cm) und 14'' (35,6 cm) befestigt. In der Praxis
können
die den Tragrahmen bildenden vertikalen Stege 19 auf einem Unterrahmen
montiert werden, bevor die Befestigungszapfen 30 an den
Stegen 19 befestigt werden. Es ist jedoch bevorzugt, die
Befestigungszapfen 30 an den vertikalen Stegen 19 zu
befestigen, bevor die vertikalen Stege 19 zur Ausbildung
des Tragrahmens 1 auf dem Unterrahmen installiert werden.
Im Falle eines Verschleißes
oder einer Beschädigung
eines oder mehrerer Befestigungszapfen 30, können diese Befestigungszapfen 30 einzeln
abgeschnitten und ausgewechselt werden, oder das gesamte Segment des
vertikalen Stegs 19, das die beschädigten Befestigungszapfen 30 trägt, kann
entfernt und gegen ein anderes Segment mit vertikalem Steg 19 und
Befestigungszapfen 30 ausgetauscht werden. Der vertikale Steg 19 mit
den beschädigten
Befestigungszapfen 30 kann dann zu gegebener Zeit repariert
werden, ohne dass größere Stillstandszeiten
im Siebbetrieb entstehen.
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In 7 wird
dargestellt, wie die aneinandergrenzenden, aufeinandertreffenden
Siebelemente 40a und 40b über dem Tragrahmen 1 mit
Hilfe des Befestigungszapfens 30 zusammengehalten werden,
wobei letzterer auf einem vertikalen Steg 19 des Tragrahmens 1 befestigt
ist. An ihren Stoßkanten sind
die Siebelemente 40a und 40b mit entsprechenden
Ausnehmungen 41a und 41b versehen, die zusammenwirken
und einen Aufnahmeraum 41 bilden, der komplementär zur Form
des Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30 ausgebildet
ist. Es versteht sich, dass der Kopf 31 des Befestigungszapfens 30 in den
zwischen den Siebelementen 40a und 40b gebildeten
Aufnahmeraum 41 ineinandergreifend eingebracht wird. Die
Höhe des
Aufnahmeraumes 41 darf die Höhe des Kopfes 31 des
Befestigungszapfens 30 nicht überschreiten. Ein Anpassung
der Höhe
des Aufnahmeraums 41 an die Höhe des Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30 bewirkt
ein enge Einpassung des Kopfes des Befestigungszapfens 30 in
den Aufnahmeraum 41.
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Vorzugsweise
ist die Höhe
des Aufnahmeraumes 41 geringfügig kleiner als die des Kopfes 31, sodass
sich zwischen dem Kopf des Befestigungszapfens 30 und dem
Aufnahmeraum 41 quasi eine Presspassung ergibt.
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Der
Aufnahmeraum 41 ist an der Oberseite geschlossen und besitzt
an seiner Unterseite einen Eintritt oder eine Öffnung, sodass der Kopf 31 des Befestigungszapfens 30 in
den Aufnahmeraum 41 eingeführt werden kann. Es ist zu
beachten, dass der Durchmesser der Öffnung des Aufnahmeraumes 41 kleiner
ist als die des Kopfes 31. Diese kleinere Öffnung wird
durch einen umlaufenden Rand 42 ausgeformt, der aus zwei
sich von der Wand des Aufnahmeraumes 41 nach innen erstreckenden Randabschnitten 42a and 42b besteht.
Der Rand 42 des Aufnahmeraumes 41 passt sich eng
an die Unterseite 31b des Kopfes 31 an und hält so die
Siebelemente 40a und 40b sicher in Position auf
dem Tragrahmen 1. Beim Einführen des Kopfes 31 des
Befestigungszapfens 30 in den Aufnahmeraum 41 bewirkt
die kegelstumpfförmige
Oberseite 31a des Befestigungszapfens 30 das Nachgeben
des Randes 42, was den Eintritt des Kopfes 31 des
Zapfens 30 ermöglicht.
Die Vergrößerung des
Winkels der Oberseite 31a erleichtert das Einführen des
Kopfes 31 in den Aufnahmeraum 42; andererseits,
wird sich dieser Vorgang durch Abflachen des Winkels der Oberseite 31a schwieriger
gestalten. Gleichermaßen
ergibt sich durch Abwinkeln der Unterseite 31b des Kopfes 31 in
Relation zum Aufnahmeraum 41 eine kegelstumpfförmige Fläche, wodurch
die Entfernung des Kopfes 31 aus dem Aufnahmeraum 41 erleichtert wird.
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Bevorzugt
ist allerdings die Ausformung der Unterseite 31b lotrecht
zur Symmetrieachse 31e des Befestigungszapfens 30,
sodass eine größere Kraft aufgewandt
werden muss, um den Kopf 31 des Befestigungszapfens aus
dem Aufnahmeraum 41 entfernen zu können. Weiterhin kann es wünschenswert sein,
den zylindrischen Abschnitt 31c so auszubilden, dass er
parallel zur Symmetrieachse 31e verläuft. Die sich ergebende relativ
scharfe Kante zwischen der Unterseite 31b des Kopfes 31 und
dem Abschnitt 31c würde
ebenfalls den Kraftaufwand erhöhen,
der zum Lösen
des Siebelementes 40 von den Befestigungszapfen 30 erforderlich
ist.
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Die
Siebelemente 40a und 40b werden zusammengebaut,
indem sie auf dem Tragrahmen 1 so platziert werden, dass
ihre jeweiligen Kanten aneinander stoßen, so dass die Ausnehmungen 41a und 41b über den
Köpfen 31 der
zuvor installierten Befestigungszapfen 30 liegen. Anschließend erfolgt
die Befestigung der Siebelemente 40a und 40b,
indem sie, beispielsweise durch Hammerschläge, fest auf den Befestigungszapfen
fixiert werden. Hierdurch wird der Werkstoff, aus dem die Siebelemente 40a und 40b hergestellt
werden, elastisch verformt, sodass die Köpfe 31 der Befestigungszapfen 30 in
die Aufnahmeräume 41 eintreten
können,
wo sie unterhalb der abgeschrägten
Unterseite 31b der Befestigungszapfen 30 einrasten.
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Zur
Demontage wird ein geeignetes Werkzeug in die Fuge zwischen den
beiden aneinandergrenzenden Siebelementen 40a, 40b eingeführt, und mit
Hilfe dieses Werkzeugs werden die Siebelemente 40a, 40b dann
von den Köpfen 31 der
Befestigungszapfen 30 unter elastischer Verformung des
Materials der Siebelemente 40a, 40b abgehebelt.
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Da
die Durchmesser der Befestigungszapfen 30 relativ klein
sind, geht nur sehr wenig Nutzfläche verloren.
Nutzbare Fläche
geht nur aufgrund der Bereiche 44 verloren, die die Oberseite
des Teils des Siebelements 40 definieren, wo sich der Aufnahmeraum 41 im
Siebelement befindet. Siehe 1. Speziell
der Durchmesser der Aufnahmeraumhälfte 41a oder 41b,
ausgedrückt
als Bereich 44 an der Oberseite des Siebelements 40,
ist höchstens
doppelt so groß wie
der Durchmesser des Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30,
den der Raum 41 aufnimmt. Da der auf diese Weise verlorene
Bereich 44 klein ist, bleibt für die Siebmaschine eine maximal
große
Nutzfläche
verfügbar,
sodass sich ein maximaler Feststoffdurchsatz ergibt. Ein weiterer
Vorteil der Tatsache, dass nur wenig Nutzfläche verloren geht, besteht
darin, dass mehr Befestigungszapfen 30 für eine gegebene
Anwendung eingesetzt werden können,
ohne Nutzfläche
hierfür
opfern zu müssen.
Falls erschwerte Betriebsbedingungen vorliegen, können zur
Befestigung der Siebelemente 40 am Tragrahmen 1 mehr
Befestigungszapfen 30 verwendet werden, wodurch sich die
Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Siebelement 40 während des
Betriebs lösen kann,
verringert. Andererseits, aufgrund des großen Kraftaufwands beim Lösen der
Siebelemente 40 von den Befestigungszapfen 30 und
da durch die Befestigungszapfen 30 nur sehr wenig Nutzfläche verloren geht,
kann eine Siebmaschine konstruiert werden, die sowohl den Feststoffdurchsatz
als auch die Tragfähigkeit
der Siebmaschine maximiert, ohne bei beiden Parametern wechselseitig
Opfer bringen zu müssen.
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Zur
Erhöhung
der Standzeit der Siebelemente 40 und der Befestigungszapfen 30 ist
es auch wünschenswert,
eine Dichtung oder einen Wulst 46 entlang der Peripherie
eines jeden Siebelements 40 auszubilden, wie dies in den 7 oder 9 dargestellt
ist. Die jeweiligen Wülste 46 an
den aneinandergrenzenden Siebelementen 40 bilden eine Barriere gegenüber dem
körnigen
Feststoff- und Feinmaterial, das andernfalls in die Fuge zwischen
den jeweiligen Platten oder in die Aufnahmeräume 41, in denen sich die
Köpfe 31 der
Befestigungszapfen 30 befinden, eindringen kann. Wenn Feststoff-
oder Feinmaterial in die Fugen zwischen den Platten eingedrungen
ist oder die Aufnahmeräume 41 ausfüllt, kann
die Befestigung der Siebplatten 40 an dem Tragrahmen 1 mittels
Befestigungszapfen beeinträchtigt
werden, was zum Lösen
einer Siebplatte führen
könnte.
Obwohl dies durch das Vorsehen einer Wulst 46 an der Kante der
Platte nicht in allen Fällen
verhindert werden kann, verringert sich jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass
sich Siebplatten lösen,
wesentlich.
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Eine
weitere Ausführungsform
eines gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten und angeordneten Befestigungszapfens
ist in den 8 und 9 dargestellt.
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Der
in 8 dargestellt Befestigungszapfen 50 ähnelt dem
Befestigungszapfen, der aus 6 ersichtlich
ist. Beim Befestigungszapfen 50 fehlt der Schaft 32 des
Befestigungszapfens 30 und die abgeschrägte Unterseite 31b des
Kopfes 31 des Befestigungszapfens 30. Vorzugsweise
wird der Befestigungszapfen 50 aus Stahl mit Hilfe eines
Stanz- oder Prägeverfahrens
hergestellt. Der Befestigungszapfen 50 weist eine kegelstumpfförmige Oberfläche 51 auf,
die sich von einem zylindrischen Körper 52 unter einem
Winkel von ungefähr
45° nach
unten erstreckt. Im Boden des zylindrischen Körpers 52 ist eine
zylindrische Bohrung oder Öffnung 53 ausgebildet.
Der Befestigungszapfen 50 ist an der Stützstruktur 1 befestigt,
wobei bekannte Lochpunktschweißtechniken eingesetzt
werden. Wie aus 8 ersichtlich, wird ein Befestigungszapfen 50 an
vorbestimmter Stelle und in gewünschter
Lage in Kontakt mit der Oberseite des vertikalen Elements 19 des
Tragrahmens 1 angeordnet. Ein für das Material, aus dem der
Befestigungszapfen 50 gefertigt ist, geeigneter Schweißwerkstoff 54 wird
bis zum Schmelzen erhitzt und in die Öffnung 53 eingebracht.
Der geschmolzene Schweißwerkstoff 54 verbindet
den Befestigungszapfen 50 mit der Oberseite des vertikalen
Stegs 19 des Tragrahmens 1.
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Aufgrund
der Ähnlichkeit
der Kopfprofile der jeweiligen Befestigungszapfen 30 und 50 ist
es möglich,
die Siebelemente 40A und 40B mit den Ausnehmungen 41A und 41B gemäß Darstellung
in 7 mit beiden Befestigungszapfen 30 und 50 einzusetzen.
Siehe 9. Alternativ können Siebelemente mit Ausnehmungen
vorgesehen werden, die dem Profil des Befestigungszapfens 50 genauer
entsprechen. Die in Zusammenhang mit dem Befestigungszapfen 50 verwendeten
Siebelemente werden in gleicher Weise am Befestigungszapfen 50 befestigt
und gelöst,
wie dies zuvor in Zusammenhang mit Befestigungszapfen 30 beschrieben
wurde.
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Die
in dieser Anmeldung offengelegten Ausführungsformen sind in jeder
Hinsicht als erläuternd und
keinesfalls einschränkend
zu betrachten. Der Geltungsbereich der Erfindung wird genauer durch die
beigefügten
Ansprüche
und zu einem geringeren Grad durch die vorstehende Beschreibung
definiert, und alle äquivalenten Änderungen
der Anspruchsgegenstände
sind als Bestandteil der Erfindung zu betrachten.