DE69007997T2

DE69007997T2 - Sieb-Konstruktion zum Reinigung von elastomeren Materialien.

Info

Publication number: DE69007997T2
Application number: DE69007997T
Authority: DE
Inventors: Gerardo P Elia; Arthur W Greenstreet; Charles D Spragg
Original assignee: Bridgestone Firestone Inc
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: ES2050855T3; JP2769010B2; EP0381171A3; CA2009203C; EP0381171B1; CA2009203A1; JPH02243321A; DE69007997D1; US4918017A; EP0381171A2; BR9000494A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebkonstruktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Siebkonstruktion ist aus der Lehre der US-A-2,499,913 bekanntgeworden, die insoweit nachteilig ist, als daß sie einen übermässigen Gegendruck auf das Material ausübt.
Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugreifen ist einer der Hauptbestandteile elastomeres Material oder "Gummi", das aus verschiedenen Quellen bezogen und mit anderen Bestandteilen zusammen verarbeitet wird. Diese Gummiverbindung wird schliesslich in übliche Schraubenextruder plaziert, wo sie erwärmt und durch den Extruderauslass hindurchgedrückt wird, wonach sie generell in Bahnen oder Streifen der Gummiverbindung extrudiert wird oder bei gewissen Anwendungsbereichen direkt in eine zylindrische Gestalt zur anschliessenden Verwendung beim Reifenherstellungsverfahren gebracht wird. Diese Gummiverbindung enthält normalerweise eine Vielzahl fremder Partikel und Materialien, je nach Abhängigkeit von ihrem Ursprung, die von Stücken von Packleinwandsäcken, Holzstücken, Nüssen bis hin zu Bolzen und harten Metallspänen und dergleichen, reichen können. Diese fremden Materialien müssen entfernt werden, um sicherzustellen, daß das extrudierte Endprodukt ausreichend frei von solchen Materialien ist, bevor es in den Reifenherstellungsablauf eingeführt wird.
In den verschiedenen Industrien, jedoch nicht in der Reifenherstellungsindustrie, ist es eine übliche Praxis, solche fremden Materialien zu entfernen, indem das Material Siebkonstruktionen durchläuft, die es wirksam sieben und die fremden Partikel aus dem dadurchlaufenden Material entfernen. Viele Schraubenextruder, die für thermoplastische Kunststoffe ausgelegt sind, werden mit Prallflächen-Siebträgern versehen, die einfache, ebene Platten aus hochfestem Stahl mit einer Vielzahl von dadurch gebohrten Löchern darstellen. Siebpakete, die auf solchen Prallplatten befestigt sind, werden häufig bei der Kunststoffextrusion eingesetzt, um einen Gegendruck im Extruder zu erzielen, um die Pumpgeschwindigkeiten zu stabilisieren und das Vermischen in der Extruderschraube zu verbessern. Dieses Erzeugen von Gegendruck in der Kunststoffextrusionsindustrie ist während der Extrusionsstufe vorteilhaft und es gab deshalb nur äusserst geringe Verwendung oder Bedarf für Siebsysteme mit niedrigem Druck.
Perforierte, kuppelförmige Siebträger sind für das Sieben von festem PVC-Material erhältlich, wodurch sie etwas dünner gemacht werden können und einen etwas geringeren Druckabfall als ebene Platten besitzen. Ferner sind automatische Siebveränderer in einigen Industriebereichen populär, bei denen eine oder zwei Prallplatten in einem Gleitpendel befestigt sind, während bei anderen Installationen ein Gürtel aus Drahtgewebe quer über eine stationäre Tragplatte gespannt wird, um das Siebelement angrenzend an den Extruderauslauf vorzusehen.
Die synthetische Faserindustrie hat Filtrationssysteme mit "ausgeweitetem Bereich" angenommen, bei dem Siebe und/oder Filze um einen perforierten Rohrträger herumgewickelt werden, in dem das Filtermedium plissiert werden kann oder ein Pulver unter Bildung eines porösen Rohres gesintert werden kann. Diese Aufbauten werden gelegentlich kombiniert, wobei die Strömung jedoch normalerweise nach innen verläuft. Aufgrund der erforderlichen extremen Filtration und der nahe Newton'schen Rheologie von Nylon oder PET-Polymeren ist der Druckabfall durch solche Träger viel geringer als durch das Filtermedium. Ferner ist die Siebveränderung und Reinigung viel komplizierter als für die vorher diskutierte Kunststoffindustrie.
Siebkorbartige Konstruktionen sind ebenfalls verwendet worden, hauptsächlich in der chemie- und lebensmittelverarbeitenden Industrie. Korbsiebvorrichtungen umfassen einen 20 Mesh/inch Filterkorb, der im Inneren eines zwei bis vier Mesh-Tragekorbes gelagert ist, und sind bei experimentellen Demonstrationen zum Sieben von Gummiverbindungen und bei niedrigem Druck verwendet worden. Es stellt sich jedoch als unpraktisch heraus, einen ausreichend starken Tragkorb von guter Qualität und angemessenen Abmessungen herzustellen. Drahtnetze oder -gewebe mit mittlerer Drahtlehre, die beim Weben kaltgehärtet werden, widerstehen anschliessenden Walz- und Schweissabläufen unter Bildung des Korbes, während Vergütung die Stärke des Drahtnetzes oder -gewebes zerstört. Auf Bestellung angefertigte Adapter mussten bearbeitet werden, um jeden Tragkorb dem Extrusionskopf anzupassen. Die Wiederherstellung verwendeter Körbe erwies sich als ein noch grösseres Problem, da weder das Gummi entfernt noch die Filter- und Tragkörbe voneinander getrennt werden konnten. Diese experimentellen Korbfilter wurden wiederhergestellt, indem das Gummi aus dem Korb weggebrannt wurde, jedoch ist dieses aus Umweltgründen nicht akzeptabel und für die Herstellung kostspielig.
Viele Arten elastomeren Materials oder von Gummiverbindungen werden aus grossen Extrudern mit Geschwindigkeiten generell zwischen 5,000 lbs/h und 15,000 lbs/h extrudiert, ohne zu sieben. Bei denjenigen Anwendungszwecken, die Sieben erfordern, sind extrem dicke Prallplatten erforderlich, um der Druckkraft zu widerstehen, die über grosse Durchmesser ausgeübt wird und den Gegendruck erhöht. Extruderschrauben für Gummiverbindungen sind normalerweise für eine höhere Ausgangsleistung ausgelegt als einen höheren Druck, so daß zusätzlicher Druck eine intensive Gegenmischung bewirkt. Wenn die Extruderausgangsleistung nicht drastisch in typischer Weise um 40 bis 50% verringert wird, erzeugt der Gegendruck übermässige Wärme innerhalb des Stromes des elastomeren Materials, was die Gummiverbindung anbrennen lassen, verfärben oder anschmoren lassen kann.
Ein üblicher Siebkonstruktionstyp, der den Gegendruck in einem Gummiverbindungsextruder reduzieren soll, besteht aus einigen relativ kleinen, dünnen Prallplatten und einer dicken Tragplatte. Z.B. sind sieben Prallplatten mit 2,5 inch Durchmesser in die Schraubenköpfe von Löchern durch eine Tragplatte mit 10 inch Durchmesser und 3 inches Dicke eingesetzt. Die Verwendung solcher Tragplatten mit einer Vielzahl darin ausgebildeter, kreisförmiger Löcher erfordert jedoch eine extrem dicke Siebtragplatte, um den hohen inneren, darauf ausgeübten Scher- und Biegebeanspruchungen zu widerstehen. Diese Dicke steigert den Gegendruck innerhalb des hineinlaufenden Gummistroms erheblich, wodurch das Anbrenn- oder Versengungsproblem erhöht wird, was wiederum zu einer verringerten Ausgangsleistung führt, um ein solches Anbrennen oder Versengen zu verhindern.
Ein weiteres Problem beim Sieben von Elastomermaterial liegt darin, daß die Anfangsphasen mit kaltem, steifem Gummi extrem hohe Innendrucke erzeugen, so daß die Siebkonstruktion möglichst bis zu 2000 psi sicher sein muss, um ein Bersten zu verhindern.
Es besteht deshalb Bedarf an einer Siebkonstruktion zum Sieben von Elastomermaterialien, die dazu in der Lage ist, den relativ hohen Drucken zu widerstehen, die auf sie durch das Bewegen des Elastomermaterialstroms in der Anfangsphase ausgeübt werden, ohne einen übermässigen Gegendruck zu erzeugen und ohne die normale Ausgabegeschwindigkeit des Extruders zu verringern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen einer verbesserten Siebkonstruktion zum Sieben elastomerer Materialien, wie z.B. Gummiverbindungen, die in der Reifenherstellungsindustrie eingesetzt werden, die ermöglichen, daß die Ausgangsleistung üblicher Extruder in der gewünschten Geschwindigkeit aufrechterhalten werden, ohne daß übermässige Gegendrucke in der Gummiverbindung auftreten, die zu einem Anbrennen oder dergleichen führen, wie es beim Stand der Technik auftritt.
Ein weiteres Ziel ist es, solche eine verbesserte Siebkonstruktion vorzusehen, die dazu in der Lage ist, den üblichen hohen, inneren Extrusionsdrucken zu widerstehen und ferner dazu in der Lage ist, den hohen Drucken zu widerstehen, die während der Anfangsphase mit der kalten, steifen Gummiverbindung erzeugt werden, ohne daß die Konstruktion birst und übermässige Gegendrucke erzeugt werden, und wobei die Anordnung oder Konstruktion mit verschiedenen Sieb-Mesh-Grössen verwendet werden kann, wodurch verschiedene Siebverfahren leicht ausgeführt werden können, indem lediglich die Mesh-Grösse des Siebes verändert wird, ohne daß die Sieblagerung beträchtlich modifiziert werden muss.
Ein noch weiteres Ziel ist es, solch eine Siebkonstruktion zu schaffen, bei der das Siebtragglied vorteilhafterweise konkav gebogen ist, um eine Spannungsstärke zu besitzen, wodurch das Siebtragglied aus beträchtlich dünnerem Material sein kann, als wenn ebene Teile verwendet werden, wie z.B. ebene Glieder, die unter Scher- und Biegebeanspruchung stehen, da der Druckabfall über den Siebträger proportional zu seiner Dicke ist und deshalb durch die Verwendung dünnerer Siebtragglieder reduziert wird.
Eine noch weitere Aufgabe der verbesserten Siebkonstruktion ist es, geschlitzte oder mit Nuten versehene Strömungspassagen im Siebttragglied vorzusehen, die eine kleinere Fläche der fliessenden Gummiverbindung für Wandscherbeanspruchungen bietet, ferner den Druckabfall reduziert, und die die Druckgradienten beträchtlich stärker verringert als die Perforierplatten, die kreisförmige Löcher besitzen, wie es bei den bekannten Siebtraggliedern der Fall ist.
Ein noch weiteres Ziel ist es, solch eine verbesserte Siebkonstruktion zu schaffen, bei der der Abstand zwischen den Siebtragrippen eingestellt werden kann, wodurch die Konstruktion an verschiedene Siebanwendungszwecke angepasst werden kann, dadurch, daß lediglich die Breite der Schlitze in Querrichtung verändert wird, die zwischen den Traggliedern in einfacher Weise geschaffen werden, und die Siebe mit verschiedener Mesh-Grösse und Drahtdurchmessergrössen einsetzen kann, ohne daß das gesamte Siebtragglied verändert werden muss.
Ein weiteres Ziel ist es, solch eine Siebkonstruktion zu schaffen, bei der das metallische Mesh-Sieb vorteilhafterweise vorgeformt ist, was seine Selbsttragfähigkeit dadurch erhöht, daß ein wirksamerer Kraftwinkel für die Spannungsbeanspruchung erzeugt wird, um den angewandten Druck zu widerstehen, und bei der die Siebkanten fest im Siebbefestigungs- oder Tragglied gehalten werden, so daß das Sieb der Spannungsbeanspruchung widerstehen kann.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Siebkonstruktion zu schaffen, die an üblichen Extrudern befestigt werden kann, ohne daran wesentliche Veränderungen vornehmen zu müssen und die die Vorteile bei einer Vielzahl von Ausführungsformen erzielt, die im Aufbau relativ einfach sind und im Gebrauch jedoch besonders wirksam und dauerhaft sind.
Diese Aufgaben und Ziele werden erfindungsgemäss durch die Siebkonstruktion nach Anspruch 1 gelöst.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigt, in der die Anmelder sich die Anwendung der Prinzipien vorstellen, werden in der folgenden Beschreibung angegeben und in den Zeichnungen dargestellt, wobei insbesondere auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der verbesserten Siebkonstruktion, die auf einer Formübergangsplatte befestigt ist, gesehen von der oberstromigen Seite der Siebkonstruktion, wobei lediglich ein Teil des Mesh-Siebes gezeigt wird;
Fig. 2 eine vergrösserte Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Siebkonstruktion, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der verbesserten Siebanordnung, befestigt auf der Formübergangsplatte gezeigt;
Fig. 4 eine bruchstückartige Draufsicht, teilweise im Schnitt, ähnlich zu Fig. 2, um 90º gedreht;
Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich zur Fig. 3, jedoch um 90º gedreht;
Fig. 6 eine bruchstück- und explosionsartige perspektivische Ansicht der verbesserten Siebanordnung mit Extrusionsformkopf und Übergangsplatte, die in Fig. 1 im zusammengesetzten Zustand gezeigt ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die das Mesh-Sieb vor dem Zusammenbau zeigt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der drei Siebtragrippen und zugehöriger Abstandshalter, entfernt von der verbesserten Siebkonstruktion;
Fig.8A eine schematische Querschnittsansicht des Mesh-Siebes, wie es über die Tragrippen gezogen ist, wobei lediglich ein Kettdraht aus Gründen der Deutlichkeit gezeigt wird;
Fig. 9 eine vergrösserte Seitenansicht einer der Siebtragrippen der Fig. 8;
Fig. 10 eine Draufsicht auf die Rippe der Fig.9;
Fig. 11 eine perspektivische Explosionsansicht der zweiten Ausführungsform der verbesserten Siebkonstruktion, gesehen von der unterstromigen Seite;
Fig. 12 eine Draufsicht auf das Siebtragglied der Siebkonstruktionsausführungsform, die in Fig. 11 gezeigt wird;
Fig. 13 eine Seitenansicht des in Fig. 11 und 12 gezeigten Siebtraggliedes;
Fig. 14 eine schematische Schnittansicht der Siebkonstruktionsausführungsform der Fig. 11, befestigt am Auslassende einer Extruderdüse gezeigt;
Fig. 15 eine Draufsicht auf das Siebtragglied einer dritten Siebkonstruktionsausführungsform;
Fig. 16 eine Schnittansicht, entlang der Linie 16-16 der Fig. 15 in Kombination mit einem Klemmring und dem Mesh-Sieb;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht des Siebtraggliedes einer vierten Siebkonstruktionausführungsform; und
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht des Mesh-Siebes zur Verwendung mit dem Siebtragglied der Fig. 17.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in allen Zeichnungen auf gleiche Teile.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN

Eine erste Ausführungsform der verbesserten Siebkonstruktion ist generell mit 1 bezeichnet und wird insbesondere in den Fig. 1 bis 10 gezeigt. Die Siebkonstruktion 1 ist in den Fig. 1 bis 6 gezeigt, wie sie an einer Übergangsplatte eines Extrusionskopfauslasses befestigt ist, die generell mit 2 bezeichnet ist. Die Platte 2 kann durch eine Vielzahl von Bolzen, die sich durch bolzenaufnehmende Löcher erstrekken, die darin ausgebildet sind, an einer Anschlussplatte befestigt werden, die am Auslass oder Auslassende eines üblichen Extruders befestigt ist. Die besondere Art des Extruders, für den die Siebkonstruktion in der Verwendung ausgelegt ist, kann sich verändern und umfasst die Art zum Extrudieren von Gummiverbindungen oder anderem Elastomermaterial, vorteilhafterweise zur Verwendung bei der Herstellung von Bestandteilen, für Luftreifen, z.B. Laufflächen, Seitenwände, Innerliner, Innenschläuche und ähnliche Bestandteile. Sie kann jedoch auch in anderen Bereichen eingesetzt werden und ist nicht notwendigerweise auf die Reifenindustrie gebremst.
Die Siebkonstruktion 1 umfasst ein Paar Seitenträger, die generell bei 5 angedeutet sind (Fig. 4 bis 6), die innerhalb einer rechteckförmigen Ausnehmung 6 eingespannt sind, die in der hinteren Fläche 7 der Übergangsplatte 2 ausgebildet sind. Die Seitenträger 5 besitzen eine abgestufte Gestalt (Fig. 5) und grenzen an eine sich längs erstreckende Schulter 8, die in der Ausnehmung 6 ausgebildet sind, und sind dort verankert, ausserhalb des Materialauslasskanals 9 der Übergangsplatte 2.
Die Nuten 11 sind entlang einer konkaven, oberen Fläche 12 jedes Seitenträgers 5 zur Aufnahme eines Ringbeschlags 13 darin (Fig. 5) ausgebildet, um die Befestigung eines metallischen Mesh-Siebes 15 (Fig. 7) in Klemmposition zu unterstützen, wie es weiter unten im Detail beschrieben wird. Das Sieb 15 ist aus hochzugf estem, kaltgehärtetem, rostfreiem Stahldrahtnetz hergestellt und verhindert den Durchtritt von Verunreinigungen, die in den Gummiverbindungen enthalten sind.
Die Seitenträger 5 sind gegen die Übergangsplattenschultern 8 (Fig. 5) durch ein Paar seitlicher Klemmplatten festgeklemmt, die generell bei 16 angedeutet sind (Fig. 6). Die Klemmplatten 16 gleichen einander, wobei jede ein hauptsächlich rechteckig geformtes Wandteil 17 und ein Siebklemmglied 18 besitzt, welches eine konvexe Bodenfläche 19 besitzt, die generell komplementär zur Austiefung der Oberfläche 12 des Seitenträgers 5 ist.
Wie insbesondere in Fig. 5 gezeigt wird, sitzen die Klemmplatten 16 innerhalb der Ausnehmung 6 der Übergangsplatte 2 und sind an der Platte 2 durch eine Vielzahl von Bolzen 21 arretiert. Die konvexe Fläche 19 klemmt dicht gegen die konkave Oberfläche 12, um die Seitenträger 5 innerhalb der Ausnehmung 6 der Übergangsplatte sicher zu verankern und zu positionieren.
In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der Erfindung sind eine Vielzahl von Rippen 22, von denen eine insbesondere in den Fig. 8 bis 10 gezeigt wird, in einer beabstandeten, parallelen Beziehung zwischen den Seitenträgern 5 und der Seitenklemmplatte 16 befestigt. Die Rippen 22 sind vorteilhafterweise integrale Glieder und besitzen jeweils ein Paar beabstandeter Endbefestigungskonsolen 23 und einen dazwischenliegenden, konkav geformten Rippenabschnitt 24. Die Rippen 22 ermöglichen dem Sieb 15, unterstromigen Scherkräften zu widerstehen, die durch die strömende Gummiverbindung ausgeübt werden. Wenn eine Vielzahl von Rippen 22 in ihrer beabstandeten Beziehung zusammengesetzt werden, sind die einzelnen Rippen durch einen oder mehrere Abstandsstücke 26 voneinander getrennt, von denen jedes eine Konfiguration besitzt, die generell komplementär zu derjenigen der Rippenbefestigungskonsolen 23 ist. Die Abstandsstücke 26 bilden eine Vielzahl länglich paralleler Schlitze 27 zwischen den aneinandergrenzenden Rippen, wie es insbesondere in Fig. 6 und 8 gezeigt wird und ermöglichen dem Siebtragsystem, daß es leicht umgestaltet werden kann, indem diese preiswerten Glieder verändert werden. Jede Rippenendkonsole 23 ist mit einer stufigen Schulter 28 versehen, die gegen eine gleichgeformte stufige Schulter 29 anliegt, die entlang gegenüberliegenden Kanten der Auslassöffnungen 9 der Übergangsplatte 2 ausgebildet ist, wie es insbesondere in Fig. 3 gezeigt wird, um die Rippen 22 in einer fest verankerten Position zu halten.
Eine Vielzahl beabstandeter Rippen 22 ist fest durch ein Endklemmplattenpaar 32 innerhalb der Ausnehmung 6 der Übergangsplatte 2 festgeklemmt und erstreckt sich quer über die Auslassöffnung 9. Die Platten 32 gleichen einander, so daß deshalb nur eine im Detail beschrieben und lediglich eine in den Fig. 1 und 6 gezeigt wird, wobei das Paar in Fig. 3 gezeigt wird. Jede Platte 32 besitzt eine Hauptwand 33, die mit einer Vielzahl beabstandeter Bolzenlöcher 34 ausgebildet ist, durch die sich Bolzen 35 erstrecken, wie dieses in Fig. 3 gezeigt ist, um die Platten 32 an der Übergangsplatte 2 zu befestigen und die Rippen 22 in ihrer Position festzuklemmen. Jede Platte 32 umfasst weiter eine unterschnittene Nut 33, in die sich ein komplementär geformter Vorsprung 37 jeder Rippenendbefestigungskonsole 23 erstreckt, um die Arretierung der Rippen 22 in ihrer Position zu unterstützen. Die Endklemmplatte 32 umfasst weiter eine sich nach aussen erstreckende Klemmkonsole 39, die eine stufige Schulter 40 (Fig. 3) umfasst, die gegen eine mit einer Nut versehene obere Fläche 42 der Rippenbefestigungskonsole 23 anliegt und erstreckt sich in eine eingelassene Nut 43, die darin ausgebildet ist. Die obere Fläche 42 der Rippenkonsole 23 ist mit einer Vielzahl paralleler, länglicher Nuten 45 ausgebildet, um einen Ringbeschlag oder ein anderes Glied aufzunehmen, das bei der Befestigung des Siebes 15 in der Klemmposition hilft.
Die Rippen 22 werden innerhalb der Übergangsplattenausnehmung 6 durch ein Paar Schulterbolzen 47 (Fig. 3) ausgerichtet gehalten, die sich durch ausgerichtete Löcher 48 erstrecken, welche in jeder der Rippenbefestigungskonsolen 23 ausgebildet sind und sich durch Löcher 49 erstrecken, die in jeder der Seitenträger 5 ausgebildet sind.
Beim Zusammenbau der Siebkonstruktion 1 werden die Seitenträger 5 an den Rippen und Abstandsstücken verschraubt und danach wird die Konstruktion innerhalb der Übergangsplattenausnehmung 6 angeordnet, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Danach wird das Metall-Mesh-Sieb 15 in nebengeordneter Position auf den konkaven Oberflächen 50 der Rippen und über diese plaziert und aufgezogen, wobei die gegenüberliegenden Kanten gegen die konkaven Flächen 12 der Seitenträger 5 durch konvexe Flächen 19 des Klemmteils 18 jeder Halterungsplatte 16 festgeklemmt werden. Vorteilhafterweise wird das Sieb über die Rippen gezogen, wie dieses in Fig. 8A gezeigt wird, mittels mechanischer Mittel oder Druckkräften, so daß eine maximale Spannweite zwischen den Rippenstützen verwendet werden kann, da es der oberstromige Vektor (d.h. die Tangente ) des Drahtwinkels ist, die den unterstromigen Schwerkräften von der Gummiverbindung widersteht. Das gegenüberliegende Paar der Siebkanten wird gegen die Oberflächen 42 der beabstandeten Rippen durch Klemmflächen der Klemmkonsolen 39 der Endklammplatten 32 festgeklemmt. Die gebogenen konkaven Flächen der Rippen übertragen Kräfte vom Sieb als Spannungskräfte auf die Endtragglieder, die diese Spannungskräfte auf die verschiedenen Verankerungsstellen verteilen. Die optimale Krümmung kann ein kreisförmiger Bogen im Fall von sehr hohen Siebdruckabfällen und minimalen Scherkräften in den Strömungspassagen oberhalb und unterhalb des Siebes sein, bis hin zu einer Kettenlinie für die entgegengesetzte Situation.
Die besondere Anordnung der Seitenträger 5 und der Klemmplatten 16 und 32 schafft einen starren, vierseitigen Rahmen, der, wie oben erwähnt, in Position in der Ausnehmung 6 der Übergangsplatte 2 festgeklemmt ist. Ferner ist das Sieb in seiner Stellung entlang sämtlicher vier Kanten durch Platten 16 und 32 festgeklemmt und liegt in nebengeordneter Stellung zu generell glatten Oberflächen 50 der konkav geformten Rippenabschnitte 24. Auf gleiche Weise schafft die Verwendung der Ringbeschläge oder Bandringe in den verschiedenen Nuten der Rippenendkonsolen 23 und der Nuten 11 in den konkaven oberen Flächen 12 der seitlichen Tragstützen 5 eine sichere Verriegelung und Klemmeingriff mit den Seitenplatten 16 und den Endplatten 32.
Das Mesh-Sieb 15 ist ein hochfestes, kaltgehärtetes, rostfreies Stahldrahtnetz, das durch eine Vielzahl miteinander verschlungener Drahtlitzen gebildet wird, wobei die besondere Mesh-Weite des Siebes und Durchmesser der Drahtlitzen von der besonderen Siebanwendung abhängen, zu der die verbesserte Siebkonstruktion in der Verwendung gedacht ist. Die besondere Siebweite kann sich verändern, genauso wie die Grösse deren einzelner Drähte, um den verschiedenen Produktionsstandards und Siebresultaten gerecht zu werden. Vergütete oder geschmiedete Siebe entwickeln nicht die volle Wirkung der vorliegenden Erfindung, da sie einen dichteren Abstand und deshalb einen grösseren Druckabfall erfordern.
Wenn die Siebkonstruktion 1 so im Betrieb ist, verläuft der extrudierte Gummistrom, der durch den Fall A in Fig. 3 angedeutet ist, anfänglich durch das Sieb 15 und danach zwischen den länglichen Schlitzen 27 hindurch, die zwischen den Rippen 22 ausgebildet sind. Das Sieb entfernt jegliche fremde Partikel, die in der Gummiverbindung enthalten sind, bevor die Gummiverbindung durch den Extrusionsplattenkanal 9 hindurchverläuft, zur anschliessenden Abgabe über eine Formöffnung 53, die in einer Formplatte 54 ausgebildet ist, die durch eine Vielzahl von Bolzen oder Schrauben 55 an der Übergangsplatte 2 befestigt ist (Fig. 3).
Obwohl der oben erwähnte Siebträger beschrieben wird, der aus einer Anzahl Bestandteilen besteht, die zusammengebaut und miteinander verschraubt werden, können die Rippen und die Endträger und Abstandsstücke als ein integraler einstükkiger Teil ausgebildet werden, ohne das Konzept der Erfindung zu beeinträchtigen.
Eine zweite Ausführungsform der verbesserten Siebkonstruktion ist generell bei 60 angedeutet und wird insbesondere in den Fig. 11 bis 14 gezeigt. Die Siebanordnung bzw. -konstruktion 60 umfasst zwei Hauptbestandteile, ein Metall-Mesh-Sieb 61 und ein Siebtragglied, das generell bei 62 angedeutet ist. Das Tragglied 62 ist vorteilhafterweise ein integrales, einstückiges Metallteil, das einen ringförmigen, äusseren Befestigungsring 63 besitzt, der Dichtungsflächen 64 und 65 aufweist. Eine Vielzahl beabstandeter, paralleler Rippen, ist integral mit dem Ring 63 ausgebildet und erstrecken sich quer über die Ringöffnung 68 unter Ausbildung einer Vielzahl länglicher, dazwischenliegender Schlitze 69. Das massive, ringförmige Tragglied 32 neutralisiert Spannungskräfte von den Rippenenden und fixiert ausserdem den Abstand zwischen den Rippen permanent.
In Übereinstimmung mit einem der Merkmale der Siebkonstruktion 60 sind die Rippen 66 konkav und nehmen eine halbsphärische Konfiguration ein. Es ist gut bekannt, daß ein Aufbau, der eine sphärische Konfiguration besitzt, dazu in der Lage ist, grösseren, internen Drücken zu widerstehen, als andere aufbaumässige Ausgestaltungen.
Die Siebkonstruktion 60 wird in Fig. 14 gezeigt, wie sie am Aus laufende eines Extruderfasses 70 an einem Extruder durch eine Befestigungsplatte 71 befestigt ist, die durch Schrauben oder Bolzen 72 an einem Befestigungsflansch 73 befestigt ist. Die besondere Befestigungsanordnung der Siebkonstruktion 60, wie sie in Fig. 14 gezeigt wird, illustriert lediglich eine Art Befestigungsanordnung, mit der die verbesserte Siebkonstruktion zur sicheren Befestigung des Siebes 61 am Auslaufende eines Extruderfasses 70 eingesetzt werden kann.
Eine dritte Ausführungsform der verbesserten Siebkonstruktion ist generell bei 75 angedeutet und wird insbesondere in den Fig. 15 und 16 gezeigt. Diese dritte Ausführungsform umfasst ein integrales, einstückiges Teil, das aus einem ringförmigen Ring 76 besteht, der eine Vielzahl integraler, paralleler Abstandsrippen 77 besitzt, die sich quer über den Ring erstrecken und eine Vielzahl länglicher, dazwischenliegender Schlitze 78 ausbilden. Die Rippen 76 liegen in einer gemeinsamen Ebene und besitzen eine ebene Ausgestaltung im Gegensatz zur Rundhöhlung oder Austiefung der Rippen 22 und 66 der Siebkonstruktion 1 bzw. 60, die oben beschrieben worden sind. Ein übliches, vorteilhafterweise scheibenförmiges Metall-Mesh-Sieb 74 wird auf dem Siebtraggied 75 gelagert und darübergezogen und in benachbarter Position gegen die Rippen 77 an deren oberstromigen Seite durch einen ringförmigen Klemmring 79 festgeklemmt, um fremde Partikel aus der Gummiverbindung zu entfernen, die dadurch verläuft, in ähnlicher Weise, wie es oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen 1 und 60 beschrieben worden ist. Eine Vielzahl ringförmiger Nuten 90 ist vorteilhafterweise in der Fläche des ringförmigen Rings 76 ausgebildet, der mit dem Sieb 74 in Eingriff steht, um mitzuwirken, daß verhindert wird, daß der Siebumfang in den Strömungsfluss der Gummiverbindung nach unten mitgerissen wird.
Die besondere, in den Fig. 15 und 16 gezeigte Ausführungsform, bei der gerade Rippen 77 verwendet werden, im Gegensatz zu den konkav geformten Rippen der Ausführungsformen 1 und 60, wird bei Extrudern mit geringerem Durchmesser verwendet werden, vorteilhafterweise, die einen Öffnungsdurchmesser von 5 inches oder geringer besitzen, während die Ausführungsformen 1 und 60 vorteilhafterweise mit Extrudern eingesetzt werden, die einen Durchmesser zwischen 5 und 15 inches besitzen. Die geraden Rippen müssen notwendigerweise viel kürzer sein als die gebogenen Rippen der ersten Ausführungsform, liefern jedoch einen nützlichen Aufbau für gedrängte, volle Räume und erzeugen einen sehr viel geringeren Druckabfall als übliche, durchbohrte Prallplatten.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird in den Fig. 17 und 18 gezeigt und besteht aus einem scheibenförmigen Siebtragglied 80 und einem scheibenförmigen Metall-Mesh- Sieb 81. Die Tragplatte 80 ist vorteilhafterweise ein integrales, einstückiges Metallteil, das einen äusseren ringförmigen Ring 82 und einen kuppelförmigen, mittigen Teil 83 besitzt.
Eine erste Reihe radial sich erstreckender länglicher Schlitze 85 wird im kuppelförmigen, mittigen Teil 83 ausgebildet, wobei eine zweite Reihe kürzerer, länglicher radial sich erstreckender Schlitze 86 zwischen den angrenzenden Paaren grösserer Schlitze 85 angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird ein kreisförmiges, mittiges Loch 87 im mittigen Teil 83 ausgebildet, um einen zusätzlichen Bereich für den Durchtritt der gesiebten Gummiverbindung vorzusehen, die dort hindurchläuft.
Das Sieb 81 besitzt vorteilhafterweise einen kuppelförmigen mittigen Teil 88, der integral mit einem ringförmigen Flanschteil 89 ist. Der kuppelförmige, mittige Teil 88 des Siebes 81 ist vorteilhafterweise komplementär in Form und Krümmung zu dem kuppelförmigen, mittigen Teil 83 der Tragplatte 80, so daß er neben dem Siebflansch 89 in nebengeordneter Position zum äusseren, ringförmigen Ring 82 der Tragplatte 80 liegt, wo er durch eine übliche, ringförmige Klemm- und Haltevorrichtung dagegen festgeklemmt wird.
Sämtliche oben diskutierten Ausführungsformen sehen eine Siebkonstruktion vor, die eine Vielzahl länglicher Schlitze vorsieht, die durch eine Vielzahl beabstandeter starrer Metallrippen gebildet werden, vorteilhafterweise für die meisten Anwendungszwecke konkav geformt, wobei die Austiefung in Bewegungsrichtung des Stromes des extrudierten Elastomermaterials liegt. Die Rippen sehen eine starre Lagerung für ein Metall-Mesh-Sieb vor, das vorteilhafterweise darüber gezogen wird oder vorgeformt ist, damit es an die Austiefung der Tragrippen angepasst ist, in die das Sieb mit verschiedenen Siebweiten und Drahtdicken hineingelegt werden kann, je nach Abhängigkeit von dem besonderen elastomeren Material, das dadurch gesiebt werden soll. Die Verwendung länglicher Schlitze im Gegensatz zu den bisher verwendeten perforierten Platten, in denen kreisförmige Löcher ausgebildet sind, reduziert beträchtlich die Menge des Gegendrucks, der im Elastomermaterial erzeugt wird, während dieses aus dem Extruder abgegeben wird und ist dazu in der Lage, einen starren Aufbau zu schaffen, der besser den hohen, internen Drücken widersteht, die durch das extrudierte elastomere Material erzeugt werden, und am wichtigsten, keine Reduzierung der Strömungsmittelausgangsleistung des Extruders in materieller Hinsicht bewirkt. Die zwischen den beabstandeten Rippen ausgebildeten Schlitze sind vorteilhafterweise breiter in querverlaufender Richtung als in querverlaufender Dicke der Rippen, um einen ausreichenden Strömungsraum für das elastomere Material zu schaffen, während es durch das Sieb hindurchläuft, um den Gegendruck zu reduzieren.
Ein weiterer Vorteil der verbesserten Siebkonstruktion und insbesondere des in der ersten Ausführungsform gezeigten Aufbaus ist die Fähigkeit, einzelne Rippen des Siebtraggliedes zu ersetzen, falls sie beschädigt werden, ohne daß es erforderlich wird, die gesamte Einheit auszutauschen. Spezialrippen sind z.B. mit Längungsmessgeräten für Belastungsmessungen versehen worden und bei der Konstruktion für Kaltstarttests eingesetzt worden. Ferner können die Querabstände zwischen den Rippen leicht variert werden, durch Steigerung oder Verringerung der Grösse und Anzahl der Abstandsplatten zwischen den angrenzenden Rippenpaaren, um verschiedene Betriebseigenschaften vorzusehen, die den Eigenschaften des besonderen Elastomermaterials, das daraus extrudiert wird, und dem besonderen Mesh-Sieb 15 gerecht wird.
Ein noch weiterer Vorteil liegt darin, daß das Metall-Mesh-Sieb, das darübergezogen oder bezüglich der Tragrippen vorgeformt ist, durch das Siebtragglied in einigen der oben diskutierten Ausführungsformen festgeklemmt wird, um eine Beschädigung des Siebes zu verhindern und sicherzustellen, daß es in geeigneter Stellung in Bezug zu den Tragrippen bleibt. Das Sieb 61 der Ausführungsform 60 muss nicht festgeklemmt werden, sondern sitzt geeignet innerhalb der Austiefung des halbsphärisch geformten Inneren des Siebtraggliedes 62.
Ein weiterer Vorteil der verbesserten Siebkonstruktionen liegt darin, daß die Siebtragrippen eine aufhängungsartige Konstruktion im Gegensatz zu den bekannten Siebverstärkungsgliedern besitzen, die eine Bündelcharakteristik annehmen, wodurch die Rippen in der Lage sind, den grösseren Kräften mit geringerer Metalldicke zu widerstehen, gegenüber den bekannten ebenen, perforierten Prallplatten. Ferner können für gewisse Anwendungszwecke die Rippen aus einem flexiblen Material geformt werden, wie z.B. einem Drahtkabel oder dergleichen, im Gegensatz zu den oben beschriebenen starren Rippen. Bei einer solchen Konstruktion könnten die Rippen aufgehängt gelagert werden und sich quer über die Extruderauslassöffnung erstrecken und darauf ein Sieb tragen und eine halbsphärische Gestalt annehmen, falls dieses gewünscht wird, was der wirksamste Winkel zur Kraftverteilung ist, wodurch die Wirksamkeit des Siebtraggliedes weiter erhöht wird.
Der wichtigste und hauptsächlichste Vorteil, der durch die verbesserte Siebkonstruktion erzielt wird, ist die Fähigkeit, den Gegendruck im hineinkommenden Strom elastomeren Materials zu reduzieren, ohne die Strömungsgeschwindigkeit des daraus extrudierten Materials zu verringern. Dieses wird durch die Siebkonstruktion erzielt, die hauptsächlich aus einem Siebtragglied besteht, und dem dadurch gelagerten Metall-Mesh-Sieb, und durch eine Anordnung, die leicht zur Verwendung bei den meisten bekannten Extrudern für elastomere Materialien angepasst werden kann.
Dementsprechend ist die verbesserte Siebkonstruktion vereinfacht und schafft eine effektive, sichere, preiswerte und effiziente Vorrichtung, die sämtlich aufgezählten Aufgaben und Ziele löst und die Schwierigkeiten beseitigt, die mit den bekannten Vorrichtungen auftraten und löst darüberhinaus Probleme und erhält neue Ergebnisse im Stand der Technik.
In der vorstehenden Beschreibung sind gewisse Ausdrücke aus Gründen der Kürze, der Klarheit und des Verstehens wegen verwendet worden, sie stellen jedoch keine unnötigen, über die Erfordernisse des Standes der Technik hinausgehenden Begrenzungen dar, da solche Ausdrücke aus beschreibenden Zwecken verwendet werden und beabsichtigt ist, daß diese breit aufgefasst werden.
Darüberhinaus sind die Beschreibung und die Zeichnungen lediglich beispielhaft und der Rahmen der Erfindung ist nicht auf die exakten Details begrenzt, die gezeigt oder beschrieben werden.
Nachdem nunmehr die Merkmale und Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind und die Art und Weise, in der die verbesserte Siebkonstruktion konstruiert und verwendet wird, die Charakteristiken der Konstruktion und seine Vorteile, sowie neue und nützliche Ergebnisse erhalten wurden, sind die neuen, nützlichen Strukturen, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen in den anhängenden Ansprüchen angegeben.

Claims

1. Sieb-Konstruktion (1;60;75), die angrenzend an eine Auslassöffnung eines Extruders zum Entfernen fremder Partikel aus einem vom Extruder abgegebenen elastomeren Material nagebracht ist, wobei die Sieb-Konstruktion ein Mesh-Sieb (15) und eine Vielzahl beabstandeter länglicher Stützrippen (22) umfasst, die konkav geformt in der Strömungsrichtung des vom Extruder abgegebenen Materials eine Vielzahl dazwischenliegender, länglicher Schlitze (27) zum Durchtritt des abgegebenen Materials dadurch ausbilden, wobei das Sieb (15) in nebengeordneter Position zu den Rippen (22) an der oberstromigen Seite des abgegebenen/ausgestossenen Materials und das Stützmittel zum Abstützen des Mesh-Siebes (15) und der Rippen (22) angrenzend an die Auslassöffnung liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützmittel eine Endplatte (2) umfasst, die mit einer rechteckigen Öffnung (9) und einem Paar beabstandeter Ausnehmungen (6) ausgebildet ist, die sich entlang gegenüberliegender Seiten dieser Öffnung zur Aufnahme von Rippenbefestigungskonsolen (23) darin erstrecken, die integral an den gegenüberliegenden Enden der Rippen (22) ausgebildet sind, wobei sich die Rippen (22) quer über die Öffnung (9) erstrecken, und wobei ein paar Endklemmglieder (32) mit den Rippenbefestigungskonsolen (23) an den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung (9) verbunden sind und eine Vielzahl von Befestigern (35) die Endklemmglieder (32) an der Endplatte (2) befestigen und die Rippenbefestigungskonsolen (23) dazwischen fest einklemmen.

2. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (15) vorgeformt ist und konkav geformt komplementär zur Austiefung der Rippen (22) ist und darin sitzt.

3. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die querverlaufende Dicke der Rippen (22) geringer ist als die querverlaufende Breite der länglichen Schlitze (27), die dazwischen ausgebildet sind.

4. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsplatten (26) zwischen den beabstandeten Paaren der Rippenbefestigungskonsolen (23) befestigt sind, um die Rippen (22) in parallel beabstandeter Beziehung aufrechtzuhalten.

5. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Loch (48) in jeder der Rippenbefestigungskonsolen (23) der Rippen (22) und in den Abstandsplatten (26) ausgebildet ist, und daß die Löcher (48) in Querausrichtung zueinander stehen, und daß sich die Bolzen (47) durch die ausgerichteten Löcher (48) erstrecken und die Rippen (22) und die Abstandsplatten (26) in Bezug zu einem Paar beabstandeter seitlicher Tragglieder (5) halten.

6. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Endklemmglieder (32) mit einer sich querverlaufend erstreckenden Unterschnittnut (36) ausgebildet ist, und daß die Rippenbefestigungskonsolen (23) und die Abstandsplatten (26) jeweils einen Ankervorsprung (37) besitzen, der darauf ausgebildet ist und in der Unterschnittnut (36) der Endklemmglieder (32) sitzt, um die Verankerung der Rippen (22) und der Abstandsplatten (26) mit den Endklemmgliedern (32) zu unterstützen.

7. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ferner ein Paar beabstandeter seitlicher Klemmglieder (16) umfasst, die sich quer zu den beabstandeten Endklemmgliedern (32) erstrecken und einen rechteckigen Rahmen bilden, der eine rechteckige Öffnung dazwischen vorsieht, und daß das Ende (32) und die Seitenklemmglieder (16) in den entsprechend beabstandeten Ausnehmungspaaren (6) sitzen, um die Befestigung der Klemmglieder (16,32) an der Endplatte (2) zu unterstützen.

8. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ferner ein Paar seitlicher Tragglieder (5) umfasst, die mit den Rippen (22) zusammengebaut und in Klemmeingriff mit den Seitenklemmgliedern (l6) stehen, und daß die Siebhalterungsnuten (11) in jedem seitlichen Tragglied (5) ausgebildet sind, und daß ein Ringbeschlag (13) in den Halterungsnuten (11) gelagert ist, um einen Aussenumfang des Mesh-Siebs (15) in Klemmeingriff zwischen den seitlichen Klemmgliedern (16) und den seitlichen Traggliedern (5) zu halten.

9. Sieb-Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeformte Mesh-Sieb (15) aus einem hochfesten, kaltgehärteten, rostfreien Stahldrahtnetz oder -gewebe gebildet ist.