CH667037A5 - Filtervorrichtung fuer schneckenextruder. - Google Patents

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CH667037A5 CH1876/85A CH187685A CH667037A5 CH 667037 A5 CH667037 A5 CH 667037A5 CH 1876/85 A CH1876/85 A CH 1876/85A CH 187685 A CH187685 A CH 187685A CH 667037 A5 CH667037 A5 CH 667037A5
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Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für Schnek-kenextruder nach der im Oberbegriff des unabhängigen Anspruches vorausgesetzten Art.
Aus der DE AS 1 554 913 ist eine derartige Filtereinrichtung für Schneckenstrangpressen bekannt, bei der mittels Aussparungen im Wechselschieber Siebräume für die Aufnahme von Siebkörpern gebildet sind, die abhängig vom Verschmutzungsgrad im Betriebszustand nacheinander in den Schmelzefluss eingebracht werden.
Die Siebkörper sind bei dieser bekannten Vorrichtung aus flachen vom Schmelzedruck im Querschnittsbereich der Eintrittsbohrung für die Schmelze beaufschlagten Siebron-den gebildet, sodass bei grossflächigen Siebkörpern nicht nur ein in den Abmessungen relativ grosser Wechselschieber benötigt wird, sondern in erhöhtem Masse Druckkräfte auf den Wechselschieber und dessen Führung im Filtergehäuse einwirken.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei der Herstellung rondenförmiger Siebkörper durch Stanzen erhebliche Mengen Abfall entstehen. Bei der Aufbereitung von Kunststoffabfällen die bekanntlich einen hohen Verschmutzungsgrad aufweisen, werden aber wegen des Bedarfs an grosser zur Verfügung stehender Filterfläche eine Vielzahl solcher Siebkörper benötigt, was einen erheblichen Kostenaufwand verursacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Filtervorrichtung der vorausgesetzten Art mit gleichmässiger Verteilung des Schmelzestromes im Filter und der einwirkenden Druckkräfte auf die Filteroberfläche zu schaffen, sowie eine volle Entlastung der auf die Führungsfläche des Wechselschiebers einwirkenden Querkräfte zu ermöglichen.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch die besondere Ausgestaltung der Aussparung im Wechselschieber zur Aufnahme der Siebkörper ergibt sich ein breit über eine relativ grosse Filterfläche sich verteilender Schmelzefluss. Dabei ermöglicht die den Siebkörper unmittelbar aufnehmende Eindrehung eine ringsum an deren Zylindermantel dichte Anlage des Filtergewebes. Es erfolgt eine im Bezug auf die Führungsfläche des Wechselschiebers ausgeglichene Belastung durch den Schmelzedruck, sodass Verformungen des Wechselschiebers bzw. Spaltbildungen innerhalb der Führungsbohrung entgegengewirkt ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist durch die in seiner einfachen geometrischen Form wirtschaftliche Herstellung des Filters gegeben. Das Siebgewebe, den Abmessungen der ringförmigen Eindrehung entsprechend in Rechteckform zugeschnitten, ist mit einfachen Handgriffen um den Zylindermantel der Eindrehung wickelbar und nach Ausbrauch ebenso leicht entfernbar.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung nach den Merkmalen des Anspruches 2 ermöglicht eine rasche und vollständige Füllung des Schmelzekanals um den Siebkörper durch zwangsläufige Verdrängung der nach dem Wechsel des Siebgewebes im Schmelzekanal eingeschlossenen Luft.
Eine schnelle und gleichmässige Füllung des Schmelzekanals ist darüber hinaus durch eine weitere Ausbildung der Erfindung entsprechend den Merkmalen des Anspruches 3 erreicht.
Der Gestaltung der Filtervorrichtung nach Anspruch 4 kommt der Vorteil einer bequemen Herstellungsweise und erleichterten Montage des Wechselschiebers zugute. Ausserdem ist ein optimaler Schmelzefluss durch den Siebkörper gewährleistet.
Entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung nach den Merkmalen des Anspruches 5 ist eine dichte Anlage des feinen Siebgewebes auf der Oberfläche des Wechselschiebers erreicht, sodass Leckströmungen verursacht durch Querströmungen im Verteilergewebe vermieden werden.
Eine besonders wirtschaftliche Nutzung ergibt sich nach den Merkmalen des Anspruches 6, in dem nur das äussere verschmutzte Siebgewebe erneuert zu werden braucht. Da das Verteilergewebe einen festen Bestandteil des Wechselschiebers bildet, lässt sich das äussere Siebgewebe leicht abtrennen und erneuern wobei das neue Siebgewebe auf Schmelzereste im Verteilergewebe aufgeklebt werden kann. An Stelle des Verteilergewebes kann auch die ringförmige Eindrehung an ihrer Oberfläche ein Gewindeprofil aufweisen.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung gemäss den Merkmalen des Anspruches 7 ist eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit in der Filtervorrichtung erzielt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach den Merkmalen des Anspruches 8 ist im Wechselschieber bei strömungsgünstigem Querschnittsverhältnis der Fliesswiderstand auf ein Minimum reduziert.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Filtervorrichtung mit durch eine Kolben-Zylindereinheit betätigbarem Wechselschieber im Längsschnitt
Fig. 2 die Filtervorrichtung nach Fig. 1 im Querschnitt entsprechend der Schnittlinie II —II
Fig. 3 eine Einzelheit X entsprechend der Filtervorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 die Filtervorrichtung nach Fig. 1 dargestellt bei unterschiedlicher Betriebsstellung des Wechselschiebers
Fig. 5 eine vereinfachte Ausführungsform einer Filtervorrichtung mit einem Wechselschieber dargestellt in der Betriebsstellung.
Wie in Fig. 1 gezeigt besteht die Filtervorrichtung aus einem Filtergehäuse 1 mit einer Gehäusebohrung in der ein Wechselschieber 3 längsbeweglich gleitend geführt ist. Die Längsverschiebung des üblicherweise zylinderförmigen Wechselschiebers 3 in eine jeweilige in Fig. 4 näher dargestellte Betriebsstellung erfolgt durch eine mittels Kolbenstange 7 hydraulisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit 4.
Im Filtergehäuse 1 ist radial zur Gehäusebohrung 2 eine Eintrittsbohrung 5 vorgesehen, die mit einem nicht näher dargestellten Schneckenextruder zur Einführung der Schmelze in die Filtervorrichtung unmittelbar verbunden ist.
Eine ebenfalls radial zur Gehäusebohrung 2 vorgesehene Austrittsbohrung 6 dient der Ausleitung der gefilterten Kunststoffschmelze. Die Austrittsbohrung 6 ist gegenüber der Eintrittsbohrung 5 in der Längsachse des Wechselschiebers 3 versetzt angeordnet.
An das Filtergehäuse 1 anschraubbare Flansche 8, 9 weisen Kühlkanäle 10 für den Durchfluss eines Kühlmediums auf zum Zweck der Schmelzeverfestigung in den Führungsbohrungen 11 bzw. 1Y der Flansche 8,9. Eine Aussparung 13 im Flansch 8 auf der Austrittsseite des Wechselschiebers 3 dient dem Zweck beim Entlüftungsvorgang wie nachstehend näher ausgeführt sichtbar Schmelze aufzunehmen.
Der Wechselschieber 3 ist an seinem Umfang mit einer ringförmigen Eindrehung 14 ausgestattet, die als Aussparung im Zylindermantel des Wechselschiebers 3 einen ringsumlaufenden Schmelzekanal 15 bildet.
Die ringförmige Eindrehung 14 dient der Aufnahme eines aus einem Verteilergewebe 16 und einem Siebgewebe 17 gebildeten Siebkörpers 12 und ist zu diesem Zweck wie näher Fig. 3 zeigt stufenartig abgesetzt. Dabei sind zwei Stufen gebildet, wobei in einer ersten Stufe 18 das Verteilergewebe 16 so eingebettet ist, dass das Siebgewebe 17 das Verteilergewe-be 16 überdeckend auf der 2. Stufe 19 aufliegt. Die hiernach erreichte getrennte Auflage des Siebgewebes 17 erleichtert dessen Austausch im Wechselfalle. Ausserdem ergibt dessen satte Auflage im Bereich der zweiten Stufe 19 eine vollständige Einkammerung des Verteilergewebes 16. An Stelle des Verteilergewebes 16 kann in vereinfachter Ausführung auch eine rillenförmige Profilierung des Zylindermantels der ringförmigen Eindrehung 14 vorgesehen sein. Verteilergewebe 16 und Siebgewebe 17 sind von rechteckigem Zuschnitt und umhüllen die ringförmige Eindrehung 14 insgesamt. Die Befestigung des Verteilergewebes 16 am Zylindermantel der Eindrehung 14 erfolgt durch Drahtwickel 20 während die Halterung des Siebgewebes 17 mittels eines am Umfang offenen zylindrischen Spannkörpers 21 erreicht ist. Dieser kann beispielsweise aus gehärtetem Drahtgewebe oder gelochtem
Federstahlblech gebildet sein und wird über das äussere Ende des Wechselschiebers 3 axial auf- bzw. abgezogen.
Ergänzend zu der Eindrehung 14 und diese in ihrer Längserstreckung überdeckend ist wie Fig. 1 zeigt in der Gehäusebohrung 2 eine Ringnut 22 gebildet, die mit der Eintrittsbohrung 5 in Verbindung steht. Durch gegenüber der Längsachse des Wechselschiebers 3 exzentrische Anordnung dieser Ringnut 22 ist insgesamt ein sich in Umfangsrichtung verjüngender Schmelzekanal 15 gebildet, der innerhalb des Bereiches der Eintrittsbohrung 5 den grössten Durchtrittsquerschnitt aufweist und eine gleichmässige Schmelzeverteilung über das Siebgewebe 17 ermöglicht.
Die Austrittsbohrung 6 im Filtergehäuse 1 ist mit der Eintrittsbohrung 5 mittels einer in der Längsachse des Wechselschiebers 3 verlaufenden Durchflussbohrung 24 verbindbar. Sie ist in ihrem Durchmesser so bemessen, dass ihr Querschnitt dem Eintrittsquerschnitt der Eintrittsbohrung 5 entspricht. Durch den Einbau eines Verdrängerkegels 23 in die entsprechend erweiterte Durchflussbohrung 24 entsteht ein ringförmiger Sammelkanal 25 der sich in Strömungsrichtung der Schmelze erweitert und zur Austrittsbohrung 6 umgelenkt wird. Ein im Wechselschieber 3 befestigtes Füllstück 26 ermöglicht durch strömungsgünstige Gestaltung einen rückstandsfreien Fliessweg.
Eine Vielzahl im Bereich des Schmelzekanals 15 angeordneter Durchtrittsbohrungen 27 stellen dessen Verbindung zum Sammelkanal 25 her. Um den Fliesswiderstand der Durchtrittsbohrungen 27 zu begrenzen ist der äussere lichte Durchmesser des Sammelkanals 25 so bemessen, dass die verbleibende Wandstärke die den Stützkörper 28 für den Siebkörper 12 bildet zwischen Sammelkanal 25 und Schmelzekanal 15 ausreicht um den Schmelzedruck noch sicher aufzunehmen. Dabei begünstigt die Ringform des Stützkörpers 28 dessen Belastbarkeit.
Der Wechsel des Siebgewebes 17 erfolgt nach Verschieben des Wechselschiebers 3 in die in Fig. 4 gezeigte Aussensteilung mittels der Kolben-Zylindereinheit 4. Diese Verschiebebewegung erfolgt in kürzester Zeitspanne um einen Schmelzeabfluss durch die Gehäusebohrung 2 ins Freie zu begrenzen.
Mit Hilfe einer Spezialzange kann der mit Eigenspannung am Siebgewebe 17 aufliegende Spannkörper 21 im Durchmesser erweitert und axial abgezogen werden. Nach Abstreifen grob anhaftender Schmelzereste wird das Ende des aufgewickelten Siebgewebes 17 aufgebogen und vom Verteilergewebe 6 abgezogen. Dann kann der neue rechtek-kige Siebgewebezuschnitt zylinderförmig auf das Verteilergewebe aufgeklebt und der Spannkörper aufgezogen werden.
Während des Verschiebens des Wechselschiebers 3 in die ebenfalls in Fig. 3 gezeigte Entlüftungsstellung, dringt die unter Druck stehende Schmelze über die Eintrittsbohrung 5 in den Schmelzekanal 15 ein und verdrängt dabei die Luft über die Gehäusebohrung 2 nach aussen. Eine restlose Füllung des Schmelzekanals 15 wird durch kurzfristiges Verweilen des Wechselschiebers 3 in der Entlüftungsstellung erreicht. Das Verschieben in die Arbeitsstellung nach Fig. 1 erfolgt dann, wenn Schmelze in der Aussparung 13 sichtbar wird. Bei der wie in Fig. 2 gezeigten Anordnung von zwei Wechselschiebern 3 im Filtergehäuse 1 erfolgt der Wechsel des Siebgewebes 17 ohne Unterbrechung des Schmelzestromes. Es sind auch Anordnungen von drei Wechselschiebern möglich, wobei während des Siebgewebewechsels zwei Filter im Einsatz bleiben können.
Eine relativ einfache und für manche Verfahrensaufga-ben ausreichende Ausbildung der Filtervorrichtung zeigt Fig. 5. Hier wird das Produkt während der kurzen Zeit des Filterwechsels ungefiltert durch eine getrennte Durchflussbohrung 29 durch den Wechselschieber 3 geleitet. Ausser5
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Auch hier ist durch die Filteranordnung eine ausgeglichene Kräfteverteilung im Wechselschieber erreicht. Ausserdem ermöglicht eine relativ grosse Filterfläche wirtschaftliche Durchsatzraten. Das Filtermaterial weist eine einfache geometrische Form auf und ist leicht ohne nennenswerten Abfall herstellbar. Bei getrennter Anordnung von Sieb- und
Verteilergewebe ergeben sich zudem geringe Filtermaterialkosten dadurch, dass nur das Siebgewebe zu erneuern ist, das Verteilergewebe hingegen einen festen Bestandteil des Wechselschiebers bildet. Dabei ist ein einwandfreier Ab-schluss des Verteilergewebes dadurch erreicht, dass das Siebgewebe im Randbereich auf der Oberfläche des Wechselschiebers 3 direkt aufliegt und Leckströmungen verursacht durch Querströmungen im Verteilergewebe vermieden werden.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

667 037 PATENTANSPRÜCHE
1. Filtervorrichtung für Schneckenextruder zur Behandlung von Kunststoffschmelze mit einem Filtergehäuse, das jeweils eine mittels Durchtrittsbohrungen verbundene Ein-und Austrittsbohrung sowie eine Gehäusebohrung aufweist und mindestens einem darin quer zum Schmelzestrom verschiebbaren im Querschnitt kreisförmigen Wechselschieber mit zumindest einer Aussparung im Zylindermantel zur Aufnahme eines Siebkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung aus einer ringförmigen Eindrehung (14) besteht und einen mit der Eintrittsbohrung (5) verbindbaren Schmelzekanal ( 15) bildet, in welchem ein zylinderförmiger Siebkörper (12) die Eindrehung (14) formschlüssig umhüllt, wobei die Austrittsbohrung (6) mit einer im Bereich des Schmelzekanals ( 15) in der Längsachse des Wechselschiebers (3) verlaufenden Durchflussbohrung (24) verbindbar ist.
2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzekanal (15) des weiteren aus einer die ringförmige Eindrehung (14) begrenzt in ihrer Längserstreckung überdeckenden Ringnut (22) in der Gehäusebohrung (2) gebildet ist.
3. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzekanal
( 15) im Bereich der Eintrittsbohrung (5) den grössten Durchtrittsquerschnitt aufweist.
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Eindrehung (14) konzentrisch und die Ringnut (22) exzentrisch zur Längsachse des Wechselschiebers (3) verläuft.
5. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Eindrehung (14) zur Aufnahme eines mehrlagigen Siebkörpers (12) stufenartig abgesetzt ist und in einer ersten Stufe ein die Eindrehung (14) umhüllendes Verteilergewebe (16) und in einer weiteren Stufe ein das Verteilergewebe (16) umhüllendes und an dessen Enden überlappendes Siebgewebe (17) aufweist.
6. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergewebe (16) mit dem Zylindermantel des Wechselschiebers (3) formschlüssig verbunden und das Siebgewebe (17) mittels Spannkörper (21) festklemmbar ist.
7. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussbohrung (24) im Querschnitt dem Durchtrittsquerschnitt der Eintrittsbohrung (5) entspricht.
8. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussbohrung (24) im Bereich des Schmelzekanals ( 15) einen Verdrängerkegel (23) aufweist der sich in Fliessrichtung der Schmelze konisch erweitert.
CH1876/85A 1984-05-26 1985-04-30 Filtervorrichtung fuer schneckenextruder. CH667037A5 (de)

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