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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren einer
thermoplastischen Kunststoffschmelze mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1.
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Vorrichtungen
zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze sind in
verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. So beschreibt beispielsweise
die
DE 2 315 344 A eine
entsprechende Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze,
wobei die bekannte Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, das mit einem
Eintrittskanal für
die zu filtrierende Kunststoffschmelze und einen Austrittskanal
für die
filtrierte Kunststoffschmelze versehen ist. Zwischen dem Eintrittskanal
und dem Austrittskanal sind zwei senkrecht zu den Kanälen verlaufende
zylindrische Bohrungen vorgesehen, die jeweils zur Aufnahme eines
axial verschiebbaren Bolzens dienen. Während des Filtriervorganges
der Kunststoffschmelze fluchtet eine in jedem Bolzen vorgesehene
Durchtrittsöffnung
mit dem Eintrittskanal und dem Austrittskanal, wobei innerhalb der Durchtrittsöffnung mindestens
ein Filterelement angeordnet ist, das bei der bekannten Vorrichtung
aus einer Vielzahl von Filterkerzen gebildet ist.
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Eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 ist aus der
DE 40
12 404 C bekannt, wobei sich diese bekannte gattungsbildende
Vorrichtung von der zuvor beschriebenen Vorrichtung im Wesentlichen
dadurch unterscheidet, daß das
Filterelement nicht durch eine Vielzahl von Kerzenfiltern sondern
statt dessen von einem flachen Filter bzw. einem auch als Sieb bezeichneten
Filter ersetzt ist, das quer zur Strömungsrichtung der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze in der Durchtrittsöffnung gehaltert ist. Dabei
wird bei dieser bekannten Vorrichtung die zu filtrierende Kunststoffschmelze über den
Eintrittskanal zugeführt,
tritt hiernach in die im Bolzen vorgesehene Durchtrittsöffnung ein
und wird mittels des dort positionierten flachen Filters (Siebes)
gefiltert, so daß stromab
dieses Filters dann die filtrierte Kunststoffschmelze die Durchtrittsöffnung verläßt und über den
Austrittskanal einem stromab der Vorrichtung beispielsweise angeordneten
Werkzeug oder einer Düse
zugeführt wird.
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Mit
anderen Worten ist somit bei der aus der
DE 40 12 404 C bekannten
Vorrichtung die zur Verfügung
stehende Filtrierflä che
des Filters auf den Durchmesser der Durchtrittsöffnung begrenzt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze mit einer
besonders großen
Filterfläche
zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze weist,
wie die bereits zuvor beschriebenen beiden bekannten Vorrichtungen,
ein Gehäuse
auf, das mit einem Eintrittskanal für die Kunststoffschmelze und einem
Austrittskanal für
die Kunststoffschmelze versehen ist, wobei der Eintrittskanal von
dem Austrittskanal durch mindestens eine senkrecht zu den Kanälen verlaufende
zylindrische Bohrung im Gehäuse zur
Aufnahme von mindestens einem axial verschiebbaren Bolzen abgetrennt
ist und der Bolzen mit mindestens einer Durchtrittsöffnung zur
Aufnahme von mindestens einem Filterelement versehen ist, dessen
Filterflächen
im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze
beim Filtrieren ausgerichtet sind. Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen
Stand der Technik besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das mindestens eine
Filterelement aus mindestens einem Scheibenfilter, wobei jedes Scheibenfil ter
jeweils eine obere Filterfläche
und eine damit verbundene untere Filterfläche aufweist, die mit Abstand
unter Ausbildung eines Aufnahmeraumes für die filtrierte Kunststoffschmelze
voneinander angeordnet sind. Der Aufnahmeraum seinerseits ist mit
einem dem Scheibenfilter zugeordneten Kanal verbunden, über den
die filtrierte Kunststoffschmelze aus dem Aufnahmeraum zu dem Austrittskanal
hin abführbar
ist.
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Für den Fall,
daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung
nur ein einziges Scheibenfilter aufweist, das innerhalb der im Bolzen
vorgesehenen Durchtrittsöffnung
gehaltert ist und dessen obere und untere Filterfläche senkrecht
oder nahezu senkrecht zur Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze ausgerichtet sind, weist
eine derartige Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Vergleich zu dem aus der
DE
40 12 404 C bekannten Vorrichtung allein schon eine nahezu
doppelt so große
Filterfläche
auf, wobei der Grad der Vergrößerung bei
dieser Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
davon abhängig
ist, wie der Durchmesser der oberen und unteren Filterflächen an
den Durchmesser der Durchtrittsöffnung
angepaßt
ist, zumal zwischen dem Rand der Filterflächen und dem Innenrand der
Durchtrittsöffnung
ein minimaler Ringspalt bestehen muß, so daß über diesen Ringspalt die untere
Filterfläche
mit zu filtrierender Kunststoffschmelze versorgt werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist neben der bereits zuvor angesprochenen erheblichen Vergrößerung der
Filterfläche
noch eine Reihe von weiteren Vorteilen auf.
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Überraschend
konnte festgestellt werden, daß bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
während
des Filtrierens der thermoplastischen Kunststoffschmelze sowohl
die untere Filterfläche
als auch die obere Filterfläche
des mindestens einen Scheibenfilters gleichmäßig angeströmt werden, obwohl der Zufluß der thermoplastischen
Kunststoffschmelze über
einen Ringspalt erfolgt, der zwischen dem äußeren Rand der oberen Filterfläche und
dem inneren Rand der Durchtrittsöffnung
ausgebildet ist. Diese hervorragende Anströmung der Filterflächen tritt selbst
dann auf, wenn nicht nur ein Scheibenfilter in der Durchtrittsöffnung vorgesehen
ist, sondern wenn statt dessen eine Vielzahl von Scheibenfiltern
stapelartig übereinander
angeordnet sind. Die zuvor beschriebene vorteilhafte Anströmung und
auch folglich die gleichmäßige Durchströmung der
Filterflächen der
stapelweise übereinander
angeordneten mindestens zwei Scheibenfilter ist selbst dann gegeben, wenn
mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung solche
Kunststoffschmelzen filtriert werden, die nicht nur eine relativ
geringe Viskosität,
so insbesondere eine Viskosität,
die zwischen der Viskosität
von Wasser und Glycerin liegt, aufweisen sondern eine Viskosität besitzen,
die wesentlich höher
liegt. Darüber
hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
besonders wartungsfreundlich, da bei einem Austausch der Scheibenfilter
dann in einem Ar beitsgang die stapelartig übereinander angeordneten Scheibenfilter
entnommen und durch unbeladene Scheibenfilter, die ebenfalls stapelartig übereinander
angeordnet sind, ersetzt werden können.
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Klarstellend
ist anzumerken, daß der
in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff Kunststoffschmelze
insbesondere eine Polypropylen-, Polyethylen-, Hochdruckpolypropylen-,
Niederdruckpolyethylen-, lineares Niederdruckpolyethylen-, Polystyrol-,
Polyamid-, Alkyl-Butadien-Styrol-(ABS), Polyester-, Polyoxymethylen-(POM),
Polyacrylate-, Polymethylmethacrylate(PMMA) und Polyvinylchlorid-Schmelze
bezeichnet. Desweiteren ist klarstellend anzumerken, daß alle im
Singular verwendeten Begriffe in der vorliegenden Beschreibung nicht
nur den einen einzigen Begriff umfaßt, sondern daß hierunter
auch eine beliebige Anzahl dieser Begriffe fällt. Weiterhin ist festzuhalten,
daß alle
Begriffe, die mit "und/oder" verknüpft sind,
sowohl additiv als auch alternativ aufzufassen sind, wobei diese
Aussage auch dann gilt, wenn bei einer Aufzählung von mehr als zwei Begriffen
nur die beiden letzten Begriffe mit "und/oder" verbunden sind, so daß bei dieser
Art der Aufzählung
alle Begriffe oder nur ein Teil der Begriffe additiv oder alternativ
miteinander verknüpft
sind. Die Begriffe stromauf und stromab beziehen sich stets auf
die Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze. Senkrecht zur Strömungsrichtung bzw.
nahezu senkrecht zur Strömungsrichtung
deckt nicht nur einen Winkel von 90° sondern auch einen Winkelbe reich
zwischen 30° und
150° ab,
wobei sich diese Angaben insbesondere auf die Filterflächen der
Scheibenfilter beziehen.
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Eine
erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor,
daß der
Kanal im radialen Mittelpunkt der kreisförmig oder oval ausgestalteten
Scheibenfilter angeordnet ist und zum Aufnahmeraum hinweisend mindestens
eine Reihe von Öffnungen
aufweist. Bei dieser Ausführungsform
wird somit die zu filtrierende Kunststoffschmelze der oberen und unteren
Filterfläche
von außen
her zugeführt,
durchtritt dieser Filterflächen
und wird dann als filtrierte Kunststoffschmelze aus dem Aufnahmeraum
mittels der Öffnungen
zum Kanal und von dort zum Austrittskanal geführt. Abhängig von der Größe und Anzahl der Öffnungen
und deren Anordnung über
den Umfang des Kanals als auch über
dessen axiale Erstreckung gesehen läßt sich somit das Strömungsprofil im
Aufnahmeraum und ggf. auch im Bereich der Filterflächen optimieren,
so daß dementsprechend
insbesondere bei einer Vielzahl von stapelartig übereinander angeordneten Scheibenfiltern
sichergestellt werden kann, daß alle
Filterflächen
von allen Scheibenfiltern stets mit einem vergleichmäßigten Strömungsprofil
angeströmt
werden.
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Wie
bereits vorstehend ausgeführt
ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorzugsweise mehr als ein Scheibenfilter auf, wobei anhängig von der
zur Filtrierung erforderlichen Kapazität hier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders
bevorzugt sind, die zwei Scheibenfilter und insbe sondere fünf bis dreißig Scheibenfilter
besitzen. Insbesondere ist dann bei einer derartigen Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung der
Kanal, der vorzugsweise im radialen Mittelpunkt der Scheibenfilter
positioniert ist, derartig ausgestaltet, daß dieser Kanal die übereinander
angeordneten Scheibenfilter, beispielsweise kraft- und/oder formschlüssig, haltert.
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Eine
besonders geeignete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist solche Scheibenfilter auf, die derart ausgestaltet und angeordnet
sind, daß zwischen
der unteren Filterfläche des
oberen Scheibenfilters und der oberen Filterfläche des darunter angeordneten
unteren Scheibenfilters ein Strömungsraum
für die
zu filtrierende Kunststoffschmelze ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung
wird somit die zu filtrierende Kunststoffschmelze über den
Ringspalt dem jeweiligen Strömungsraum zugeführt und
gelangt von dort aus in einem gleichmäßigen Strömungsprofil auf die untere
Filterfläche des
oberen Scheibenfilters und auf die obere Filterfläche des
unteren Scheibenfilters, wobei das Volumen dieses Strömungsraumes
einerseits durch den axialen Abstand der benachbarten Scheibenfilter
und andererseits durch den Neigungswinkel der Filterflächen relativ
zum Kanal einstellbar ist. Dadurch werden weitere Maßnahmen
zur Verfügung
gestellt, die, abhängig
von der Art der zu filtrierenden Kunststoffschmelzen und insbesondere
deren Viskosität,
dazu dienen können,
das Anströmprofil
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze in bezug auf die zur Filtrierung zur
Verfügung
stehenden Scheibenfilter zu optimieren.
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Eine
besonders geeignete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
schlägt
vor, daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung
solche Scheibenfilter aufweist, bei denen die obere Filterfläche und die
untere Filterfläche
eines jeden Scheibenfilters an ihrem radialen Ende über den
gesamten Umfang des Scheibenfilters miteinander verbunden sind,
wobei der Abstand der oberen Filterfläche von der unteren Filterfläche variabel
ist und davon abhängt,
welches Volumen für
den Aufnahmeraum erwünscht
ist. Mit anderen Worten ist somit der radiale Kantenbereich des
Scheibenfilters als Strömungs-
und Verwirbelungskante ausgebildet, was wiederum dazu beiträgt, daß die zugeführte und
zu filtrierende Kunststoffschmelze gleichmäßig über die Filterflächen verteilt wird.
Dies hat den weiteren Vorteil, daß jede Filterfläche mit
einer identischen oder nahezu identischen Schmutzmenge befrachtet
wird, so daß bei
einem Austausch der verschmutzen Scheibenfilter keine Scheibenfilter
vorhanden sind, bei denen die Filterflächen nur gering verschmutzt
sind.
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Bereits
vorstehend wurde dargelegt, daß der Kanal
die stapelartig übereinander
angeordneten Scheibenfilter vorzugsweise haltert, wobei eine besonders
vorteilhafte weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Halterung derartig ausgestaltet, daß die Scheibenfilter lösbar am
Kanal gehaltert sind. Hierdurch wird eine besonders wartungsfreundliche
Ausge staltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verfügung
gestellt, da bei einem verschmutzungsbedingten Austausch der Scheibenfilter
das gesamte Scheibenfilterpaket der Durchtrittsöffnung entnommen werden und
extern dann jedes Scheibenfilter separat gereinigt werden kann.
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Bei
solchen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen
eine hohe Filtrierkapazität
zur Verfügung
gestellt werden soll, sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung vor, daß die Durchtrittsöffnung vollständig oder
nahezu vollständig
mit dem mindestens einen Scheibenfilter ausgefüllt ist. Mit anderen Worten
ist das Volumen der Durchtrittsöffnung
maximal mit entsprechend stapelartig übereinander angeordneten Scheibenfiltern
belegt, so daß Totvolumina
minimiert werden, derart, daß vorzugsweise
die Summe des Totvolumens insbesondere einen Wert einnimmt, der
etwa 35 % bis etwa 10 % des Gesamtvolumens der Durchtrittsöffnung ausmacht.
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Um
die zuvor beschriebene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bereitzustellen, sieht eine erste Variante vor, daß der Durchmesser des
mindestens einen Scheibenfilters an den Durchmesser der Durchtrittsöffnung unter
Ausbildung eines Ringspaltes angepaßt ist.
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Zusätzlich zu
dieser ersten Variante oder alternativ hierzu schlägt eine
zweite Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß mindestens
ein zusätzliches
Scheibenfilter, vorzugs weise zwei bis sechs zusätzliche Scheibenfilter, vorgesehen
ist bzw. sind, das bzw. die in dem Raum positioniert ist bzw. sind,
der in Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen durch den Durchtrittsöffnungsanfang
und der zugehörigen
Krümmungslinie
der Bohrung im Gehäuse
ausgebildet ist. Hierbei kann dieses mindestens eine zusätzliche
Scheibenfilter einen runden (kreisförmigen) Querschnitt aufweisen.
Besonders geeignet ist es jedoch, wenn dieses mindestens eine zusätzliche
Scheibenfilter einen ovalen Querschnitt besitzt und somit den zuvor
beschriebenen Raum besonders gut ausfüllt.
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Bezüglich der
Ausrichtung des mindestens einen Scheibenfilters, das in der Durchtrittsöffnung positioniert
ist, zur Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze ist allgemein festzuhalten,
daß diese
Ausrichtung hauptsächlich
dadurch bestimmt ist, daß sowohl
die obere Filterfläche
als auch die untere Filterfläche
eines jeden Scheibenfilters optimal und gleichmäßig angeströmt wird. Besonders geeignet
unter Berücksichtigung
der Optimierung der Strömungsverhältnisse
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze ist es jedoch, wenn das
mindestens eine Scheibenfilter derart in der Durchtrittsöffnung positioniert
ist, daß die
zu filtrierende Kunststoffschmelze das mindestens eine Scheibenfilter zentral
anströmt.
Hierbei deckt der Begriff der zentralen Anströmung nicht nur solche Fälle ab,
bei denen der zu filtrierende Kunststoffschmelzestrom mittig auf das
Scheibenfilter auftrifft, sondern dieser Begriff soll auch solche
Fälle umfassen,
bei denen die Hauptströmungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze in der radialen Nähe, die
insbesondere nicht weiter als 5 bis 25 vom Mittelpunkt des Scheibenfilters
entfernt ist, des mindestens einen Scheibenfilters zugeführt wird.
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Um
die zuvor beschriebene zentrale Zuführung der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze zu erreichen, bestehen bevorzugt zwei Möglichkeiten.
Im ersten Fall ist das mindestens eine Scheibenfilter derart innerhalb
der Durchtrittsöffnung
positioniert, daß die
obere und untere Filterfläche
unter einem rechten Winkel oder einem von diesem rechten Winkel
nur gering abweichenden Winkel, wobei dieser Abweichungswinkel bis
zu 20° variieren
kann, zur Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze ausgerichtet sind. Diese
Möglichkeit
kann, abhängig
von der Ausrichtung der Durchtrittsöffnung, jedoch dazu führen, daß die Durchtrittsöffnung nicht mit
einer maximalen Anzahl von Scheibenfiltern zu versehen ist.
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Bei
der zweiten Möglichkeit,
die im Vergleich zu der ersten Möglichkeit
die Anzahl der in der Durchtrittsöffnung aufzunehmenden Scheibenfilter
maximiert, erstreckt sich die Durchtrittsöffnung in Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze, was nichts anderes bedeutet,
daß zwischen
der Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze und der Ausrichtung der
Innenwandung der Durchtrittsöffnung
keine oder nur eine geringe Abweichung besteht, wobei hier im Falle einer
möglichen
Abweichung der Abweichungswinkel ebenfalls auf maximal 20° zu begrenzen
ist.
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Um
die zuvor beschriebene zweite Möglichkeit
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu realisieren, sieht eine besonders geeignete Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß der
Eintrittskanal für
die zu filtrierende Kunststoffschmelze oder ein vom Eintrittskanal
abzweigender und zur Durchtrittsöffnung
führender
Schmelzeteilkanal zur Zufuhr eines zu filtrierenden Teilstroms der Kunststoffschmelze
mit dem dem mindestens einen Scheibenfilter zugeordneten Kanal vollständig oder nahezu
vollständig
fluchtet. Hierbei deckt der Begriff nahezu vollständig die
Fälle ab,
bei denen die Durchtrittsöffnung
relativ zum Eintrittskanal bzw. zum Schmelzeteilkanal unter einem
Winkel von bis zu 20° angeordnet
ist.
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Um
die Strömungsverhältnisse
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze innerhalb der Durchtrittsöffnung und
ihre Verteilung auf die innerhalb der Durchtrittsöffnung angeordneten
Scheibenfilter zu beeinflussen, sieht eine andere Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß stromab des
mindestens einen Scheibenfilters mindestens ein weiterer Schmelzeteilkanal
vorgesehen ist, der mit dem dem Scheibenfilter zugeordneten Kanal, über den
die filtrierte Kunststoffschmelze aus dem Aufnahmeraum abgeführt wird,
verbunden ist und der in den Austrittskanal mündet. Bei solchen Ausgestaltungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die nur einen Bolzen mit einer Durchtrittsöffnung aufweisen, tritt anstelle
des zuvor oder nachfolgend genannten Schmelzeteilkanals dann der
Austrittskanal zur Abfuhr der filtrierten Kunststoffschmelze aus
der Vorrichtung heraus.
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Um
die Strömungsverhältnisse
innerhalb der Durchtrittsöffnung
und des dort angeordneten mindestens einen Scheibenfilters weiter
im Sinne einer Vergleichmäßigung zu
optimieren, um so sicherzustellen, daß alle Filterflächen der
dort vorgesehenen Scheibenfilter gleichmäßig mit zu filtrierender Kunststoffschmelze
beaufschlagt werden, was sich in einer entsprechenden langen Betriebszeit
der Vorrichtung während
des Filtrierens ausdrückt,
sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß der
mindestens eine weitere Schmelzeteilkanal derart ausgebildet ist,
daß die
Strömungsrichtung
der filtrierten Kunststoffschmelze in einem Winkel zwischen 50° und 130°, vorzugsweise
in einem Winkel zwischen 80° und
110°, umgelenkt
wird.
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Die
Positionierung der Umlenkung, die stromab des mindestens einen Scheibenfilters
wahlweise innerhalb des Bolzens oder außerhalb des Bolzens und somit
stromab der Durchtrittsöffnung
und innerhalb des Gehäuses
der Vorrichtung erfolgt, schafft eine weitere Möglichkeit, Einfluß auf die
Strömungsverhältnisse
in der Durchtrittsöffnung
und somit auch Einfluß auf
die Strömungsverhältnisse
bei dem mindestens einen dort angeordneten Scheibenfilter zu nehmen.
Erfolgt unter strömungs technischen Gesichtspunkten
die Umlenkung des weiteren Schmelzeteilkanals innerhalb des Bolzens,
so wird hierdurch zwangsläufig
die Größe des zur
Aufnahme der Scheibenfilter vorgesehenen Raumes der Durchtrittsöffnung reduziert,
beinhaltet jedoch den Vorteil, daß eine besonders kompakte Bauweise
der Vorrichtung unter Reduzierung der Kanallängen stromab des mindestens
einen Scheibenfilters ermöglicht wird.
Dies wirkt sich dann insbesondere bei solchen Kunststoffschmelzen
sehr positiv aus, die aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften und/oder
ihrer Viskosität
zur Zersetzung und/oder Ablagerung an den Kanalwänden neigen. Soll hingegen
die Größe der Durchtrittsöffnung und
somit die Anzahl der dort anzuordnenden Scheibenfilter maximiert
werden, so bietet es sich an, daß die Umlenkung des weiteren Schmelzeteilkanals
stromab der Durchtrittsöffnung und
innerhalb des Gehäuses
der Vorrichtung und somit außerhalb
des Bolzens erfolgt.
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Abhängig von
der Ausgestaltung der im Bolzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehenen Durchtrittsöffnung,
wobei diese Durchtrittsöffnung
vorzugsweise zumindest teilweise über ihre axiale Länge gesehen
zylindrisch ausgebildet ist, bietet es sich dann für solche
Durchtrittsöffnungen,
die in Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen mindestens einen
zylindrischen ersten Abschnitt und einen sich hieran anschließenden konischen
zweiten Abschnitt aufweisen, an, daß mindestens ein weiteres Scheibenfilter
in dem konischen zweiten Abschnitt der Durchtrittsöffnung vorgesehen
ist, wobei diese dritte Variante additiv oder alternativ zu den
zuvor beschriebenen ersten und zweiten Varianten vorgesehen sein
kann. Diese Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt
dadurch eine nochmalige Vergrößerung der für die Filtrierung
zur Verfügung
gestellten Filterflächen,
daß hierbei
innerhalb des konischen zweiten Abschnittes noch weitere Scheibenfilter
angeordnet werden können.
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Eine
weitere Anpassungsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an die zu filtrierende Menge an Kunststoffschmelze und/oder deren
Verschmutzung kann grundsätzlich
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dadurch erreicht werden, daß die
Form der Durchtrittsöffnung
im Bolzen variiert wird, wobei insbesondere hier neben der bereits
zuvor beschriebenen kreisförmigen
Ausgestaltung noch eine ovale Ausbildung der Durchtrittsöffnung erfindungsgemäß vorgeschlagen
wird.
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So
sieht eine besonders geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß die
Durchtrittsöffnung
im Bolzen zumindestens teilweise über ihre axiale Länge im Querschnitt
gesehen oval ausgebildet ist, wobei dann in diesem Fall entsprechend
oval gestaltete Scheibenfilter in der ovalen Durchtrittsöffnung positioniert
sind, vorzugsweise derartig, daß der
Abstand des Scheibenfilterrandes zum entsprechenden Abschnitt der
Durchtrittsöffnungswandung
minimiert ist.
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Eine
weitere, ebenfalls unter dem Gesichtspunkt der Maximierung der Filterkapazität vorgeschlagene
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
schlägt
vor, daß die
Durchtrittsöffnung
im Bolzen aus einer ersten Durchtrittsöffnung und einer die erste
Durchtrittsöffnung
teilweise überdeckenden zweiten
Durchtrittsöffnung
ausgebildet ist, wobei wahlweise beide Durchtrittsöffnungen
vorzugsweise einen kreisförmigen
Querschnitt oder aber beide Durchtrittsöffnungen einen ovalen Querschnitt
besitzen. Hierbei soll unter den Begriff "oval" auch
solche Querschnitte der Durchtrittsöffnungen fallen, die nicht nur
die reine ovale Form sondern auch in axiale Richtung des Bolzens
verlängerte
ovale Querschnittsformen abdecken.
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Für die zuvor
beschriebenen Querschnittsformen der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung bietet
es sich dann an, daß sowohl
die erste Durchtrittsöffnung
als auch die zweite Durchtrittsöffnung
zumindest ein Scheibenfilter, vorzugsweise fünf bis dreißig Scheibenfilter, aufweist.
Insbesondere dann, wenn sich die Scheibenfilter der ersten Durchtrittsöffnung mit
den Scheibenfiltern der zweiten Durchtrittsöffnung teilweise überlappen,
ist bei dieser besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
das Totvolumen minimiert und folglich die Filtrierkapazität maximiert,
so daß diese
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine lange Standzeit während
des Filtrierens besitzen, da aufgrund der extrem großen Filterflächen ein
Unterbrechen des Filtrierprozesses als Folge der Verschmutzung der
Filterflächen
nur sehr selten erforderlich wird. Dementsprechend sind diese Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besonders wirtschaftlich zu betreiben.
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Abhängig von
der jeweils zu filtrierenden Kunststoffschmelze, ihrer chemischen/physikalischen
Empfindlichkeit gegenüber
Temperaturschwankungen und/oder ihrer Neigung zum unerwünschten
Abbau (Cracken) richtet sich bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Grad der Überlappung
der Scheibenfilter der der ersten Durchtrittsöffnung mit den Scheibenfiltern
der zweiten Durchtrittsöffnung. Insbesondere
variiert dieser Überlappungswert
derart, daß sich
benachbarte, in der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung positionierten
Scheibenfilter um 2 % bis 25 %, vorzugsweise um 7 % bis 18 %, ihres Durchmessers überlappen.
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Um
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
einerseits die in der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung angeordneten
Scheibenfilter sicher zu positionieren und entsprechend zu haltern, empfiehlt
es sich, daß der
ersten Durchtrittsöffnung ein
erster Kanal und der zweiten Durchtrittsöffnung ein parallel hierzu
ausgerichteter zweiter Kanal zugeordnet sind, wobei der erste Kanal
und der zweite Kanal in den gemeinsamen Austrittskanal münden.
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Insbesondere
dann, wenn hierbei zwischen dem ersten und zweiten Kanal einerseits
und dem gemeinsamen Austrittskanal ande rerseits ein V-förmig ausgestalteter
Verbindungskanal vorgesehen ist, erlaubt diese Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
daß beide
Durchtrittsöffnungen
stets gleichmäßig mit
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gespeist werden, mit der
Folge, daß die
in beiden Durchtrittsöffnungen
vorgesehenen Scheibenfilter auch gleichmäßig während des Filtriervorganges
mit abfiltriertem Schmutz beladen werden.
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Bereits
zuvor wurde dargelegt, daß das
mindestens eine Scheibenfilter nach einer vorgegebenen oder individuell
festgestellten Betriebszeit ausgetauscht werden muß. Um diesen
Austausch zu bewirken, besteht zunächst bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
grundsätzlich
die Möglichkeit,
daß die Vorrichtung
durch eine axiale Verschiebung des Bolzens deaktiviert wird, so
daß zu
diesem Zeitpunkt keine Kunststoffschmelze mehr filtriert wird und
das mindestens eine Scheibenfilter in eine Position gebracht wurde,
in dem es von außen
zugänglich
ist. Dementsprechend weist diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein Gehäuse
mit einem einzigen Eintrittskanal, einem einzigen Austrittskanal,
eine einzige zylindrische Bohrung zur axial verschiebbaren Lagerung
von einem einzigen Bolzen auf, wobei der Bolzen seinerseits mit
einer einzigen Durchtrittsöffnung
zur Aufnahme des mindestens einen Scheibenfilters versehen ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es jedoch, wenn der mindestens eine zylindrische
Bolzen mit zwei, entweder sich überschneidenden oder
mit axialen Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen
versehen ist, die jeweils zur Aufnahme von entsprechenden Scheibenfiltern
dienen. In einer ersten Stellung des Bolzens werden die in beiden
Durchtrittsöffnungen
angeordneten Scheibenfilter mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze
durchströmt.
Wenn die beiden Durchtrittsöffnungen
mit Abstand voneinander angeordnet sind, werden die Filterflächen der
Scheibenfilter, die in der einen Durchtrittsöffnung vorgesehen sind, mit
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt, während gleichzeitig sich die
Scheibenfilter, die in der anderen Durchtrittsöffnung vorgesehen sind, in
einer Position außerhalb
des Gehäuses der
Vorrichtung befinden, so daß diese
Scheibenfilter dann gegen solche Scheibenfilter ausgetauscht werden
können,
die entsprechend nicht mit Schmutz beladene Filterflächen besitzen.
Um eine derartige zweite Stellung zu erreichen, ist es erforderlich,
den Bolzen von der ersten Stellung in die zweite Stellung axial
zu verschieben. Sind hingegen die beiden Durchtrittsöffnungen
so ausgestaltet, daß sie
sich überschneiden,
kann ein Auswechseln der Scheibenfilter unter Aufrechterhaltung
des Stroms an filtrierter Kunststoffschmelze nicht ermöglicht werden.
Hierbei befinden sich dann entweder beide mit Scheibenfiltern versehene
Durchtrittsöffnungen
in einer Filtrierstellung oder diese beiden Durchtrittsöffnungen
sind außerhalb
des Gehäuses
positioniert, so daß gleichzeitig
alle Scheibenfilter ausgetauscht und gegen solche Scheibenfilter
ersetzt werden können,
deren Filterflächen
nicht mit Schmutz beladen sind.
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Bei
einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese
mindestens zwei, innerhalb eines Gehäuses angeordnete und axial
hierzu verschiebbare Bolzen auf, die jeweils mit mindestens zwei,
mit axialem Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen
zur Aufnahme von jeweils mindestens einem Scheibenfilter versehen
sind. In einer ersten Stellung der beiden Bolzen werden die Scheibenfilter
aller Durchtrittsöffnungen mit
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt. In einer zweiten Stellung
von einem der beiden Bolzen befindet sich eine Durchtrittsöffnung und somit
auch die darin angeordneten Scheibenfilter in einer Position außerhalb
des Gehäuses
der Vorrichtung, so daß diese
bzw. dieses Scheibenfilter dementsprechend gegen frische Scheibenfilter
ausgetauscht werden bzw. wird, während
gleichzeitig die verbleibenden drei Durchtrittsöffnungen und die darin vorgesehenen
Scheibenfilter von der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden.
Um die erste bzw. zweite Stellung der Bolzen zu erreichen, sind diese
axial verschiebbar angeordnet. Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es möglich,
75 der maximalen Filtrierkapazität
auch dann aufrecht zu erhalten, wenn sich eine Durchtrittsöffnung mit
dem darin angeordneten mindestens einen Scheibenfilter außerhalb
des Gehäuses
befindet und somit dieses mindestens eine Scheibenfilter durch ein
oder mehrere unbeladene Scheibenfilter ausgetauscht wird.
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Die
zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sehen vor, daß hierbei
die Scheibenfilter dann ausgetauscht werden, wenn die Filterflächen der
Scheibenfilter mit einer entsprechenden Menge an Schmutzaggregaten
beladen sind und somit ein Austausch erforderlich wird.
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Bei
einer prinzipiell anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfaßt
diese mindestens einen zylindrischen Bolzen, der mit zwei, mit axialem
Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen jeweils zur Aufnahme
von mindestens einem Scheibenfilter versehen ist. In einer ersten
Stellung des Bolzens werden beiden Durchtrittsöffnungen und somit auch die
Filterflächen der
dort entsprechend positionierten Scheibenfilter mit der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze durchströmt.
Durch eine axiale Verschiebung wird der Bolzen dann in eine zweite
Stellung überführt, sobald feststeht,
daß die
Filterflächen
des mindestens einen, in einer Durchtrittsöffnung positionierten Scheibenfilters
nahezu vollständig
mit Schmutzaggregaten beladen sind. In der zweiten Stellung werden
dann die in einer Durchtrittsöffnung
vorgesehenen Scheibenfilter weiterhin mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze
durchströmt,
während
gleichzeitig die in der anderen Durchtrittsöffnung positionierten Scheibenfilter
mit filtrierter Kunststoffschmelze rückgespült werden, d.h. entgegengesetzt
zur Filtrierrichtung durchströmt
werden, so daß durch
dieses Rückspülen dann
ursprünglich
filtrierte Kunststoffschmelze mit Schmutzaggregaten beladen und über einen
zur Atmosphäre
hin offenen Abfuhrkanal aus dem Gehäuse abgeführt wird. Dieser Abfuhrkanal
ist selbstverständlich
in der ersten Stellung des Bolzens verschlossen und nur in der zweiten
Stellung des Bolzens zur Atmosphäre
hin geöffnet.
Wie bereits bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden auch bei
dieser speziellen Ausführungsform
die erste Stellung und die zweite Stellung durch eine axiale Verschiebung
des Bolzens herbeigeführt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird nachfolgend anhand von sieben Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Filtrieren einer
thermoplastischen Kunststoffschmelze;
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2 eine
schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im
Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung
und den dort angeordneten Scheibenfiltern gemäß einer ersten Ausführungsform;
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3 eine
perspektivische Teilschnittansicht in Blickrichtung der Linie D-D
in 2;
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4 eine
schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im
Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung
und den dort angeordneten Scheibenfiltern gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 eine
schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im
Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung
und den dort angeordneten Scheibenfiltern gemäß einer dritten Ausführungsform;
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6 eine
perspektivische Teilschnittansicht in Blickrichtung der Linie D-D
in 5;
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7 eine
schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im
Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung
und den dort angeordneten Scheibenfiltern gemäß einer vierten Ausführungsform;
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8 eine
schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im
Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung
und den dort angeordneten Scheibenfiltern gemäß einer fünften Ausführungsform;
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9 eine
perspektivische Teilschnittansicht in Blickrichtung der Linie D-D
in 8;
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10 eine
schematische perspektivische Teilschnittansicht durch das Gehäuse und
durch die Bolzen sowie der damit versehenen Durchtrittsöffnungen
und der darin angeordneten Scheibenfilter bei einer sechsten Ausführungsform;
und
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11 eine
schematische perspektivische Teilschnittansicht durch das Gehäuse und
durch die Bolzen sowie der damit versehenen Durchtrittsöffnungen
und der darin angeordneten Scheibenfilter bei einer siebten Ausführungsform.
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In
den 1 bis 11 sind die selben Teile mit
den selben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
schematisch eine Vorrichtung (insgesamt mit 20 bezeichnet)
zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze abgebildet, wobei
die Vorrichtung 20 ein Gehäuse 21 aufweist. Bei
dem abgebildeten Beispiel der Vorrichtung ist das Gehäuse 21 der
Vorrichtung 20 mit zwei zylindrischen Bohrungen 3 versehen,
wobei die zylindrischen Bohrungen 3 einen oberen Bolzen 4 und
einen unteren Bolzen 4a axial verschiebbar in Pfeilrichtung 22 und
umgekehrt hierzu lagern. Um diese axiale Verschiebung der Bolzen 4 bzw. 4a zu
bewirken, sind den beiden Bolzen 4 bzw. 4a Hydraulikelemente 23 zugeordnet.
Der obere Bolzen 4 und der untere Bolzen 4a sind
identisch ausgebildet und weisen mindestens eine sich in Strömungsrichtung (Pfeil 28)
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen erstreckende Durchtrittsöffnung 5 auf,
wie dies beim oberen Bolzen 4 zu erkennen ist. Diese Durchtrittsöffnung 5 nimmt
jeweils mindestens ein Scheibenfilter auf, wie dies in verschiedenen
Ausführungsformen
in den 2 bis 9 im Detail abgebildet ist.
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In
Strömungsrichtung
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen gelangt diese Kunststoffschmelze über einen
Eintrittskanal 1 in das Gehäuse 21 der Vorrichtung 20,
von dort in die Durchtrittsöffnung 5,
die mit dem Eintrittskanal 1 während des Filtrierens fluchtet,
wird durch das in der Durchtrittsöffnung 5 angeordnete
mindestens eine Scheibenfilter 6 filtriert und gelangt
stromab der Scheibenfilter 6 in den Austrittskanal (nicht
erkennbar), der seinerseits wiederum während des Filtrierens mit dem Eintrittskanal
und der Durchtrittsöffnung
fluchtet. Stromab des Austrittskanals ist dann ein nicht gezeigtes
Werkzeug oder eine Düse
positioniert, die möglichst
kontinuierlich über
eine lange Zeit mit filtrierter Kunststoffschmelze versorgt wird.
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Wie
in 1 andeutungsweise zu erkennen ist, ist der Eintrittskanal 1 auf
zwei Teilkanäle
aufgeteilt, so daß sich
der Eintrittskanal in der Nähe
der Front des Gehäuses 21 aufteilt,
um so einen Teilstrom der zu filtrierenden Kunststoffschmelze zum unteren
Bolzen 4a und einen weiteren Teilstrom der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze zum oberen Bolzen 4 zu führen.
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Dementsprechend
ist der nicht abgebildete Austrittskanal ebenfalls aufgeteilt und
mündet
endseitig in einen gemeinsamen Austrittskanal.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der untere Bolzen 4a in
der Arbeitsstellung (Filtrierstellung), während der obere Bolzen 4 in
einer Position abgebildet ist, in der die Durchtrittsöffnung 5 frei
von außen
zugänglich
ist, so daß hier
ein Austausch der mit Schmutzpartikeln beladenen Scheibenfilter 6 gegen
eine entsprechende Anzahl an unbeladenen Scheibenfiltern 6 erfolgen
kann.
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Die
zylindrischen Bohrungen 3 im Gehäuse 21 sind so auf
die Durchmesser der Bolzen 4 bzw. 4a angepaßt, daß selbst
bei einer axialen Verschiebung der Bolzen in Pfeilrichtung 22 keine
Leckage auftritt und somit hier keine Kunststoffschmelze unerwünscht austreten
kann.
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Die
in den 2 und 3 gezeigte erste Ausführungsform
bildet die Durchtrittsöffnung 5 und einen
Teilausschnitt des Bolzens 4 ab, wobei innerhalb der Durchtrittsöffnung 5 stapelartig übereinander
angeordnete kreisförmige
Scheibenfilter 6 positioniert sind. Hierbei beträgt ihre
Anzahl bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 2 und 3 neun Scheibenfilter.
Zur lösbaren
Halterung dieser neun runden Scheibenfilter 6 ist im zentralen
Mittelpunkt ein Kanal 30 vorgesehen, wobei dieser Kanal 30 aus einem
Rohrelement ausgebildet wird, dessen Mantel mit einer Vielzahl von Öffnungen 31 versehen
ist.
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Wenn
nunmehr die zu filtrierende Kunststoffschmelze in Pfeilrichtung 28 der
im Bolzen 4 vorgesehenen Durchtrittsöffnung 5 zugeführt wird,
gelangt ein Teil der Kunststoffschmelze auf die obere Filterfläche 32 des
ersten Scheibenfilters 6. Gleichzeitig wird ein größerer Teil
der zu filtrierenden Kunststoffschmelze über einen Ringspalt 33,
der zwischen dem radialen Ende der Scheibenfilter 6 und
der Durchtrittsöffnungswandung 5a besteht,
geführt
und gelangt dann auf die untere Filterfläche des ersten Scheibenfilters
sowie auf die oberen Filterflächen 32 und
auch auf die unteren Filterflächen 34 der
darunter angeordneten weiteren Scheibenfilter 6. Nach Passieren der
diesbezüglichen
Filterflächen 32 (obere
Filterfläche)
bzw. 34 (untere Filterfläche) gelangt die nunmehr filtrierte
Kunststoffschmelze in den, zwischen der oberen Filterfläche und
der unteren Filterfläche eines
jeden Scheibenfilters vorhandenen Aufnahmeraum 35 und von
dort als filtrierte Kunststoffschmelze über die Öffnungen 31 in den
Kanal 30, so daß die vereinigten
Teilströme
aus dem Aufnahmeraum 35 dann einem Verbindungskanal 36 zugeführt wird,
der seinerseits in einen nicht abgebildeten Austrittskanal mündet. An
diesen Austrittskanal schließt
sich dann in Strömungsrichtung
des zu filtrierenden Fluids 28 gesehen ein Werkzeug bzw.
eine Düse
(beide nicht abgebildet) an.
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Um
die beladenen neun Scheibenfilter 6 auszutauschen, wird
die kopfseitig am Kanal 30 vorgesehene Arretierungsmutter 37 gelöst, so daß die Scheibenfilter 6 von
der Halterung mit der Kanalwandung des Kanals 30 gelöst werden
können
und somit gegen solche Scheibenfilter ausgetauscht werden, deren
Filterflächen 32, 34 nicht
mit Schmutzpartikeln beladen sind.
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Desweiteren
ist aus der 3 zu erkennen, daß benachbarte
Scheibenfilter, beispielsweise den beiden unteren Scheibenfiltern 6,
derart in der Durchtrittsöffnung 5 angeordnet
sind, daß zwischen
der oberen Filterfläche 32 des
untersten Scheibenfilters und der unteren Filterfläche 34 des
darüber
angeordneten Scheibenfilters ein Strömungsraum 38 ausgebildet
ist, der zur Verteilung der über
den Ringspalt 33 zugeführten
zu filtrierenden Kunststoffschmelze dient. Um das Volumen dieses
Strömungsraumes 38 zu
verändern,
besteht die Möglichkeit,
den Abstand der oberen Filterfläche 32 von
der unteren Filterfläche 34 zu
variieren. Wie aus der 3 desweiteren zu erkennen ist,
sind die obere Filterfläche 32 und
die untere Filterfläche 34 eines
jeden Scheibenfilters 6 an ihrem radialen Ende unter Ausbildung
einer Abrißkante 39 miteinander
verbunden.
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Im
Unterschied zu den in den 2 und 3 beschriebenen
ersten Ausführungsform
besitzt die in der 4 abgebildeten zweiten Ausführungsform
nicht nur neun stapelartig übereinander angeordnete
Scheibenfilter 6, die alle einen identischen Durchmesser
aufweisen, sondern zusätzlich noch
vier darüber positionierte
weitere Scheibenfilter 6a, deren Durchmesser von oben nach
unten (und somit in Pfeilrichtung 28 der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze gesehen) zunehmen. Hierdurch wird es möglich, die
für die
Filtration zur Verfügung
stehenden Filterflächen
weiter zu vergrößern, da
der Raum, der zwischen der Bohrungswandung der zylindrischen Bohrung 3 und
dem zugehörigen
oberen Bereich der Durchtrittsöffnung 5 besteht,
mit den vier zusätzlichen
Scheibenfiltern 6a zu versehen.
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Eine
weitere Vergrößerung der
für die
Filtration zur Verfügung
stehenden Filterflächen
wird durch die in den 5 und 6 gezeigte
dritte Ausführungsform
erreicht. Hierbei weist diese dritte Ausführungsform dreizehn zunächst stapelartig übereinander
angeordnete runde Scheibenfilter 6 auf, deren Durchmesser
identisch ist und die in einem ersten zylindrischen Abschnitt 5b der
Durchtrittsöffnung 5 sowie
in einen sich hieran anschließenden
zweiten zylindrischen Abschnitt 5c der Durchtrittsöffnung 5 angeordnet
sind, wie dies in 5 abgebildet ist. Oberhalb des
ersten zylindrischen Abschnittes 5b sind drei ovale zusätzliche
Scheibenfilter 6a vorgesehen, deren Durchmesser d1 und d2 von oben
nach unten (und somit in Pfeilrichtung 28 der zu filtrierenden Kunststoffschmelze
gesehen) zunehmen. Hierdurch wird es möglich, die für die Filtration
zur Verfügung stehende
Gesamtfilterfläche
weiter zu vergrößern, da der
Raum 41, der zwischen der Bohrungswandung 3a der
zylindrischen Bohrung 3 und dem zugehörigen oberen Bereich (erster
Anströmbereich)
der zylindrischen Durchtrittsöffnung 5 besteht,
mit den drei zusätzlichen
ovalen Scheibenfiltern 6a versehen wird, wie dies in 6 abgebildet
ist.
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Desweiteren
ist die Durchtrittsöffnung 5 im unteren
Bereich und somit im Anschluß an
den zylindrischen Abschnitt 5c konisch ausgebildet, so
daß hier
in diesem konischen Abschnitt 5d (5) sieben weitere
Scheibenfilter 6b positioniert sind, deren Durchmesser
in Strömungsrichtung 28 der
zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen abnehmen, so daß sie in
ihrer radialen Abmessung an den konischen Abschnitt 5d derart
angepaßt
sind, daß der Ringspalt 33 stets über die
gesamte axiale Länge
der Durchtrittsöffnung 5 in
etwa eine identische Größe aufweist.
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Somit
besitzt die zuvor beschriebene dritte Ausführungsform (5 und 6)
in Strömungsrichtung 28 der
zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen drei ovale zusätzliche
Scheibenfilter 6a mit zunehmenden Durchmessern d1 und d2, hieran
anschließend
dreizehn runde Scheibenfilter 6 mit konstanten bzw. nahezu
konstanten Durchmessern und danach sieben runde Scheibenfilter 6b mit
abnehmenden Durchmessern, wobei die Anzahl der Scheibenfilter willkürlich ausgewählt wurde
und insbesondere von dem Durchmesser des Bolzens abhängt.
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Die
in 7 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich
von der zuvor im Zusammenhang mit der 4 beschriebene
zweite Ausführungsform
dadurch, daß bei
der vierten Aus führungsform
(7) die Scheibenfilter 6 bzw. 6a keinen kreisrunden
Querschnitt sondern statt dessen einen ovalen Querschnitt aufweisen.
Durch den ovalen Querschnitt wird im Vergleich zu einem kreisrunden Querschnitt
der Scheibenfilter 6 bei identischen Bolzendicken die Gesamtfilterfläche noch
weiter vergrößert. Ansonsten
unterscheidet sich dieser vierte Ausführungsform von der zuvor beschriebenen
zweiten Ausführungsform
nicht.
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Die
in den 8 und 9 gezeigte fünfte Ausführungsform unterscheidet sich
von der eingangs beschriebenen ersten Ausführungsform (2 und 3)
dahingehend, daß hier
bei der fünften
Ausführungsform
zwei Durchtrittsöffnungen 5 und 5' im Bolzen 4 vorgesehen
sind, wobei sich die kreisförmigen
Durchtrittsöffnungen überlappen,
so daß eine
Querschnittsform der Durchtrittsöffnungen 5 und 5' erzeugt wird,
die in etwa an die Form einer liegenden Acht angepaßt ist.
Innerhalb jeder Durchtrittsöffnung 5 bzw. 5' sind acht bzw.
neun stapelartig angeordnete Scheibenfilter 6 bzw. 6' positioniert,
deren Filterflächen
sich überlappen,
wie dies insbesondere in der 9 zu erkennen
ist. Jeder Stapel der Scheibenfilter 6 bzw. 6' wird von einem
ersten Kanal 30 bzw. einem zweiten Kanal 30' lösbar gehaltert,
so daß die
in Strömungsrichtung
(Pfeil 28) zugeführte
zu filtrierende Kunststoffschmelze zunächst über den Stapel der Scheibenfilter 6 bzw. 6' verteilt wird,
hiernach die Scheibenfilter 6 bzw. 6' passieren und
dann durch die beiden Kanäle 30 bzw. 30' und durch einen diesen
beiden Kanä len
zugeordneten V-förmigen Verbindungskanal 40 dem
gemeinsamen Austrittskanal 2 als filtrierte Kunststoffschmelze
einem nicht gezeigten Werkzeug oder einer Düse zugeführt wird.
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Zunächst ist
festzuhalten, daß bei
den perspektivischen schematischen Teilschnittansichten der 10 und 11 die
entsprechende Schnittfläche durch
das Gehäuse 21 und
durch die Bolzen 4 bzw. 4a nur durch eine entsprechende
Schraffur in der linken oberen und rechten unteren Ecke des Gehäuses 21 angedeutet
ist. Aus Übersichtsgründen sind
die Schnittflächen
der Bolzen 4 bzw. 4a nicht schraffiert.
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Innerhalb
des Gehäuses 21 der
in 10 abgebildeten sechsten Ausführungsform und der in 11 abgebildeten
siebten Ausführungsform
der Vorrichtung ist jeweils ein Eintrittskanal 1 vorgesehen, über den
die zu filtrierende Kunststoffschmelze in Strömungsrichtung 28 der
Vorrichtung zugeführt wird.
Aus Vereinfachungsgründen
bilden die 10 und 11 nur
den Endbereich des Eintrittskanals 1 ab, wobei dieser Eintrittskanal 1 auch
lediglich aus einem Flanschabschnitt bestehen kann, wie dies die 10 und 11 zeigen.
Von diesem Eintrittskanal zweigen zwei Schmelzeteilkanäle 51 ab,
die ihrerseits den Eintrittskanal mit dem Eingangsbereich der Durchtrittsöffnung 5 verbinden,
wobei jede Durchtrittsöffnung 5 in
einem entsprechenden separaten Bolzen 4 bzw. 4a angeordnet
ist.
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Innerhalb
der Durchtrittsöffnung 5 ist
ein Stapel von Scheibenfiltern 6 angeordnet, wobei bei
der in 10 gezeigten sechsten Ausführungsform
dieser Stapel zehn Scheibenfilter 6 umfaßt, die
jeweils von dem Kanal 30 zentriert gehaltert und über die
Arretierungsmutter 37 fixiert sind. Stromab der Scheibenfilter 6 schließt sich
in Strömungsrichtung 28 gesehen
pro Durchtrittsöffnung
jeweils ein Schmelzeteilkanal 52 an, der den zugehörigen Kanal 30 mit dem
Austrittskanal 2 verbindet. In beiden 10 und 11 sind
diese Schmelzeteilkanäle 52 umgelenkt, wobei
diese Umlenkung 53 bei der in 10 gezeigten
sechsten Ausführungsform
der Vorrichtung innerhalb des Bolzens 4 bzw. 4a und
bei der in 11 gezeigten siebten Ausführungsform
der Vorrichtung außerhalb
des Bolzens 4 bzw. 4a und somit im Gehäuse 21 lokalisiert
ist. Der Umlenkungs-Winkel α beträgt bei der
sechsten und siebten Ausführungsform ca.
90°.
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Bedingt
dadurch, daß die
Umlenkung 53 des Schmelzeteilkanals 52 bei der
in 11 gezeigten siebten Ausführungsform der Vorrichtung
außerhalb des
Bolzens lokalisiert ist, kann bei dieser siebten Ausführungsform
der Vorrichtung die entsprechende im Bolzen 4 bzw. 4a vorgesehene
Durchtrittsöffnung 5 vom
Volumen her größer ausgebildet
werden und dementsprechend auch mehr stapelförmig übereinander angeordnete Scheibenfilter 6 aufnehmen,
wie dies dem Vergleich der 10 und 11 ohne Schwierigkeiten
zu entnehmen ist. Hier sind bei der siebten Ausführungsform (11)
fünfzehn
Scheibenfilter 6 angeord net, so daß im Vergleich zu der sechsten
Ausführungsform
die siebte Ausführungsform
eine um 50 % vergrößerte Filterfläche zur
Verfügung
stellt. Diese Vergrößerung der
Filterfläche
hat naturgemäß zur Folge,
daß das
Höhenmaß des Gehäuses 21 der
siebten Ausführungsform
größer ist als
das entsprechende Maß der
sechsten Ausführungsform
und daß desweiteren
die siebte Ausführungsform
im Vergleich zur sechsten Ausführungsform
bedingt durch die Verlängerung
der Schmelzeteilkanäle 52 ein
größeres Kanalvolumen
besitzt, was bereits vorstehend bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargelegt wurde.
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Bezüglich der
zuvor genannten Zahlen der Scheibenfilter 6 ist anzumerken,
daß diese
Zahlen nur beispielhaft genannt sind.
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Die
in den 10 und 11 gezeigte sechste
und siebte Ausführungsform
der Vorrichtung ermöglicht
ein zentrales Anströmen
der Scheibenfilter 6, dergestalt, daß die zu filtrierende Kunststoffschmelze
beim Eintritt in die Durchtrittsöffnung 5 senkrecht
auf die Arretierungsmutter 37 auftrifft und dort vorzugsweise über diese
Arretierungsmutter 37 gleichmäßig verteilt wird. Dieses bevorzugte
Anströmen
wird dadurch erreicht, daß sowohl
die Schmelzeteilkanäle 51 als
auch der Bereich oberhalb der Umlenkung 53 der weiteren
Schmelzeteilkanäle 52 mit
der Durchtrittsöffnung 6 und
den Kanälen 30 fluchten,
so daß dementsprechend
die Filterflächen 32 bzw. 34 quer
unter einem Winkel von etwa 90° zur Strömungsrichtung 28 der
Kunststoffschmelze ausgerichtet sind.