DE4212928A1

DE4212928A1 - Filter für Kunststoffschmelzen

Info

Publication number: DE4212928A1
Application number: DE4212928A
Authority: DE
Inventors: Detlef Gneus
Original assignee: Gneuss Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Gneuss Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1993-10-28
Also published as: ITMI930753A1; US5449458A; IT1264134B1; ITMI930753A0; JPH068306A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmelzefilter für die Reinigung von Kunststoffschmelzen mit einer Schwinge, mittels deren Siebelemen te in einen von der Schmelze durchsetzten Kanal ein- und aus schwenkbar sind und in einer Entnahmestellung der Schwinge gegen neue oder gereinigte Filterflächen aufweisende Siebelemente austauschbar sind.

Nach Detlev Gneuß: Filtration von Kunststoffschmelzen, 1988, können Extrudern stationäre Filter (Abb. 9) oder auch Siebschei benwechsler (Abb. 12) zugeordnet werden, und nach der deutschen Patentanmeldung P 41 13 501.6 sind Siebelemente in Durchbrechun gen einer Schwinge oder einer Scheibe vorgesehen, so daß sie durch Schwenken bzw. Drehen derselben sowohl in Wirkstellung als auch in eine Entnahmestellung führbar sind, in der sie nach Gebrauch und Zusetzen der Filterschicht gegen neue oder gereinig te Filterflächen aufweisende Siebelemente austauschbar sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Einhalten wünschenswert geringer Abmessungen der Schwinge oder der Scheibe auch die jeweiligen aktiven Siebflächen der Siebelemente nachteilig gerin ge Abmessungen aufweisen, die entsprechend der vorliegenden Belastung sich relativ schnell zusetzen und damit eine unvor teilhafte kurze Standzeit aufweisen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Schmelzefilter der ange gebenen Gattung zu schaffen, die einerseits eine lange Standzeit ihrer Siebelemente aufweisen und bei denen andererseits die als Folge des Zusetzens dieser Siebelemente auftretenden Schwankungen des Druckabfalles der Schmelze in den Filterschichten reduziert sind, sowie das Einbringen von Luft in die Schmelze und das Ausbringen von Schmelze minimiert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Siebelemente jeweils als zu einer Einheit zusammengefaßter Einsatz ausgebildet sind, der eine Anzahl koaxial übereinander angeordneter und parallel zueinander betriebener Filterzellen aufweist. Damit wird für gleiche, bisher von einem Siebelement eingenommene Flächenbereiche der Schwinge oder Scheibe eine wesentlich größere Siebfläche zur Verfügung gestellt, so daß einerseits der beim Durchströmen der Schmelze auftretende Druckabfall verringert wird und andererseits durch Vergrößerung der Ablagefläche für auszufilternden Schmutz auch wesentlich längere Standzeiten erreicht werden.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 eine Ansicht eines Schmelzefilters,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Schmelzefilter der Fig. 1 entlang der Ebene II-II, und

Fig. 3 vergrößert einen Schnitt durch einen der Einsätze der Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist die Ansicht eines Schmelzefilters dargestellt, dessen Grundkörper, wie auch der Schnitt der Fig. 2 zeigt, im wesentlichen aus zwei Platinen 1 und 2 besteht, die über eine Distanzplatte 3 und ein hohlzylindrisches Distanzstück 4 ver mittels von Spannbolzen 5 bis 7 gegeneinander verspannt sind. Hierbei wird das hohlzylindrische Distanzstück 4 vom Spannbolzen 5 durchgriffen und von einer schwenkbaren Schwinge umfangen, die im Ausführungsbeispiel zur 360° umfassenden Siebscheibe 8 ergänzt ist, die mittels eines sie umfangenden Zahnkranzes 9 antreibbar ist.

Die zu reinigende Schmelze wird dem Schmelzefilter über einen Schmelzekanal 10 in der Platine 2 zugeführt, der sich in Richtung auf die Siebscheibe 8 hin trichterförmig erweitert. In der Plati ne 1 ist ein Austrittskanal 11 vorgesehen.

Die Siebscheibe 8 weist entlang eines Teilkreises topfförmige Ausnehmungen 12 auf, die von einer Seite her im wesentlichen zylindrisch eingreifen und eine relativ dünne Restwandung stehen lassen, in die eine Gewindebohrung 13 eingearbeitet ist. In diese Gewindebohrung ist jeweils ein Einsatz 14 vermittels einer ihn durchgreifenden und zusammenfassenden Spannschraube 15 einge schraubt. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, weist ein solcher Einsatz eine Reihe von axial hintereinandergestellten Filterzel len 16 auf, die jeweils aus zwei mehrschichtigen Scheiben 17 bestehen, die mindestens eine Filterschicht und eine Stützschicht aufweisen, die vorzugsweise von einer Deckschicht übergriffen werden. Diese Filterscheiben 17 weisen eine ringförmige Grund fläche auf, und ihre inneren Randzonen sind jeweils mit den beiden Stirnflächen eines Ringes 18 verbunden, der mit axial gerichteten Bohrungen 19 versehen ist. Die äußeren Randzonen der Filterscheiben 17 sind entweder, wie in Fig. 3 dargestellt, über die beiden Stirnflächen von Ringen 20 miteinander verbunden; es besteht aber auch die Möglichkeit, die Randzonen aufeinander zu umzubiegen und direkt durch Schweißen, Kleben oder dergleichen, vorzugsweise stumpf aufeinanderstoßend, miteinander zu verbinden.

Auf der Platine 2 ist eine Konsole 21 befestigt, in der ein Gesperre 22 gelagert ist, welches ein in den Zahnkranz 9 ein greifendes Ritzel 23 treibt und seinerseits von einem Hebel 24 angetrieben wird, der durch einen an ihn angelenkten Druckmittel zylinder 25 betreibbar ist.

Zum Betriebe werden, wie dargestellt, in die topfförmigen Aus nehmungen 12 der Siebscheibe 8 jeweils Einsätze 14 eingebracht und durch Anziehen der Spannschraube 15 dicht verspannt. Durch periodisches Betreiben des Druckmittelzylinders 25, d. h., durch Ein- und Ausfahren seiner Kolbenstange, wird der Hebel 24 peri odisch verschwenkt und beim Verschwenken im Linkssinne jeweils das Ritzel 23 mitgenommen, so daß die Siebscheibe 8 über den sie umziehenden Zahnkranz 9 im Rechtssinne, d. h. in Richtung des Pfeiles 27, betrieben wird. Dieses wird solange fortgesetzt, bis, wie in Fig. 1 dargestellt, zwei Einsätze 14 symmetrisch vor der trichterförmigen Erweiterung des Schmelzekanales 10 stehen. Damit werden deren beide topfförmigen Ausnehmungen 12 von der eintre tenden Schmelze erreicht, wie dies durch Pfeile 28 in Fig. 3 dargestellt ist. Die Schmelze tritt hierbei in die Zwischenräume zwischen den Filterzellen 16 ebenso ein wie in die zwischen dem Kopf der Spannschraube 15 und der diesem gegenüberstehenden Filterzelle und zwischen der letzten der Filterzellen und dem Boden der topfförmigen Ausnehmung 12 gebildeten Zwischenräume. Die Schmelze durchsetzt dann in Pfeilrichtungen 29 die mehr schichtigen Filterscheiben 17 der Filterzellen 16 und strömt in diesen in Pfeilrichtungen 30 auf die Bohrungen 19 der Ringe 18 zu, durchsetzt diese und verläßt dann die Einheit durch den hohlen Schaft der Spannschraube 15. Gesammelt wird die die beiden in Wirkstellung stehenden Einheiten durchsetzende Schmelze in einer in die Innenseite der Platine 1 eingearbeitete Fließrinne 31 und verläßt den Schmelzefilter durch den Austrittskanal 11 der Platine 1.

Nach einiger Betriebszeit beginnen die aus der Schmelze abge schiedenen Verunreinigungen die Oberflächen der Filterscheiben 17 zuzusetzen und deren Durchtrittswiderstand zu erhöhen. Da diese Oberflächen der Filterscheiben eines Einsatzes 14 wesent lich größer sind als die der sonst auf der gleichen Grundfläche untergebrachten Siebscheiben ist die Aufnahmefähigkeit für Schmutz und damit auch die Standzeit wesentlich länger als bei bekannten Schmelzefiltern. Zusätzlich macht sich bemerkbar, daß nach entsprechendem Zusetzen mittels des Druckmittelzylinders 25 die Siebscheibe um eine Teilung gedreht bzw. eine ggfs. verwende te Schwinge um eine Teilung verschwenkt werden, so daß von den bisher in Wirkstellung stehenden beiden Einsätzen 14 einer, wenn auch in veränderter Stellung, weiterhin in Wirkstellung ver bleibt, während der zweite Einsatz ausgefahren wurde und dafür ein neuer bzw. gereinigter eingefahren ist. Damit stehen ein Einsatz mit freien Filterflächen und ein zweiter mit schon aufge fangenem Schmutz gleichzeitig und praktisch parallel geschaltet in Wirkstellung, so daß die beim Durchsetzen der Schmelze auf tretenden Druckabfälle nicht so stark schwanken, wie sie bspw. vom Wechsel einer vollkommen zugesetzen Siebscheibe gegen eine frische Scheibe auftreten.

Als wesentlich hat sich noch gezeigt, daß zweckmäßig vor der Herausnahme eines gebrauchten Einsatzes dieser nach Möglichkeit weitgehend von Schmelze gereinigt wird, während ein neu oder gereinigt eingebrachter Einsatz zunächst "geflutet" wird, so daß in Wirkstellung nur bereits mit Schmelze angefüllte Einsätze gelangen und Luftblasen, Luftdurchschläge oder dergleichen ver mieden werden, während ausgefahrene und herausgenommene Einsätze weitgehend schmelzefrei sind. Erreicht wird dieses durch Anschluß entsprechender Leitungen, von denen in der Ansicht eine Belüf tungsleitung 32 sowie eine Entlüftungsbohrung 33 erkennbar sind. Über die Belüftungsleitung 32 wird bspw. durch die Platine 1 und den Schaft der dahinterstehenden Spannschraube 15 Druckluft zugeführt, welche in der Einheit und in der topfförmigen Aus nehmung befindlichen Schmelze herausdrückt und über einen gegen über dem unteren Bereich der topfförmigen Ausnehmung stehenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Kanal hinausdrückt. Anderer seits wird der in der oberen Stellung stehenden topfförmigen Ausnehmung 12 über nicht dargestellte, die Platine 2 durchgrei fende Leitungen die Schmelze zweckmäßig mit einem gewissen Über druck zugeführt, während die verdrängte Luft über einen Entlüf tungsbohrung 33 der Platine 1 zu entweichen vermag. Sowohl beim Ablaufen als auch beim Zuführen der Schmelze können die Druck verhältnisse anders gewählt werden, und es können auch bspw. die beiden jeweils zusanmenwirkenden Leitungen eine gemeinsame Plati ne durchsetzen. Bei der Entlüftung einer Ausnehmung 12 mit Ein satz 14 kann es sich als zweckmäßig erweisen, mehrere Entlüf tungskanäle vorzusehen, die jeweils in höchster Lage der Aus nehmung bzw. des Innenraumes der Spannschraube münden, und es kann eine Sammel- bzw. Abscheidevorrichtung für in diese Kanäle bzw. Bohrungen gelangende Schmelze vorgesehen sein, welche zwecks Wiederverwendung aufgefangen wird. Im Luftstrom angeordnete Drosseln können die Auswirkungen von Druckstößen mindern. Auch beim Ausblasen in einer Ausnehmung und deren Einsatz verbliebener Schmelze können mehrere tiefmündende Kanäle vorgesehen sein.

Nach den Lehren der Patentansprüche wird in jedem Falle ein Schmelzefilter geschaffen, der durch große Abmessungen der zur Verfügung stehenden Filterflächen und auch durch gemeinsame Beaufschlagung jeweils zweier Einsätze einerseits lange Standzei ten sichert und andererseits einen nur geringen und relativ konstanten Druckabfall in der Schmelze verursacht. Durch Auf füllen von Schmelze vor dem Einfahren eines Einsatzes in seine wirksame Stellung, durch sogenanntes Fluten, wird das unerwünsch te Einschleppen von Luft in den Schmelzestrom ebenso vermieden, wie die Reinigung durch Abführen der Schmelze vor Erreichen der Wechselstellung erleichtert wird.

Claims

1. Schmelzefilter für die Reinigung von Kunststoffschmelzen mit einer Schwinge, mittels deren Siebelemente in einen von der Schmelze durchsetzten Kanal ein- und ausschwenkbar sind und in einer Entnahmestellung gegen neue oder gereinigte Filter flächen aufweisende Siebelemente austauschbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebelemente jeweils als eine Einheit bildende Einsätze (14) ausgebildet sind, die eine Anzahl übereinander angeordneter und parallel zueinander betriebener Filterzel len (16) aufweist.

2. Schmelzefilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzellen (16) durch jeweils zwei ringförmige Filterscheiben (17) gebildet sind, deren innere Zonen mit einem zwischengefügten, radiale Durchtrittsöffnungen (Boh rungen 19) aufweisenden Ring (18), und deren äußere Randzo nen miteinander verbunden sind.

3. Schmelzefilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Randzonen der Filterscheiben (17) direkt durch Kleben, Schweißen oder dergleichen miteinander ver bunden sind.

4. Schmelzefilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Randzonen der Filterscheiben (17) aus den Ebenen der Scheiben aufeinander zu abgebogen sind.

5. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Randzonen der Filterscheiben (17) der Fil terzellen (16) über einen zwischengefügten Ring (20) mitein ander verbunden sind.

6. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben (17) mehrschichtig aufgebaut sind und mindestens eine Filter- sowie eine diese tragende Stütz schicht aufweisen.

7. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzellen (16) auf den Schaft einer Rohrschraube aufgebracht sind, der mit radialen Bohrungen (21) ausgestat tet ist, welche mit Bohrungen (19) der Ringe (18) koinzidie ren.

8. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen (19, 21) der Ringe (18) und des rohrförmigen Schaftes der Rohrschrauben (15) als sich quer zu deren Mantellinien erstreckende Langlöcher ausgebildet sind.

9. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Rohrschraube (15) die Filterzellen (16) mit geringem Abstande übergreift.

10. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (18) durch zusätzliche, zwischengefügte Ringe oder durch einen mindestens einseitigen buchsenartigen Ansatz auf Distanz gehalten werden.

11. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Einsätze (14) in Arbeitsstellung vor dem Schmelzekanal (10) stehen.

12. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (11) in Umfangsrichtung des Schwenk weges der Schwinge bzw. Siebscheibe (8) durch eine Fließ rinne (31) erweitert ist.

13. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge als sich über 360° erstreckende Siebscheibe (8) ausgeführt ist.

14. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung des Schwenkweges der Schwinge bzw. der Drehrichtung der Siebscheibe (8) der Arbeitsstellung der Einsätze (14) eine Füll- und Entlüftungsstation vorgeordnet sowie eine Entlastungs- und Belüftungsstation nachgeordnet sind.

15. Schmelzefilter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstation eine Schmelzezuleitung sowie mindestens eine Entlüftungsbohrung (33) bzw. -leitung aufweist.

16. Schmelzefilter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsstation eine vorzugsweise mit Druckluft gespeiste Belüftungsleitung (32) sowie mindestens einen Schmelzeablauf aufweist.

17. Schmelzefilter nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Entlüftungsleitungen und/oder Schmelzeabläufe Drossel strecken zum Entweichen von Druckluft aufweisen.