DE4308685C2 - Trennvorrichtung zum Trennen von Materialien unterschiedlicher Konsistenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Ma­ terialien unterschiedlicher Konsistenz, insbesondere zum Trennen von Thermoplastkunststoff-Feststoff-Gemischen oder Gemischen aus unterschiedlich schmelzbaren Kunststoffen.

Bei einer Vielzahl von Herstellungsprozessen fallen große Mengen Abfallmaterial aus thermoplastischem Kunststoff an. Kunststoffabfälle, beispielsweise aus der Verpackungsindu­ strie oder der Kabelindustrie, sind jedoch vielfach durch Metallabfälle, wie z. B. Metallfolien oder Drahtabfälle, verunreinigt. Um den durch Erwärmen plastifizierbaren, thermoplastischen Kunststoff wieder verwenden zu können, müssen die Verunreinigungen abgetrennt werden. Aus der EP 0 078 064 A1 ist eine Trennvorrichtung bekannt, die das zu reinigende thermoplastische Kunststoffmaterial plastifi­ ziert und durch einen als Rohr ausgebildeten, mit radialen Filterlöchern versehenen Filterkörper drückt. In dem Filterkörper rotiert eine Schaberwelle mit mehreren federnd gegen den Innenmantel des Filterkörpers gespannten Schabern die den Filterkörper kontinuierlich reinigen. Während das Abfallmaterial über einen Auslaß mit Rückstaueigenschaften aus dem Inneren des Filterkörpers abgeführt wird, wird das gereinigte Kunststoffmaterial an der Außenseite des Filter­ körpers abgeführt.

Der Durchmesser der Filterlöcher muß, wenn eine hinreichend saubere Trennung der Materialien erreicht werden soll, ver­ gleichsweise klein gewählt werden und liegt beispielsweise bei 80 bis 200 µm. Der kleine Lochdurchmesser bedingt ande­ rerseits hohe Arbeitsdrücke, die zum Beulen des auf seiner Außenseite mit Abführkanälen versehenen und damit nur be­ reichsweise abgestützten Filterkörpers führen. Bei der be­ kannten Trennvorrichtung hat deshalb der Filterkörper im Bereich seiner Filterlöcher nur eine Wandstärke von maximal dem 10-fachen des Lochdurchmessers, um die Drosselwirkung der Filterlöcher zu begrenzen. Da jedoch die geringe Wand­ stärke des Filterkörpers im Bereich seiner Filterlöcher den Preßdruck ohne Deformation nicht aushalten würde, wird in der EP 78 064 A1 vorgeschlagen, die Filterlöcher am Boden von beispielsweise ring- oder schraubenwendelförmig den Filterkörper umgebenden Vertiefungen im Außenmantel des Filterkörpers vorzusehen. Der Filterkörper erhält auf diese Weise integral angeformte Erhebungen, über die er sich am Gehäuse der Trennvorrichtung abstützen kann und die zur Aussteifung der vergleichsweise dünnen Böden der Vertiefun­ gen mit beitragen.

Wenngleich die bekannte Trennvorrichtung in der Regel zu­ friedenstellend arbeitet, kann es aufgrund der Doppelbela­ stung des Filterkörpers durch die Schaber einerseits und durch den Druck des Kunststoffmaterials andererseits im Einzelfall zu erhöhtem Verschleiß kommen.

Aus der EP 144 495 A1 ist eine weitere Trennvorrichtung bekannt, die die Belastung ihres rohrförmigen und ebenfalls mit ra­ dialen Filteröffnungen versehenen Filterkörpers dadurch zu verringern versucht, daß anstelle von Schabern, die am In­ nenmantel des Filterkörpers anliegen, im Inneren des Fil­ terkörpers eine hohle und mit radialen Ausgleichsbohrungen versehene Förderschnecke angeordnet ist, die jedoch nicht am Filterkörper streift, sondern lediglich örtliche Druck­ spitzen in dem plastifizierten Kunststoffmaterial abbaut. Auch bei dieser Trennvorrichtung beträgt die Länge der Fil­ terlöcher maximal das 10-fache ihres Durchmessers, wobei jedoch die Filterlöcher sich konisch nach außen hin erwei­ tern. Werden sehr kleine Lochdurchmesser angestrebt, so würde dies sehr geringe Wandstärken des Filterkörpers be­ dingen, mit der Folge nur begrenzter mechanischer Festig­ keit des Filterkörpers.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Trennvorrichtung zu schaffen, deren Filterkörper bei vergleichsweise kleinem Lochdurchmesser seiner Filterlöcher hohe mechanische Fe­ stigkeit hat.

Die Erfindung geht von einer Trennvorrichtung aus, die fol­ gende Merkmale umfaßt:
ein Gehäuse,
einen in einer angenähert zylindrischen Kammer des Gehäuses angeordneten hohlzylindrischen Filterkörper aus einem rohr­ förmigen Materialstück mit den Filterkörper radial durch­ dringenden Filterlöchern, eine in dem Gehäuse gelagerte, gleichachsig zum Filterkörper drehend angetriebene Scha­ berwelle, welche den Filterkörper unter Bildung eines Ring­ raums axial durchsetzt und an ihrem Mantel wenigstens einen zum Filterkörper radial vorstehenden, federnd an dem Fil­ terkörper anliegenden Schaber trägt,
eine das Materialgemisch unter Druck in den Ringraum ein­ führende Fördereinrichtung,
den Filterkörper umschließende Stützmittel, die den Filter­ körper über Stützrippen radial abstützen und die eine Viel­ zahl über den Umfang des Filterkörpers verteilte, angenä­ hert axial verlaufende, erste Kanalabschnitte sowie zwi­ schen den Stützrippen gelegene, quer zu den ersten Kanalab­ schnitten verlaufende, zweite Kanalabschnitte bilden, wobei die ersten Kanalabschnitte in einem Stützrohr vorgesehen sind, in welchem der Filterkörper koaxial sitzt,
einen über die ersten und die zweiten Kanalabschnitte mit der Außenseite des Filterkörpers verbundenen, ersten Mate­ rialauslaß, und
einen mit der Innenseite des Filterkörpers verbundenen zweiten Materialauslaß mit Rückstaueigenschaft.

Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht demgegenüber darin, daß das Stützrohr auf seiner Innenseite quer zu den ersten Kanalabschnitten verlaufende und diese unter Bildung radialer Durchlaßöffnungen schneidende Nutabschnitte auf­ weist, die zusammen mit dem Filterkörper die zweiten Kanal­ abschnitte bilden und daß sich die Filterlöcher vom Inneren des Filterkörpers her nach außen erweitern.

Es hat sich gezeigt, daß die Wandstärke des Filterkörper­ rohrs beträchtlich über bisherige Bemessungsbegrenzungen hinaus erhöht werden kann, beispielsweise auf das 15- bis 30fache eines Lochdurchmessers von 130 bis 200 µm, wenn die Löcher nur an ihrem radial inneren Ende den gewünschten kleinen Lochdurchmesser haben, sich zu ihrem radial äußeren Ende hin jedoch erweitern. Auf diese Weise können Filter­ körperrohre mit einer Wandstärke von 3 bis 6 mm verwendet werden, die auch höheren Drücken ohne zu beulen widerste­ hen. Die Filterkörper lassen sich einfach herstellen, da sie sowohl innen als auch außen glattwandig kreiszylin­ drisch sind.

Die Abstützung des Filterkörpers übernimmt das vorzugsweise als integraler Körper ausgebildete Stützrohr, das die ra­ dialen Druckkräfte des Filterkörpers über seine die inneren Nutabschnitte begrenzenden, vom Innenmantel des Stützrohrs abstehenden Stützrippen aufnimmt. Das Stützrohr kann sei­ nerseits in der Kammer des Gehäuses radial abgestützt sein, wobei es in diesem Zusammenhang vorteilhaft ist auf der Außenseite des Stützrohrs eine Vielzahl im wesentlichen axial verlaufender Nutabschnitte vorzusehen, die zusammen mit der Wand der Kammer die ersten Kanalabschnitte bilden. Da die außen liegenden Nutabschnitte leicht herstellbar sind, lassen sich auf diese Weise auch axial sich erwei­ ternde Kanäle herstellen. Dies läßt sich am einfachsten durch eine konische Außenform des Stützrohrs erreichen, dem jedoch ein Innenkonus gehäuseseitig für eine gleichmäßige Übertragung von Stützkräften gegenüberliegen muß. Der In­ nenkonus könnte unmittelbar an dem Gehäuse angeformt wer­ den, was jedoch zu Problemen bei der axialen Justierung des Stützrohrs relativ zum Filterkörper führen kann. Dieses Problem kann umgangen werden, wenn das Stützrohr mit seinem konischen Außenmantel in einem Innenkonus einer von außen kreiszylindrischen Hülse sitzt, die sich ihrerseits in einer Zylinderöffnung des Gehäuses abstützt. In jedem Fall haben jedoch hierbei die inneren Nutabschnitte des Stütz­ rohrs bevorzugt gleiche Tiefe.

Alternativ können jedoch die axial verlaufenden Kanäle des Stützrohrs auch vollständig innerhalb der Wand des Stütz­ rohrs insbesondere in Form von Bohrungen verlaufen. Das sol­ chermaßen mit Bohrungen versehene Stützrohr kann seiner­ seits in der Kammer des Gehäuses abgestützt sein; es kann aber auch integraler Bestandteil des Gehäuses sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die inneren Nutab­ schnitte des Stützrohrs in Form wenigstens einer Schrauben­ wendel angeordnet. Sie verlaufen damit schräg zur Umfangs­ richtung, was den Vorteil hat, daß die am Innenumfang des Filterkörpers kreisenden Schaber über ihre gesamte axiale Erstreckung gleichförmig belastet werden und dementspre­ chend auch den Innenmantel des Filterkörpers gleichförmig abnutzen.

Um die Auflagefläche der zwischen den radial inneren Nutab­ schnitten verbleibenden Stützrippen des Stützrohrs am Fil­ terkörper so gering wie möglich zu halten, haben zumindest die inneren Nutabschnitte des Stützrohrs einen vom Nutboden weg sich erweiternden Trapezquerschnitt. Eine ähnliche Formgestaltung kann auch für die äußeren Nutabschnitte vor­ gesehen sein, ohne daß der die inneren und äußeren Rippen verbindende Querschnitt des Stützrohrs allzu sehr ge­ schwächt würde. Zweckmäßigerweise ist die mittlere Breite der inneren und/oder der äußeren Nutabschnitte größer als der mittlere Abstand benachbarter Nuten, um den durchström­ baren Querschnitt möglichst groß bei hinreichender Festig­ keit machen zu können.

Der Filterkörper wird zweckmäßigerweise auf seiner gesamten Mantelfläche, ggf. bis auf seine axialen Endbereiche, gleichmäßig mit Filterlöchern versehen. Bevorzugt sind die Filterlöcher in einem äquidistanten Raster mit einem Lochabstand angeordnet, der kleiner ist als die mittlere Breite der inneren Nutabschnitte. Auf diese Weise verblei­ ben im Überlappungsbereich von Filterkörper und inneren Nutabschnitten eine ausreichend hohe Anzahl Filterlöcher, ohne daß das Muster der Filterlöcher bei der Herstellung des Filterkörpers dem Verlauf der inneren Nutabschnitte speziell angepaßt werden müßte. Die inneren Nutabschnitte verlaufen hierbei bevorzugt quer zu beiden Rasterrichtungen des zweidimensionalen Lochrasters.

Die an dem Innenmantel des Filterkörpers federnd angepreß­ ten Schaber üben im Betrieb ein Drehmoment auf den Filter­ körper aus. Das Drehmoment läßt sich konstruktiv einfach auf das Gehäuse übertragen, wenn der Filterkörper an einem Ende, insbesondere am Materialzuführende, einen radial nach außen abstehenden Flansch aufweist, mit dem er verdrehfest am Gehäuse fixiert ist. Die Fixierung kann beispielsweise durch Einspannen im Klemmsitz erfolgen, wobei die Klemm­ kräfte über das an dem Flansch anliegende Stützrohr über­ tragen werden können.

Bei der aus der EP 0 078 064 A1 bekannten Trennvorrichtung sind die Filterlöcher am Boden von den rohrförmigen Filter­ körper in Umfangsrichtung, beispielsweise schraubenwendel­ förmig umschließenden Nuten im Außenmantel des Filterkör­ pers vorgesehen. Die Nuten bilden damit Stützrippen, über die sich der Filterkörper am Innenmantel eines umschließen­ den Gehäuserohrs abstützt. Bei der bekannten Trennvorrich­ tung sind die das gereinigte Kunststoffmaterial abführenden axialen Kanäle als axiale Nuten in dem Gehäuserohr ausge­ bildet. Diese axialen Kanäle müssen für Trennvorrichtungen größerer Leistung einen vergleichsweise großen Querschnitt haben, der sich aber mit den bekannten Konstruktionen nicht realisieren läßt, da das Gehäuserohr den vergleichsweise dünnwandigen Filterkörper radial stützen muß.

Unter einem zweiten Aspekt ist es deshalb auch Aufgabe der Er­ findung eine Trennvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt auch bei hoher Trennleistung den Filterkörper hinreichend radial zu stützen.

Unter dem zweiten Aspekt geht die Erfindung wiederum von einer Trennvorrichtung der vorstehend bereits erläuterten Art aus, bei welcher jedoch die Stützrippen, die die zwei­ ten Kanalabschnitte bilden, einstückig an dem Filterkörper angeformt sind. Die vorstehend genannte Verbesserung wird dadurch erreicht, daß die ersten Kanalabschnitte durch im wesentlichen axiale, in der Wand des Stützrohrs verlaufende Bohrungen gebildet sind, von denen jede durch einen längs der Bohrung sich erstreckenden Schlitz mit der Innenseite des Stützrohrs verbunden ist und daß der Durchmesser jeder Bohrung größer als die Breite des zugehörigen Schlitzes ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß das Stützrohr großflä­ chig an den quer zu den Schlitzen verlaufenden Stützrippen des Filterkörpers anliegt. Die Schlitze können verhältnis­ mäßig schmal gehalten werden, da sie aufgrund ihrer gerin­ gen Tiefe den Abfluß des durch den Filterkörper tretenden Materials nur wenig behindern. Die Schlitztiefe ist in je­ dem Fall kleiner als der Durchmesser der Bohrungen, die aufgrund ihrer Größe für einen weitgehend ungehinderten Ab­ fluß des Materials sorgen.

Auch unter dem zweiten Aspekt ist zweckmäßigerweise vorge­ sehen, daß sich die Filterlöcher vom Inneren des Filterkör­ pers her nach außen insbesondere konisch oder stufenförmig erweitern, um die Drosselwirkung der Filterlöcher möglichst gering zu halten. Auch hier sind die zweiten Kanalab­ schnitte bevorzugt in Form wenigstens einer Schraubenwendel angeordnet. Es versteht sich, daß das Stützrohr auch unter dem zweiten Aspekt der Erfindung in der Kammer des Gehäuses radial abgestützt sein kann oder aber einen integralen Be­ standteil des Gehäuses bilden kann.

Die Trennleistung der Vorrichtung wird u. a. durch die Ober­ flächengröße des Filterkörpers bestimmt. Da der Durchmesser des Filterkörpers aus Festigkeitsgründen nicht beliebig vergrößert werden kann, sind Filterkörper hoher Trennlei­ stung in axialer Richtung vergleichsweise lang. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist deshalb vorgesehen, daß sich die axial verlaufenden Bohrungen zum ersten Materialauslaß hin beispielsweise konisch erweitern.

Konische Bohrungen bedingen jedoch einen vergleichsweise großen Herstellungsaufwand, insbesondere wenn es sich um längere Bohrungen handelt. Bei einer bevorzugten Ausgestal­ tung, die für beide Aspekte der Erfindung von Bedeutung ist, ist vorgesehen, daß das Stützrohr aus mehreren gleich­ achsig hintereinander angeordneten, voneinander separierba­ ren Rohrabschnitten mit gleichem Innendurchmesser zusammen­ gesetzt ist und daß sich die ersten Kanalabschnitte durch die Rohrabschnitte hindurch erstrecken und in den einzelnen Rohrabschnitten eine längs des Rohrabschnitts im wesentli­ chen gleichbleibende, von Rohrabschnitt zu Rohrabschnitt zum ersten Materialauslaß hin jedoch zunehmende Quer­ schnittsfläche haben. Die einzelnen Rohrabschnitte lassen sich damit einfacher als bisher herstellen und zwar selbst dann, wenn die ersten Kanalabschnitte lediglich durch Nuten im Außenmantel des Stützrohrs gebildet sind, da dann die Nuten des Rohrabschnitts konstante Tiefe bei gleichbleiben­ dem Außendurchmesser des Rohrabschnitts haben können. So­ weit die ersten Kanalabschnitte durch Bohrungen gebildet werden, können die Bohrungen zylindrisch sein; es genügt, wenn der Durchmesser von Rohrabschnitt zu Rohrabschnitt zum ersten Materialauslaß hin zunimmt. Die Bohrungen benachbar­ ter Rohrabschnitte sind bevorzugt gegeneinander radial ver­ setzt und haben im wesentlichen gleichen lichten Abstand vom Zentrum des Stützrohrs. Auf diese Weise haben die längs des Stützrohrs über die Rohrabschnitte hinweg sich er­ streckenden Schlitze im wesentlichen gleiche Tiefe.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung nä­ her erläutert werden. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen teilweisen, schematischen Axiallängsschnitt durch eine Trennvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Axialquerschnitt durch die Trennvorrichtung, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine aufgebrochene Teilansicht der Vorrichtung, ge­ sehen entlang einer Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Detailschnitt durch einen Filterkörper der Vorrichtung;

Fig. 5 einen Detailschnitt durch eine Variante des Filter­ körpers;

Fig. 6 einen teilweisen, schematischen Axiallängsschnitt durch eine Variante der Trennvorrichtung aus Fig. 1, gesehen entlang einer Linie VI-VI in Fig. 7;

Fig. 7 einen teilweisen Axialquerschnitt durch die Trenn­ vorrichtung, gesehen entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen teilweisen, schematischen Axiallängsschnitt durch eine zweite Variante der Trennvorrichtung nach Fig. 1, gesehen entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 9;

Fig. 9 einen teilweisen Axialquerschnitt durch die Trenn­ vorrichtung, gesehen entlang einer Linie IX-IX in Fig. 8 und

Fig. 10 einen teilweisen, schematischen Axiallängsschnitt durch eine dritte Variante einer Trennvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Trennvorrichtung zur Wiederaufbereitung von Gemischen aus thermoplastischen Kunststoff- und Mate­ rialabfällen mit höherem Schmelzpunkt, insbesondere Me­ tallabfällen, insbesondere Kupfer- oder Aluminiumabfällen, wie sie z. B. in der Verpackungs- und Kabelindustrie anfal­ len. An einer Gehäusebasis 1 ist ein allgemein mit 3 be­ zeichneter Filterkopf befestigt, der in einer hohlzylindri­ schen Kammer 5 eines Gehäuserohrs 7 einen rohrförmigen, hohlzylindrischen Filterkörper 9 enthält. Der Filterkörper 9 sitzt in einem nachfolgend noch näher erläuterten Stütz­ rohr 11, das sich seinerseits über eine Hülse 13 am Innen­ mantel 5 des Gehäuserohrs 7 abstützt. In dem mit einer Vielzahl radialer Filterlöcher 15 versehenen Filterkörper 9 ist gleichachsig zu dem Filterkörper 9 eine um ihre Achse 17 rotierend angetriebene Schaberwelle 19 angeordnet, die an ihrem Umfang mehrere, schräg zur Achsrichtung verlau­ fende und sich zu einer Schneckenwendel ergänzende Schaber 21 trägt. Die Schaber 21 sind an der Schaberwelle 19 radial beweglich geführt und werden von Federn 23 gegen den Innen­ mantel des Filterkörpers 9 vorgespannt.

Das zu reinigende thermoplastische Kunststoffmaterial wird in plastifizierter Form unter Druck in einen zwischen der Schaberwelle 19 und dem Filterkörper 9 verbliebenen Ring­ raum 25 kontinuierlich eingeführt. Das plastifizierte Kunststoffmaterial wird hierbei durch die Filterlöcher 15 des Filterkörpers 9 nach radial außen gepreßt, wo es über schraubenlinienförmige, den Filterkörper 9 umschließende innere Nuten 27 des Stützrohrs 11 und axial verlaufende Nu­ ten 29 des Stützrohrs 11 zu einem Materialauslaß 31 fließen kann. Das von dem Filterkörper 9 zurückgehaltene Abfallma­ terial wird von den Schabern 21 abgestreift und durch die Rotation der Schaberwelle 19 zu einem dem Einlaßende axial gegenüberliegenden zweiten Materialauslaß 33 längs des Filter­ körpers 9 transportiert. Der Materialauslaß 33 hat einen verengten Querschnitt und damit Rückstaueigenschaften, die es erlauben, in dem Filterkörper 9 einen erhöhten Material­ druck aufzubauen.

Der Filterkörper 9 hat einen, bis auf seine Filteröffnungen 15, glattflächig kreiszylindrischen Innenmantel 35, an wel­ chem die Schaber 21 entlangstreifen und einem ebenfalls glattflächig kreiszylindrischen Außenmantel 37, an dem schraubenlinienförmig verlaufende, die inneren Nuten 27 zwischen sich begrenzende Rippen 39 anliegen. Die Rippen 39 sind in Form einer mehrgängigen Wendel angeordnet; es kann jedoch auch eine lediglich eingängige Wendel vorgesehen sein. Wie am besten die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die axial verlaufenden äußeren Nuten 29 durch axial verlaufende Rip­ pen 41 begrenzt. Die Summe der Nuttiefen der inneren und äußeren Nuten 27, 29 ist an jeder Stelle des Stützrohrs 13 größer als dessen Wandstärke, so daß die inneren und äuße­ ren Nuten 27, 29 zwischen den Rippen 39 und 41 unter Bil­ dung von radialen Durchlässen 43 ineinander übergehen. Die Rippen 39, 41 haben, ebenso wie die Nuten 27, 29, Trapez­ querschnitt und verjüngen sich nach radial innen bzw. ra­ dial außen, während sich die Nuten nach radial innen bzw. radial außen erweitern. Auf diese Weise wird eine besonders geringe Auflagefläche der inneren Rippen 39 am Filterkörper 9 erreicht bei optimalem Strömungsquerschnitt für das gereinigte Kunststoffmaterial.

Da die inneren Nuten 27 und damit die inneren Rippen 39 aufgrund der Schraubenlinienform schräg zur Umfangsrichtung und damit der bei 45 in Fig. 3 angedeuteten Bewegungsrich­ tung der Schaber 21 verlaufen, verändern sich die momen­ tanen Stützbereiche der Rippen 39, die die Reaktionskräfte der Schaber 21 aufnehmen, im Verlauf der Schaberbewegung längs deren gesamter Abmessung. Nicht nur die Schaber 21, sondern auch der Innenmantel 35 des Filterkörpers 9 wird damit gleichmäßig abgenutzt.

Die Filterlöcher 15 sind, wie am besten Fig. 3 zeigt, in einem zweidimensionalen, äquidistanten Raster angeordnet, bei welchem beide Rasterrichtungen, die hier in axialer Richtung und in Umfangsrichtung des Filterkörpers 9 verlau­ fen, quer zur Richtung der inneren Nuten 27 verlaufen. Auf diese Weise wird eine optimale Überdeckung der Filterlöcher 15 durch die inneren Nuten 27 erreicht. Fig. 3 zeigt fer­ ner, daß jede innere Nut 27 mehrere Filterlöcher innerhalb ihrer Nutbreite enthält.

Wie Fig. 4 zeigt, erweitern sich die Filterlöcher 15 vom Innenmantel 35 zum Außenmantel 37 hin konisch. Die Filter­ löcher 15, die im Bereich des Innenmantels 35 einen Loch­ durchmesser zwischen 130 und 200 µm haben, erlauben auf diese Weise eine Wandstärke des rohrförmigen Filterkörpers 9 zwischen 3 und 6 mm, was in Verbindung mit dem vorstehend erläuterten, die Rippen 39, 41 integral miteinander verbin­ denden Stützrohr 11 eine mechanisch stabile Filterkonstruk­ tion erlaubt, die trotz hohem Materialdruck und hoher An­ preßkräfte der Schaber 21 nicht zum Verbeulen des Filter­ körpers 9 neigt.

Die äußeren Nuten 29 erweitern sich zum Auslaß 31 hin in axialer Richtung. Das Stützrohr 11 ist hierzu an seinem Außenmantel konisch und sitzt in einem Innenkonus der Hülse 13. Die Verwendung der innen konischen Hülse 13 vereinfacht die Herstellung des Trennkopfes 3 und erlaubt die axiale Justierung des Stützrohrs 11 relativ zum Filterkörper 9.

An seinem einlaßseitigen Ende trägt der Filterkörper 9 einen radial nach außen abstehenden Flansch 47 (Fig. 1), über den der Filterkörper 9 drehfest an der Gehäusebasis 1 fixiert ist. Auf diese Weise kann ein von den Schabern 21 in den Filterkörper 9 eingeleitetes Drehmoment an der Ge­ häusebasis 1 abgestützt werden. Die Fixierung erfolgt zweckmäßigerweise im Klemmsitz, wobei der Flansch 47 zwi­ schen der Gehäusebasis 1 und dem benachbarten Stirnende des Stützrohrs 11 axial eingeklemmt wird. Die Spannkräfte er­ zeugt ein auf das andere Ende des Stützrohrs 11 wirkender Spannring 49, der über bei 51 angedeutete Spannelemente mit der Gehäusebasis 1 verspannt ist. Die Fixierungsmittel der Hülse 13 sind nicht näher dargestellt.

Im folgenden werden Varianten der vorstehend erläuterten Trennvorrichtung beschrieben. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 4 und zur Un­ terscheidung mit einem Buchstaben versehen. Soweit Abände­ rungen dieser Varianten erläutert werden, werden auch hier die bereits benutzten Bezugszahlen verwendet und zur Unter­ scheidung mit einem Buchstaben versehen. Zur Erläuterung wird auf die jeweils vorangegangene Beschreibung Bezug ge­ nommen.

Fig. 5 zeigt eine Variante eines Filterkörpers 9a, der sich von dem vorstehend erläuterten Filterköper 9 lediglich durch die Form seiner Filterlöcher 15a unterscheidet. Die Filterlöcher sind als Stufenlöcher ausgebildet und haben zum Inneren des Filterkörpers hin einen sich stufenförmig verengenden Lochquerschnitt.

In beiden Varianten hat der Filterkörper eine Wandstärke zwischen 3 bis 6 mm, während die Filterlöcher an ihrer eng­ sten Stelle einen Lochquerschnitt von etwa 130 bis 200 µm haben.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Variante der Trennvorrich­ tung, bei der das Stützrohr 11b einen geschlossenen, zylin­ drischen Außenmantel hat und unmittelbar am gleichfalls zy­ lindrischen Innenmantel 5b des Gehäuserohrs 7b anliegt. In der Wand des Stützrohrs 11b erstreckt sich, in Umfangsrich­ tung verteilt, eine Vielzahl axialer Bohrungen 53, die von schraubenwendelförmigen Nuten 27b, die in den Innenmantel des Stützrohrs 11b geschnitten sind, unter Bildung von Durchlässen 43b angeschnitten sind. Die Nuten 27b, die durch Rippen 39b seitlich begrenzt sind, haben eine radiale Tiefe die kleiner ist als der Durchmesser der Bohrungen 53. An den Rippen 39b stützt sich der wiederum glattflächige, kreiszylindrische Filterkörper 9b ab, dessen Filterlöcher 15b sich wie vorstehend anhand der Fig. 4 und 5 erläu­ tert nach radial außen hin erweitern. Der Durchmesser der Bohrungen 53 kann vergleichsweise groß bemessen werden, ohne die mechanische Festigkeit des Filterkörpers 9b zu be­ einträchtigen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Trennvorrichtung, die sich von den vorstehend erläuterten Trennvorrichtungen dadurch unterscheidet, daß die den Filterkörper 9c am Stützrohr 11c abstützenden Rippen 39c integral an dem Trennkörper 9c an­ geformt sind. Die Rippen 39c verlaufen wiederum im wesent­ lichen in Umfangsrichtung und vorzugsweise schraubenwendel­ förmig um den ansonsten rohrförmigen Filterkörper 9c herum und begrenzen zwischen sich gleichfalls etwa in Umfangs­ richtung verlaufende Nuten 27c. Das Stützrohr 11c enthält in seiner Wand in Umfangsrichtung verteilt eine Vielzahl axialer Bohrungen 53c, die nach radial innen hin in axial verlaufende, zum Innenmantel des Stützrohrs 11c sich öff­ nende Schlitze 55 übergehen. Die Schlitze, die sich im we­ sentlichen über die gesamte Länge der Bohrungen 53c er­ strecken haben in Umfangsrichtung eine Breite und in radi­ aler Richtung eine Tiefe, die kleiner ist als der Durchmes­ ser der Bohrungen 53c. Damit verbleiben zwischen in Um­ fangsrichtung benachbarten Schlitzen 55 vergleichsweise breite Fußbereiche 57 für die radiale Abstützung der Rippen 39c des Filterkörpers 9c. Das Stützrohr 11c hat einen glattflächigen, zylindrischen Außenmantel, mit dem es sei­ nerseits am Innenmantel 5c des Gehäuserohrs 7c abgestützt ist. Auch in dieser Ausführungsform haben die bei 15c ange­ deuteten Filterlöcher des Filterkörpers 9c zweckmäßiger­ weise eine nach radial außen hin sich erweiternde Form.

Die Bohrungen 53 bzw. 53c können konisch sich erweiternden Querschnitt haben. Da ein solcher Querschnitt erhöhten Her­ stellungsaufwand erfordert, ist in der in Fig. 10 darge­ stellten Variante vorgesehen, daß zumindest das Stützrohr 11d aus mehreren axial aneinander anschließenden Rohrab­ schnitten 59 besteht, von denen jedes für sich genommen axial gleichbleibende Querschnittsgestaltung hat, während der Durchmesser der Bohrungen 53d in Materialabflußrichtung 61 von Abschnitt zu Abschnitt zunimmt. Die Rohrabschnitte 59 haben gleichen Innendurchmesser und gleichen Außendurch­ messer, während der lichte Abstand der Bohrungen 53d vom Zentrum 63 jedes Rohrabschnitts gleich bleibt. Auf diese Weise ist der radiale Abstand jeder Bohrung 53d vom Innen­ mantel des Stützrohrs 11d gleich für jeden Rohrabschnitt 59. Die Rohrabschnitte 59 sitzen gemeinsam in einen Gehäu­ serohr 7d und stützen gemeinsam einen axial durchgehenden Filterkörper 9d. Die radiale Abstützung des Filterkörpers 9d an den Rohrabschnitten 59 kann in der anhand der Fig. 6 bis 9 erläuterten Weise erfolgen.

Es versteht sich, daß gegebenenfalls auch das Gehäuserohr 7d und der Filterkörper 9d entsprechend den Rohrabschnitten 59 axial geteilt sein kann. Bei sämtlichen der vorstehend anhand der Fig. 6 bis 10 erläuterten Varianten kann das Stützrohr gegebenenfalls integraler Bestandteil des Gehäuse­ rohrs sein.

Es versteht sich ferner, daß auch die Varianten der Fig. 6 bis 10 eine Schaberwelle der anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterten Art umfassen und daß gegebenenfalls auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ein in Abschnitte und mit axialen Umfangsnuten unterschiedlicher Tiefe von Abschnitt zu Abschnitt unterteiltes Stützrohr eingesetzt sein kann.

Claims (20)

1. Trennvorrichtung zum Trennen von Materialien unter­ schiedlicher Konsistenz, insbesondere zum Trennen von Thermoplastkunststoff-Feststoff-Gemischen oder Gemi­ schen aus unterschiedlich schmelzbaren Kunststoffen, umfassend:

• - ein Gehäuse (1, 7),
• - einen in einer angenähert zylindrischen Kammer (5) des Gehäuses (1, 7) angeordneten hohlzylindrischen Filterkörper (9) aus einem rohrförmigen Materialstück mit den Filterkörper (9) radial durchdringenden Fil­ terlöchern (15),
• - eine in dem Gehäuse (1, 7) gelagerte, gleichachsig zum Filterkörper (9) drehend angetriebene Scha­ berwelle (19), welche den Filterkörper (9) unter Bil­ dung eines Ringraums (25) axial durchsetzt und an ihrem Mantel wenigstens einen zum Filterkörper (9) radial vorstehenden, federnd an dem Filterkörper (9) anliegenden Schaber (21) trägt,
• - eine das Materialgemisch unter Druck in den Ringraum (25) einführende Fördereinrichtung,
• - den Filterkörper (9) umschließende Stützmittel, die den Filterkörper (9) über Stützrippen (39) radial ab­ stützen und die eine Vielzahl über den Umfang des Filterkörpers (9) verteilte, angenähert axial ver­ laufende, erste Kanalabschnitte (29; 53) sowie zwi­ schen den Stützrippen (39) gelegene, quer zu den er­ sten Kanalabschnitten (29; 53) verlaufende, zweite Kanalabschnitte (27) bilden, wobei die ersten Kanal­ abschnitte (29; 53) in einem Stützrohr (11) vorgese­ hen sind, in welchem der Filterkörper (9) koaxial sitzt,
• - einen über die ersten (29; 53) und die zweiten (27) Kanalabschnitte mit der Außenseite des Filterkörpers (9) verbundenen, ersten Materialauslaß (31), und
• - einen mit der Innenseite des Filterkörpers (9) ver­ bundenen, zweiten Materialauslaß (33) mit Rückstauei­ genschaft,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß das Stützrohr (11) auf seiner Innenseite quer zu den ersten Kanalabschnitten (29) verlaufende und diese unter Bildung radialer Durchlaßöffnungen (43) schnei­ dende Nutabschnitte (27) aufweist, die zusammen mit dem Filterkörper die zweiten Kanalabschnitte bilden und daß sich die Filterlöcher (15) vom Inneren des Filterkörpers (9) her nach außen erweitern.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Filterlöcher (15) vom Inneren des Filter­ körpers (9) her konisch oder stufenförmig erweitern.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (11) seinerseits in der Kammer (5) des Gehäuses (7) radial abgestützt ist und auf seiner Außenseite eine Vielzahl im wesentlichen axial verlau­ fende Nutabschnitte (29) enthält, die zusammen mit der Wand der Kammer (5) die ersten Kanalabschnitte bilden.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (11) konische Außenform hat und in einem Innenkonus eines am Gehäuse (1, 7) gehaltenen Teils (13) sitzt.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (11) mit seinem konischen Außenman­ tel in einem Innenkonus einer außen kreiszylindrischen Hülse (13) sitzt, die sich ihrerseits in einer Zylin­ deröffnung (5) des Gehäuses (1, 7) abstützt.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kanalabschnitte durch axiale, in der Wand des Stützrohrs (11) verlaufende Bohrungen (53) gebildet sind.

7. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (11) als integraler Rohrkörper aus­ gebildet ist.

8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Nutabschnitte (27) des Stützrohrs (11) in Form wenigstens einer Schraubenwendel angeordnet sind.

9. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die inneren Nutabschnitte (27) des Stützrohrs (11), und insbesondere auch dessen äußere Nutabschnitte (29), einen vom Nutboden weg sich erwei­ ternden Trapezquerschnitt haben.

10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Breite der inneren (27) und/oder der äußeren (29) Nutabschnitte größer als der mittlere Ab­ stand benachbarter Nutabschnitte (27, 29) ist.

11. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterlöcher (15) in dem Filterkörper (9) in einem äquidistanten, zweidimensionalen Raster mit einem Lochabstand in beiden Rasterrichtungen angeord­ net sind, der kleiner ist als die mittlere Breite der inneren Nutabschnitte (27).

12. Trennvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Nutabschnitte (27) quer zu beiden Rasterrich­ tungen des zweidimensionalen Lochrasters verlaufen.

13. Trennvorrichtung zum Trennen von Materialien unter­ schiedlicher Konsistenz, insbesondere zum Trennen von Thermoplastkunststoff-Feststoff-Gemischen oder Gemi­ schen aus unterschiedlich schmelzbaren Kunststoffen, umfassend:

• - ein Gehäuse (1, 7c),
• -einen in einer angenähert zylindrischen Kammer (5c) des Gehäuses (1, 7c) angeordneten hohlzylindrischen Filterkörper (9c) aus einem rohrförmigen Material­ stück mit den Filterkörper (9c) radial durchdringen­ den Filterlöchern (15c),
• - eine in dem Gehäuse (1, 7c) gelagerte, gleichachsig zum Filterkörper (9c) drehend angetriebene Schaber­ welle (19), welche den Filterkörper (9c) unter Bil­ dung eines Ringraums (25) axial durchsetzt und an ihrem Mantel wenigstens einen zum Filterkörper (9c) radial vorstehenden, federnd an dem Filterkörper (9c) anliegenden Schaber (21) trägt,
• - eine das Materialgemisch unter Druck in den Ringraum (25) einführende Fördereinrichtung,
• - den Filterkörper (9c) umschließende Stützmittel (11c), die den Filterkörper (9c) über Stützrippen (39c) radial abstützen und die eine Vielzahl über den Umfang des Filterkörpers (9c) verteilte, angenähert axial verlaufende, erste Kanalabschnitte (53c) sowie zwischen den Stützrippen (39c) gelegene, quer zu den ersten Kanalabschnitten (53c) verlaufende zweite Ka­ nalabschnitte (27c) bilden, wobei die Stützrippen (39c) einstückig an dem Filterkörper (9c) angeformt sind und die ersten Kanalabschnitte (53c) in einem Stützrohr (11c) vorgesehen sind, in welchem der Fil­ terkörper (9c) koaxial sitzt,
• - einen über die ersten (53c) und die zweiten (27c) Ka­ nalabschnitte mit der Außenseite des Filterkörpers (9c) verbundenen, ersten Materialauslaß (31), und
• - einen mit der Innenseite des Filterkörpers (9c) ver­ bundenen, zweiten Materialauslaß (33) mit Rück­ staueigenschaft,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß die ersten Kanalabschnitte durch im wesentlichen axiale, in der Wand des Stützrohrs (11c) verlaufende Bohrungen (53c) gebildet sind, von denen jede durch einen längs der Bohrung (53c) sich erstreckenden Schlitz (55) mit der Innenseite des Stützrohrs (11c) verbunden ist und daß der Durchmesser jeder Bohrung (53c) größer als die Breite des zugehörigen Schlitzes (55) ist.

14. Trennvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Filterlöcher (15c) vom Inneren des Fil­ terkörpers (9c) her nach außen erweitern, insbesondere konisch oder stufenförmig erweitern.

15. Trennvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kanalabschnitte (27c) in Form wenig­ stens einer Schraubenwendel angeordnet sind.

16. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (11d) aus mehreren gleichachsig hin­ tereinander angeordneten, voneinander separierbaren Rohrabschnitten (59) mit gleichem Innendurchmesser zu­ sammengesetzt ist, und daß sich die ersten Kanalab­ schnitte (53d) durch die Rohrabschnitte (59) hindurch­ erstrecken und in den einzelnen Rohrabschnitten (59) eine längs des Rohrabschnitts (59) im wesentlichen gleichbleibende, von Rohrabschnitt (59) zu Rohrab­ schnitt (59) zum ersten Materialauslaß (31) hin jedoch zunehmende Querschnittsfläche haben.

17. Trennvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kanalabschnitte (53d) als Bohrungen ausgebildet sind, deren Durchmesser von Rohrabschnitt (59) zu Rohrabschnitt (59) zum ersten Materialauslaß (31) zunimmt.

18. Trennvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (53d) benachbarter Rohrabschnitte (59) gegeneinander radial versetzt sind und im wesent­ lichen gleichen lichten Abstand vom Zentrum (63) des Stützrohrs (11d) haben.

19. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (9) an einem Ende, insbesondere am Materialzuführende, einen radial nach außen abste­ henden Flansch (47) aufweist mit dem er drehfest am Gehäuse (1, 7) fixiert ist.

20. Trennvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (47) in Klemmsitz zwischen einem Ge­ häuseteil (1) und dem Stützrohr (11) eingespannt ist.