DE4426629C2 - Filter für Kunststoffschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zwischen einem Extruder und von ihm gespeisten Spritzdüsen vorsehbaren Filter für Kunststoffschmelzen mit in Ausnehmungen eines kraftbetrieben in einem Filtergehäuse verschiebbaren Siebhalters austauschbar angeordneten Siebplatten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Filter werden verbreitet benutzt. Deren Siebhalter weisen üblicherweise zwei oder eine ganze Anzahl von Ausnehmungen auf, in denen, durch Lochplatten abgestützt, Siebplatten gehalten sind, die zum Filtrieren in den Schmelzestrom gebracht werden und die nach mehr oder weniger fortgeschrittenem Zusetzen der Siebplatten durch das Filtrat aus dem Schmelzestrom heraus geschoben oder herausge­ schwenkt werden, so daß die Ausnehmung frei zugängig wird und die Siebplatte gereinigt und/oder ausgetauscht werden kann. Bewährt haben sich hierbei Filter, deren Siebhalter als Scheibe ausgebildet ist und eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweist. Allerdings ist auch der Platzbedarf dieser und anderer üblicher Filter erheblich, so daß bei einer Anordnung des Filters zwischen Extruder und von ihm gespeisten Spritzdüsen erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Ins­ besondere bei mit hohem Druck arbeitenden Spritzgießmaschinen müssen, entsprechend den hohen auftretenden Drücken, zum Aufspannen der Werkzeugteile Spannplatten erheblicher Stärke verwendet werden, um den auftretenden Belastungen gewachsen zu sein. Um nun aber die Spritzdüsen mit erträglicher Länge ausführen zu können hat man die Spannplatten mit den bzw. die Angüsse des Werkzeuges umgebenden Ausnehmungen ausgestattet und so einen Freiraum geschaffen, in den beim Einlegen der Spritzdüse gegebenenfalls auch Frontpartien des Extruders mit einzutreten vermögen. Um unzulässige Schwächungen der Spannplatten zu vermeiden, bleibt jedoch der Durchmesser eines solchen Freiraumes derart begrenzt, daß übliche Filter noch beim Aufpressen der Spritzdüse auf den Anguß außerhalb des Freiraumes und damit vor der gegebenenfalls stark auftragenden Spannplatte ver­ bleiben müssen. Das bedeutet die Notwendigkeit einer unvorteilhaft lang ausgebildeten Spritzdüse in Verbindung mit langen Wegen des Rückziehens des Extruders zum Zwecke der Inspektion, Reinigung oder dergleichen.

Die DE-AS 22 56 639 offenbart Siebbolzen, die aus einzelnen Sieb­ trägerbolzen gebildet sind, die miteinander und mit der ihnen zugeordneten Antriebsvorrichtung über Nut- und Passfederverbindungen verbunden sind. Diese Siebanordnung inklusive ihres Antriebes erstreckt sich jedoch sehr weit normal zur Strömungsrichtung des die Durchgangsbohrung durchsetzenden Kunststoffstroms. Ein Eintreten in in den Spannplatten vorgesehene Freiräume ist wegen dieser Größe nicht möglich. Die DE 29 42 849 C2 offenbart die Unterbringung einer Filtervorrichtung zwischen einem Extruder und einem eine Extruder­ bohrung aufweisenden Ansatz. Auch hier sind jedoch die Abmessungen quer zur Strömungsrichtung des Kunststoffstroms so groß, daß die Filtervorrichtung nicht in die freigelassenen Freiräume in den Spannplatten eintauchen können. Die DE-AS 11 98 537 offenbart zwar eine im wesentlichen kleiner ausgeführte Filteranordnung, die jedoch fest mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist, so daß die gesamte Einheit ebenfalls zu groß baut, um in in den Spannplatten freigelas­ sene Freiräume eintauchen zu können.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Kunststoffilter zu schaffen, der in Verbindung mit Spritzdüsen üblicher geringer und damit vorteilhafter Länge anwendbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Mit ihrer Hilfe wird ein Kunststoffilter geringer Erstreckung innerhalb von achsnormal stehenden Ebenen erreicht, so daß es möglich wird, beim Anlegen der Spritzdüse den Kunststoffilter mindestens bereichsweise mit in den Freiraum der Spannplatte ein­ zubringen, so daß die Notwendigkeit überlanger Spritzdüsen auf­ gabengemäß entfällt.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

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

Fig. 1 Ein mit einem Schmelzefilter sowie einer Spritzdüse ausgestattetes Extruderendteil mit einer von diesen durchgriffenen Spannplatte in Arbeitsstellung,

Fig. 2 die gleichen Teile nach Rückziehen in eine Zwischenposi­ tion zum Wechseln einer Siebplatte des Schmelzefilters,

Fig. 3 einen Blick auf Schmelzefilter und Spannplatte nach Ab­ nehmen des Extruderendteiles, und

Fig. 4 einen gleichartigen Blick bei einer Stellung des Schmel­ zefilters gemäß Fig. 2 mit ausgefahrenem Siebhalter.

In Fig. 1 ist geschnitten und abgebrochen eine Spannplatte 1 für ein nicht dargestelltes Werkzeug gezeigt. Das Verbindungsstück 2 des ebenfalls nicht dargestellten Extruders ist mit dem Filtergehäu­ se 3 eines Filters für Kunststoffschmelzen verbunden, dessen freies Ende mit einer Spritzdüse 4 ausgestattet ist. Das Filtergehäuse 3 weist einen normal zu seiner Achse verschiebbaren Siebhalter 5 auf, der, im Ausführungsbeispiel mit einer Ausnehmung 6 versehen ist, in die eine Lochplatte 7 eingebracht ist, auf die ein Sieb 8 aufgelegt ist. Eine solches Sieb kann aus einer, mehreren oder einer Vielzahl von Schichten bestehen, die jeweils ein Maschen­ gewebe oder eine filzartig verbundene Schicht aus bspw. Metalldraht oder Metallspänen aufweisen. Zur Durchführung des Schusses ist der Extruder mit Verbindungsstück 2, Filtergehäuse 3 und Spritzdüse 4 derartig vorgeschoben worden, daß das Mundstück der Spritzdüse 4 sich auf den Anguß der Form legt und damit der Schuß erfolgen kann. Bei diesem Vorwärtsschieben sind die Spritzdüse 4 sowie das Filter­ gehäuse 3 mit Siebhalter 5 in den durch eine Ausnehmung der Spann­ platte 1 gebildeten Freiraum 9 eingetreten, so daß mit geringer Länge der Spritzdüse das feste Auflegen auf den Anguß des Werkzeuges möglich war. Sowohl das Filtergehäuse 3 als auch der Siebhalter 5 sind mit so geringen Abmessungen ausgeführt, daß ein Einbringen in diesen Freiraum ohne unzulässige Vergrößerung desselben möglich ist.

In einem derart geringen Freiraum allerdings läßt sich die Antriebs­ vorrichtung für das Verschieben des Siebhalters 5 nicht unterbrin­ gen. Wie Fig. 3 zeigt ist jedoch ein Ende des Siebhalters 5 mit einer Kupplungsvorrichtung 10 für einen Antrieb versehen, die im Aus­ führungsbeispiel als schwalbenschwanzförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Die Antriebsvorrichtung selbst, im Ausführungsbeispiel als Druckmittelzylinder 11 ausgebildet, ist quasi stationär aufgebaut und im Ausführungsbeispiel mit der Spannplatte 1 verbunden. Die Kolbenstange 12 des Druckmittelzylinders 11 ist an ihrem freien Ende mit einem Kupplungsteil 13 ausgestattet, das als schwalbenschwanz­ förmiger Vorsprung ausgebildet und der Kupplungsvorrichtung 10 angepaßt ist.

Zum Siebwechsel werden Extruder, Verbindungsstück 2, Filtergehäuse 3 und Spritzdüse 4 vom Werkzeug abgehoben und in die in Fig. 2 dargestellte Lage verbracht. Hierbei bewegt sich die Kupplungsvor­ richtung 10 entlang der strichpunktierten Linie der Fig. 1, bis sie Kupplungsteil 13 der Kolbenstange 12 umgreift. Durch Beaufschla­ gung des Druckmittelzylinders 11 kann nunmehr die Kolbenstange 12 eingezogen werden und nimmt hierbei mittels ihres Kupplungsteiles 13 die Kupplungsvorrichtung 10 des Siebhalters 5 und damit diesen mit und zieht ihn aus seiner bspw. in Fig. 3 dargestellten Be­ triebsstellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung, in der die Ausnehmung 6 mit Lochplatte 7 und Sieb 8 freiliegen, so daß sie, wie Fig. 4 zeigt, der Ausnehmung 6 zum Austausch entnehmbar sind. Nach Einlegen einer Lochplatte 7 und eines Siebes bzw. der Schichten des Siebes kann durch entsprechende Druckbeauf­ schlagung die Kolbenstange 12 des Druckmittelzylinders 11 ausgefah­ ren werden und über Kupplungsvorrichtung 10/Kupplungsteil 13 der Siebhalter 5 in seine Arbeitsstellung gemäß Fig. 3 zurückgeschoben werden. Anschließend kann der Extruder vorgefahren werden, so daß die Mündung der Spritzdüse 4 auf den Anguß des Werkzeuges aufgelegt wird und die in Fig. 1 gezeigt Stellung erreicht wird.

Als wesentlich hat es sich hierbei gezeigt, trotz der nur mäßigen Zugängigkeit der Dichtungen eine stets sichere und zuverlässige Abdichtung des Siebhalters 5 im Filtergehäuse 3 zu erreichen, zumal oft mit extrem hohen Spritzdrucken gearbeitet wird. Hier hat es sich bewährt, Dichtungen 14 einzusetzen, die als ringförmiger Hohlkörper eines ausreichend harten Metalles ausgebildet sind, das mechanische Schäden und mechanischen Verschleiß weitgehend ausschließt, und der Hohl­ körper mit einem Medium gefüllt ist, das einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Damit wird erreicht, daß beim Einbau der noch kalten Dichtung nur mäßige Preßkräfte auftreten und den Einbau damit kaum behindern. Beim Aufheizen auf die Betriebs­ temperatur dehnt sich das Material der Dichtung thermisch, und zwar insbesondere das den Hohlraum des Dichtringes 14 füllende Medium mit hohem thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Darüber hinaus ist es möglich, den in dem füllenden Medium herrschenden Druck zusätz­ lich zu steigern und damit eine zusätzliche Dehnung des Dichtungs­ ringes 14 zu bewirken, indem bspw. eine Schraube in dieses Medium hinein geschraubt wird und damit das Medium entsprechend dem einge­ tretenen Schraubenvolumen verdrängt. Durch die zusätzliche Dehnung ergeben sich zusätzliche Auflagekräfte der aufliegenden Dichtflä­ chen.

Damit erlaubt die Erfindung ein Filtern der von Extrudern von Spritzgießmaschinen ausgestoßenen Kunststoffschmelze, ohne daß des gedrängten Aufbaus des Filters wegen besondere zusätzliche Räume zu schaffen sind, der Extruder weiter als bisher üblich vom Werkzeug abgebaut sein muß und extrem lange und damit unvorteilhafte Spritz­ düsen benötigt werden. Erreicht wird dieses durch gedrängten Aufbau des Filters selbst in Verbindung mit einer im Betriebe vollzogenen Trennung von den aufwendigen Antrieben der Siebhalter, wobei durch entsprechende Kupplungen beim Zurückziehen des Extruders mit Filter­ gehäuse in eine vorbestimmte Stellung durch selbsttätig einrückende Kupplungsteile die Antriebsvorrichtung mit dem Siebhalter 5 ver­ bunden wird, ohne daß durch die Kupplungsvorrichtungen 10, 13 ein für andere Zwecke gewünschtes weiteres Rückziehen des Extruders erschwert wird.

Insbesondere die verwendeten Kupplungen sind variierbar. So können mechanische oder elektromagnetische Kupplungen Verwendung finden. Es ist auch möglich, insbesondere bei mechanischen Kupplungen das Eingreifen nicht nur durch trichterförmige Erweiterungen bzw. keilförmige Zuspitzungen von Kupplungsteilen zu erleichtern; es kann bspw. entlang der strichpunktierten Linie der Fig. 1 ein Profilstab vorgesehen sein, der in (fast) dauerndem Eingriff mit dem zweiten Kupplungsteil steht und gegenseitige achsparallele Verschiebungen zuläßt, bei dem eine Betätigung der Antriebsvorrichtung jedoch zweckmäßig nur in vorgegebenen Stellungen des Filtergehäuses er­ folgt.

Claims (13)

1. Zwischen einem Extruder und von ihm gespeisten, durch dessen Vorschieben auf Angüsse einer Form auflegbaren Spritzdüsen angeordnet er Filter für Kunststoffschmelzen mit in Ausnehmungen eines kraftbetrieben in einem Filtergehäuse verschiebbaren Siebhalters austauschbar angeordneten Siebplatten, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filtergehäuse (3) sowie der Siebhalter (5) zum Vor­ schieben in in Spannplatten (1) vorgesehene Freiräume (9) mit geringen Abmessungen normal zur Strömungsrichtung des ihn durchsetzenden Kunststoffstromes ausgeführt sind,
daß der Siebhalter (5) einen Ansatz aufweist, der als Kupplungs­ vorrichtung (10) für den Antrieb (Druckmittelzylinder 11) des Siebhalters (5) ausgebildet ist,
daß der Antrieb (Druckmittelzylinder 11) stationär und in Strömungsrichtung zurückgesetzt vorgesehen ist und
daß die Kupplungsvorrichtung (10) des Siebhalters (5) durch axiales Rückziehen des Extruders mit Filtergehäuse (3) in Eingriff mit dem Kupplungsteil (13) der Antriebsvorrichtung (Druckmittelzylinder 11) bringbar ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (Druckmittelzylinder 11) vor der Spannplatte (1) für Werkzeugteile angeordnet ist.

3. Filter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (10) während des axialen Rückzie­ hens des Extruders das Kupplungsteil (13) der Antriebsvorrich­ tung (Druckmittelzylinder 11) zu passieren vermag.

4. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mechanisch wirksame Kupplung (10, 13).

5. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine elektromagnetisch wirksame Kupplung.

6. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (10) und das Kupplungsteil (13) hinterschnittene prismatische Körper aufweisen, die vom Gegen­ stück mindestens bereichsweise hintergriffen sind.

7. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, das die Kupplungsvorrichtung (10) oder das Kupplungsteil (13) als profilierte, mit dem Gegenstück ständig in Eingriff stehende Führungsstange ausge­ bildet ist.

8. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (10) und das Kupplungsteil (13) eine schwalbenschwanzförmige prismatische Nut aufweisen, welche ein vorstehendes schwalbenschwanzförmig-prismatisches Ende zu umgreifen vermag.

9. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebhalter (5) zwei Filter mit Sieben (8) aufnehmende Ausnehmungen (6) aufweist.

10. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebhalter (5) nur eine einen Filter (8) aufnehmende Ausnehmung (6) aufweist.

11. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebhalter (5) im Filtergehäuse (3) mittels bis zur Betriebstemperatur sich thermisch dehnender Dichtringe (14) abgedichtet ist.

12. Filter nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch als Hohlkörper ausgebildete Dichtringe (14), deren Hohlraum mit einer Substanz höheren thermischen Dehnungskoeffizienten gefüllt ist.

13. Filter nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Dichtringe (14) mit einer Stellvorrichtung für den von der füllenden Substanz eingenommenen Raum.