EP1093535B1 - Filtering device and spinning head - Google Patents
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- EP1093535B1 EP1093535B1 EP99927841A EP99927841A EP1093535B1 EP 1093535 B1 EP1093535 B1 EP 1093535B1 EP 99927841 A EP99927841 A EP 99927841A EP 99927841 A EP99927841 A EP 99927841A EP 1093535 B1 EP1093535 B1 EP 1093535B1
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- European Patent Office
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- filter element
- filter
- sealing
- distributor
- head
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
-
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/10—Filtering or de-aerating the spinning solution or melt
- D01D1/106—Filtering
Definitions
- the invention relates to a filter device for a spinning head and Spinning head for the production of plastic threads, which has a housing, in which the plastic melt before it emerges from the spinnerets under pressure flows through a filter element with a filter material that via a distribution device depending on the strength of the melt pressure experiences an axial contact force, the closing of Sealing gaps act on the sealing edges of the filter element.
- melt spinning the polymer melt must immediately before passing through the nozzle plate of a fine filtration using a sand filter, Metal powder filter or filter candles are subjected.
- EP 0 658 638 B1 it is known to melt the polymer by a plurality to run parallel arranged filter candles made of metal mesh with the Disadvantage that a uniform flow of all filter cartridges practically is excluded, with the result that individual filter cartridges are preferred soiled and all filter cartridges cleaned after a short period or must be replaced.
- a spinning head is known from DE 42 27 114, in which the stability of the ring filter element due to a radial support is increased by a distribution device, but with the result that the filter element can be flowed through very unevenly.
- the invention is based on the object, to provide an improved filter device for a spinning head, which allows an energetically favorable filtering operation, is pressure stable, a good permanent seal ensures and inexpensive in the Realization is.
- a filter device solves one of these tasks the features of claims 1 and 2.
- Another object of the invention is a spinning head of the beginning mentioned type in such a way that a particularly homogeneous plastic melt to create a multifilament synthetic thread at the outlet is present.
- a spinning head with the features solves one of these tasks according to claim 12.
- the filter element forming a support tube with a replaceable unit has wall-side fluid passages which are enclosed by the filter material is that at least at one end with its sealing edge over the Support tube protrudes axially and / or is axially set back, is a pressure-stable Formed unit that is reliable even at high melt pressures is in operation. Because the flow direction for the plastic melt over the entire length of the filter element evenly in one Direction is flowing, the flow is energetically favorable and the No artificial resistance is opposed to melt flow. By the protruding or recessed end of the filter material that the respective sealing edge forms is given the elasticity behavior the filter element a secure seal of the possible passage points guaranteed in the form of the sealing gap. Since the related Filter element can be created from standard components, especially from conventional ones Metal mesh filter materials, its manufacture is inexpensive.
- the success according to the invention can also be according to the characterizing part of claim 2 achieve that at least at one end a flat sealing edge on the filter element is present, the overall rigidity of the filter element being chosen in this way is that the sealing gaps are closed under the contact pressure.
- a dynamic sealing system is therefore dependent on the contact pressure realized for the filter device with spinning head, that with growing Pressing force increasingly seals.
- the spinning head according to the invention is particularly characterized in that the plastic melt from entry to exit evenly without different Dwell times.
- the one between the melt-permeable Support tube and the distribution head formed delivery space guaranteed the uniform flow through the filter element and unhindered removal of the filtered plastic melt to the outlet. there is a high pressure stability of the filter element through the support tube reached.
- the underside of the pressure plate is preferably at an angle from 0 ° to 40 ° towards the exit of the plastic melt in the spinning head inclined.
- the support tube is an obstacle that can safely flow into the filter material the filter material connected to a cylindrical filter jacket the ends of which are formed by the sealing surfaces of the filter element.
- the filter material on the pressure plate facing end of the filter element with its sealing edge over the support tube protrudes axially or is set back so that no stowage corner is formed.
- the elasticity of the filter jacket is not affected by the radial stability of the support tube limited.
- the filter jacket has an axial elasticity that closing the sealing gaps over the sealing edges under the axial contact pressure of the filter element dynamically supported.
- the elasticity of the filter element can still be favored and increased by the Filter element does not have end caps made of a correspondingly rigid material, but the elasticity solely by compressing the filter material and corresponding end welding is achieved.
- the spinning head 10 has a Housing 12 in the manner of a hollow cylinder with an upper inlet opening 14 for the entry of the plastic melt and with a lower outlet opening 16 for the admission of a spinneret, for the exit of the Filaments of a multifilament synthetic thread numerous nozzle holes has (not shown).
- the lower outlet opening 16 for the production of plastic filaments is the lower outlet opening 16 in the usual and therefore not shown in detail Sealed with a spinneret plate. Looking towards the The right half of the picture shows the spinning head in a starting position and the left half refers to the operating position, at the movable under the pressure and force of the plastic melt Parts of the spinning head 10 are shown in their operating position.
- the filter element in question 18 is shown in an improved representation in FIG.
- the Filter material 20 is dependent on a distribution device 22 its strength of the melt pressure an axial contact force, which under closing of sealing gaps 24 as a possible passage point for the plastic melt acts on the sealing edges 26, 28 of the filter element 18.
- the Filter element 18 has an interchangeable unit, such as it is shown in Figure 2, a support tube 30 with fluid passages 32 for the plastic melt, the simpler representation in 3, which shows the support tube 30, not all passage points 32 are shown are. However, these are assigned to each other in groups of three evenly along the outer circumference of the drum-like support tube 30 distributed.
- the filter material 20 encloses with the support tube 30 the same thing. As FIG. 2 also shows, the filter material 20 is in Looking at the figure seen at the upper end with its sealing edge 28 axially in front of the support tube 30 and axially back at the lower end.
- the filter material 20 preferably consists of a pleated filter jacket 34 made of wire mesh or a metal fiber fleece, in particular in Form of stainless steel. To connect the jacket ends, these are over a longitudinal weld (not shown) with each other to form a cylindrical hollow body connected. Instead of pleating, the Filter jacket also wound in one or more layers around the support tube 30 (not shown). In the embodiment shown there is Filter jacket 34 made of a multi-layer stainless steel mesh with a filter fineness between 5 ⁇ m to 500 ⁇ m, in particular 50 ⁇ m to 150 ⁇ m. The Filter material is also commercially available under the brand name "Chemicron" available.
- the filter jacket 34 is pleated, there is an independent sealing edge for each filter fold 26, 28 on the opposite end sides of the filter jacket 34
- a pleated configuration of the filter jacket 34 can also be used a continuous cylindrical filter jacket with a flat outer circumference consist.
- the respective filter material 20 can be made in one piece or in one piece form the filter jacket 34, the support tube 30 being more integral Is part of the entire filter element. If necessary, with a not shown embodiment, the support tube 30 is also completely eliminated and be formed exclusively by the filter element cylinder.
- the filter jacket 34 has a predeterminable elasticity, which under the axial contact force already mentioned during the filtering process, that is, in the operation of the spinning head 10, the closing of the respective sealing gaps 24 supported by the sealing edges 26, 28 of the filter element 18.
- How 2 further shows the sealing edges 26, 28 of the filter element 18 opposite the end circular planes 36 of the support tube 30 in the direction by a predeterminable angular amount, in particular by 15 ° the entry of the plastic melt into the spinning head 10 inclined. hereby arise parallel to the circular planes 36 two radial Sealing flanges 38, as in the illustration according to Figure 2 with a filter jacket 34 compressed accordingly and thus disc-shaped are. A corresponding compression occurs even if the filter jacket, as already mentioned, is hollow cylindrical. Outer peripheral side the sealing is accomplished via the sealing edges 26, 28. An effective sealing effect and sealing is achieved with the filter jacket 34 cooperating support tube 30 reached, so that a total the filter element 18 achieves the sealing effect.
- the sealing edges 26, 28 of the filter element 18 are manufactured in each case formed by a circumferential weld 40 (see Fig.2), which the front Ends completely along the pleated folds of the filter jacket 34 covered.
- the peripheral weld 40 is such by grinding or the like. reworked that the sealing edges 26,28 along a closed Circumferential curve to ensure their sealing purpose straight run.
- the distributor device 22 has a distributor head 42 with a Pressure plate 44 at its upper end.
- the distributor head 42 is inside of the housing 12 can be moved longitudinally within a cylindrical support receptacle 46 out.
- the filter element 18 includes the outer circumference of the addressed distributor head 42 and is supported with one end the bottom of the pressure plate 44 and the other end at one Projection 48 of the support receptacle 46.
- the bottom of the pressure plate 44 and the top of the projection 48 are also with a Provide angle of inclination that corresponds to the angle of inclination of the sealing edges 26 and corresponds to 28 and is preferably 15 ° with respect to the horizontal.
- a Use filter element according to Fig.2a without separate sealing ring.
- this modified embodiment of a filter element will be the same Reference numerals are used as for the filter element and previously presented this new embodiment is only explained in so far as it is differs significantly from the previous embodiment.
- the enlarged detail Y in FIG. 2a shows seen in the direction of looking at the figure, the lower sealing edge 28 opposite the support tube 30 is axially recessed.
- the filter element 18 is the sealing edge 26 arranged level, i.e. together in a horizontal plane lying with the associated free end of the support tube 30.
- the outer circumference of the filter element 18 limits with the support receptacle 46 a feed space 50 which is dimensioned volumetrically such that a possible dead space is kept low.
- the support tube 30 with the distributor head 42 delimits a delivery space 52 for the plastic melt, the delivery space 52 also consisting of individual longitudinal channels can exist, which is arranged on the outer circumference of the distributor head 42 in the longitudinal direction of which extend over the entire height of the support tube 30 can.
- the feed space 50 in the direction of looking at the Fig.1 seen tapered from top to bottom
- the widens Delivery space 52 is conical from top to bottom. It has been shown that this to optimal flow conditions when flowing through the filter element 18 leads with simultaneous reduction in dead space.
- the distributor head 42 interacts in the usual way with a control head 54, the longitudinally movable in the housing 12 along the inner wall is guided and with increasing feed movement in the direction of the distributor head 42 an edge-side seal 56 with respect to the housing 12 performs.
- the control head 54 For supplying the plastic melt to the pressure plate 44 the control head 54 has a central recess 58 and the plastic melt from there spreads itself evenly over the top of the Pressure plate 44.
- a circumferential longitudinal channel guide 60 passes from there the plastic melt into the feed space 50.
- the control head 54 is opposite the distributor head 42 via a spring-elastic spacer 62 supported in the manner of a partial segment of a plate spring. The this spacer can turn with its lower end on an edge flange of the support receptacle 46 or on the distributor head 42 for support a path limitation of the control head 54 accordingly.
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- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für einen Spinnkopf und einen Spinnkopf zur Herstellung von Kunststoffäden, der ein Gehäuse aufweist, in welchem die Kunststoffschmelze vor ihrem Austritt aus den Spinndüsen unter Druck ein Filterelement mit einem Filtermaterial durchströmt, das über eine Verteilereinrichtung in Abhängigkeit von der Stärke des Schmelzedruckes eine axiale Anpreßkraft erfährt, die unter Schließen von Dichtspalten auf die Dichtkanten des Filterelementes einwirkt.The invention relates to a filter device for a spinning head and Spinning head for the production of plastic threads, which has a housing, in which the plastic melt before it emerges from the spinnerets under pressure flows through a filter element with a filter material that via a distribution device depending on the strength of the melt pressure experiences an axial contact force, the closing of Sealing gaps act on the sealing edges of the filter element.
Beim sogenannten Schmelzspinnen muß die Polymerschmelze unmittelbar vor Durchtritt durch die Düsenplatte einer Feinstfiltration mittels Sandfilter, Metallpulverfilter oder Filterkerzen unterworfen werden. Durch die EP 0 658 638 B1 ist es bekannt, die Polymerschmelze durch eine Mehrzahl parallel angeordneter Filterkerzen aus Metallgewebe zu leiten mit dem Nachteil, daß eine gleichmäßige Anströmung sämtlicher Filterkerzen praktisch ausgeschlossen ist, mit der Folge, daß einzelne Filterkerzen bevorzugt verschmutzen und sämtliche Filterkerzen nach kurzer Laufzeit gereinigt bzw. ausgetauscht werden müssen. In so-called melt spinning, the polymer melt must immediately before passing through the nozzle plate of a fine filtration using a sand filter, Metal powder filter or filter candles are subjected. By the EP 0 658 638 B1 it is known to melt the polymer by a plurality to run parallel arranged filter candles made of metal mesh with the Disadvantage that a uniform flow of all filter cartridges practically is excluded, with the result that individual filter cartridges are preferred soiled and all filter cartridges cleaned after a short period or must be replaced.
Bei einem gattungsgemäßen Spinnkopf nach der DE 42 25 341 A1 ist zwar
bereits ein einziges Ringfilterelement vorgeschlagen worden, das eine Mischeinrichtung
im Inneren des Gehäuses umfaßt, die dazu dient, den gefilterten
Schmelzestrom unter homogener Durchmischung aus dem Filter
kommend zusammenzuführen; allein das bekannte Filterelement ist nur
wenig druckstabil und die Elastizität des eingespannten Filterelementes
reicht nicht aus, um über seine Dichtkanten eine vollständige Abdichtung
der möglichen Durchtrittsstellen in Form der Dichtspalte zu verschließen.
Um diesem Nachteil zu begegnen, ist man in der Praxis zwar schon dazu
übergegangen, das Ringfilterelement durch Tellerfilterpakete zu ersetzen;
allein durch die dadurch bedingte Umlenkung des Schmelzestromes innerhalb
des Filterelementes mit seinen Tellerfilterscheiben kommt es zu einem
ungünstigen energetischen Strömungsverhalten, was den eigentlichen Filtervorgang
für die Kunststoffschmelze behindert. Auch ist die dahingehende
Lösung teuer in ihrer Realisierung.In a generic spinning head according to
Des weiteren ist aus der DE 42 27 114 ein Spinnkopf bekannt, bei welchem
die Stabilität des Ringfilterelementes aufgrund einer radialen Abstützung
durch eine Verteilereinrichtung zwar erhöht ist, jedoch mit der Folge, daß
das Filterelement sehr ungleichmäßig durchströmbar ist.Furthermore, a spinning head is known from
Durch die US-PS'n 4,661,249 und 2,881,474 sind Filterelemente mit einem Stützrohr bekannt, das wandseitige Fluiddurchlässe aufweist, welche von einem Filtermaterial umschlossen sind. Das Filterelement ist dabei endseitig fest in Gehäuseteilen der Filtervorrichtung eingespannt, so daß dort nur eine Abdichtung im Bereich vorgebbarer Dichtungswerte erreichbar ist. Kommt es aufgrund der statischen Einspannung zu Setzungserscheinungen bei den Dichtungen, ist dies mit einem Dichtigkeitsverlust verbunden.The US-PS'n 4,661,249 and 2,881,474 filter elements with a Support tube known, the wall-side fluid passages, which of are enclosed in a filter material. The filter element is at the end firmly clamped in housing parts of the filter device, so that there is only one Sealing is achievable in the range of predefinable sealing values. If there are signs of settlement due to the static clamping with the seals, this is associated with a loss of tightness.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabezugrunde, eine verbesserte Filtervorrichtung für einen Spinnkopf zu schaffen, die einen energetisch günstigen Filtrierbetrieb erlaubt, druckstabil ist, eine gute fortwährende Abdichtung gewährleistet und kostengünstig in der Realisierung ist. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2.Starting from this prior art, the invention is based on the object, to provide an improved filter device for a spinning head, which allows an energetically favorable filtering operation, is pressure stable, a good permanent seal ensures and inexpensive in the Realization is. A filter device solves one of these tasks the features of claims 1 and 2.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spinnkopf der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, daß eine besonders homogene Kunststoffschmelze
zur Erzeugung eines multifilen synthetischen Fadens am Austritt
vorliegt. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Spinnkopf mit den Merkmalen
nach Anspruch 12.Another object of the invention is a spinning head of the beginning
mentioned type in such a way that a particularly homogeneous plastic melt
to create a multifilament synthetic thread at the outlet
is present. A spinning head with the features solves one of these tasks
according to
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 das Filterelement unter Bildung einer austauschbaren Baueinheit ein Stützrohr mit wandseitigen Fluiddurchlässen aufweist, das von dem Filtermaterial umschlossen ist, das zumindest an einem Ende mit seiner Dichtkante über das Stützrohr axial vorsteht und/oder axial zurückversetzt ist, ist eine druckstabile Baueinheit gebildet, die auch bei hohen Schmelzedrücken funktionssicher im Betrieb ist. Da die Durchströmungsrichtung für die Kunststoffschmelze über die gesamte Länge des Filterelementes gleichmäßig in einer Richtung erfolgt, ist die Durchströmung energetisch günstig und dem Schmelzedurchfluß wird kein künstlicher Widerstand entgegengesetzt. Durch das vorstehende oder zurückversetzte Ende des Filtermaterials, das die jeweilige Dichtkante ausbildet, ist bei dem gegebenen Elastizitätsverhalten des Filterelementes eine sichere Abdichtung der möglichen Durchtrittsstellen in Form der Dichtspalte gewährleistet. Da sich das dahingehende Filterelement aus Standardbauteilen erstellen läßt, insbesondere aus üblichen Metallgewebefiltermaterialien, ist seine Herstellung kostengünstig.Characterized in that according to the characterizing part of claim 1, the filter element forming a support tube with a replaceable unit has wall-side fluid passages which are enclosed by the filter material is that at least at one end with its sealing edge over the Support tube protrudes axially and / or is axially set back, is a pressure-stable Formed unit that is reliable even at high melt pressures is in operation. Because the flow direction for the plastic melt over the entire length of the filter element evenly in one Direction is flowing, the flow is energetically favorable and the No artificial resistance is opposed to melt flow. By the protruding or recessed end of the filter material that the respective sealing edge forms is given the elasticity behavior the filter element a secure seal of the possible passage points guaranteed in the form of the sealing gap. Since the related Filter element can be created from standard components, especially from conventional ones Metal mesh filter materials, its manufacture is inexpensive.
Der dahingehende erfindungsgemäße Erfolg läßt sich auch gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 dadurch erreichen, daß zumindest an einem Ende eine eben verlaufende Dichtkante bei dem Filterelement vorhanden ist, wobei die Gesamtsteifigkeit des Filterelementes derart gewählt ist, daß unter der Anpreßkraft das Schließen der Dichtspalte erfolgt. In Abhängigkeit der Anpreßkraft ist somit ein dynamisch wirkendes Abdichtsystem für die Filtervorrichtung mit Spinnkopf realisiert, das mit wachsender Anpreßkraft zusehends abdichtet.The success according to the invention can also be according to the characterizing part of claim 2 achieve that at least at one end a flat sealing edge on the filter element is present, the overall rigidity of the filter element being chosen in this way is that the sealing gaps are closed under the contact pressure. In A dynamic sealing system is therefore dependent on the contact pressure realized for the filter device with spinning head, that with growing Pressing force increasingly seals.
Der erfindungsgemäße Spinnkopf zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die Kunststoffschmelze vom Eintritt bis zum Austritt gleichmäßig ohne unterschiedliche Verweilzeiten geführt wird. Der zwischen dem schmelzedurchlässigen Stützrohr und dem Verteilerkopf gebildete Abgaberaum gewährleistet das gleichmäßige Durchströmen des Filterelementes und das unbehinderte Abführen der gefilterten Kunststoffschmelze zum Austritt. Dabei wird eine hohe Druckstabilität des Filterelementes durch das Stützrohr erreicht.The spinning head according to the invention is particularly characterized in that the plastic melt from entry to exit evenly without different Dwell times. The one between the melt-permeable Support tube and the distribution head formed delivery space guaranteed the uniform flow through the filter element and unhindered removal of the filtered plastic melt to the outlet. there is a high pressure stability of the filter element through the support tube reached.
Um einen günstigen Strömungsverlauf zu erhalten, ist es besonders vorteilhaft, den frei durchströmten Querschnitt des Abgaberaumes durch eine konische Verjüngung des Verteilerkopfes zum Austritt hin zu erweitern.In order to obtain a favorable flow pattern, it is particularly advantageous the freely flowed cross section of the delivery space through a conical Extend the taper of the distributor head towards the outlet.
Zur Verbesserung des seitlichen Einströmens der Kunststoffschmelze in das Filterelement läßt sich an der Verdrängereinrichtung zwischen der Druckplatte und des Verteilerkopfes eine Unterseite der Druckplatte anfasen, die als Dichtfläche gegenüber einer Dichtkante des Filterelementes wirkt. Damit werden unvorteilhafte fließtechnische Stauecken vermieden.To improve the lateral inflow of the plastic melt in the Filter element can be on the displacement device between the pressure plate and the distributor head chamfer an underside of the pressure plate, which acts as a sealing surface against a sealing edge of the filter element. In order to unfavorable flow backlogs are avoided.
Die Unterseite der Druckplatte ist hierzu vorzugsweise um einen Winkel von 0° bis 40° in Richtung des Austritts der Kunststoffschmelze im Spinnkopf geneigt.For this purpose, the underside of the pressure plate is preferably at an angle from 0 ° to 40 ° towards the exit of the plastic melt in the spinning head inclined.
Damit die Schmelze an den Enden des Filterelementes insbesondere an dem zur Druckplatte gewandten Ende des Filterelementes ohne wesentliche Behinderung sicher in das Filtermaterial einströmen kann, ist das Stützrohrund das Filtermaterial zu einem zylindrischen Filtermantel verbunden, an dessen Enden die Dichtflächen des Filterelementes ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß das Filtermaterial an dem zur Druckplatte gewandten Ende des Filterelementes mit seiner Dichtkante über das Stützrohr axial vorsteht oder zurückversetzt ist, so daß keine Stauecke entsteht.So that the melt in particular at the ends of the filter element the end of the filter element facing the pressure plate without essential The support tube is an obstacle that can safely flow into the filter material the filter material connected to a cylindrical filter jacket the ends of which are formed by the sealing surfaces of the filter element. Especially It is advantageous that the filter material on the pressure plate facing end of the filter element with its sealing edge over the support tube protrudes axially or is set back so that no stowage corner is formed.
Die Elastizität des Filtermantels wird überraschenderweise nicht durch die radiale Stabilität des Stützrohres eingeschränkt. Durch die Fluiddurchlässe in dem Stützrohr verfügt der Filtermantel über eine axiale Elastizität, die unter der axialen Anpreßkraft das Schließen der Dichtspalte über die Dichtkanten des Filterelementes dynamisch unterstützt. Die Elastizität des Filterelementes läßt sich noch dadurch begünstigen und erhöhen, indem das Filterelement nicht über Endkappen aus entsprechend steifem Material verfügt, sondern die Elastizität allein durch Verdichten des Filtermaterials und entsprechendem endseitigen Verschweißen erreicht wird.Surprisingly, the elasticity of the filter jacket is not affected by the radial stability of the support tube limited. Through the fluid passages in the support tube, the filter jacket has an axial elasticity that closing the sealing gaps over the sealing edges under the axial contact pressure of the filter element dynamically supported. The elasticity of the filter element can still be favored and increased by the Filter element does not have end caps made of a correspondingly rigid material, but the elasticity solely by compressing the filter material and corresponding end welding is achieved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Im folgenden wird die Filtervorrichtung für einen und der Spinnkopf anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
- Fig.1
- einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spinnkopf mit erfindungsgemäßer Filtervorrichtung;
- Fig.2
- einen Längsschnitt durch das Filterelement mit Stützrohr und Filtermaterial;
- Fig.2a
- einen Längsschnitt durch ein geändertes Filterelement mit Stützrohr und Filtermaterial;
- Fig.3
- einen Längsschnitt durch das Stützrohr nach der Fig.2.
They show the principle and not to scale
- Fig.1
- a longitudinal section through a spinning head according to the invention with a filter device according to the invention;
- Fig.2
- a longitudinal section through the filter element with support tube and filter material;
- 2a
- a longitudinal section through a modified filter element with support tube and filter material;
- Figure 3
- a longitudinal section through the support tube according to Fig.2.
In der Fig.1 ist als Ganzes mit 10 bezeichnet ein Spinnkopf dargestellt zur
Herstellung von Kunststoffäden aus einer Kunststoffschmelze (nicht dargestellt),
insbesondere einer Polymerschmelze. Der Spinnkopf 10 weist ein
Gehäuse 12 auf in der Art eines Hohlzylinders mit einer oberen Eintrittsöffnung
14 für den Eintritt der Kunststoffschmelze und mit einer unteren Austrittsöffnung
16 für die Aufnahme einer Spinndüse, die für den Austritt der
Filamente eines multifilen synthetischen Fadens zahlreiche Düsenbohrungen
aufweist (nicht dargestellt). Für die Erzeugung der Kunststoffilamente ist
die untere Austrittsöffnung 16 in üblicher und daher nicht näher dargestellter
Weise mit einer Spinndüsenplatte verschlossen. In Blickrichtung auf die
Fig.1 gesehen stellt die rechte Bildhälfte den Spinnkopf in einer Ausgangsstellung
dar und die linke Hälfte bezieht sich auf die Betriebsstellung, bei
der unter der Druck- und Krafteinwirkung der Kunststoffschmelze die bewegbaren
Teile des Spinnkopfes 10 in ihrer Betriebslage dargestellt sind.1 shows a spinning head, designated as a whole by 10
Production of plastic threads from a plastic melt (not shown),
especially a polymer melt. The spinning
Für einen Filtervorgang der Kunststoffschmelze wird diese vor ihrem Austritt
aus den Spinndüsen über die Spinndüsenplatte unter Druck durch ein Filterelement
18 mit einem Filtermaterial 20 geführt, wobei die Durchströmungsrichtung
radial von außen nach innen erfolgt. Das dahingehende Filterelement
18 ist in einer verbesserten Darstellung in der Fig.2 gezeigt. Das
Filtermaterial 20 erfährt über eine Verteilereinrichtung 22 in Abhängigkeit
seiner Stärke des Schmelzdruckes eine axiale Anpreßkraft, die unter Schließen
von Dichtspalten 24 als mögliche Durchtrittsstelle für die Kunststoffschmelze
auf die Dichtkanten 26,28 des Filterelementes 18 einwirkt. Das
Filterelement 18 weist unter Bildung einer austauschbaren Baueinheit, wie
sie in der Fig.2 dargestellt ist, ein Stützrohr 30 mit Fluiddurchlässen 32 für
die Kunststoffschmelze auf, wobei der einfacheren Darstellung wegen in
der Fig.3, die das Stützrohr 30 zeigt, nicht alle Durchlaßstellen 32 eingezeichnet
sind. Diese sind jedoch in 3-er Gruppen einander zugeordnet
gleichmäßig längs des Außenumfanges des trommelartigen Stützrohres 30
verteilt.For a filtering process of the plastic melt, this is before it emerges
from the spinnerets via the spinneret plate under pressure through a
Das Filtermaterial 20 umschließt dabei unter Anlage mit dem Stützrohr 30
dasselbe. Wie die Fig.2 des weiteren zeigt, steht das Filtermaterial 20 in
Blickrichtung auf die Figur gesehen am oberen Ende mit ihrer Dichtkante
28 über das Stützrohr 30 axial vor und am unteren Ende axial zurück.The
Das Filtermaterial 20 besteht vorzugsweise aus einem plissierten Filtermantel
34 aus Drahtgewebe oder aus einem Metallfaservlies, insbesondere in
Form von Edelstahl. Zur Verbindung der Mantelenden werden diese über
eine Längsschweißnaht (nicht dargestellt) miteinander unter Bildung eines
zylindrischen Hohlkörpers verbunden. Anstelle einer Plissierung kann der
Filtermantel auch ein- oder mehrlagig um das Stützrohr 30 aufgewickelt
werden (nicht dargestellt). Bei der gezeigten Ausführungsform besteht der
Filtermantel 34 aus einem mehrlagigen Edelstahlgewebe mit einer Filterfeinheit
zwischen 5µm bis 500µm, insbesondere 50µm bis 150µm. Das
Filtermaterial ist im Handel auch unter der Markenbezeichnung "Chemicron"
erhältlich. Sofern, wie im vorliegenden Fall, der Filtermantel 34
plissiert ist, ergibt sich für jede Filterfalte eine eigenständige Dichtkante
26,28 auf den gegenüberliegenden Endseiten des Filtermantels 34. Neben
einer plissierten Ausgestaltung des Filtermantels 34 kann dieser auch aus
einem durchgehenden zylindrischen Filtermantel mit ebenem Außenumfang
bestehen. Des weiteren kann das jeweilige Filtermaterial 20 einstückig
oder einteilig den Filtermantel 34 bilden, wobei das Stützrohr 30 integraler
Bestandteil des gesamten Filterelementes ist. Gegebenenfalls kann bei einer
nicht dargestellten Ausführungsform das Stützrohr 30 auch ganz entfallen
und ausschließlich durch den Filterelemente-Zylinder gebildet sein.The
Der Filtermantel 34 verfügt über eine vorgebbare Elastizität, die unter der
bereits angesprochenen axialen Anpreßkraft während des Filtervorganges,
also im Betrieb des Spinnkopfes 10, das Schließen der jeweiligen Dichtspalte
24 über die Dichtkanten 26,28 des Filterelementes 18 unterstützt. Wie
des weiteren die Fig.2 zeigt, sind dabei die Dichtkanten 26,28 des Filterelementes
18 gegenüber den endseitigen Kreisebenen 36 des Stützrohres
30 um einen vorgebbaren Winkelbetrag, insbesondere um 15°, in Richtung
des Eintritts der Kunststoffschmelze in den Spinnkopf 10 geneigt. Hierdurch
entstehen parallel zu den angesprochenen Kreisebenen 36 zwei radiale
Dichtflansche 38, die wie in der Darstellung nach der Fig.2 bei einem Filtermantel
34 entsprechend verdichtet und damit scheibenförmig ausgebildet
sind. Eine dahingehende Verdichtung entsteht auch wenn der Filtermantel,
wie bereits angesprochen, hohlzylindrisch ausgebildet ist. Außenumfangsseitig
wird die Abdichtung über die Dichtkanten 26,28 bewerkstelligt.
Eine wirksame Dichtwirkung und Abdichtung wird über das mit dem Filtermantel
34 zusammenwirkende Stützrohr 30 erreicht, so daß insgesamt
das Filterelement 18 die Dichtwirkung erzielt.The
Herstellmäßig sind dabei die Dichtkanten 26,28 des Filterelementes 18 jeweils
durch eine Umfangsschweißnaht 40 gebildet (vgl. Fig.2), die die stirnseitigen
Enden entlang der plissierten Falten des Filtermantels 34 vollständig
überdeckt. Die Umfangsschweißnaht 40 ist dabei derart durch Schleifen
od.dgl. nachbearbeitet, daß die Dichtkanten 26,28 entlang eines geschlossenen
Umfangbogens zur Gewährleistung ihres Dichtungszweckes geradflächig
verlaufen.The sealing edges 26, 28 of the
Die Verteilereinrichtung 22 weist einen Verteilerkopf 42 auf mit einer
Druckplatte 44 an seinem oberen Ende. Der Verteilerkopf 42 ist innerhalb
des Gehäuses 12 längsverfahrbar innerhalb einer zylindrischen Stützaufnahme
46 geführt. Das Filterelement 18 umfaßt dabei den Außenumfang
des angesprochenen Verteilerkopfes 42 und stützt sich mit einem Ende an
der Unterseite der Druckplatte 44 und mit dem anderen Ende an einem
Vorsprung 48 der Stützaufnahme 46 ab. Die Unterseite der Druckplatte 44
und die Oberseite des Vorsprunges 48 sind dabei gleichfalls mit einem
Neigungswinkel versehen, der dem Neigungswinkel der Dichtkanten 26
und 28 entspricht und vorzugsweise gegenüber der Horizontalen 15° beträgt.The
Es ist jedoch auch möglich, die Unterseite der Druckplatte 44 mit einem
Neigungswinkel von 0° auszuführen. Dabei kann zur Abdichtung des
Dichtspaltes 24 auch ein Dichtring (nicht dargestellt) zwischen der Dichtkante
26 des Filterelementes und der Dichtfläche der Verteilereinrichtung
22 angeordnet sein.However, it is also possible to cover the underside of the
Für die dahingehende Ausgestaltung ist es jedoch besonders vorteilhaft, ein
Filterelement nach der Fig.2a einzusetzen ohne separaten Dichtring. Für
diese geänderte Ausführungsform eines Filterelementes werden dieselben
Bezugszeichen verwendet wie für das vorher vorgestellte Filterelement und
diese neue Ausführungsform auch nur noch insofern erläutert, als sie sich
wesentlich von der vorangegangenen Ausführungsform unterscheidet. Wie
insbesondere die vergrößert dargestellte Einzelheit Y in der Fig.2a zeigt, ist
in Blickrichtung auf die Figur gesehen die untere Dichtkante 28 gegenüber
dem Stützrohr 30 axial zurückversetzt angeordnet. Am anderen Ende des
Filterelementes 18 ist, wie die vergrößerte Einzelheit X zeigt, die Dichtkante
26 eben verlaufend angeordnet, d.h. zusammen in einer horizontalen Ebene
liegend mit dem zugeordneten freien Ende des Stützrohres 30. Die Gesamtsteifigkeit
des Filterelementes 18 nach der Fig.2a ist derart bemessen,
daß unter der wachsenden und schließlich konstanten Anpreßkraft des
Spinnkopfes und insbesondere seiner Druckplatte 44 das Schließen der
Dichtspalte 24 zusehends bis zur maximalen Abdichtwirkung erfolgt und
mithin eine sichere Abdichtung im Bereich der Rundschweißnähte, welche
die Dichtkanten 26,28 im wesentlichen bilden.For the relevant configuration, however, it is particularly advantageous to use a
Use filter element according to Fig.2a without separate sealing ring. For
this modified embodiment of a filter element will be the same
Reference numerals are used as for the filter element and previously presented
this new embodiment is only explained in so far as it is
differs significantly from the previous embodiment. How
in particular the enlarged detail Y in FIG. 2a shows
seen in the direction of looking at the figure, the
Der Außenumfang des Filterelementes 18 begrenzt mit der Stützaufnahme
46 einen Zuführraum 50, der derart volumetrisch bemessen ist, daß ein
möglicher Totraum gering gehalten ist. Das Stützrohr 30 mit dem Verteilerkopf
42 begrenzt wiederum einen Abgaberaum 52 für die Kunststoffschmelze,
wobei der Abgaberaum 52 auch aus einzelnen Längskanälen
bestehen kann, die außenumfangsseitig am Verteilerkopf 42 angeordnet in
dessen Längsrichtung sich über die gesamte Höhe des Stützrohres 30 erstrecken
können. Während der Zuführraum 50 in Blickrichtung auf die
Fig.1 gesehen sich konisch von oben nach unten verjüngt, erweitert sich der
Abgaberaum 52 von oben nach unten konisch. Es hat sich gezeigt, daß dies
zu optimalen Strömungsverhältnissen bei der Durchströmung des Filterelementes
18 führt bei gleichzeitiger Totraumverringerung.The outer circumference of the
Der Verteilerkopf 42 wirkt in üblicher Weise mit einem Steuerkopf 54 zusammen,
der längsverfahrbar im Gehäuse 12 entlang der Innenwandung
geführt ist und mit zunehmender Zustellbewegung in Richtung des Verteilerkopfes
42 eine randseitige Abdichtung 56 gegenüber dem Gehäuse 12
vornimmt. Für die Zufuhr der Kunststoffschmelze auf die Druckplatte 44
weist der Steuerkopf 54 eine Mittenausnehmung 58 auf und die Kunststoffschmelze
verteilt sich von dort aus gleichmäßig über die Oberseite der
Druckplatte 44. Über eine umfangsseitige Längskanalführung 60 tritt von
dort aus die Kunststoffschmelze in den Zuführraum 50. Der Steuerkopf 54
ist gegenüber dem Verteilerkopf 42 über einen federelastischen Abstandshalter
62 abgestützt in der Art eines Teilsegmentes einer Tellerfeder. Der
dahingehende Abstandshalter kann sich mit seinem unteren Ende wiederum
an einem Randflansch der Stützaufnahme 46 oder am Verteilerkopf 42 für
eine Wegbegrenzung des Steuerkopfes 54 entsprechend abstützen.The
Bei der Zustellbewegung des Steuerkopfes 54 von seiner rechten, nicht betätigten
Position in die linke Betriebsposition verfährt er also um eine vorgebbare
Wegstrecke. Wird nach Überwindung des freien Federweges des
Abstandshalters 62 die dahingehende Kraft in Verbindung mit der Druckkraft
der Kunststoffschmelze auf die Druckplatte 44 der Verteilerkopf 42 in
derselben Richtung nach unten bewegt, ergibt dies eine erhöhte Klemmkraft
auf die Dichtkanten 26,28 des Filterelementes 18 und die Dichtspalte 24 als
mögliche Durchtrittsstellen zwischen Verteilerkopf 42 und Filterelement 18
bzw. zwischen diesem und der Stützaufnahme 46 sind sicher verschlossen.
Über die Elastizität des derart eingespannten Filterelementes 18 ergibt sich
dann die erhöhte Dichtwirkung mit einer dynamischen Verformung der
Dichtung selbst.During the feed movement of the
Claims (20)
- Filtering device for a spinning head (10) for producing plastic thread, with a housing (12) in which the plastic melt flows through a filter element (18) with a filtering material (20) before exiting the spinnerets, the said filter element being subjected to axial pressure through a distributor device (22) depending on the degree of pressure of the melt, acting on the sealing edges (26, 28) of the filter element (18) thus closing the sealing gaps (24), characterised in the filter element (18) has a backing tube (30) with perforations (32) in the wall to allow the fluid to pass through, enveloped by a filtering material (20) which is axially protruding with its sealing edge (26) above the backing tube (30) at one end or is set back.
- Filtering device for a spinning head (10) for producing plastic thread, with a housing (12) in which the plastic melt flows through a filter element (18) with a filtering material (20) before exiting the spinnerets, the said filter element being subjected to axial pressure through a distributor device (22) depending on the degree of pressure of the melt, acting on the sealing edges (26, 28) of the filter element (18) thus closing the sealing gaps (24), characterised in that the filter element (18) has a backing tube (30) with perforations (32) in the wall to allow the fluid to pass through, enveloped by a filtering material (20), which has a flush sealing edge (26) at least at one end, and that the filter element (18) is stiff overall to such a degree that the flexibility of the filter element (18) closes the sealing gap (24) under pressure.
- Filtering device according to Claims 1 or 2, characterised in that the filter material (20) consists of a pleated jacket (34) of wire mesh, the opposite adjacent ends of which are connected together by a longitudinal weld.
- Filtering device according to Claim 1, characterised in that the filter jacket (34) has a specified flexibility which under axial pressure supports the closing of the seating gap (24) over the sealing edges (26, 28) of the filter element (18).
- Filtering device according to one of the Claims 1 to 4, characterised in that at least one of the sealing edges (26, 28) of the filter element (18) is inclined in relation to the circular planes (36) at the ends of the backing tube (30) at a specified angle, preferably at between 0° and 40°, particularly at 15°, in the direction in which the plastic melt enters the spinning head (10).
- Filtering device according to one of the Claims 3 to 5, characterised in that the sealing edges (26, 28) of the filter element (18) are in each case formed by a circumferential weld (40) which fully covers the ends of the filter jacket (34) at the end faces.
- Filtering device according to Claim 6, characterised in that the peripheral weld (40) is machined so that the sealing edges (26, 28) are flat along a closed circumferential curve laid out in folds.
- Filtering device according to one of the Claims 1 to 7, characterised in that the distributor device (22) has a distributor head (42) with a pressure plate (44) within the housing (12), movable in the longitudinal direction within a locator (46) and that the filter element (18) surrounds the distributor head (42) on its periphery and rests with one end at the pressure plate (44) and the other end at the locator (46).
- Filtering device according to Claim 8, characterised in that the periphery of the filter element (18) with the locator (46) bounds an input space (50) and the backing tube (30) with the distributor head (42) bounds an output space (52) for the plastic melt.
- Filter device according to Claim 8 or 9, characterised in that the distributor head (42) co-acts with a control head (54) which is longitudinally movable in the housing (12) and, with progressive in-feed motion in the direction of the distributor head (42), acts as a seal (56) at the housing (12).
- Filter device according to one of the Claims 1 to 10, characterised in that the plastic melt is a polymer melt and that the filter material (20) consists of a multi-layer stainless steel wire mesh.
- Spinning head for producing plastic thread, with a housing (12) which has a spinneret with a large number of jet holes on the output side and a control head (54) with a melt inlet (58) on an intake side, and with a distributor device (22) and a filter element (18) between the control head (54) and the spinneret, whereby the distributor device (22) and the filter element (18) are held together against the locator (46) by the melt pressure, whereby the filter element (18) rests with one sealing edge (28) at a sealing face of the locator (46) and with the other sealing edge (26) at a sealing face of the distributor device (22) and whereby the distributor device (22) is supported with a pressure plate (44) on the filter element (18) and protrudes with a distributor head (42) into the filter element (18) and whereby the plastic melt flows through the filter material (20) of the filter element (18) under pressure and is guided by the distributor head (42) to the spinneret before it exists from the spinneret, characterised in that the filter element (18) has on the inside facing the distributor head (42) a backing tube (30) with passages (32) for fluid in its wall, to support the filter material (20), and that an output space (52) is formed between the backing tube (30) and the distributor head (42).
- Spinning head according to Claim 12, characterised in that the output space (52), between the backing tube (30) and the distributor head (42), is formed by the taper of the taper of the distributor head (42) in the direction of the output end.
- Spinning head according to Claim 12 or 13, characterised in that the sealing face of the distributor device (22) is formed between the pressure plate (44) and the distributor head (42) by the bottom of the pressure plate (44).
- Spinning head according to Claim, 14, characterised in that the bottom of the pressure plate (44) is inclined at a specific angle, preferably at an angle between 0° and 40°, particularly at 15°, in the direction of the plastic melt outlet in the spinning head (10).
- Spinning head according to one of the Claims 12 to 15, characterised in that the backing tube (30) and the filter material (20) are joined to form a cylindrical filter jacket (34) at the ends of which are the sealing faces (26, 28) of the filter element (18).
- Spinning head according to Claim 16, characterised in that the filter material (20) axially protrudes with its sealing edge (26) above the backing tube (30) at the end facing the pressure plate (44).
- Spinning head according to Claim 16 or 17, characterised in that the filter jacket (34) has a specified flexibility which under axial pressure supports the closing of the sealing gap (24) above the sealing edges (26, 28) of the filter element (18).
- Spinning head according to one of the Claims 16 to 18, characterised in that the sealing edges (26, 28) of the filter element (18) are each formed by a machined circumferential weld (40) which fully covers the ends of the filter jacket (34) at the end faces.
- Spinning head according to one of the Claims 12 to 19, characterised in that the filter material (20) consists of a pleated wire mesh or a pleated fleece.
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