JP2018001158A - フィルター装置及びフィルター装置のフィルター素子から汚れ粒子を除去するための清浄ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック溶融体から汚れ粒子及び汚染物質を除去するためのフィルター装置を開示する。【解決手段】このフィルター装置は、フィルター室（４）、注入口、排出口、及びハウジング（２）から汚れ粒子を排出するための汚れ排出口（６）を有するハウジング（２）を含む。このフィルター装置はまた、フィルター室（４）に配置されたフィルター素子（８）を含んで、融体流に含有されたすべての汚れ粒子を保持する。このフィルター装置はまた、フィルター素子（８）によって保持された汚れ粒子をフィルター素子から除去するための清浄ユニット（１０）を含み、該清浄ユニット（１０）は、フィルター素子（８）から汚れ粒子を引き離すためのスクレーパー部材（１４、１４’）を備える清浄ヘッド（１２）を有し、スクレーパー部材（１４、１４’）は、サーボ機構（１６）と連結されて、フィルター素子（８）の表面にスクレーパー部材を押し付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック溶融体から汚れ粒子及び不純物を除去するためのフィルター装置に関し、フィルター室、フィルター室にプラスチック溶融体を供給するための注入口、フィルター室からプラスチック溶融体を流出させるための排出口、及びハウジングから汚れ粒子を排出するための汚れ排出口を有するハウジングと、フィルター室内に配置され、溶融体流を通すことができ、溶融体流に含有されたすべての汚れ粒子を保持するように構成される、フィルター素子と、フィルター素子によって保持された汚れ粒子をフィルター素子から除去するための清浄ユニットであって、該清浄ユニットは、フィルター素子から汚れ粒子を引き離すための、少なくとも１つのスクレーパー部材を備える清浄ヘッドを有し、該清浄ヘッド及び該フィルター素子は互いに対して可動であり、少なくとも一時的に互いに接触することができ、少なくとも１つのスクレーパー部材は、フィルター素子の表面にスクレーパー部材を押し付けるように構成されるサーボ機構と連結される、清浄ユニットと、を備える。

本発明は、上述のフィルター装置のフィルター素子から固形物質を除去するための清浄ユニットに更に関する。

前述の種類のフィルター装置を使用して、物質流から、具体的には、連続的に流れるプラスチック溶融体から金属部品形態の汚れ粒子又は不純物を濾過することは、従来技術より既知である。特に、粉砕されたプラスチック部品に、金属部品及び他の厄介な汚れ粒子が見つかることが多い、プラスチック廃棄物のリサイクルでは、プラスチックを加工して新たな製品を作製する前にこれらを分離することが必要である。これは、プラスチック廃棄物を加熱してプラスチック溶融体にし、そのプラスチック溶融体を前述の種類の清浄ユニットを備えるフィルター装置に供給することによってなされる。清浄なプラスチック溶融体は、次いで押出ダイに供給される。

かかるフィルター装置は、例えば、独国特許第４３ ０８ ６８５ Ｃ２から既知であり、フィルター室と、清浄されるべき物質流が通ってフィルター室へと流れる注入口と、清浄な物質流が通ってフィルター室から排出される排出口と、を有するハウジングを備える。清浄するために融体流が通るフィルター素子はフィルター室内に配置される。フィルター素子は、特定の粒径を超え、フィルター素子の「汚れ側」に蓄積する、汚れ粒子又は固形物質など不純物を保持するように構成される。フィルター素子上に保持された汚れ粒子は、清浄ユニットの清浄ヘッドによって、フィルター装置の汚れ排出口の方向に搬出される。この目的のために、清浄ヘッドは、分離装置のフィルター素子と少なくとも一時的に接触させられる、１つ、又は２つ以上のスクレーパー部材を有する。スクレーパー部材とフィルター素子とを確実に接触させるため、スクレーパー部材は、フィルター素子の表面に対して実質的に垂直にスクレーパー部材を移動させるように構成される、サーボ機構に機械的に連結される。より具体的には、スクレーパー部材は、サーボ機構によってフィルター素子の表面に連続的に押し付けられる。

ばねによってフィルター素子の方向にスクレーパー部材を付勢することは、独国特許第４３ ０８ ６８５ Ｃ２号から既知である。プラスチック溶融体を自由流動状態に保つために必要な高温のために、分離装置の構成要素は、永久的に温度影響を受ける。このため、スクレーパー部材に作用するばねの付勢力は、使用回数が増えると減少することがある。スクレーパー部材を使用した結果としての摩耗によっても、フィルター素子に押し付けられる力が減少する。反作用するばね力によるフィルター室内の圧力変化はまた、スクレーパー部材とフィルター素子の表面との不十分な接触をもたらし得、次いで、清浄ユニットが十分に除去しなかったり、洗浄しないことになる。

プラスチック溶融体からの材料混合物を濾過するための、ハウジングの内部に配置された中空円筒状フィルター素子を含む装置も欧州特許第１ ６９７ ０１８ Ｂ１号から既知である。プラスチック溶融体は、不純物を濾過するために外側から内側へとフィルター素子を通って流れる。ストリッパーは、フィルター素子の外側に配置され、ストリッパーがフィルター素子に押し付けられる圧力を調節するためのアクチュエーターに割り当てられる。押圧は、装置の接続ポートに配置された圧力変換器によって検出される圧力に従って調節される。

本発明の目的は、プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するためのフィルター装置及び清浄ユニットを提供することであり、これらを使用すると、スクレーパー部材の摩耗及びフィルター室内での任意の圧力変化に関係なく、プラスチック溶融体から汚れ粒子を確実に除去できる。

プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するためのフィルター装置では、本発明は、請求項１による特徴でその目的を達成する。具体的には、スクレーパー部材のサーボ機構は、圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部を有する足部と、足部に対して所定の調節経路に沿って移動され得る頭部と、足部及び頭部と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子と、圧力室内に広がる圧力に応じて、足部に対して頭部を移動させるように構成される、容積可変の圧力室であって、圧力源に接続可能である、圧力室と、を備える、少なくとも１つの蛇腹シリンダーを有する。

本発明は、蛇腹シリンダーが、フィルター装置上のサーボ機構の能動制御可能な調節手段を提供し、これを使用すると、標的の方法でスクレーパー部材に力を及ぼすことができるという発見を活用する。この方法では、スクレーパー部材がフィルター素子に押し付けられる押圧量を標的の方法で制御することもできる。これにより、スクレーパー部材の耐用年数及びそれに伴う摩耗の程度に関係なく、確実にフィルター素子の表面に均一の押圧を加えられる。蛇腹シリンダーのシールレス調節も確実になり、その結果、圧力損失は最小限に減少するか、完全にゼロとなる。本発明は、Ｏリングシールなど、動作中に摩擦にさらされるシールを使用しない。更に、通常使用されるポリマー製のＯリングは、限定範囲でのみ耐熱性である。能動制御された蛇腹シリンダーによって、フィルター室内の異なる圧力を相殺することも可能であり、これにより、スクレーパー部材とフィルター素子との間の押圧に影響を及ぼすことがある。本発明の一実施形態では、フィルター装置は、フィルター室の内部で固定された、１つのフィルター素子と、フィルター室の内部で回転する清浄ユニットと、を有する。フィルター装置の別の構成では、フィルター装置は、少なくとも１つのスクレーパー部材を有する固定された清浄ユニットと、清浄ユニットに対して、したがって、フィルター室の内部で回転するフィルター素子と、を有する。

本発明の好ましい展開では、頭部用に、圧力室の内部に形成され、調節経路に沿って頭部を誘導するように構成されるガイド機構が設けられる。この頭部用ガイド機構により、蛇腹シリンダーと連結されたスクレーパー部材に、標的の方法で確実に力を及ぼすことができる。この力は、好ましくは、蛇腹シリンダーの長手方向軸と平行に作用する。ある実施形態では、ガイド機構は、蛇腹シリンダー自体の構成要素によって実装される。別の実施形態では、頭部用ガイド機構は、蛇腹シリンダーを受容する清浄ヘッドの領域によって形成される。具体的には、頭部の移動方向に対して横方向に作用するすべての力は、ガイド機構によって吸収される。

ある実施形態では、ガイド機構は、圧力室の内部に形成されてよい。これにより、蛇腹シリンダーをコンパクトな設計にでき、本発明によるフィルター装置の内部に場所をとらない方法で配置されることができる。ガイド機構を形成する構成要素領域は、好ましくは、蛇腹シリンダーの長手方向軸上に配置される。ガイド機構の対応するガイド面は、好ましくは、固定された足部及び足部に対して可動である頭部の構成要素領域によって形成される。

ガイド部材は、好ましくは、足部及び頭部の被ガイド部に配設される。ガイド部材及び被ガイド部は、互いと平行に揃えられた２つのガイド面をそれぞれ有し、これらの横方向力は、少なくとも１つの方向、好ましくは、調節方向に対して垂直の方向に吸収される。清浄ユニットの１つの考えられる変異形態では、足部のガイド部材は、好ましくは、互いに面する２つのガイド面を有し、頭部の被ガイド部は、互いに反対方向を向いている２つのガイド面を有する。

本発明の清浄ユニットによる１つの展開によると、被ガイド部は、中間部を横切り、調節経路と反対方向に延在するガイドバーを有し、ガイド部材は、好ましくは、両側の部分に、ガイドバーを受容するガイド溝を有する。ある実施形態では、頭部の調節方向に対して向けられ、横方向に作用する任意の力を吸収できるガイド機構は、足部及び頭部の動作可能に接続された領域によって設けられる。別の実施形態では、頭部は、好ましくは、頭部の調節方向に対して横方向に足部へと誘導され、例えば、本発明による清浄機構上の収容部のガイド面によって、該方向に対して垂直方向に誘導されて支持される。

本発明の好ましい展開では、足部に対して頭部の調節経路を制限する手段が提供される。調節経路は、調節経路を制限するための手段（調節リミッターとも呼ばれる）によって、調節方向に有利に制限され得る。このようにして、頭部及び足部を互いに対して接続する、変形可能な蛇腹素子に対する過剰な変形及び潜在的な損傷を防止できる。

調節経路を制限するための手段は、好ましくは、足部及び頭部用ガイド機構の領域に形成され、その結果、コンパクトな設計は、ガイド機構とは別に設けられる、任意の調節リミッターによる悪影響を受けない。１つの別の実施形態では、調節リミッターはまた、蛇腹素子の外側に、それに沿って配設されてよい。例えば、調節リミッターは、１つ、又は２つ以上のケーブル部材を備えてよく、その一端は足部に接続され、反対端は頭部に接続される。

本発明による清浄ユニットの展開では、調節経路を制限するための手段（調節リミッターとも呼ばれる）は、ガイド部材又は被ガイド部に配設された可動停止部材を有し、該停止部材は、被ガイド部上又はガイド部材上の停止面と連携し、該停止面は、調節方向に調節経路を制限する。最大調節経路を移動すると、足部上の停止面と接触する可動停止部材を、好ましくは可動頭部に設けることにより、本発明による調節リミッターの構造的設計を単純化できる。したがって、頭部及び足部に別個に接続される、又は取り付けられる構成要素を設けることが回避される。可動停止部材は、好ましくは、最大調節経路を移動した後に、清浄ユニットに対して固定された足部のアンダーカット上の停止面と接触する、例えば材料突起部として組み込まれる。

頭部は、好ましくは、調節経路の方向に延在する材料凹部、好ましくは、ピン素子が突出する（projects or protrudes）か、ピン素子がその中に配設され、その端部は、好ましくは、固定された足部に接続される、長穴を有する。頭部の材料凹部を通って延在するピン素子は、具体的には、頭部の材料凹部のガイド側面を形成する。ピン素子はまた、本発明による蛇腹シリンダーの頭部の停止部材として機能し、該頭部は、足部に対して可動である。

本発明によるフィルター装置の別の展開では、蛇腹素子は、端部において、好ましくは、材料嵌合によって足部及び頭部に接続される、好ましくは金属材料で作製されたゲートルである。ゲートルを使用することにより、封口ガスケットを使用したピストンシリンダー配置とは対照的に、蛇腹素子の長期的な動作信頼性を確保でき、あらゆる圧力損失を防止できる。ゲートルを使用することにより、圧力が増加すると、標的の方法で蛇腹素子の長さが確実に変えられ、したがって、提供される調節方向が調節される。ゲートルは、一端において、好ましくは、清浄ユニットに対して固定された足部に接続され、もう一端において、材料嵌合で可動頭部に接続される（具体的には、ゲートルが後者に溶接されている）ことが好ましい。弾性変形可能なゲートルは、概ね円筒状の設計であり、したがって、波形管のような形状である。

本発明によるフィルター装置の別の好ましい展開では、清浄ユニットは、回転軸の周りを回転可能であり、実質的に円筒状である外側表面を有し、上に複数のスクレーパー部材が好ましくは配置される、ナイフドラムを有する。円筒状の設計により、ナイフドラムの外側表面に配置されたスクレーパー部材は、回転運動によってフィルター素子に沿って移動し、したがって、汚れ粒子を確実に引き離すことができ、好ましくは、フィルター素子の汚れ側に保持された汚れ粒子を均一に除去できる。ナイフドラムは、好ましくは、ナイフドラムの長手方向に均一である、円形断面を好ましくは有する。ナイフドラム上に配置されたスクレーパー部材は、４０〜８５度の範囲の所定の角度でナイフドラムの長手方向に延在する。清浄ヘッドがその軸の周りを回転すると、フィルター素子の汚れ側の汚れ粒子は、フィルター素子の表面に対して、ある角度でそこに向かって延在するスクレーパー部材によって移動させられる。フィルター素子上の汚れ粒子の除去は、具体的には、清浄ヘッド上のスクレーパー部材のピッチ角に依存する。

清浄ユニット、好ましくは、清浄ヘッドは、圧力源に接続可能であり、好ましくは、回転軸と平行に延在し、蛇腹シリンダーに圧力を供給するための複数の分配チャネルが、実質的に半径方向に、好ましくは、回転軸に沿って間隔を置いて、及び／又は回転軸に対して異なる角度で延在する供給チャネルを好ましくは有する。本発明による清浄ユニットの清浄ヘッドに設けられた４つの蛇腹シリンダーは、星形の蛇腹シリンダー配置を形成する。フィルター室の内部で回転する清浄ヘッドの長手方向軸に関しては、４つの蛇腹シリンダーは、長手方向軸に対して垂直の平面に配置される。４つの蛇腹シリンダーは、直接隣接した蛇腹シリンダーが互いに対してほぼ直角に配置されるように、回転軸の周囲に等距離を離して配置される。ある平面に、互いに対して直角に配置された蛇腹シリンダーは、第１の蛇腹シリンダー群を形成する。清浄ヘッドの長手方向軸に関して、第２の蛇腹シリンダー群は、第１の群の軸方向にオフセットして配置される。好ましくは、そして同様に４つの蛇腹シリンダーを備え、隣接する蛇腹シリンダーが互いに対してほぼ直角に配置された第２の蛇腹シリンダー群は、回転軸の周りを約４５度の角度で、第１の蛇腹シリンダー群から更にオフセットしている。清浄ヘッドは、好ましくは、長手方向軸に関して配置され、第２の蛇腹シリンダー群に対して軸方向に更にオフセットしている、第３の蛇腹シリンダー群を含む。第１及び第３の蛇腹シリンダー群は、清浄ヘッドの長手方向軸の周りに、これらの角度方向に関して合同的に配置される。第１の群と第２の群との間隔は、第２の蛇腹シリンダー群と第３蛇腹シリンダー群との間隔と同一である。本発明の１つの変異形態では、清浄ヘッドには、少なくとも３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の蛇腹シリンダー群が配置される。各蛇腹シリンダーは、清浄ヘッドの外側表面に配設されたスクレーパー部材と機械的に連結される。清浄ヘッドは、好ましくは、合計２０のスクレーパー部材が清浄ヘッドの外側表面に均一に分布するように、４つの蛇腹シリンダーをそれぞれ備える、合計５つの群を有する。

本発明の一実施形態において、スクレーパーブレードとして組み込まれるスクレーパー部材は、好ましくは、それぞれ割り当てられた蛇腹シリンダーの頭部に力伝達手段を介して連結される。スクレーパー部材と、スクレーパー部材をフィルター素子に押し付け、好ましくは、清浄ヘッドの内部に収容される、蛇腹シリンダーとの間での直接接触、したがって温度への過度の影響は回避される。使用可能な力伝達手段の例としては、タペット、鎖、プルロッド、又は加圧媒体で充填されたパイプラインが挙げられる。

本発明の１つの展開では、清浄ユニットは、複数の部品に組み込まれ、蛇腹シリンダーの収容部を備える、少なくとも１つの内側軸部材と、清浄ユニットの外側表面を形成し、清浄するべきプラスチック溶融体から蛇腹シリンダーを、好ましくは、流体密閉で分離する外側ナイフドラムと、を有する。好ましくは中空円筒の形状であり、スクレーパー部材がその外側に配設されるナイフドラムは、軸部材の収容部内に配設された蛇腹シリンダーのために、ある種の保護空間を形成する。蛇腹シリンダーは、好ましくは、ナイフドラムによってカプセル化される。軸部材は、蛇腹シリンダー群の数に対応し、好ましくは、軸部材の外径に円筒空洞の形態で材料凹部として組み込まれる多数の収容部を好ましくは有する。清浄ヘッドの多部品式設計はまた、本発明によるフィルター装置の保守を確実に簡易化する。

本発明によるフィルター装置の一実施形態では、力伝達手段は、ナイフドラムの区域を通って実質的に半径方向に延在するタペットであることが好ましく、該タペットは、好ましくは、密閉状態でナイフドラムに収容される。ナイフドラムの外側に配設されたスクレーパー部材と、内側軸部材に配設された蛇腹シリンダーとの間隔は、好ましくは、タペットによって橋渡しされる。タペットは、好ましくは、蛇腹シリンダー内で生じた力をスクレーパー部材の方向に伝達する、棒状部材であり、円筒断面を有する。スクレーパー部材は、好ましくは、それぞれが対応の蛇腹シリンダーと相互作用するタペットによって、後側、つまり作動側からフィルター素子の表面に押し付けられる。スクレーパー部材の作動側は、好ましくは、フィルター素子の輪郭に適合するスクレーパー縁部と反対側である。

フィルター装置の１つの好ましい変異形態では、蛇腹シリンダーの可動頭部は、内側軸部材上の蛇腹シリンダーの収容部内でその調節経路全体にわたって変位可能に支持される。これにより、好ましくは、固定された足部と可動頭部との間に形成されるガイド機構に追加のガイドが提供される。内側軸部材上の収容部は、好ましくは円筒断面を有する、好ましくは材料凹部の形態であり、可動頭部は少なくとも部分的にそこで誘導される。頭部の一部は、好ましくは、その全体が収容部の内部で誘導される。

本発明の別の変異形態では、フィルター素子は、フィルター室の内部に固定され、清浄ユニットの外側表面の周囲にほぼ等距離で配置される網を有する。この網は、好ましくは、中空円筒形状であり、その内側表面は、汚れ粒子又は不純物、例えば、固形物質を除去するためのフィルター素子の「汚れ側」を形成し、清浄ユニットのスクレーパー部材はこれに沿って移動する。汚れ側の反対方向を向いているその外側表面では、網は、好ましくは、網のあらゆる変形に対抗する、１つ、又は２つ以上の補強プロファイルを有する。この補強プロファイルは、好ましくは、網の外側表面に沿って半径方向に延在するウェブとして組み込まれる。

網は、好ましくは、プラスチック溶融体がそれを通過する方向に断面が幅広になる経路を有し、したがって、網を通る経路でのあらゆる滞留又は詰まりを防止する。経路は、好ましくは、円筒断面である。達成するべきフィルター品質のレベルに応じて、様々な経路サイズを有する網が使用される。

本発明の別の展開では、汚れ粒子を排出するための搬送スクリューが汚れ排出口の領域に配置され、清浄ユニットと連結される。清浄ユニットによってフィルター素子の汚れ側に保持された汚れ粒子はフィルター素子から除去され、汚れ排出口の方向に搬出される。汚れ粒子は、更なる汚れ粒子がフィルター素子内側から常に除去され、前方に寸動することによって、好ましくは連続的に汚れ排出口の方向に除去される。回転運動が清浄ユニットの清浄ヘッドの回転運動と一致する搬送スクリューが使用されて、フィルター室から汚れ粒子を排出する。搬送スクリューは、好ましくは、清浄ヘッドの長手方向軸と同軸である。１つの好ましい実施形態では、搬送スクリュー及び清浄ヘッドは、直接かつ機械的に互いに連結される。電気駆動装置は、フィルター室の内部で動く清浄ヘッドの回転及び搬送スクリューの回転を生じさせ、回転速度は、好ましくは、周波数変換器によって設定され得る。搬送スクリューは、搬送スクリューの軸部の周囲を螺旋状に回る、少なくとも１つの螺旋状構造物を有する。

更なる態様によると、本発明は、フィルター装置、具体的には上述の好ましい実施形態のうちの１つによるフィルター装置のフィルター素子から汚れ粒子を除去するための清浄ユニットに関し、該清浄ユニットは、フィルター素子から汚れ粒子を引き離すための少なくとも１つのスクレーパー部材を備える清浄ヘッドを備え、該清浄ヘッド及び該フィルター素子は、互いに対して可動であり、少なくとも一時的に互いと接触でき、少なくとも１つのスクレーパー部材は、フィルター素子の表面にスクレーパー部材を押し付けるように構成されるサーボ機構と連結される。

本発明による清浄ユニットは、圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部を有する足部と、足部に対して調節経路に沿って移動され得る頭部と、足部及び頭部と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子と、圧力室内に広がる圧力に応じて、足部に対して頭部を移動させるように構成され、該圧力室は、圧力源に接続可能である、容積可変の圧力室と、を備える、少なくとも１つの蛇腹シリンダーを有するサーボ機構を設けることによって当初記載した目的を達成する。

この態様による本発明は、１つ、好ましくは、複数の蛇腹シリンダーの支援により、標的の方法で清浄ユニット上のスクレーパー部材がフィルター素子の表面に作用する押圧量を制御できる、という発見に基づいている。このようにして、スクレーパー部材の摩耗を補い、より長い試用期間をもたらすことができる。蛇腹シリンダーのシールレス調節も確実になり、その結果、圧力損失は最小限に減少するか、完全にゼロとなる。蛇腹素子は、好ましくは、蛇腹シリンダーの足部及び頭部に材料接合で接続される、具体的には、溶接される金属製ゲートルである。好ましくは、清浄ユニットに固定される足部は、蛇腹シリンダーの内部の圧力室へと延在する開口部を有し、本発明による清浄ユニットに接続可能な圧力源によって提供される圧力合媒体はこれを通って供給され得る。蛇腹シリンダーの圧力室に流入する圧力媒体は、可動頭部の１つ、又は２つ以上の表面領域に作用する。圧力室内の圧力から生じる力は、足部に対して頭部を移動させ、ゲートル形態の蛇腹素子は、長手方向に伸展する。

更なる態様によると、本発明はまた、プラスチック加工機械及び装置に配置するための、具体的には、プラスチック加工機械又は装置の可動構成要素を作動させる、及び／又は調節するための蛇腹シリンダーに関し、該蛇腹シリンダーは、圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部を有する足部と、足部に対して所定の調節経路に沿って移動され得る頭部と、足部及び頭部と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子と、圧力室内に広がる圧力に応じて、足部に対して頭部を移動させるように構成される、容積可変の圧力室であって、圧力室内の圧力は、圧力源を介して制御可能である、圧力室と、を備える。本発明によるかかる蛇腹シリンダーは、様々な方法で、例えば、調節手段として、アクチュエーター又は駆動装置として、プラスチック加工機械又は装置に配置され得る。その蛇腹素子を備える蛇腹シリンダーは、頭部及び足部を互いに対してシールレス調節できる。ポリマー材料で作製されるシールと比較すると、蛇腹素子は、改良された温度耐性も有する。

ある実施形態では、頭部及び蛇腹素子は、好ましくは、少なくとも部分的に容積可変の圧力室を画成する。別の変異形態では、圧力室は足部及び頭部によって画成され、ゲートルが、足部と頭部との間の密閉部材としての機能を果たす。本発明の好ましい展開によると、頭部の調節経路を制限するための手段は、蛇腹シリンダーに設けられ、したがって、蛇腹素子のあらゆる過剰変形を可能にし、したがって、蛇腹シリンダーのあらゆる関連不具合は阻止される。

本発明によるフィルター装置について記載した好ましい実施形態及び展開は、同時に本発明による清浄ユニット及び本発明による蛇腹シリンダーの好ましい実施形態でもある。清浄ユニット及び蛇腹シリンダーに関して本明細書に記載し、フィルター装置に関する好ましい実施形態及び展開は、同時にフィルター装置の好ましい実施形態である。

別の態様によると、本発明は、同様に蛇腹シリンダーを使用して、プラスチック加工機械の可動構成要素を作動させる、及び／又は調節する、具体的には、上述の好ましい実施形態のいずれか１つによると、具体的には、フィルター素子の表面に対して実質的に垂直にスクレーパー部材を調節する、好ましくは、プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するために、フィルター素子の表面にスクレーパー部材を押し付けることに関する。フィルター装置又は清浄ユニットの利点及び好ましい実施形態と同一である、本発明による、この使用の利点及び好ましい実施形態に関して、以下の説明を参照する。

これより、好ましい実施形態及び添付の図面を参照して、本発明の詳細について説明する。

清浄ユニットを備える、本発明のフィルター装置の長手方向断面図を示す。 長手方向軸に対して横方向の、図１による本発明のフィルター装置の断面図を示す。 清浄ユニットの収容部に配置された蛇腹シリンダーの断面詳細図を示す。 後退位置にある、本発明による蛇腹シリンダーの断面図を示す。 伸展位置にある、図４による蛇腹シリンダーの図を示す。 拡大図の形態である、本発明による蛇腹シリンダーの図を示す。 本発明による蛇腹シリンダーの別の実施形態の図を示す。

図１は、プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するための、フィルター室４を有するハウジング２を備えるフィルター装置１の簡易図を示す。ハウジング２は、清浄されるべきプラスチック溶融体をフィルター室４に供給するための注入口（更なる詳細は図示なし）と、清浄なプラスチック溶融体をフィルター室４から流出させるための排出口（図示なし）と、を有する。ハウジング２はまた、プラスチック溶融体から除去された汚れ粒子がハウジング２から通って排出され得る汚れ排出口６を有する。プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するためのものであり、プラスチック溶融体が通り得るフィルター素子８は、ハウジング２及びフィルター室４に配設される。フィルター素子は、汚れ粒子が蓄積し、汚れ粒子が保持される「汚れ側」８’、並びに清浄なプラスチック溶融体が流出する「清浄側」８’’（図３）を有する。

フィルター装置１はまた、プラスチック溶融体から除去した汚れ粒子をフィルター素子８から除去し、汚れ側８’に保持するための清浄ユニット１０を有する。清浄ユニット１０は、フィルター素子８に蓄積した汚れ粒子を引き離すため、好ましくは、汚れ排出口６の方向に汚れ粒子を誘導するための複数のスクレーパー部材１４、１４’を有する清浄ヘッド１２を備える。清浄ヘッド１２は可動であり、好ましくは、電気駆動ユニット（更なる詳細は図示なし）によってフィルター素子８に対してフィルター室４の内部で回転できる。駆動ユニットは、好ましくは、電気モーターを有する。スクレーパー部材１４、１４’を備える清浄ヘッド１２は、少なくとも部分的に、好ましくは、連続的にフィルター素子と接触する。

スクレーパー部材１４、１４’が確実に接触し、したがって、清浄ユニット１０によるフィルター素子８の清浄動作の均一性を確保するために、清浄ユニット１０は、各スクレーパー部材１４、１４’と機械的に連結され、スクレーパー部材１４、１４’をフィルター素子８の汚れ側８’に押し付けるように構成される、サーボ機構１６を含む。清浄ユニット１０は、好ましくは、清浄ヘッド１２に配設されたスクレーパー部材１４、１４’の数に対応する、多数の蛇腹シリンダー１８、１８’を有し、これらは、フィルター素子８の方向でスクレーパー部材１４、１４’に押圧を及ぼす。蛇腹シリンダー１８、１８’が及ぼす力は、蛇腹シリンダー１８、１８’の圧力室２０（図３）で作用する圧力に依存し、これは、圧力源（更なる詳細は図示なし）によって制御され得る。圧力室２０は、当業者に周知の方法で圧力源に接続可能である。清浄ユニット１０は、回転軸２２の周りを回転可能であり、実質的に円筒状であって、スクレーパー部材１４、１４’が配置される外側表面２６を有する、ナイフドラム３２を有する。

清浄ユニット１０は、複数部品に組み込まれ、蛇腹シリンダー１８、１８’の収容部３０、３０’を備える内側軸部材２８を有する。清浄ユニット１０の外側表面２６は、流体密閉でナイフドラム３２の外側のプラスチック溶融体から内側軸２８の蛇腹シリンダー１８、１８’を分離する、ナイフドラム３２によって形成される。ナイフドラム３２は、中空シリンダーとして組み込まれ、一定断面の円筒状外側表面を有し、先細の円錐部（taping conical portion）３４、３４’が両側に隣接にする。図１から分かるように、ナイフドラム３２は、内側軸部材２８のフランジ部３６に隣接し、キャップ部材３８によって内側軸部材２８に固定される。

軸部材２８の清浄ヘッド１２の内部では、清浄ユニット１０は、清浄ヘッド１２の回転軸２２と平行に、好ましくはそれと同軸で延在する供給チャネル４０を有する。供給チャネル４０は、圧力源（図示なし）と接続され得る。好ましくは、内側軸部材２８上の供給チャネル４０に沿って等間隔である複数の分配チャネル４２、４２’は、回転軸に対してそれぞれ異なる角度で、実質的に半径方向に延在する。分配チャネル４２、４２’は、供給チャネル４０と収容部３０、３０’内に配設された蛇腹シリンダー１８、１８’との間に流体連通が存在するように、これらを接続する。図１はまた、搬送スクリュー４４が汚れ排出口６の領域に配置されており、清浄ユニット１０と連結されることを示す。搬送スクリュー４４によって、フィルター素子８上の清浄ユニット１０によって除去された汚れ粒子が除去され、フィルター室４から排出される。

図２は、本発明によるフィルター装置１を断面で示す。図２に明確に示すように、４つの蛇腹シリンダー１８、１８’及び蛇腹シリンダーと動作可能に接続するスクレーパー部材１４、１４’は、清浄ユニット１０内で清浄ヘッド１２の長手方向軸に対して横方向の平面に配置される。図示する実施形態では、隣接する蛇腹シリンダー１８、１８’は、互いに対しておよそ９０度の角度で配置される。目で確認できる４つの蛇腹シリンダー１８、１８’は、第１の蛇腹シリンダー群を形成する。かかる星形配置の別の蛇腹シリンダー群は、長手方向にある距離を置いて、図示した蛇腹シリンダー群の上流又は下流に配置されるが、この図では確認できない。この他の蛇腹シリンダー群は、同様に、清浄ヘッド１２の長手方向軸に対して横方向の平面に配置される。しかしながら、図示しない蛇腹シリンダー群は長手方向軸の周りに配置されるが、図示する蛇腹シリンダー群に対して４５度の角度でオフセットしている。

これもまた図２から分かるように、複数の分配チャネル４２、４２’は、蛇腹シリンダー１８、１８’と、清浄ヘッドの長手方向軸と同軸に延在する供給チャネル４０との間で流体連通接続するために設けられる。スクレーパー部材８が突出する外側表面２６に関しては、フィルター室４内のフィルター素子８は、ナイフドラム３２の周りに均一間隔で配置される。ハウジング２では、フィルター素子の清浄側８’’（図３）において、フィルター装置１の長手方向に延在し、図１から分かるように、プラスチック溶融体の流れ方向４８で断面が幅広になる、清浄なプラスチック溶融体用の複数の排出チャネル４６が形成される。

図３は、清浄ヘッド１２の内側軸シリンダー２８上の収容部３０内に配設される、図１による蛇腹シリンダー１８及び蛇腹シリンダーと連結され、フィルター素子８と接触するスクレーパー部材１４の詳細図を示す。フィルター素子８は、一実施形態では、清浄されるべきプラスチック溶融体の円筒状経路を有する網５０を有する。１つの好ましい実施形態では、プラスチック溶融体が経路を通過するにしたがって、経路の断面は幅広になる。図示する実施形態では、蛇腹シリンダー１８は、金属材料で作製され、一端で足部５４と、反対端で可動頭部５６と材料嵌合で接続されるゲートル５２を有する。蛇腹シリンダー１８の可動頭部５６は、ガイドフランジ５８によって、内側軸部材２８の収容部３０の区域に沿って調節経路全体にわたって変位可能に支持される。

図３から分かるように、スクレーパー部材１４は、可動式に支持されるタペット６０を介して、蛇腹シリンダー１８の可動頭部５６に機械的に連結される。タペット６０は、ナイフドラム３２の区域を通って実質的に半径方向に延在し、各タペット６０は、内側ナイフドラム３２の内部で蛇腹シリンダー１８の方向に密閉誘導される。図３から分かるように、フィルター素子８の網５０は、その洗浄側８’’で半径方向に突出する複数の補強ウェブ６２を有する。

ゲートル５２は、調節経路６４を制限するための手段を有する。調節リミッターとも呼ばれ、以下で詳述する該手段の目的は、ゲートル５２のあらゆる過伸展を緩和することである。

図４及び５は、本発明によるフィルター装置１（図１）で使用され、圧力源と流体連通接続するための１つの開口部６６を有する足部５４を含む、蛇腹シリンダー１８を示す。図示する足部５４は、清浄ユニット１０に固定的に収容される。蛇腹シリンダー１８はまた、調節経路に沿って脚部に対して可動である頭部５６を含む。図４及び５から分かるように、頭部５４及び足部５６は、可動頭部５６のガイド機構６８を形成する。蛇腹シリンダー１８はまた、ゲートル５２の形態であって、圧力が増加し、付随して容積が増加すると長手方向に伸展する、変形可能な蛇腹素子を含む。図示する実施形態では、固定された足部５４、可動頭部５８、及びゲートル５２は、圧力室内に広がる圧力に応じて、足部に対して頭部を移動させるように構成される、容積可変の圧力室２０を制限する。圧力室２０内の圧力は、例えば、フィルター装置１と接続され得る圧力源によって制御される。図示する実施形態では、ガイド機構６８は、圧力室２０の内部に形成される。調節経路を制限するための手段６４は、足部５４及び頭部５６の一部によって形成されたガイド機構の領域内に配設される。好ましい実施形態では、蛇腹シリンダー１８の足部５４は接続ジャーナル７２を有し、蛇腹シリンダー１８は、これによって清浄ユニット１０の収容部に取り付けられ得る。ガイド機構６８は、足部５４に配設された少なくとも１つのガイド部材７４を有し、頭部５６に配設された被ガイド部７６はこれによって誘導される。

図６は、本発明による蛇腹シリンダー１８を、その構造を図示する分解図で示す。図示する実施形態では、頭部５６は、一体部品として形成され、被ガイド部７６として、ガイド部材７４のガイド溝８０で変位可能に受容される、中間部を横断するガイドバー７８を有する。ガイド溝８０を形成するために、足部５４のガイド部材７４は、頭部５６のガイドバー７８の両側を覆う、２つの脚部８２、８２’を有する。

ある実施形態では、調節経路６４を制限するための手段は、可動頭部５６の停止部材としてガイド部材７４に固定して配置されたピン素子８４を含む。ピン素子８４は、可動頭部５６のガイドバー７８に停止面８６を形成する長穴と一致する。ピン素子８４は、ガイドバー７８の長穴８８を完全に通過して突出し、ピン素子８４の２つのピン端部９０、９０’は、足部５４の脚部８２、８２’に固定されている。足部５４は、蛇腹シリンダー１８を確実に組み立てることができるように、複数の部品からなる。足部５４は、ジャーナル本体９２と、ジャーナル本体９２と接続可能な固定リング９４と、を含む。ゲートル５２として組み込まれる蛇腹素子は、足部５４及び頭部５６のフランジ部９８、９８’に溶接され得る接続端部９６、９６’を含む。

図７は、圧力源と流体連通接続するための開口部６６を有する足部５４’を備える、本発明による蛇腹シリンダー１８’’の別の実施形態を示す。図７に示す足部５４’はまた、清浄ユニット１０に固定的に収容される。図示する実施形態では、足部５４’は、可動頭部５６’がピストンのように誘導されるシリンダーと同様に組み込まれる。この実施形態では、容積可変の圧力室２０は、主として固定された足部５４’及び足部５４’に対して可動である頭部５６’によって画定される。

可動頭部５６’は、清浄ユニット１０に配置されたスクレーパー部材１４の作動側（図３）と接触し得るタペット６０と連結される。蛇腹シリンダー１８’’はまた、固定された足部５４’と可動頭部５６’との間の密閉部材として機能する、ゲートル５２’の形態の蛇腹素子を備える。図示する実施形態では、圧力室２０の内部の圧力が増加し、付随して容積が増加すると、ゲートル５２’は長手方向に圧縮される。

ある実施形態では、蛇腹シリンダー１８’’はまた、調節経路を制限するための手段６４’を含み、該手段６４’は、可動頭部５６’の材料突出部７０の形態で停止部材を有する。最大調節経路を移動すると、材料突出部７０は、固定された足部５４’の停止面８６’に直面する。

１ フィルター装置
２ ハウジング
４ フィルター室
６ 汚れ排出口
８ フィルター素子
８’ 汚れ側
８’’ 清浄側
１０ 清浄ユニット
１２ 清浄ヘッド
１４、１４’ スクレーパー部材
１６ サーボ機構
１８、１８’、１８’’ 蛇腹シリンダー
２０ 圧力室
２２ 回転軸
２６ 外側表面
２８ 軸部材
３０、３０’ 収容部
３２ ナイフドラム
３４、３４’ 円錐部
３６ フランジ
３８ キャップ部材
４０ 供給チャネル
４２、４２’ 分配チャネル
４４ 搬送スクリュー
４６ 排出チャネル
４８ 流れ方向
５０ 網
５２、５２’ ゲートル
５４、５４’ 足部
５６、５６’ 頭部
５８ ガイドフランジ
６０ タペット
６２ 補強ウェブ
６４、６４’ 調節経路を制限するための手段
６６ 開口部
６８ ガイド機構
７０ 材料突出部
７２ 接続ジャーナル
７４ ガイド部材
７６ 被ガイド部
７８ ガイドバー
８０ ガイド溝
８２、８２’ 脚部
８４ ピン素子
８６、８６’ 停止面
８８ 長穴
９０、９０’ ピン端部
９２ ジャーナル本体
９４ 密閉リング
９６、９６ コネクター端部
９８、９８’ フランジ部

Claims (22)

1. プラスチック溶融体から汚れ粒子及び汚染物質を除去するためのフィルター装置であって、
   −フィルター室（４）、プラスチック溶融体を前記フィルター室に供給するための注入口、前記フィルター室からプラスチック溶融体を流出させるための排出口、及びハウジング（２）から汚れ粒子を排出するための汚れ排出口（６）を有する、ハウジング（２）と、
   −前記フィルター室（４）内に配置され、融体流を通すことができ、前記融体流に含有されたすべての汚れ粒子を保持するように構成される、フィルター素子（８）と、
   −前記フィルター素子（８）によって保持された汚れ粒子を前記フィルター素子から除去するための清浄ユニット（１０）であって、前記清浄ユニット（１０）が、前記フィルター素子（８）から汚れ粒子を引き離すための少なくとも１つのスクレーパー部材（１４、１４’）を備えた清浄ヘッド（１２）を有し、前記清浄ヘッド（１２）及び前記フィルター素子（８）が、互いに対して可動であり、少なくとも一時的に互いと接触でき、前記少なくとも１つのスクレーパー部材（１４、１４’）が、前記フィルター素子（８）の表面に前記スクレーパー部材を押し付けるように構成されるサーボ機構（１６）と連結され、
   前記サーボ機構（１６）が、
   −圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部（６６）を有する足部（５４、５４’）と、
   −前記足部（５４、５４’）に対して調節経路に沿って移動され得る頭部（５６、５６’）と、
   −前記足部（５４、５４’）及び前記頭部（５６、５６’）と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子（５２、５２’）と、
   圧力室内に広がる圧力に応じて、前記足部（５４、５４’）に対して前記頭部（５６、５６’）を移動させるように構成される容量可変の圧力室（２０）であって、該圧力室（２０）が圧力源と接続可能である、圧力室（２０）と、を備える、少なくとも１つの蛇腹シリンダー（１８、１８’、１８’’）を有することを特徴とする、清浄ユニット（１０）と、を備える、フィルター装置。
2. 前記圧力室の内部に形成され、前記調節経路に沿って前記頭部を誘導するように構成される、前記頭部のガイド機構を特徴とする、請求項１に記載のフィルター装置。
3. 前記ガイド機構が、前記足部に配設されたガイド部材と、前記頭部に配設された被ガイド部と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載のフィルター装置。
4. 前記被ガイド部が、中間部を横切り、前記調節経路と反対方向に延在するガイドバーを有すること、及び前記ガイド部材が、好ましくは、両側の区域に、前記ガイドバーを受容するガイド溝を有することを特徴とする、請求項２又は３に記載のフィルター装置。
5. 前記頭部の前記調節経路を制限するための手段を特徴とする、請求項１〜４のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
6. 前記調節経路を制限するための前記手段が、前記足部及び前記頭部の前記ガイド機構の領域に形成されることを特徴とする、請求項５に記載のフィルター装置。
7. 前記調節経路を制限するための前記手段が、前記ガイド部材又は前記被ガイド部に配設された可動停止部材を有し、該停止部材が、前記被ガイド部上又は前記ガイド部材上の停止面と連携し、該停止面が前記調節方向に前記調節経路を制限することを特徴とする、請求項５又は６に記載のフィルター装置。
8. 前記頭部が、前記ガイドバー上に、前記調節経路の方向に延在する材料凹部、好ましくは、ピン素子が突出し、両端が好ましくは前記足部に接続される長穴を有することを特徴とする、請求項４〜７のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
9. 一端において前記足部に、及びその他端において前記頭部に、好ましくは、材料嵌合によって接続される、好ましくは金属材料で作製されたゲートルであることを特徴とする、請求項１〜８のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
10. 前記清浄ユニットが、回転軸の周りを回転可能であり、少なくとも部分的に実質的に円筒状であり、好ましくは、複数のスクレーパー部材が配置される、外側表面を有するナイフドラムを有することを特徴とする、請求項１〜１１のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
11. 前記清浄ユニットが、圧力源に接続可能であり、好ましくは、前記回転軸と平行に延在し、前記蛇腹シリンダーに圧力を供給するための複数の分配チャネルが、供給チャネルから実質的に前記半径方向に、好ましくは、前記回転軸に沿って間隔を置いて、及び／又は前記回転軸に対して異なる角度で延在する、供給チャネルを有することを特徴とする、請求項１〜１０のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
12. 好ましくは、スクレーパーブレードとして組み込まれる前記スクレーパー部材が、それぞれ割り当てられた蛇腹シリンダーの前記頭部に力伝達手段を介して連結される、請求項１〜１１のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
13. 前記清浄ユニットが、多数の部品に組み込まれ、前記蛇腹シリンダーの収容部を備える、少なくとも１つの内側軸部材と、前記清浄ユニットの前記外側表面を形成し、清浄するべき前記プラスチック溶融体から前記蛇腹シリンダーを、好ましくは、流体密閉で分離する外側ナイフドラムと、を有することを特徴とする、請求項１〜１２のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
14. 前記力伝達手段が、前記ナイフドラムの区域を通って実質的に半径方向に延在するタペットであり、該タペットが、好ましくは、密閉状態で前記ナイフドラム内に収容されることを特徴とする、請求項１３に記載のフィルター装置。
15. 前記蛇腹シリンダーの前記可動頭部が、前記内側軸部材上の前記蛇腹シリンダーの前記収容部内でその調節経路全体にわたって変位可能に支持されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のフィルター装置。
16. 前記フィルター素子が、前記フィルター室の内部に固定され、前記清浄ユニットの前記外側表面の周囲にほぼ等距離で配置される、好ましくは、円筒状の網を有することを特徴とする、請求項１０〜１５のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
17. 前記網が、前記プラスチック溶融体が通過する方向に断面が幅広になる経路を有することを特徴とする、請求項１６に記載のフィルター装置。
18. 前記汚れ粒子を排出するための搬送スクリューが前記汚れ排出口の領域に配置され、前記清浄ユニットと連結されることを特徴とする、請求項１〜１８のうちの少なくとも一項に記載のフィルター装置。
19. フィルター装置、具体的には、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のフィルター装置のフィルター素子から汚れ粒子及び汚染物質を除去するための清浄ユニット（１０）であって、
    −前記フィルター素子（８）から汚れ粒子を引き離すための少なくとも１つのスクレーパー部材（１４、１４’）を備えた清浄ヘッド（１２）であって、該清浄ヘッド（１２）及び該フィルター素子（８）が、互いに対して可動であり、少なくとも一時的に互いと接触でき、前記少なくとも１つのスクレーパー部材（１４、１４’）が、前記フィルター素子（８）の表面に前記スクレーパー部材を押し付けるように構成されるサーボ機構（１６）と連結され、
    前記サーボ機構（１６）が、
    −圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部（６６）を有する足部（５４、５４’）と、
    −前記足部（５４、５４’）に対して調節経路に沿って移動され得る頭部（５６、５６’）と、
    −前記足部（５４、５４’）及び前記頭部（５６、５６’）と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子（５２、５２’）と、
    圧力室内に広がる圧力に応じて、前記足部（５４、５４’）に対して前記頭部（５６、５６’）を移動させるように構成される容量可変の圧力室（２０）であって、該圧力室（２０）が圧力源と接続可能である、圧力室（２０）と、を備える、少なくとも１つの蛇腹シリンダー（１８、１８’、１８’’）を有することを特徴とする、清浄ヘッド（１２）と、を備える、清浄ユニット（１０）。
20. プラスチック加工機械又は装置で使用するための、具体的には、プラスチック加工機械又は装置の可動構成要素を作動させる、及び／又は調節するための蛇腹シリンダー（１８、１８’、１８’’）であって、
    −圧力源と流体連通接続するための、少なくとも１つの開口部（６６）を有する足部（５４、５４’）と、
    −前記足部（５４、５４’）に対して所定の調節経路に沿って移動され得る頭部（５６、５６’）と、
    −前記足部（５４、５４’）及び前記頭部（５６、５６’）と密閉状態で接続される、変形可能な蛇腹素子（５２、５２’）と、
    圧力室内に広がる圧力に応じて、前記足部（５４、５４’）に対して前記頭部（５６、５６’）を移動させるように構成される容量可変の圧力室（２０）であって、前記圧力室（２０）内の圧力が、前記圧力源を介して制御され得る、圧力室（２０）と、を備える、蛇腹シリンダー。
21. 前記頭部の前記調節経路を制限するための手段を特徴とする、請求項２０に記載の蛇腹シリンダー。
22. プラスチック加工機械又は装置の可動構成要素を作動させるため、及び／又は調節するため、具体的には、フィルター素子の表面に対して実質的に垂直にスクレーパー部材を調節するため、好ましくは、プラスチック溶融体から汚れ粒子を除去するためにフィルター素子の表面にスクレーパー部材を押し付けるための蛇腹シリンダー（１８、１８’、１８’’）、具体的には、請求項２０又は２１に記載の蛇腹シリンダーの使用。

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