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Filtereinrichtung für Kunststoff-Schneckenpressen
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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für flüssigen Kunststoff
führende Druckleitungen, insbesondere Strangpressen und Spritzgußmaschinen, mit
einem in einem Spalt verschiebbaren Filterhalter, wobei das Gehäuse mindestens eine
Bohrung aufweist, aus welcher ein nicht im Materialstrom befindlicher Filtereinsatz
zum Reinigen entnehmbar ist.
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Es sind bereits Filtereinrichtungen für Ströme aus flüssigem Kunststoff
insbesondere zwischen Schneckenstrangpressen und einem Extrusionskopf bekannt (DAS
1 554 913), bei denen rechtwinklig zur Fließrichtung des Kunststoffs verschiebbare
Schieber mit mehreren in nacheinander folgenden Siebräumen angeordneten Siebpaketen
zum Einsatz kommen. Nachteilig ist bei diesen bekannten Filtereinrichtungen aber,
daß sie eine große Baulänge haben, die Filter aufwendig und teuer sind und die Bedienung
umständlich ist, da eine Bewegung größerer Massen erforderlich ist und weiterhin
eine Beeinträchtigung des Massenflusses vorliegt.
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Es sind weiterhin Siebeinrichtungen bekannt, die im wesentlichen ein
zwischen Extruder und Extrusionskopf angeordnetes Gehäuse mit Siebeinheit, Rückstromkanälen
und Ventilen enthalten, wobei die Siebeinheit an den Rückstromkanälen derartig vorbeibewegbar
ist, daß die Siebbohrungen reihenweise mit den Rückstromkanälen zur Überdeckung
gelangen
und mittels der Ventile für jede einzelne Siebbohrung die Verbindung zum Außenraum
herstellbar ist, um durch partielle Umlenkung des Massestromes die Siebbohrungen
zu reinigen.
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Nachteilig ist bei dieser bekannten Siebeinrichtung aber, daß die
Siebreinigung nur unvollkommen möglich ist und daß der Verstellmechanismus bzw.
das Umlenkglied nicht ersetzbar ist und damit die Funktion der Siebeinrichtung nicht
unter allen Umständen befriedigend ist bzw. Störungen nicht ausgeschlossen werden
können. Auch diese Siebeinrichtung ist kompliziert aufgebaut, sehr voluminös und
schwierig zu handhaben.
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Es ist weiterhin eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art
bekannt, bei der zur Entlüftung des auf einen erschöpften Filtereinsatz folgenden
Filtereinsatzes eine über ein Ventilglied absperrbare Verbindung zwischen dem fließenden
Material und der Oberseite des Filtereinsatzes vorliegt und die Unterseite dieses
Filtereinsatzes über eine Gehäusebohrung mit der Außenluft in Verbindung steht.
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Die bisher bekannten Filtereinrichtunsen für flüssigen Kunststoff
führende Druckleitungen, bei denen nacheinander verschiedene Filtereinsätze in die
Leitung eingebracht werden, weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Entlüftung der
neu in den Kunststoffstrom einrückenden Siebeinheiten probIe##t##c#'i##.##sbesondere
sind die hierfür
vorgeschlagenen Kanäle und Ventilmittel sehr aufwendig.
Sie sind auch störanfällig, da sie sich mit erstarrtem Kunststoffmaterial zusetzen,
und sind dann schwierig zu reinigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Filtereinrichtung
zu schaffen, die diese Nachteile des Standes der Technik vermeidet und ein einfaches,
störungsfrei arbeitendes und leicht zu reinigendes Mittel zur Entlüftung der in
den Materialfluß zu bringenden Siebeinheiten aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch mindestens einen mit
einer einen Entlüftungskanal bildenden Rinne ausgestatteten Entlüftungsschieber,
der einerseits in eine Stellung bringbar ist, in der der Entlüftungskanal eine den
Materialfluß führende Bohrung mit der Oberseite des als nächster zum Einsatz kommenden
Filtereinsatzes verbindet, wobei, wie an sich bekannt, die Unterseite dieses Filtereinsatzes
über eine Gehäusebohrung mit der Außenluft in Verbindung steht, und andererseits
in eine Stellung bringbar ist, in der der Entlüftungskanal für eine Reinigung zugänglich
ist, je ein herausnehmbares Füllstück, das in Flucht mit der oder den zur Entnahme
der Filtereinsätze vorgesehenen Bohrungen liegt, und je einen Stopfen in der oder
den zur Entnahme der Filtereinsätze vorgesehenen Bohrungen.
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Vorteilhaft ist die Filtereinrichtung so gestaltet, daß der Filterhalter
als Teil eines drehbaren Ringes ausgebildet ist, der im Spalt zwischen einer Mittelbohrung
des Gehäuses und einem feststehenden Innenzylinder verschiebbar ist und der Radialbohrungen
zur Aufnahme der Filtereinsätze aufweist, und daß das Gehäuse zwei Radialbohrungen
und der Innenzylinder einen Kanal aufweisen, die in Flucht mit einer der Bohrungen
des Filterhalters liegen.
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Eine erhöhte Stabilität und erleichterte Steuerung des Filterhalters
wird durch ein im Spalt zwischen der Mittelbohrung des Gehäuses und dem feststehenden
Innenzylinder angeordnetes, mit einer Bohrung für den Materialfluß versehenes Ausgleichsstück
erreicht, das als Anschlag für den Filterhalter dient.
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Die Verschiebung des Filterhalters kann über einen Hebel von Hand,
hydraulisch, pneumatisch, mittels eines Stellmotors oder elektromagnetisch erfolgen.
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Um zu gewährleisten, daß auch kleinste Fremdkörper oder Kunststoff
zusammenballungen sicher ausgefiltert werden, sind die Filtereinsätze vorteilhaft
aus einem Lochzylinder mit auf der äußeren, geraden Stirnfläche auf liegenden Sieben
zusammengestellt, wobei die innere nach innen gekrümmte Stirnfläche einen Krümmungsradius
aufweist, der dem des Innenzylinders entspricht.
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Um eine Abkühlung des flüssigen Kunststoffes innerhalb der Filtereinrichtung
zu vermeiden, ist diese vorteilhaft mit Heizungen in dem Gehäuse und/oder dem Innenzylinder
ausgestattet.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer Filtereinrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Einrichtung gemäß Figur
1, Fig. 3 einen Schnitt durch die Einrichtung entlang der Schnittlinie III ... III
gemäß Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch die Einrichtung entlang der Schnittlinie
IV ... IV gemäß Fig. 2, Fig. 5 ein Detail der Entlüftungseinrichtung, wobei sich
der Entlüftungsschieber in Produktionsstellung befindet und Fig. 6 ein Detail gemäß
Figur 5, wobei sich der Entlüftungsschieber in Entlüftungsstellung befindet.
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Gemäß den Figuren besteht die Filtereinrichtung aus einem Gehäuse
1 mit einer Innenbohrung, in welche ein Innenzylinder 3, der einen geringeren Durchmesser
als die Innenbohrung besitzt, zentrisch eingesetzt ist. In dem
Spalt
zwischen der Bohrung und dem Innenzylinder 3 befinden sich der als Teil eines Ringes
ausgebildete Filterhalter 2 und das als Anschlag für den Filterhalter 2 dienende
Ausgleichsstùck 20. Durch Schrauben 21 sind das Gehäuse 1, das Ausgleichsstück 20
und der Innenzylinder 3 miteinander verbunden.
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Der Filterhalter 2 kann mindestens zwei, aber auch drei oder mehr
Filtereinsätze in Radialbohrungen 9 aufnehmen, aus denen die Filtereinsätze durch
dafür vorgesehene Radialbohrungen 11 des Gehäuses herausgenommen werden können,
danach gereinigt und wieder eingesetzt werden können. Die Radialbohrungen 11 sind
durch herausnehmbare Stopfen 18 verschlossen. In Aussparungen des Innenzylinders
3 befinden sich herausnehmbare Füllstücke 17, die in Flucht rit den zur Entnahme
der Filtereinsätze 5 vorgesehenen Bohrungen 11 liegen. Durch diese herausnehmbaren
Füllstücke 17 wird die Reinigung des als Entlüftungszone dienenden Zwischenraumes
zwischen dem Filtereinsatz 5 und dem Innenzylinder 3 erleichtert.
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Der Innenzylinder 3 weist einen Kanal 10 auf, der radial in Flucht
mit einer der Bohrungen 9 zur Aufnahme eines Filtereinsatzes 5, mit den Bohrungen
8, 8' des Gehäuses 1 und mit der Bohrung 19 in dem Ausgleichsstück 20 verläuft.
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Durch die Bohrungen 8, 8' des Gehäuses wird der Kunststoffstrom zu-
bzw. abgeführt. An das Gehäuse 1 schließt
sich über einen Verbindungsflansch
16 die Zuführung für den Kunststoffstrom bzw. die Zuleitung zu dem Extruder an.
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Der Filterhalter 2 setzt sich in einem Antriebsflansch 6 fort, welcher
mit einer geeigneten Antriebsvorrichtung verbunden ist, um kurzzeitig eine Verdrehung
um einen bestimmten Winkel, bei der Ausführung gemäß den Zeichnungen um 900 zu gewährleisten.
Falls mehr als zwei Filtereinsätze in entsprechenden Bohrungen des Filterhalters
2 verwendet werden, so sind die Bewegungen für die entsprechenden Winkelgrade einzustellen,
so daß jeweils der gerade in Betrieb befindliche Filtereinsatz vor eine der Entnahmebohrungen
11 geschwenkt und zugleich der gerade belüftete Filtereinsatz in die Arbeitsposition
geschwenkt wird. Das Gehäuse 1 setzt sich an der Seite, an der der Materialfluß
austritt, gedichtet in eine Leitung zu dem Extrusionskopf fort.
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Die Filtereinsätze 5 bestehen aus einem Lochzylinder 15, auf dessen
gerader, äußeren Stirnfläche Siebe 14 aufgelegt sind. Die innere Stirnfläche ist
nach innen gekrümmt und bildet die Fortsetzung der inneren Umfangsfläche des Filterhalters
2, so daß dieser dichtend gegenüber dem Innenzylinder 3 verschoben werden kann.
Für den Fachmann selbstverständlich ist auch die äußere Umfangsfläche des Filterhalters
2 gegenüber dem Gehäuse 1 dichtend ausgeführt.
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Gemäß den Figuren 2 und 6 kann zwischen der Eingangsbohrung 8 des
Gehäuses 1 und der Oberseite des als nächster nach einer entsprechenden Verdrehung
des Filterhalters 2 zum Einsatz kommenden Filtereinsatzes 5 durch eine entsprechende
Stellung des Entlüftungsschiebers 4 über den Entlüftungskanal 12 eine Verbindung
hergestellt werden. In Figur 5 ist der Entlüftungsschieber in Produktionsstellung
dargestellt. In dieser Stellung kann der Entlüftungskanal 12 leicht gereinigt werden.
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Das Gehäuse 1 ist in bekannter Weise isoliert und durch Heizungen
7 beheizt, so daß der gesamte Kunststoff im Bereich der Filtereinrichtung nicht
einfrieren kann und dadurch den Betrieb behindern würde.
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Von der Entlüftungszone unterhalb des Filtereinsatzes 5, der demnächst
in die Arbeitsposition geschwenkt wird und der deshalb vor dieser Verschwenkbewegung
entlüftet werden muß, führt eine Gehäusebohrung 13 ins Freie, durch welche Kunststoff
austreten kann.
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Der Betrieb der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist wie folgt:
Im Ruhezustand fließt das flüssige Kunststoffmaterial (Materialfluß) durch die Gehäusebohrung
8, durch einen Filtereinsatz 5, durch den Kanal 10, durch die Bohrung 19 in dem
Ausgleichsstück 20 und die Gehäusebohrung 8', von
dem Extruder
zu dem Extrusionskopf oder einem anderen geeigneten Abgabekopf, z.B. für das Spritzgießen.
Nach einem gewissen Zeitpunkt ist der Filtereinsatz 5 gesättigt und durch einen
schrittmotor wird über den Flansch der Filterhalter 2 gemäß den Figuren um 900 verdreht,
so daß einerseits der nächste Filtereinsatz für den Materialfluß zur Verfügung steht
und andererseits der gesättigte Filtereinsatz 5 vor die Bohrung 11 des Gehäuses
1 rückt, dort entnommen, gereinigt und wieder eingesetzt werden kann.
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Vor der Verschiebung des Filterhalters 2 wird durch Einschieben des
Entlüftungsschiebers 4 die Verbindung zu dem Raum oberhalb des Filtereinsatzes 5
gemäß Figur 6 geöffnet und dieser Filtereinsatz wid entlüftet und mit Kunststoffmaterial
gefüllt, wobei diese Füllung so lange aufrechterhalten wird, bis aus dem Kanal 13
alle Luft entwichen ist und Kunststoffmaterial austritt. Der Entlüftungsschieber
4 wird dann wieder in die Position gemäß Figur 5 gebracht und die Verschiebung kann
durchgeführt werden. Vor der nächsten Verschwenkbewegung ist selbstverständlich
das Entlüften und Spülen des frischen Filtereinsatzes zu wiederholen.
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In den Entlüftungsschiebern 4, den Stopfen 18 und den herausnehmbaren
Füllstücken 17 weist die Filtereinrichtung einfache, störungsfrei arbeitende und
leicht zu reinigende Mittel zur Entlüftung des in den Materialfluß
zu
bringenden Filtereinsatzes auf.
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Der Entlüftungsschieber 4 kann gemäß den Figuren in einem Spalt des
Gehäuses liegen, oder er kann auch in einem Spalt des feststehenden Innenzylinders
3 liegen, so daß beim Entlüften der flüssige Kunststoff von innen nach außen durch
den Filtereinsatz 5 fließt. In diesem Fall können die Füllstücke 17 und die Stopfen
18 entfallen.
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Angesichts der Einfachheit und offensichtlichen Betriebssicherheit
der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung kann von einer idealen Lösung der anstehenden
Probleme gesprochen werden.