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Siebvorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von Kunst-
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st offschmel z en Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zur
kontinuierlichen Reinigung von Kunststoffschmelzen insbesondere zur Entfernung von
Schmutzpartikeln und anderen Fremdkörpern.
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Die Siebvorrichtung ist zwischen dem Extruder und dem Formwerkzeug
angeordnet.
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Es sind bereits verschiedene Arten von Siebvorrichtungen bekannt,
In der DE-OS 1554 798 ist eine Siebvorrichtung beschrieben, bei der der Schmelzestrom
um 900 umgelenkt wird und durch die Bohrungen der Lochplatte und der Siebpactung
in eine kreisförmige Kammer gelangt, Die Schmelze wird nochmals um 900 umgelenkt
und fließt über entsprechende Kanäle in die Eintrittsöffnung des Formwerkzeuges.'
Die Reinigung der Siebbohrungen erfolgt mittels einer Ventileinheit, die mit einem
radial abstehenden Schuh versehen ist, der gegenüber der Lochplatte gedreht werden
kann. Der Schuh hat eine schlitzartige Öffnung, die mit den Bohrungen in Deckung
gebracht wird. Auf Grund des Druckunterschiedes strömt ein geringer Teil der Schmelze
durch die Bohrungen der Lochplatte und die schlitzartige Öffnung des Schuhes nach
außen und reinigt dabei die Siebbohrungen.
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Der Nachteil dieser Lösung besteht vor allem darin, daß durch die
zweimalige Umlenkung der Schmelze thermische Schädigungen auftreten können, die
sich nachteilig auf die Qualität der herzustellenden Erzeugnisse auswirken. Außerdem
entsteht während des Reinigungsprozesses ein hoher Druckabfall, da gleichzeitig
mehrere Siebbohrungen mit dem Rückspülkanal in Verbindung stehen.
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Der technisch-ökonomische Aufwand für die Realisierung einer automatischen
Arbeitsweise dieser Siebvorrichtung ist sehr groß.
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In der DD-PS 114 239 ist eine Siebvorrichtung beschrieben, bei der
das Siebgehäuse in dem Grundgehäuse drehbar gelagert ist, wobei die Ein- und Austrittsöffnung
für die Kunststoffschmelze in einer Ebene liegen. An den Stirnseiten des Siebgehäuses
befinden sich Verschlußstücke, in denen die zylindrische Siebeinheit befestigt ist.
In dem Siebzylinder ist ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben angeordnet.
Die Kolbenstange ist mit einem Rückströmkanal versehen und kann eine Axial-und Rotationsbewegung
ausführen.
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Zur Reinigung des Siebes wird die Kolbenstange mit dem Kolben so bewegt,
daß der Rückströmkanal in dem Kolben mit jeder einzelnen Siebbohrung in Verbindung-gelangt.
Dadurch erfolgt eine partielle Umlenkung des Massestromes in der jeweiligen Siebbohrung,
die diese von den Verunreinigungen im Rückstrom befreit, die über den Rückströmkanal
nach außen abgeführt werden.
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Diese Lösung ist technisch-ökonomisch sehr aufwendig,insbesondere
das Antriebssystem für die Axial und Rotationsbewegung der Kolbenstange. Die Kolbenstange
muß an beiden Stirnseiten des Gehäuses abgedichtet werden.
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Bei der Reinigung der Siebbohrungen entstehen durch das in zeitlicher
Reihenfolge nacheinander erfolgende Abfahren der einzelnen Bohrungen zusätzlich
zu dem Durckabfall noch Druckschwankungen, die sich nachteilig auf die Qualität
des herzustellenden Erzeugnisses auswirken.
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Auf Grund der mehrfachen Umlenkung der Schmelze , hervorgerufen durch
die Anordnung des Vorsiebes, der Kolbenstange und des Siebzylinders, kann es zu
thermischen Schädigungen der Schmelze kommen Der Montageaufwand für das Wechseln
oder Reinigen des Siebzylin ders ist groß.
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Diese Siebvorrichtung ist in ihrem gesamten konstruktiven Aufbau kompliziert
und erfordert hohe Pertigungsgenauigkeiten, Ziel der Erfindung ist es, den technichcökonomischen
Herstellungsaufwand für die Siebvorrichtung zu senken, die Wartung und Instandhaltung
zu vereinfachen und Qualitätsminderungen der Kunststoffschmelze durch thermische
Schädigungen und Druckschwankungen zu vermeiden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Siebvorrichtung zu schaffen,
die eine wesentlich vereinfachte Reinigung der
Siebbohrungen, ein
schnelles und leichtes Auswechseln der Siebeinheit, kurze Verweilzeiten der Schmelze
bei geringem Druckabfall und eine einfachere und wirksamere Abdichtung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Siebeinheit
rechteckig, vorzugsweise quadratisch ausgebildet ist und mittels Platten zusammengehalten
wird. Die axial bewegbare Kolbenstange ist mit einem Reinigungssegment verbunden
und ist in dem Gehäuse gelagert und abgedichtet. Die Siebeinheit besteht aus einem
Stützsieb und einer Rückströmplatte mit mehreren dazwischenliegenden Sieblagen.
Die Rückströmplatte kann schlitzartige oder runde Öffnungen aufweisen. Das Reinigungssegment
besteht aus einer Leiste, die ie gleiche Breite wie die Rückströmplatte der Siebeinheit
hat und die mit einem Rückströmkanal versehen ist, der mit der Rückflußbohrung der
Ko#benstange in Verbindung steht.
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Der Rückströmkanal hat eine oder mehrere schlitzartige bzw.
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runde Öffnungen.
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Zur Demontage der Siebeinheit ist die unmittelbar an den Flansch angrenzende
Halteplatte mit einer bzw. einem in den Bewegung bereich des Reinigungssegmentes
hineinragenden Nase bzw. Rand versehen.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch
die erfindungsgemäße Siebvorrichtung Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in
Fig. 1 Fig, 3 verschiedene Ausführungsvarianten der Rückströmplatte und des Reinigungssegmentes
in Draufsicht.
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Die erfindungsgemäße Siebvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 3 mit
in einer Ebene liegenden Ein- und Austrittsöffnungen 4p13.
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Der obere Teil des Gehäuses 3 ist mittels eines leicht lösbaren Flansches
1 verschlossen. Unmittelbar nach der Eintrittsöffnung 4 und vor der Austrittsöffnung
13 sind Einsätze 2 angeordnet.
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In dem durch das Gehäuse 3, den Flansch 1 und die Einsätze 2 gebildeten
Siebraum 5 befindet sich die Siebeinheit.
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Diese besteht aus einem Stützsieb 8, mehreren Sieblagen 7 und der
Rückströmplatte 6 und ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel quadratisch ausgebildet.
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Die Siebeinheit ist quer zur Strömungsrichtung der Eunststoffschmelze
angeordnet und wird mittels der Platten 9 zusaiii##engehalten. Im unteren Teil des
Gehäuses 3 befindet sich eine Bohrungen der die Kolbenstange 15 geführt ist. Diese
ist mit einem Kolben 16 verbunden, der in einem Hydraulikzylinder 12 axial verschiebbar
gelagert ist. Die Kolbenstange 15 ist mittels einer Stopfbuchse 17 und einer Dichtung
18 im Gehäuse 3 abgedichtet, so daß keine Schmelze austreten kann. Von großem Vorteil
ist, daß die Kolbenstange 15 nur an einer Stelle im Gehäuse abgedichtet werden mu9
und sich außerhalb des Siebraumes 5 befindet. Der im Siebraum 5 herrschende Schmelzedruck
würde sich auf die Lebensdauer der Dichtung 18 sehr nachteilig auswirken.
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Lediglich während des Reinigungsprozesses befindet sich die Kolbenstange
15 im Siebraum. Zur Entfernung der Verunreinigungen ist die Kolbenstange 15 mit
einer RückfluBbohrung 14 versehen.
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Das andere Ende der Kolbenstange 15 ist mit einem Reinigungssegment
11 verbunden. Dieses besteht aus einer Leiste, die die gleiche Breite wie die Rückströmplatte
6 hat (Fig. 2 und 3).
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Auerdem besitzt sie einen Rückströmkanal 10, der in die Rückflußbohrung
14 der Kolbenstange 15 übergeht. Zur Vereinfachung der Demontage der Siebeinheit
ist die obere Halteplatte 9, die unmittelbar an den flansch 1 angrenzt, mit einer
Nase bzw.
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einem Rand versehen. Zum Auswechseln der Siebeinheit müssen lediglich
die Schraubverb#ndungen zwischen dem Flansch 1 und den Einsätzen 2 gelöst werden.
Die Kolbenstange 15 mit dem Reinigungssegment 11 wird ausgefahren und stößt an den
Rand bzw. an die Nase der oberen Halteplatte 9 an und schiebt die gesamte Siebeinheit
aus ihrer Verankerung. Somit wird das Auswechseln der Siebeinheit wesentlich vereinfacht.
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It der Figur 3 sind verschiedene Varianten der Rückströmplatte 6 und
des Reinigungssegmentes 11 dargestellt. Die Rückströmplatte 6 ist mit schlitzartigen
oder runden Öffnungen versehen. Der Rückströmkanal 10 besteht ebenfalls aus einer
oder mehreren schlitzartigen bzw. runden Öffnungen.
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Gemäß der Variante a) weist die Rückströmplatte 6 schräge Schlitze
auf und das Reinigungssegment 11 hat einen horizontal verlaufenden Schlitz. Diese
Variante entspricht auch den Darstellungen in den Figuren 1 und 2.
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Der besondere Vorteil dieser Variante besteht vor allem darin, daß
während der Reinigung keine Druckschwankungen auftreten.
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Die Schlitze in der Rückströmplatte 6 sind so ausgebildet, -daß beim
Überfahren des Schlitzes durch das Reinigungssegment stets eine konstante Fläche
der Schlitze der Rückströmplatte 6 mit dem Schlitz des Rückströmkanals 11 in überdeckung
gebracht wird.
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Gemäß der Variante b) hat das Reinigungssegment 11 einen schräg verlaufenden
Schlitz und die Rückströmplatte 6 ist als Lochplatte ausgebildet. Während der Reinigung
überdeckt der Schlitz des Reinigungssegmentes 11 gleich mehrere Bohrungen der Rückströmplatte
6. Wie die Varianten c) und d) zeigen, hat die Rückströmplatte 6 eine Lochgeometrie,
die einem zweigängigen Gewinde mit versetzter Lochteilung entspricht. Das Reinigungssegment
ist mit einer einreihigen (c) oder einer zweireihigen (d) Lochanordnung versehen.
Bei der Variante d) kann nur eine geringe Anzahl an Bohrungen der Rückströmplatte
6 mit den Bohrungen des Reinigungssegmentes 11 in Verbindung gebracht werden.
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Die ~Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung ist folgende:
Die Kunststoffschmelze durchströmt die zwischen dem Extruder und dem Formwerkzeug
angeflanschte Siebvorrichtung. Die sich in der Schmelze befindenden Verunreinigungen
werden durch die Sieblagen 7 zurückgehalten und der Druck in dem Siebraum 5 erhöht
sich. Bei einem vorbestimmten Grenzdruck erhält die Steuereinheit des Hydraulikzylinders
12 einen Impuls und es erfolgt die Reinigung der einzelnen Siebbohrungen bzw. Schlitze.
Dabei wird das Reinigungssegment 11 in axialer Richtung bewegt, wobei nacheinander
die Öffnungen der Rückströmplatte 6 mit den Öffnungen des Reinigungssegmentes in
Deckung gebracht werden, Auf Grund des entstehenden Druckgefälles zwischen der Schmelze
in dem Siebraum 5 und der Atmosphäre fließt ein geringer Teil der Kunststoffschmelze
im Gegenstrom durch den Hückflccßkanal 1o und die Rückflußbohrung 14 nach außen
ab. Dabei werden die Verunreinigungen mit abgeführt und die Sieblagen sind vollständig
gereinigt.
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Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen einfachen konstruktiven
Aufbau aus. Da das Reinigungssegment sich in Ruhestellung außerhalb des Siebraumes
befindet, verringert sich die Verweilzeit der Schmelze im Siebraum und es kommt
zu keinen thermischen Schädigungen -der Schmelze,
Bezugszeichenaufstellung
1 Flansch 2 Einsatz 3 Gehäuse 4 Eintrittsöffnung 5 Siebraum 6 Rückströmplatte 7
Sieblage 8 Stützsieb 9 Platte 1o Rückströmkanal 11 Reinigungssegment 12 Hydralikzylinder
13 Austrittsöffnung 14 Rückflußbohrung 15 Kolbenstange 16 Kolben 17 Stopfbuchse
18 Dichtung