DD145458A3 - Filtereinrichtung fuer extruder zur kunststoffverarbeitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kunststoffverarbeitung und diervt. zur Filterung der Xunststoffschmelze. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung des Raumbedarfes für die Filterexiirichtung, der Qualitätsverbesserung des Extrudates und in der Senfcang des Masseverlustes für die Filterreinigung. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filtereinrichtung von geringer Bauiänge zu schaffen, die sich zum direkten Anschluß am Doppelschneckenextruder eignet und eine direkte Masseableitung beim Anfahrvorgang sowie eine Einstellung des Strömungswiderstandes ermöglicht. Erfindusgsgemäß wird im Stiromungskanal eines Strangformwerkzeuggehäuses zwischen den mit Durchbrücfeen versehenen Einlaufkegelbohrungen und der Ausiaufkegelbohrung eiia Filterkegel drehbar angeordnet, der mit Filterelementen versehen, wahlweise mit den Durchbrüchen und'mit dazu radial versetzten Reinigungskanälen verbunden werden kann. Die Sammelräume der Einlaufkegelbohrungen besitzen einen absperrbaren Anfahrkanal, FJas Gehäuse ist mit einer Lochplatte, die einen axial verstellbaren Verteilerkegel zum Regeln des Ströisungswiderstandes trägt:., abgeschlossen. - Fig.1 - vzizttt 16 Seiten

Description

Titel der Erfindung

feiltereinrichtung für Extruder zur Kunststoffverarbeitung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für Extruder stir KunststoffVerarbeitung, die zur Entfernung von Fremdkörpern und Inhomogenität en aus der Kunötötöffscliraelze dient und z\i±sehen. Extruder und FoiTinverkzeug geschaltet ist* ' . . .

Charakteristik der !bekannten technischen lösungen

In der DT-AS 1 238 198 ist eine Filtereinrichtung beschrieben, die :aus einein zwischen Extruder und JPörrawerkzeüg angeordneten Gehäuse besteht, iii dein ein Siel>träger mit .zwei voneinander ,getrennten Siebeinheiten vorhanden ist· Den Siebeinheiten wird üLie vom-.Extruder· strömende plastische Ifasse über getrennte ^uführkanäle zugeleitet« In den Zufüiirungskanälen sind entsprechende Absperrorgane, entweder Kahnküken oder Drehschieber, angeordnet, um den Hassestrorn · abzusperren und de,n Raum vor der beaufschlagten Seite der Slebeinfeeit .mit .einein/Abflußkanal,.für ^j;d.e.p freien

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Abfluß der Masse zu verbinden·-Durch die Umlenkung des Massestromes kann jeweils eine Siebeinheit im Gegenatrom von Verunreinigungen, gesäubert werden. Die Verunreinigungen werden durch &en Abflußkanal nach dem Außenraum abgeführt.

Die bekannte Piltereinrichtung weist erhebliche llachteile auf, die ihre Anwendung an beispielsweise Doppelschneckenextrudern beeinträchtigen oder in dem Pall des Einsatzes eines Strangformwerkseuges entsprechend DL-WP 100 902 gänzlich ausschließen. Abgesehen vom letzteren Pail besteht der laehteil der Piltereinrichtung beim Einsatz an Doppelschnekkenextrudern darin, öaß der Piltereinrichtung ein zusätzliches ZTiischenstüclc zur Zusammenführung der von den Doppelschnecken fließenden Hasseströme vorgeschaltet werden muß. Dadurch wird die Baulänge der Gesamteinrichtung, die aus dem am Extruderzylinder angeschlossenen Zwischenstück, der Piltereinrichtung und dem Formwerkzeug besteht, erheblich vergrößert und entsprechend viel .Raum beansprucht. Es sind somit auch lange Pließv/ege des Massestronies vorhanden, die keineswegs den Extrusionsproseß vorteilhaft beeinflussen. Ein weiterer Mangel besteht darin, daß die für die gleichzeitige Reinigung der* Hälfte der Pilterflache im Gegenstroin abgeführte Masse einen wesentlichen Druckabfall im Raum vor deia Pormgebungskanal «ies Formwerkzeuges verursacht. Dadurch treten nachteilige Pulgen im Extrusionsprozeß ein, die sich auf das Produkt qualitätsmindernd auswirken. Ein weiterer Mangel ist der beträchtliche Masseverlust beim Rexnigungsvorgang dieser Einrichtung. Durch Drosselung de3 Masseabflusses aus desi Reinigungskanal kann zwar der Masseverlust vermindert werden, der Reinigungseffekt wird aber dadurch auch verschlechtert.

Es ist eine weitere Filtereinrichtung nach DT-OS 1 554 798 bekannt, bei der in einem zwischen Estruder und Formwerkzeug. angeordneten Gehäuse eine plattenförmige Siebeinheit und ein

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'Leitungskanal -mit -Ventil vorhanden sind. Ein schuhförmig gestaltetes Kanaltex3., welches über *daa Ventil mit dem¹ AsBenraum verbunden iat, gleitet kreisförmig über die vorn Kassestroin beaufschlagte' Seite der Siebeinheit· Das bewegliche Kanalteil deckt einen radial stets mehrere Bohrungen der Siebelnheit' umfassenden Ausschnitt ab und lenkt einen Partiaistrom der Maas« um, der im Gegenatrom den Filter daiOhströmt. Verunreinigungen werden durch diesen Gegenstrom zum Außenraum ,gespült. Der Gegenstrom kann mittels .de.a Ventils^ gedrosselt werden.

'J>±ese Einrichtung besitzt ebenfalls wesentliche Nachteile, die ihre Anwendbarkeit am Doppelschneckenextruder einschränken. So ist die AnoiMinung der Filtereinrichtung unmittelbar &m Doppelschneckenesctruderzylinder ebenfalls nicht möglich, woraus sich ein entsprechend großer Raumbedarf für ein Zwi~

seifenstück, Piltereinrichtung und Formwerkzeug ergibt. Ein weiterer Kachteil der bekannten Einrichtung besteht in der Anordnung des * bewegten Kanalteiles und des Ventiles direkt im Massekanal-i, so daß tote Räume vorhanden sind, dJbe den Massefluß stSren und die Stagiiation von Masse begünstigen.

In dem^DD-WP 102 635 ist eine Siebeinrichtung für Plastverarl>eitungsinaschinen fee schrieb en, die im wesentlichen ein Gehäuse mit einer bewegbar angeordneten zylindrischen oder prismatisch ausgebildeten Siebeinheit, Rückströmkanäle und Ventile umfaßt. Die Siebeinheit ist durch einen zweckentsprechenden Antrieb äerartig bewegbar, daß die Siebbohrungen nacheinanderfolgend mit den Rückströmkanälen zur Überdeckung bringbar und mit dem, Außenraum verbindbar sind. Dadurch erfolgt eine partielle Umlenkung des Massestromes, der im

Gegeäistrom die Siebfeohrungen beaufschlagt und die darinnen > .abgelagerten Verunreinigungen entfernt.

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Ein Ventilsystem in den Rückströmkanälen ermöglicht es, daß jede einzelne Siebbohrung vom Gegenstrom der Masse beaufschlagt werden kann.

Eine andere nach DD-41TP 114 239 bekannte Siebeinrichtung besitzt eine im Gehäuse fest angeordnete zylindrische Siebeinheit, die durch den Maasestrom von innen beaufschlagt wird» In de® Siebzylinder befindet sich ein Kolben mit einem radialen Rückströmkanal, der mit einem In der Kolbenstange vorhandenen Abströmkanal nach dem Anßenraum in Verbindung steht.

Darch einen zweckentsprechenden Antrieb wird dem Kolben eine Axial- und Rotationsbewegung erteilt, so daß der im Kolben befindliche radiale Rückströmkanal mit den Siebbohrungen nacheinanderfolgend zur Überdeckung gelangt· Der Massestrom wird damit partiell umgelenkt und spült die Verunreinigungen in den Siebbohrungen nach dem Außenraum ab·

Die beiden Siebeinriektungen nach DD-WP 102 635 und 114 sxnd technisch sehr aufwendig und auch störanfällig durch axe komplizierten Kanal- und Ventilsysteme· Pur die Verwendung am Doppelschneckenextruder sind diese daher wenig geeignet· .

Ein den .bekannten FiXtereinrichtungen gemeinsam anhaftender Mangel, ausgenommen die nach DD-WP 114 239 beschriebene Einrichtung, besteht in dem Fehlen eines Anfahrkanals, um die beim Anfahrvorgang des Extruders entstehende noch nicht homogene Masse nach dem Außenraum abzuleiten und somit die Filterelemente in der Anfahrphase zu entlasten. Auch das Fehlen einer Möglichkeit zur Einstellung des Strömiangswiderstandes eraeist sich bei den bekannten Piltereinrichtungen als nachteilig· Dadurch kann der Reinigungsvorgang der Filterelemente nicht optimal eingestellt und auch die Anpassung des Y/erkzeugwiderstandes an die Verarbeitungsbeäingungem des Kunststoffes wird erschwert·

ZieZjS:er Erf in aurig

Bas Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der aufgezeigten Mängel der bekannten Piltereinrlchtungen, um die SQualität der Extrusionsproäukte au erhöhen,,den Masseverlust "beim* Pillerreinigungs-^organg zu senken, den Raumbedarf für die Aggregat!on von Filtereinriehtung und "^Formwerkzeug zu verringern, sowie den Bedienungs- und Wartungsaufwand zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens öer Erfindung

•Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichiuiig für kontinuierliche oder diskontinuierliche Betriebswei-^Jee 'zu schaff en, die .mit dem Str^igTormwerkzeug eine integrale _:,lTOktio.n,a.eiiLh.e4t von geringer Eaulange ..z.uh ..direkten Anschluß, insbesondere aia Doppel-schneckenextruder, bildet und die beim Extxuderanfahrvorgang eine Maseeableitung sum Außenraum gesta:ttet, sowie eine Einstellung des B tr Ömtmg3wi der Standes ermöglicht.

Die erfindungsgemäße tSsung der Aufgabe sieht vor, eine Filtereinrichtung direkt amStröiuungskanal eines an sich befennten Strangformwerfcseuges für ' Doppelschneckenextruder ansuordnen. Zu diesem Zvzcck sind die an der Einlaufseite des lisrkseuggehäuses befiriülichen kleinen Kegelbohruiigen, in Vielehe die Schneckensp.itzen des Extruders unter Bildung .eines Saraiaelraumes hineinragen, mit Durchbrüchen, vei-sehen und verbinden die an der Auslaufseite des Gehäuses befindliche große lege !bohrung zu einem Strömungskanal« In der Höhe der "Durch-.. Brüche sind -in^; radialer¹ Versetzung zu diesen Reinigung^-* /feanäle _:vim .Gehauso aiissordnet, deren 'schlitzförmige Öffnungen in die große Kegelboh-x^ung münden«,

öle Reinigungskanäle stehen mit dem Außenraum in Verbindung and sind zweckmäßigerweise mit einem Drosselventil versehen. An die Sammelräume der kleinen Kegelbohrungen ist ein absperrbarer Änfahrkanal angeschlossen, der nach dem Außenraum führt.

In der großen Eegelbohrung ist ein hohler Mlterkegel drehbar gelagert, der in Höhe vorgenannter Durchbrüche und deckungsgleich zu diesen segmentartig angeordnete Siebbohrongen besitzt, die mit Sieben abgedeckt sind. Eine über äxe Filterkegelspitze geschobene Kegelkappe mit Siebbohrungen hält die Siebe in ihrer Lage fest. Das Gehäuse ist an der Auslaufseite mit einer Lochplatte verschlossen. Ein an der Lochplatte befestigter Verteilerkegel ragt in den Hohlraum des Filterkegels hinein. Die Spitze des Verteilerkegels ist durch zweckentsprechende Mittel axial verschiebbar ausgebildet und dient zur Einstellung des Strömungswiderstandes in der Piltereinrichtung.

Die Drehung des Filterkegels in die jeweilige Betriebsstellung eriolgt mittels eines im Gehäuse angeordneten Zahn- oder Scimeckenradgetriebes. Zur Verminderung der Reibung des Filterkegels beim Drehvorgang in der Kegelbohrung sind die Stirnfläche des Kegels und die Lagerfläche an der Lochplatte mit ITocken versehen, die eine geringe axiale Hubbewegung des Filterkegels zur Veränderung des Lagerspieles bewirken. Eine andere Im Rahmen der Erfindung liegende Gestaltungsvariante zur Anpassung der Filtereinrichtung an Einschneckenextruder sieht vor, das Gehäuse an der Einlaufseite mit nur einer kleinen Kegelbohrung zu versehen und die an der Auslaufseite befindliche große Kegelbohrung in entsprechender achsparallelex Versetzung zur kleinen Kegelbohrung anzuordnen. Die Öffnung des Reinigungskanals ist gegenüber dem die beiden Kegelbohrungen verbindenden Durchbruch angeordnet. Die Anordnung und Ausbildung des Filterkegels sowie der übrigen Teile der Filtereinrichtung sind ,in der GestaltungsVariante für Einschneckenextruder gegenüber der Ausführung für Doppelschneckenextruder nicht wesentlich.veränderte

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Dxe Vorteile, der erj?±ii<lurigsgeinäßen Piltereinrichtung gegenüber dem bekannten'Stand der Technik bestehen in

- dem geringen Raumbedarf der im · Strangf onnv/erkzeug integrierten .Filtersinrichtung und der direkten Ans,chlußmöglicHkei"t an Döppelschneckeriextrdder,

— der .Anpassung des ffltrömungswiderstandes an die Porm-

j- und Vera:riDeitung3bedingungen des Kunststoffes,

-der,.Optimierung dee Pilterreinigungseffektes bei geringem. Masseverbrauch,

- der direkten Masseableitung beim Extruderanfahrvorgang,

- '^r: Erhöhung der PiSDduktqualität,

- _;aem_;.,,einfachen .„und. ^obusten. ,Aufbau der -Einrichtung^

- dem geringen Bediesangs- und Wartungsauf wand.

Äusführungsbeispiel

"Die .Erfindung'^vsoll naehsteilend =an einem ..spiel näher erläutert· werden»

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1; den Schnitt öurch die iin Strangformvverkzeug integrierte Eiltereinrichtung für Doppelschnecken extruder ..

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Fig. 2: den Schnitt durch die Filtereinrichtung in der GestaltungsVariante für Einschneckenextruder

. 3: die Ansicht des Filterkegels in der Einlaufrichtung der Masse

Fig. 4: den Teilschnitt A-A nach Pig. 1.

Ie? der Fig.1 ist der Schnitt durch die im Strangformwerkzeug integrierte Filtereinrichtung für Doppelschneckenextruder dargestellt. An der Einlaufseite des Gehäuses 1 befinden sich zwei kleine Kege!bohrungen 2, in welche die Schneckenspitzen eines nicht dargestellten Doppelschneckenextruder unter Bildung von Samme!räumen 4 hineinragen. Die kleinen Kegelbohrungen 2 sind im Spitzenbereich mit Durchbr-üchen 5 zu der an der Auslaufseite des Gehäuses 1 angeordneten großen Kegelbohrung 6 versehen. Im Gehäuse 1 sind in Höhe der Durchbrüche 5 und versetzt zu diesen 2OTe i Reinigungskanäle 7 angeordnet, deren schlitzförmige Öffnungen in die große Kegelbohrung 6 münden. Die Reinigungskanäle 7 sind mit dem Außenraum verbunden und mit einem nicht dargestellten Drosselventil versehen. An die Saarcnelräume 4 der kleinen Kegelbohrungen 2 ist der mit dem Anfahrventil 9 versehene Anfahrkanal 8 angeschlossen, der mit; dem Außenraum in. Yerbindung steht, um die beim Anfahrvoz'gang des Extruders entstehende noch nicht homogene Masse abzuleiten. In der großen Kegelbohrung 6 ist der hohle PiI-texkegel 10 drehbar gelagert. In Höhe der Durchbrüche 5 ist äBT Filterkegel 10 mit Siebbohrungen 11 versehen, die segmeiitartig angeordnet und mit Sieben 12 abgedeckt sind. Durch die übergeschobene ebenfalls mit Siebbohrungen 11 versehene Kegelkappe 13 sind d±e Siebe 12 gehaltert. Die-im weiteren als Filterelemente 11; 12 bezeichneten Siebbohrungen 11 und Siefee 12 sind auf dem Pilterkegel 10 paarweise gegenüberliegend angeordnet, so daß sich in der Betxiebsstellung des Filterkegels 10 die Filterelemente 11; 12

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,den Durchbr-üchen 5 in · Übercieekung "be finde η „und von der -Masse durchströmf; werden. Bei Erreichen eines -bestimmten Verschmutzungsgrades der Filterelemente 1.1; 12 werden durch eine entsprechende Drehung des Filterkegels diese außer Eingriff und das nächste Paar in Eingriff gebracht,. Die verschmut-sten Filterelemente Ί 1; 12 werden durch die JDrehung des Filterkegels 10 zu den Öffnungen der: Reinigimgskanäle 7 geführt und durch partielle Umlenkung des Masse- : stromes gereinigt. Dieser Vorgang kann entsprechend den Er- "£ciröernissen in ikontiriuieailicher oder idiskontinuierlicher V¥eise durchgeführt werden. Die Querechiiittsflache der Öffnung des Reinigungskanaless 7 ist wesentlich kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche des Filterelementes 11; 12, um den zurückfließenden Iviassestrom zur Reinigung der Filterelemente 11; 12 zu begrenzen und den Reinigungseffekt zu e^äaöhen. An der Auslaufseite des Gehäuses 1 ist die mit Düsenbohrungen 16 versehene Lochplatte 15 angeordnet, die ,.dea,.;'Jer,1;eilerkegel 1J.. .trägt, ,,der ..in. den...Hoh.lrauiu ,,das ,..FiIte.r-.lcegels 10 hineinragt· Die Kegelspitse 18 des Verteilerke- »gels 17 ist aaiiai verschiebbar ausgebildet und ermöglicht mittels des St el !organs "19 eine "Einstellung: des Strömungswicterstandes in dein St;röHungskanal 14 zur Anpassung des Werkzeugwiderstandes äer Lochplatte 15 an die unterschiedlichen' Verarbeitungsbedingungen des Kuriststoffes. ' B'elia^Ailfahrvörgäng des Extruders "wird die Kegelspitze 18 axial so weit verscho'Den, daß der Strörnungskanal 14 abgesperrt ist. Der Massestrom fließt dann von den Sammelräu-

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/löen 4 durch den Anfahrkanai ,8 und das geöffnete Aufahrveiitil '9 nach dem Äußenraum ab. In dem Gehäuse 1 ist der Entlastungskanal 25 angeordnet, der den Spaltraum zwischen der Kegelbohrung 6 und dem Filterkegel 10 mit dem Außenraäiia verbindet, um da:2?iη eingedrungene Masse abzuleiten* -Zui? Drehung des Filterkegels 10 in die -jeweilige Betriebs-'steilung 'ist iM "Gelläyäe' 1 'ein :z\-;0Ckentspre'chend'es nicht dargestelltes Getriebe angeordnet, das mit dem Ritzel 21

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in den als Zahnkranz 20 ausgebildeten Bund an der Stirnfläche 22 des Filterkegels 10 eingreift. Im Gehäuse 1 und an der Lochplatte 15 angeordnete Dichtungen 26; 27; dienen sur Verhindening des Masseausflusses aus der Einrichtung·

Die Pig. 2 zeigt den Schnitt durch die Gestaltungsvariante der Filtereinrichtung; zum Anschluß an einen Einschneckenextruder. Das Gehäuse 1 besitzt an der Einlaufseite eine kleine Kegelbohrung 2, in welche die Schneckenspitze 3 eines nicht dargestellten Einschneckenextruders unter Bildung des Saminelraumes 4 hineinragt. Der Durchbruch 5 verbindet die kleine Kegelbohrung 2 mit der achsparallel angeordneten großen Kegelbohrung 6 an der Aaslaufseite des Gehäuses 1. Die Öffnung des Reinigungskanals 7 ist dem Durchbruch 5 gegenüber versetzt angeordnet· An den Reinigsingskanal 7 ist der· Entlastungskanal 25 angeschlossen. Di© Anordnung "und Gestaltung der übrigen Seile der Filtereinrichtung sind in der Gestaltungsvariante für Einschneckenextruder gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nicht wesentlich verändert»

Die Fig. 3 stellt die Ansicht des Filterkegels 10 in der Einlaufrichtung des Uassestromes dar· Im Spitzenbereich des Filterkegels 10 sind die Filterelemente 11;12 paarweise gegenüberliegend angeordnet und durch die Kegelkappe 13 gehaltert. Die Lage dex* schlitzförmigen Öffnungen der Reinigungskanäle 7 in dem nicht dargestellten Gehäuse 1 ist durch unterbrochene Stricke angedeutet.

In der Fig. 4 ist der Teilschnitt A-A nach Fig. 1 durch die Stirnfläche 22 des Filterkegels 10 und die Lagerfläche der Lochplatte 15 dargestellt. Zur Verminderung der Reibung bei der Drehung des Eilterkegels 10 in der nicht dargestellten

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KegellDoliru,ng S sind auf" der Stirnflache 22 in sweckentspx^echenaer Verteilung Hocken 24 angeordnet, die a«if der kurvenförmig erhaben gestalteten Lagerfläche gleiten. .Durch das Gleiten der Hocken 24 auf den EriiGhüngen und Vertiefungen der Lagerfläche 23 wird eine geringe axiale Hubbqwegung des Mlterkegels 1Ό erzeugt, die eine Veränderung des Lagerapieles in der nicht dargestellten großen Kegelbohrung 6 bewirkt.

Claims (2)

1. Erfindungsanapruch .

   T* Filtereinrichtung für Extruder zur Kunststoffverarbeitung, die zur Reinigung der Kunststoffmasse dient und ein Gehäuse mit einer Siebeinheit, Rückströmkanäle und Ventile umfaßt, wobei die Siebeinheit im Gehäuse derartig bewegbar angeordnet ist, daß die Siebbohrungen nacheinanderfolgend mit den Rückströmkanälen zur Überdeckung bringbar und mit dem Außenraum verbindbar sind und durch eine partielle Umlenkung des Massestromes die in den Siebbohrungen abgelagerten Verunreinigungen durch den Massegegenstrom entfernbar sind, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Strangformwerkzeug-Gehäuse (1) für Doppelschneckenextruder zwischen zwei mit Durchbrüchen (5) versehenen kleinen Kegelbohrungen (2) und einer großen Kegelbohrung (6) ein mit Filterelementen (11; 12) versehener Filterkegel (10) angeordnet ist, wobei die Filterelemente (11; 12) paarweise zu den Durchbrüchen (5) und zu Öffnungen von in der großen Kegelbohrung (6) befindlichen Reinigungskanälen (7) deckungsgleich angeordnet sind.
2. 2. Filtereinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Gehäuse (1·) die Reinigungskanäle (7) gegenüber den Durchbrüchen (5) radial versetzt angeordnet sind und eine drosselbare Verbindung zum Außenraum besitzen.

   3· Filtereinrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an die kleinen Kegelbohrungen (2) ein mit dem Außenraum verbundener Anfahrkanal (8) mit einem Anfahrventil (9) angeschlossen ist.

   4» Filtereinrichtung nach Punkt 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß die große Kegelbohrung (6) mit einer I», ochplatte (15) abgeschlossen ist, die einen Verteilerkegel (17) mit einer axial verstellbaren Spitze (18) besitzt.

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   .§· jPil-tereinrichtung. nach Runlet 1 bis 4₉ ,gekennzeichnet; dsdurdh, daß die Sagerflache (23) -der !Lochplatte^ (15) ,und d±e Stirnfläclie (22) des Fiiterkegßls (to) mit* Socken (24) versehen ist.