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Die Erfindung betrifft ein Rückspülvorsatzgerät für eine Filtereinrichtung, insbesondere ein Kunststoffschmelzefilter, mit einem Gehäuse, das an eine Eintrittsbohrung anschliessende Leitka- näle sowie Rückspülkanäle aufweist, und mit mindestens einem Drehkolben, der in einer Durch- flussstellung den Durchfluss im jeweiligen Leitkanal freigibt und in einer Sperrstellung den Durch- fluss im Leitkanal von der Eintrittsbohrung zur Filtereinrichtung unterbricht und eine Verbindung eines Abschnitts des jeweiligen Leitkanals mit einem zugehörigen zur Gehäuseaussenseite führen- den Rückspülkanal herstellt.
Da sich Filtereinrichtungen mit den Partikeln, die sie aus den zu filtrierenden Strömen, insbe- sondere Kunststoffschmelzeströme, zurückhalten, verlegen und somit auf Dauer der Durchfluss des zu filtrierenden Fluids gestört wäre, ist es notwendig, die Filtereinrichtungen zu reinigen. Häufig werden Filtereinrichtungen verwendet, bei denen das Durchtrittsmedium mit Hilfe von zwei Leit- kanälen in zwei Teilströme unterteilt wird, jeder Teilstrom für sich filtriert wird, und danach die beiden Teilströme wieder vereint werden. Bei derartigen Filtereinrichtungen lassen sich daher die Filterelemente dadurch reinigen, dass eine Steuereinrichtung, bei Spritzgusseinrichtungen und der- gleichen auch Rückspülvorsatzgerät genannt, vorgesehen ist, mittels dessen es möglich ist, den Durchfluss des zu filtrierenden Fluids zu steuern.
Dabei tritt das Fluid in der Rückspülstellung in einen Leitkanal in seiner auch im Betriebszustand üblichen Strömungsrichtung ein, strömt durch den zugeordneten Filter durch, und strömt danach durch den zweiten Filter und im zweiten Leitka- nal zurück, d. h entgegen der Strömungsrichtung im Normalbetriebszustand. Dabei nimmt der Fluidstrom die am zweiten Filter haftenden Partikel mit. Danach wird das mit diesen Partikeln verunreinigte Fluid über die Steuereinrichtung aus dem Rückspülvorsatzgerät geleitet. So kann die Filtereinrichtung auf einfache Weise gereinigt werden. In der Regel weisen die Steuerelemente in bekannten Rückspülvorsatzgeräten Reduzierungen bzw.
Stufen gegenüber den übrigen Strö- mungskanälen im Gehäuse des Rückspülvorsatzgerätes auf, die notwendig sind, um einen gewis- sen Druck in der Filtereinrichtung aufrecht zu erhalten. An diesen Reduzierungen bzw. Stufen set- zen sich Verunreinigungen fest, welche die Steuerelemente blockieren können und somit die Betriebszeit solcher Rückspülvorsatzgeräte stark reduzieren. Des Weiteren kommen die Steuerele- mente der Rückspülvorsatzgeräte häufig mit der Atmosphäre in Verbindung, wodurch es zu einer Verkokung der Fluide, insbesondere bei Kunststoff schmelzen, kommt. Dabei entstehen harte Schichten an den Steuerelementen, welche in regelmässigen Abständen entfernt werden müssen, da sonst auch dadurch die Steuerelemente blockiert werden können.
Aus der DE 195 09 059 C1 ist eine Steuereinrichtung bekannt, bei der der Zu- bzw. Abfluss in bzw von zwei Leitkanälen mittels Drehkolben gesteuert wird. Allerdings weisen die Strömungska- näle im Drehkolben zum Druckaufbau einen wesentlich geringeren Querschnitt als die Leitkanäle auf, wodurch es zu Absätzen bzw. Stufen an den Kanalübergängen, vor allem beim Eintritt in den Drehkolben kommt, an welchen sich Ablagerungen bilden, welche die Betriebsfähigkeit der Steuer- einrichtung mindern. Darüber hinaus kommt es zu einer sehr starken Umlenkung des Fluids im Drehkolben, welche zusätzlich in nachteiliger Weise die Bildung von Ablagerungen in den Kanälen des Drehkolbens begünstigen.
Die starken Umlenkungen der Kanäle im Drehkolben bringen aber nicht nur den Nachteil der Ablagerungen mit sich, sondern sind auch in der Fertigung aufwendig herzustellen und daher mit hohen Produktionskosten verbunden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese Ablagerungen in den Kanälen des Drehkol- bens zu verhindern, wodurch sich die Lebenszeit eines derartigen Rückspülvorsatzgerätes wesent- lich erhöht und weiters die Wartungszeit bzw.-kosten reduziert werden. Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, mittels eines entsprechenden Verlaufs der Kanäle im Drehkolben die Umlenkungen des Fluids zu reduzieren, um weitere Ablagerungen zu vermeiden, sowie die fertigungstechnischen Anforderungen zu vereinfachen und somit die Herstellungskosten zu senken.
Dieses Ziel wird bei einem Rückspülvorsatzgerät der eingangs angeführten Art erfindungsge- mäss dadurch erreicht, dass der Drehkolben einen exzentrisch angeordneten Durchflusskanal mit einem konstanten Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Leitkanals ent- spricht, wobei die Drehachse des Drehkolbens entsprechend exzentrisch bezüglich der Achse des Leitkanals verläuft, und wobei der Durchflusskanal in der Durchflussstellung des Drehkolbens einen Teil des Leitkanals bildet, hingegen in der Sperrstellung die Verbindung zum Rückspülkanal herstellt.
Durch die exzentrische Anordnung des Druchflusskanals ist es in vorteilhafter Weise möglich, mittels einer einzigen Durchgangsbohrung einen ungehinderten Durchfluss durch den
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Drehkolben und den Leitkanal (in der Durchflussstellung des Drehkolbens) sicherzustellen, und in der Sperrstellung der Filtereinrichtung mit dem Rückspülkanal zu verbinden. Weiters wird die Bil- dung von Ablagerungen durch den stufenlosen Übergang zwischen Leit- bzw. Rückspülkanal und Durchflusskanal und den konstanten Querschnitt des Durchflusskanals vermieden.
Auf konstruktiv besonders einfache Weise lässt sich die Reinigung der Filtereinrichtung voll- ziehen, wenn zwei Leitkanäle vorhanden sind und pro Leitkanal ein Drehkolben vorgesehen ist.
Um fertigungstechnisch möglichst geringe Anforderungen zu stellen und somit die Herstel- lungskosten vorteilhafterweise niedrig zu halten, ist es günstig, wenn der Durchflusskanal durch eine geradlinige exzentrische Bohrung im Drehkolben gebildet ist.
Für den stufenlosen Übergang zwischen Durchflusskanal und Leitkanal ist es vorteilhaft, wenn der Durchflusskanal in der Durchflussstellung koaxial fluchtend an die Leitkanalabschnitte im Ge- häuse anschliesst.
Für den stufenlosen Übergang zwischen Durchflusskanal und Rückspülkanal ist es von Vorteil, wenn der Querschnitt des Rückspülkanals im Wesentlichen den Querschnitten des Durchflusska- nals und des Leitkanals entspricht.
Ebenfalls ist es für einen stufenlosen Übergang zwischen dem Durchflusskanal und dem Rück- spülkanal günstig, wenn der Durchflusskanal in der Sperrstellung koaxial fluchtend in den Rück- spülkanal übergeht.
Um nach Möglichkeit stärkere Umlenkungen des die Filtereinrichtung durchströmenden Fluids - und damit Ablagerungen - zu vermeiden, ist es auch von Vorteil, wenn in der Sperrstellung des Drehkolbens der Durchflusskanal und der einmündende Leitkanalabschnitt des Gehäuses einen stumpfen Winkel einschliessen.
Damit der Druck in der Filtereinrichtung nicht unter einen bestimmten Wert absinkt, ist es vor- teilhaft, wenn im Rückspülkanal eine Drossel, z. B. eine eingeschraubte Düse mit veränderbarem Querschnitt, für einen Druckaufbau vorgesehen ist.
Für einen kompakten Aufbau sowie eine einfache Handhabung von aussen ist es schiesslich von Vorteil, wenn an dem bzw. jedem Drehkolben unmittelbar eine Schwenkeinrichtung koaxial ange- baut ist, um den Drehkolben von der Durchflussstellung in die Sperrstellung und zurück zu ver- drehen. An sich ist es aber selbstverständlich auch möglich, andere Schwenkantriebe einzusetzen, wie z.B. einen Hydraulikzylinder mit linear bewegter Zahnstange, die ein auf dem Drehkolben dreh- fest sitzendes Ritzel antreibt, oder aber einen am Drehkolben befestigten Schwenkhebel, der mit- tels eines Druckzylinders angetrieben wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Ein- zelnen zeigen : Fig. 1 ein an einen Kunststoffschmelzefilter angebautes Rückspülvorsatzgerät in der Produktionsstellung; Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Rückspülvorsatzgeräts gemäss der Linie 11-11 in Fig.1; Fig.3 das an den Kunststoffschmelzefilter angebaute Rückspülvorsatzgerät in einer von zwei möglichen Rückspülstellungen; Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Rückspülvorsatzgeräts gemäss der Linie IV-IV in Fig.3; Fig. 5 das an einen Kunststoffschmelzefilter angebaute Rückspül- vorsatzgerät in der anderen Rückspülstellung; und Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Rückspülvor- satzgeräts gemäss der Linie VI-VI in Fig.5.
Fig. 1 zeigt ein Rückspülvorsatzgerät 1, das an einen Kunststoffschmelzefilter 2 angebaut ist, das seinerseits mit einem nicht dargestellten Werkzeug verbunden ist. Die thermoplastische Kunst- stoffschmelze tritt über eine Eintrittsbohrung 3 in das Rückspülvorsatzgerät 1 ein. Der Schmel- zestrom wird im Gehäuse 1' des Rückspülvorsatzgeräts 1 auf zwei Leitkanäle 4a, 4b gleichmässig aufgeteilt. In der in Fig. 1 gezeigten Produktions- oder Normalbetriebsstellung schliessen an die zulaufseitigen Abschnitte der Leitkanäle 4a, 4b in Strömungsrichtung 5 der Kunststoffschmelze die Durchlasskanäle 6a, 6b von Drehkolben 7a, 7b fluchtend an. Dadurch kann der Schmelzestrom ungehindert in und durch die Durchlasskanäle 6a, 6b strömen. An die Durchlasskanäle 6a, 6b schliessen im Gehäuse 1' wiederum fluchtend abgehende Leitkanalabschnitte 8a, 8b an.
Dadurch, dass die Querschnitte der Durchlasskanäle 6a, 6b und jene der Leitkanäle 4a, 4b im Wesentlichen gleich sind und die Achsen dieser Kanäle in der in Fig. 1 gezeigten Durchlassstellung (Produk- tionsstellung) fluchtend sind, sind glatte Übergänge gesichert, und kommt es praktisch zu keinen Stufen bei den Übergängen zwischen den Kanälen. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass es zwecks besserer Anpassung der Drehkolben 7a, 7b bei der Montage, im Hinblick auf die unter-
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schiedlichen Verschneidungen der Kanäle 4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b mit den Zylinderflächen, in der Regel günstiger ist, die Durchlasskanäle 6a, 6b in den Drehkolben 7a, 7b mit einem geringfügig kleineren Querschnitt auszuführen.
Von den Leitkanalabschnitten 8a, 8b treten die beiden Schmelzeströme in das Gehäuse 2' der Filtereinrichtung 2 bzw. dort vorhandenen, nicht näher bezeichnete Kanäle ein, und sie werden in herkömmlicher Weise von Filterelementen 9a, 9b, die an Drehkolben 10a, 10b angebracht sind, gereinigt. Danach vereinigen sich die Schmelzeströme mit Hilfe von Kanälen 11a, 11b wieder, und es kommt zu einem gemeinsamen Austritt an einer Austnttsbohrung 12 aus der Filtereinrichtung 2.
Die Drehkolben 7a bzw. 7b des Rückspülvorsatzgeräts 1 sind um ihre Längsachsen 13a, 13b frei drehbar im Gehäuse 1' angeordnet, wofür ausserhalb des Rückspülvorsatzgeräts 1 zwei Schwenkeinrichtungen 14a bzw. 14b, z.B. koaxial angebaute druckgesteuerte Drehvorrichtungen, gegebenenfalls aber auch Schwenkhebel- oder Zahnstangenantriebe, vorgesehen sind.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Rückspülvorsatzgerätes 1 gemäss jeder der Linien 11-11 in Fig.1. Da sich in Fig. 1 beide Drehkolben 7a, 7b in ihrer Durchlassstellung befinden, kann der Schnitt 11-11 mit gleichem Ergebnis durch den in Fig. 1 unteren Drehkolben 6a als auch durch den in Fig.1 oberen Drehkolben 6b vorgenommen werden, und es wird folglich in der weiteren Beschrei- bung der Fig. 2 auf die Indices a, b verzichtet.
In Fig. 2 ist die gemeinsame Eintrittsbohrung 3 ersichtlich, an die der Leitkanal 4 in der Strö- mungsrichtung 5 anschliesst. In der Produktionsstellung ist wie gezeigt der exzentrisch angeordnete Durchlasskanal 6 des Drehkolbens 7 in einer fluchtenden koaxialen Stellung zum zugehörigen Leit- kanal 4, d. h. dessen Abschnitten (z. B. 8) ausgerichtet. Aufgrund des praktisch gleichen Querschnit- tes des Durchlasskanals 6 und des Leitkanals 4 kommt es, wie besonders deutlich an Fig. 2 zu ersehen ist, bei den Übergängen zwischen den Abschnitten des Leitkanals 4 und dem Durchlass- kanal 6 zu keinen Stufen, an denen sich Ablagerungen bilden können. Weiters ist in Fig. 2 der Rückspülkanal 15 teilweise zu erkennen, der in der Produktionsstellung, die in Fig. 2 gezeigt ist, nicht mit dem Durchlasskanal 6 in Verbindung steht.
Der Rückspülkanal 15 weist ebenfalls im Wesentlichen denselben Querschnitt wie der Durchlasskanal 6 auf. Um den nötigen Druck im Rückspülvorsatzgerät 1 in der Rückspülstellung aufrecht zu erhalten, weist der Rückspülkanal 15 an seinem äusseren Ende eine Düse 16 als Drossel auf, deren Endquerschnitt 17 zur Anpassung an die unterschiedlichen Viskositäten der zu verarbeitenden Kunststoffschmelze veränderbar ist.
Die Düse 16 ist im Gehäuse 1' eingeschraubt und kann somit zur Reinigung einfach aus dem Gehäuse 1' entfernt werden.
Fig.3 zeigt das Rückspülvorsatzgerät 1 wieder im an den Kunststoffschmelzefilter 2 angebau- ten Zustand, jedoch befindet sich nun der in Fig. 3 obere Drehkolben 7b im Gegensatz zu Fig.1 in seiner Sperrstellung, in die er mittels Drehung um seine Achse 13 in Pfeilrichtung 18 gebracht wird, vgl. auch Fig. 4 Wiederum tritt der Schmelzestrom durch die Eintrittsbohrung 3 in Pfeilrichtung 5 in die eingangsseitigen Abschnitte der Leitkanäle 4a, 4b ein. Aufgrund der Sperrstellung des einen, oberen Drehkolbens 7b kann jedoch der obere Schmelzstrom nicht in den Durchlasskanal 6b eintreten.
Dadurch ergibt sich, dass der Schmelzestrom in Pfeilrichtung 5 nun nur über den unteren Leitkanal 4a und den Durchflusskanal 6a des unteren Drehkolbens 7a strömt, danach am Filter- element 9a gereinigt wird ; einTeilstrom gelangt dann nach Durchströmen des Kanals 11a in den Kanal 11b zurück, wobei sich eine "Rückspülung" der oberen Kanäle und insbesondere des Filters 9b ergibt : das Durchströmen des Filterelements 9b in zur normalen Richtung entgegenge- setzten Richtung nimmt der Schmeizestrom die am Filterelement 9b angelegten Partikel auf, und er tritt danach über den Leitkanalabschnitt 8b in den Durchlasskanal 6b des in Sperrstellung befindlichen Drehkolbens 7b ein. Der Durchlasskanal 6b schliesst nun glatt, d. h. ohne Stufe jedoch winkelig an den Leitkanalabschnitt 8b an und geht koaxial in den Rückspülkanal 15b über.
Somit wird der verunreinigte Schmelzestrom, der die an dem Filterelement 8b angelegten Partikel aufge- nommen hat, über den Durchlasskanal 6b dem Rückspülkanal 15 und der Düse 16b, die zum Druckaufbau dient, zugeführt. Danach wird der Schmelze-Teilstrom aus dem Rückspülvorsatzgerät 1 über die Auslassöffnung 17 abgeleitet.
Die restliche Schmelze (unter Abzug des vorgenannten Teilstroms) wird im Übrigen wie üblich dem Werkzeug (nicht dargestellt) zugeführt.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung des Rückspülvorsatzgerätes 1 gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3. Hierbei ist der Drehkolben 6b in seiner Sperrstellung gezeigt. Dabei ergibt sich, dass der zur
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Drehachse 13b exzentrische verlaufende Durchlasskanal 6b nicht in Verbindung mit dem ein- gangsseitigen Abschnitt des Leitkanals 4b, jedoch in Verbindung mit dem anderen Leitkanalab- schnitt 8b steht. Der Leitkanalabschnitt 8b und der Durchlasskanal 6b weisen im Wesentlichen den gleichen Querschnitt auf, wodurch die Kunststoffschmelze ohne über eine Stufe zu strömen in Pfeilrichtung 5 den Durchlasskanal 6b durchströmen kann. Um eine zu stärkere Umlenkung des stark verunreinigten Schmelzestromes zu vermeiden, schliessen der Durchlasskanal 6b und der Leitkanalabschnitt 8b einen stumpfen Winkel ein.
Nach dem Durchströmen des Durchlasskanals 6b strömt der Schmelzestrom in den Rückspülkanal 15b, an den die Düse 16b anschliesst. Somit kommt es erst im Endbereich bei der Düse 16 zu einer Querschnittsverengung, in der sich even- tuell Partikel der verunreinigten Kunststoffschmelze absetzen. Diese Ablagerungen behindern aber die Funktion der Steuerelemente an sich nicht, und sie können auch nach Herausschrauben der Düse 16b aus dem Gehäuse 1' einfach entfernt werden.
Fig.5 und Fig. 6 zeigen im Wesentlichen die Situation wie sie anhand der Fig. 3 und 4 beschrie- ben wurde, in Zusammenhang mit dem in Fig.5 unteren Drehkolben 7a in der Sperrstellung; der Drehkolben 7b befindet sich hier in seiner Durchlassstellung. Dadurch kommt es hier zu einer Reinigung des in Fig. 5 unteren Filterelements 9a. Hierfür gelten die vorstehenden Erläuterungen zu Fig. 3 und 4 in analoger Weise, wobei nur die Indices "a" und "b" zu vertauschen wären, eine neuerliche vollständige Beschreibung kann sich daher erübrigen.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Rückspülvorsatzgerät (1) für eine Filtereinrichtung (2), insbesondere ein Kunststoff- schmelzefilter, mit einem Gehäuse (1'), das an eine Eintrittsbohrung (3) anschliessende
Leitkanäle (4a, 4b) sowie Rückspülkanäle (15a, 15b) aufweist, und mit mindestens einem
Drehkolben (7a, 7b), der in einer Durchflussstellung den Durchfluss im jeweiligen Leitkanal (4a, 4b) freigibt und in einer Sperrstellung den Durchfluss im Leitkanal (4a, 4b) von der
Eintrittsbohrung (3) zur Filtereinrichtung (2) unterbricht und eine Verbindung eines Ab- schnitts (8a, 8b) des jeweiligen Leitkanals (4a, 4b) mit einem zugehörigen zur Gehäuse- aussenseite führenden Rückspülkanal (15a, 15b) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkolben (7a, 7b) einen exzentrisch angeordneten Durchflusskanal (6a, 6b) mit einem konstanten Querschnitt aufweist,
der im Wesentlichen dem Querschnitt des Leitka- nals (4a, 4b) entspricht, wobei die Drehachse (13a, 13b) des Drehkolbens (7a, 7b) ent- sprechend exzentrisch bezüglich der Achse des Leitkanals (4a, 4b) verläuft, und wobei der
Durchflusskanal (6a, 6b) in der Durchflussstellung des Drehkolbens (7a, 7b) einen Teil des
Leitkanals bildet, hingegen in der Sperrstellung die Verbindung zum Rückspülkanal (15a,
15b) herstellt.