DE4235523C1 - Siebvorrichtung für Kunststoffschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung für insbesondere von Extrudern abgegebene Kunststoffschmelzen mit einem einen Schmelzka­ nal aufweisenden Gehäuse und einer in diesem gelagerten und drehan­ treibbaren Filterscheibe, die aus durch den Schmelzekanal geführten, entlang eines Teilkreises angeordneten Durchbrechungen entnehmbare und damit wechselbare Siebeinsätze aufweist.

Derartige Siebvorrichtungen werden verbreitet mit Erfolg zum Reini­ gen von Kunststoffschmelzen benutzt. Zur Erzielung großer Sieb­ flächen und damit eines geringen Druckabfalles im Schmelzestrom sind hierbei etwa nierenförmige Durchbrechungen der Siebscheibe und diesen angepaßte Siebeinsätze mit entsprechendem Querschnitt be­ nutzt. Hierbei ergibt sich eine dichte Packung innerhalb der quer durch den Schmelzekanal geführten Zone der Filterscheibe. Anderer­ seits hat es sich gezeigt, daß die Herstellung einer derartige Durchbrechungen aufweisenden Filterscheibe sowie der diesen angepaß­ ten Siebeinsätze einen unvorteilhaft hohen Aufwand bedingt. Unvor­ teilhaft macht sich auch bemerkbar, daß die Nierenform sich nachtei­ lig beim Entnehmen der Siebeinsätze bemerkbar macht und auch das Einführen frisch bestückter bzw. gereinigter Siebeinsätze erschwert; hierzu ist z. B. die Siebvorrichtung nach der DE 39 02 061 C2 zu vergleichen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei einer der Gattung entsprechenden Siebvorrichtung die Herstellungskosten zu senken und die Bedienung, insbesondere das Entnehmen und Einführen von Siebein­ sätzen, zu vereinfachen, ohne eine Minderung der jeweils im Betriebe zur Verfügung stehenden Siebflächen in Kauf zu nehmen und damit bspw. höhere Druckabfälle überwinden zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Sie gestatten durch die Benutzung der einfachen geometrischen Grundform des Kreises ein Herstellen sowohl der Durchbrechungen der Siebscheibe als auch der einzusetzenden Siebeinsätze und Lochplatten mit einfachen Arbeitsgängen. Auch die Handhabung, insbesondere der Austausch zugesetzter Siebflächen, üblicherweise unter Heraus­ nehmen zugesetzter Siebeinsätze und Wiedereinsetzen gereinigter oder erneuerter Siebschichten, wird stark vereinfacht. Durch die Ausbildung sowohl der Siebeinsätze als auch des Schmelzekanales wird hierbei gesichert, daß die der Schmelze gebotenen zu durch­ setzenden Flächen nicht geringer sind als dieses bei dichter Packung mit nierenförmigen Grundflächen der Fall ist.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 perspektivisch-schematisch und aufgebrochen eine Siebvorrichtung,

Fig. 2 u. 3 die Siebscheibe der Siebvorrichtung der Fig. 1 in unterschiedlichen Stellungen, und

Fig. 4 u. 5 einen die Achse des Schmelzekanals aufweisenden Vertikalschnitt durch Gehäuse und Siebscheibe der Siebvorrichtung der Fig. 1 in unterschiedlichen Stellungen der Siebscheibe.

In der Fig. 1 ist perspektivisch-schematisch und teilweise ausgebro­ chen eine Siebvorrichtung dargestellt, deren Gehäuse 1 im wesentli­ chen aus zwei Platinen 2 und 3 besteht, die vermittels von Spann­ schrauben 4 gegeneinander verspannt sind. Zwischen den Platinen 2 und 3 ist eine zentral gelagerte Filterscheibe 5 vorgesehen, die mittels eines schwenkbar mit dem Gehäuse verbundenen Druckmittel­ zylinders 6 antreibbar ist: Die Kolbenstange des Druckmittelzylin­ ders 6 ist mit einer Schubstange 7 ausgestattet, die mit einer als Bolzen ausgebildeten Schaltklinke 8 versehen ist. Die Schubstange 7 umfaßt gabelartig am Umfang der Filterscheibe 5 angeordnete Schaltzähne 9, und der Rückwärtshub des Druckmittelzylinders 6 ist durch eine mit der Schubstange verbundene Anschlagschraube 10 begrenzt.

Die Platinen 2 und 3 weisen als sie quer durchsetzende Bohrungen einen Schmelzekanal 11 auf, der in seinen beiden der Filterscheibe 5 zugewandten Mündungsbereichen sich erweitert und hierbei in vertikaler Richtung derart divergiert, daß er sich zur Filterscheibe 5 hin in zwei benachbarte Kanäle mit je einer Mündung aufteilt, denen entsprechende zwei Mündungen zweier Kanalbereiche gegenüberstehen, die dann im weiteren Verlauf nach hinten wieder zum gemeinsamen Schmelzekanal 11 runden Querschnittes konvergieren. Die Doppelmün­ dungen sind jeweils durch Stege 13 getrennt.

Die Filterscheibe 5 weist entlang eines Teilkreises in regelmäßiger Teilung angeordnete Durchbrechungen 14 auf, wobei der Teilkreis so gewählt ist, daß er durch die durchgehende Achse des Schmelzekanals verläuft. In die Durchbrechungen 14 sind jeweils Siebeinsätze 15 leicht lösbar eingebracht, die im wesentlichen eine Lochplatte 16 aufweisen, auf die in der Darstellung nicht berücksichtigte Filter­ schichten aufzulegen sind, welche austauschbar sind und mehrschich­ tig sein können, und die gegen die beim Durchsatz der viskosen Kunststoffschmelze auftretenden Druckbeanspruchungen durch die Lochplatten 16 abgestützt sind. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, die Siebeinsätze 15 mit ihren Lochplatten 16 mit geringe­ rer Stärke auszuführen als die der Filterscheibe 5 und sie von beiden Seiten her gegen die Flanken der Filterscheibe 5 zurücktreten zu lassen.

Der praktische Betrieb wird anhand der folgenden Zeichnungen erläu­ tert. So zeigt die Fig. 2 schematisch eine Filterscheibe 5 gegen eine Platine 2 betrachtet. Hierbei sind von den acht Siebeinsätze tragenden Durchbrechungen 14 die Siebeinsätze 17, 18 und 19 durch unterschiedliche Schraffuren gesondert hervorgehoben. Die Sieb­ einsätze 17 und 18 stehen hierbei direkt vor den beiden Teilmündun­ gen des in Mündungsbereiche aufgeteilten Schmelzekanales und werden hierbei direkt durchsetzt. Der Mangel an dichter Packung, der bisher durch nierenförmige Ausbildung der Siebeinsätze erreicht wurde, wird hier dadurch kompensiert, daß gleichzeitig zwei kreisförmige Sie­ beinsätze in Wirkstellung stehen. Der Siebeinsatz 19 ist bereits in eine der Durchbrechungen 14 eingesetzt und steht nun als nächster vor einer der Mündungen des Schmelzekanals.

Die Filterscheibe 5 ist, wie bspw. die Fig. 2 zeigt, vorteilhaft mit einer Anzahl von Schaltzähnen 9 bestückt, die das Einfache oder ein Mehrfaches, vorzugsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, das Doppel­ te der Anzahl der Durchbrechungen 14 beträgt. So kann bspw. durch zweifaches Schalten um jeweils eine Zahnbreite ein Austausch erfol­ gen. Bei einer solchen Weiterschaltung wird grundsätzlich das gleiche Bild erreicht, welches durch die Fig. 2 gegeben ist, jedoch ist dann der Siebeinsatz 17 nach unten links von der unteren der beiden Teilmündungen ausgefahren und steht nicht mehr im Schmelze­ strom, der schon teilweise zugesetzte Siebeinsatz 18 ist von einer der Teilmündungen zur nächsten vorgerückt und betätigt sich weiter­ hin an der Reinigung des Schmelzestromes, und der Siebeinsatz 19 ist vor die obere der Teilmündungen und damit in den Schmelzestrom eingerückt.

Es hat sich aber auch bewährt, entweder zusätzlich weitere Zwischen­ stellungen zu benutzen, d. h. nicht um zwei Teilwinkel der Schaltzäh­ ne 9 die Siebscheibe vorwärts zu schalten, sondern nur um einen, so daß das in Fig. 3 dargestellte Bild sich ergibt. Es besteht darüber hinaus aber auch die Möglichkeit, ausschließlich Stellungen entsprechend der Fig. 3 zu benutzen und die nächste dieser Stellun­ gen durch Weiterschaltung um zwei Teilungseinheiten der Schaltzähne 9 gleichartig wiederzuerhalten.

In Fig. 3 sind die Teilmündungen 21 und 22 des Schmelzekanales 11 gut sichtbar, da sie sich nicht mehr, wie bspw. in Fig. 2, mit den Konturen der Durchbrechungen 14 bzw. Siebeinsätze 17 oder 18 decken. Da diese Teilmündungen 21 und 22 jedoch hinter der Filterscheibe 5 und deren Siebeinsätzen 17, 18 bzw. 19 stehen, sind sie in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt eine Arbeitsweise, bei der der am weitesten vorne stehende Siebeinsatz 17 die Teilmündung 21 schon mit großen Berei­ chen verlassen hat. Wie anhand der Fig. 5 noch erläutert wird, besteht für die Kunststoffschmelze aber durchaus die Möglichkeit, über den überdeckenden Bereich die den Siebeinsatz 17 enthaltende Durchbrechung 14 zu erreichen und sich über die Siebfläche auszudeh­ nen. Etwas gleiches geschieht mit dem Siebeinsatz 18, der von Teilen der Teilmündung 21 ebenso übergriffen ist wie von Bereichen der Teilmündung 22, so daß die zu reinigende Schmelze auch diesen Siebeinsatz zu durchsetzen vermag. Schließlich wird auch der Sie­ beinsatz 13, wenn auch nur bereichsweise, von der Teilmündung 22 übergriffen und aus dieser mit Schmelze versorgt. Das bedeutet letztlich, daß bei einer Aufteilung des Schmelzekanals in zwei Zweige die nutzbaren Filterflächen das Dreifache der Fläche eines Siebeinsatzes betragen. Es bedeutet aber weiterhin auch noch, daß, beim nächsten Schalten bspw. um zwei Teilungen der Schaltzähne 9, der Siebeinsatz 17 aus dem Schmelzestrom ausgefahren und der Sie­ beinsatz 20 so eingefahren wird, daß er dann an die Stelle des dargestellten Siebeinsatzes 19 tritt. Das bedeutet letztlich, daß bei der anhand der Fig. 2 erläuterten Stellung nach völligem Zuset­ zen des Siebeinsatzes 17 und teilweisem Zusetzen des Siebeinsatzes 18 eine Weiterschaltung erfolgt und dann der teilweise zugesetzte Siebeinsatz 18 und der frische Siebeinsatz 19 in Wirkstellung stehen. Die Änderung des Druckabfalles durch das Weiterschalten entspricht also nicht dem Austausch völlig zugesetzter Siebeinsätze gegen frische, sondern ist schon gemindert. Bei den Stellungen der wirksamen Siebeinsätze nach Fig. 3 dagegen werden ein zugesetzter Siebeinsatz 17 aus dem Schmelzestrom ausgefahren und ein frischer Siebeinsatz 20 eingefahren, ein nur mäßig zugesetzter Siebeinsatz 19 und ein bereits stärker benutzter Siebeinsatz 18 werden wei­ tergeschaltet, und die hierbei auftretende Minderung des Druck­ abfalles ist vorteilhaft geringer als die beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Die hierbei stattfindenden Strömungen lassen sich anhand der Fig. 4 nochmals darstellen, die einen Vertikalschnitt durch die Platinen 2 und 3 sowie die Filterscheibe 5 mit Siebeinsätzen im Bereiche des Schmelzekanales 11 zeigt. In jedem Falle aber zeigt sich, daß beim Wechsel durch diesen bedingte Beeinträchtigungen des Schmelzeflusses und ein Ansteigen der Druckabfalles ausbleiben.

Die Fig. 4 zeigt, wie der Schmelzestrom, veranschaulicht durch Pfeile 23, 24, im Mündungsbereiche 12 sich gabelt und über die Teilmündun­ gen 21, 22 in voneinander getrennten Strömen zwei Siebeinsätze 17 und 18 durchsetzt. Die Fig. 5 zeigt darüber hinaus, wie die Pfeile 23 und 24 sich weiter verästeln und praktisch die gesamten Grund­ flächen der drei Siebeinsätze 17, 18 und 19 durchsetzen. Wesentlich ist hierbei, daß die Flanken bzw. Stirnflächen der Siebeinsätze gegen die Flanken der Filterscheibe 5 derart zurücktreten, daß die Schmelze bereits bei geringen Flächenüberdeckungen der Durchbrechun­ gen 14 mit den Teilmündungen 21 und 22 in der Lage ist, tiefer einzudringen und die gesamte Oberfläche der Siebeinsätze zu errei­ chen. So wird mit einfach und günstig gestalteten Konturen der Siebeinsätze, die eine dichte Packung nicht erlauben, jeweils trotzdem eine relativ große, dem Schmelzestrom gebotene Durchsatzfläche erreicht, und damit ein nur geringer Druckabfall erzielt, der auch in den Momenten des Wechselns der Siebeinsätze durch Weiterschalten der Filterscheibe 5 nicht bzw. nicht wesentlich ansteigt.

Claims (6)

1. Siebvorrichtung für insbesondere von Extrudern abgegebene Kunststoffschmelzen mit einem einen Schmelzekanal aufweisenden Gehäuse und einer in diesem gelagerten und drehantreibbaren Filterscheibe, die aus durch den Schmelzekanal geführten, entlang eines Teilkreises angeordneten Durchbrechungen entnehm­ bare und damit tauschbare Siebeinsätze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (14) und die Siebeinsätze (15) eine kreisförmige Grundfläche aufweisen, daß der Schmelzekanal (11) in einem Mündungsbereich (12) sich erweitert und in Richtung auf die Filterscheibe (5) gabelt und daß dieser zwei Teilmündungen (21, 22) im Teilungsabstand der Durchbrechungen (14) der Filterscheibe (5) bietet.

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Siebeinsätze (15) die Stärke der Filterscheibe (5) unterschreitet und die Grundflächen der Siebeinsätze (15) nach Einbau in die Filterscheibe (5) jeweils gegenüber deren Flanken nicht unerheblich zurücktreten.

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von den Antrieb der Filterscheibe (5) vermit­ telnden Schaltzähnen (9) derselben das Einfache oder ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Durchbrechungen (14) der Filterscheibe (5) beträgt.

4. Siebvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsstellung jeweils ein Siebeinsatz (17, 18) vor einer der Teilmündungen (21, 22) steht.

5. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsstellung ein Siebeinsatz (18) zu gleichen Teilen Flächen der Teilmündungen (21 und 22) übergreift und die beidseitig benachbarten Siebeinsätze (17, 19) jeweils einen Bereich einer der Teilmündungen (21, 22) übergreifen.

6. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein- bzw. mehrfache Betätigung der Antriebsvorrichtung (Druckmittelzylinder 6) die Filterscheibe (5) von einer Ar­ beitsstellung in die dieser folgende Arbeitsstellung führt.