DE102005033012A1

DE102005033012A1 - Vorrichtung zum Extrudieren

Info

Publication number: DE102005033012A1
Application number: DE102005033012A
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerhard Hutter; Peter Senge; Helmut Habermann
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2006-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen mit einem Extruder, welcher auf der Auslassseite mit einem Filtergehäuse druckdicht verbunden ist. Innerhalb des Filtergehäuses ist ein verschiebbarer Kolben geführt, welcher mehrere Stellabschnitte aufweist, die wahlweise zwischen dem Extruderauslass und einem an dem Filtergehäuse ausgebildeten Schmelzeauslass platzierbar sind. Zumindest einer der Stellabschnitte weist hierzu einen durchströmbaren Filtereinsatz auf, durch welchen in einer Betriebsstellung des Kolbens der Extruderauslass mit dem Schmelzeauslass verbunden ist. Um neben dem Wechsel eines Filtereinsatzes eine Wartung des Extruders ausführen zu können, ist in einem der Stellabschnitte des Kolbens eine Schneckenöffnung enthalten, durch welche eine im Extruder gehaltene Extruderschnecke führbar ist. Dabei wird die Schneckenöffnung in dem Kolben in einer Wartungsstellung fluchtend zu einer verschließbaren Wartungsöffnung im Filtergehäuse und im Extruderauslass gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen durch einen Extruder ist es bekannt, dass die am Auslass durch den Extruder abgegebene Polymerschmelze durch ein Filterelement geführt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, eine dem Extruder nachgeordnete Filtereinrichtung über Schmelzeleitungen mit dem Extruder zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit der Zuordnung der Filtereinrichtung zu dem Extruder ist dadurch gegeben, dass die Filtereinrichtung unmittelbar am Auslass mit dem Extruder verbunden ist. Von einer derartigen Anordnung, wie sie beispielsweise aus der US 4,416,605 bekannt ist, geht die Erfindung aus.

Hierzu ist in einem Filtergehäuse ein verschiebbarer Kolben angeordnet, welcher mehrere Teilbereiche aufweist, die wahlweise zwischen einem Extruderauslass und einem Schmelzeauslass führbar sind. Das Filtergehäuse ist unmittelbar am Ende des Extrudergehäuses angebracht. In einer Betriebsstellung des Kolbens lässt sich dabei die durch den Extruder abgegebene Polymerschmelze unmittelbar durch einen Filtereinsatz führen und anschließend zum Schmelzeauslass weiterleiten. Bei der bekannten Vorrichtung wird in einer zweiten Stellung des Kolbens die Polymerschmelze des Extruders zu einem zweiten Auslass umgeleitet. In dieser Stellung ist ein Auswechseln des Filtereinsatzes in den Kolben möglich.

Aus WO 92/18220 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher in dem Filtergehäuse zwei parallel geführte Kolben mit jeweils einem Filtereinsatz verschiebbar gehalten sind. Hierbei können die Kolben abwechselnd in eine Betriebsstellung und eine Wechselstellung geführt werden, um somit eine kontinuierliche Filterung der vom Extruder abgegebenen Polymerschmelze zu ermöglichen. Auch hierbei ist das Filtergehäuse unmittelbar an dem Extrudergehäuse befestigt.

Beim Einsatz von Extrudern treten jedoch in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten und Instandsetzungsarbeiten auf bei welcher ein Ausbau der Extruderschnecke erfolgen muss. Hierzu ist es erforderlich, dass die bei den bekannten Vorrichtungen das Filtergehäuse und das Extrudergehäuse von einander getrennt werden müssen, um ein Ausziehen der Extruderschnecke aus dem Gehäuse zu ermöglichen. Dies erfordert einen sehr hohen apparativen Aufwand, der zu entsprechend langen Unterbrechungszeiten in der Herstellung von Polymerschmelze führt.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass Wartung- und Instandsetzungsarbeiten schnell und mit relativ wenig Aufwand ausführbar sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Extrudieren zu schaffen, bei welcher eine hohe Flexibilität bei Verwendung unterschiedlicher Schneckentypen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass einer der Teilbereiche des Kolbens eine Schneckenöffnung aufweist, durch welche eine im Extruder gehaltene Extruderschnecke führbar ist, und dass in einer Wartungsstellung des Kolbens die Schneckenöffnung fluchtend zu einer verschließbaren Wartungsöffnung im Filtergehäuse und im Extruderauslass haltbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung zwischen dem Extrudergehäuse und dem Filtergehäuse nicht gelöst werden braucht, um Instandsetzungsarbeiten und Wartungsarbeiten auszuführen. Damit wird ein Austausch der Extruderschnecke mit sehr geringem Montageaufwand möglich.

Um unabhängig von den Instandsetzungs- und Wartungszyklen des Extruders einen Austausch des Filtereinsatzes in dem Kolben vornehmen zu können, weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Kolben einen dritten zwischen dem Filtereinsatz und der Schneckenführung ausgebildeten Teilbereich auf, der einen Vollquerschnitt zum Absperren des Extruderauslasses enthält.

Dabei ist der Abstand zwischen dem Teilbereich mit Filtereinsatz und dem Teilbereich mit Vollquerschnitt am Kolben derart bemessen, dass in einer Wechselstellung des Kolbens der Extruderauslass absperrbar und der Filtereinsatz außerhalb des Filtergehäuses austauschbar ist.

Zur Gewahrleistung einer sicheren Positionierung des Kolbens in die jeweiligen Stellungen, ist ein Linearantrieb vorgesehen, welcher mit dem Kolben gekoppelt ist und den Kolben wahlweise in die Betriebsstellung, in die Wechselstellung oder in die Wartestellung führt. Damit können auch Kolben mit großen Querschnitten in dem Filtergehäuse sicher verschoben werden.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher den Kolben oder dem Linearantrieb ein verstellbarer Anschlag zugeordnet ist, durch welchen eine Verschiebung des Kolbens in die Wartestellung blockierbar ist. Somit lässt sich eine Fehlstellung bei einem Auswechseln des Filtereinsatzes vermeiden. Der Kolben wird hierzu lediglich zwischen der Betriebsstellung und der Wechselstellung verschoben. Nur für den Fall, dass eine Wartung des Extruders ausgeführt werden soll, wird der Anschlag verstellt, so dass der Kolben ohne Wiederstand aus der Betriebsstellung in die Wartungsstellung geführt werden kann.

Um eine besonders fertigungstechnisch und kostengünstige Bauweise zu erhalten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Wartungsöffnung in dem Filtergehäuse durch einen Gehäusestopfen verschlossen, wobei der Gehäusestopfen an einem innen liegenden Ende eine im wesentlichen rechtwinkeligen Schmelzekanal aufweist, durch welchen der quer zu der Achse des Extrudergehäuses ausgebildete Schmelzeauslass mit einer dem Filtereinsatz zugeordneten Filterkammer im Kolben verbunden ist. Damit lassen sich Schmelzekanäle in dem Filtergehäuse realisieren, die durch einfache Sacklochbohrungen bzw. Durchgangsbohrungen herstellbar sind.

Der Gehäusestopfen weist dabei vorzugsweise einen Messanschluss auf, der über eine Messbohrung mit dem Schmelzekanal verbunden ist. Somit lassen sich Überwachungssensoren zur Druck- oder Temperaturmessung in einfacher Art und Weise in das Filtergehäuse anschließen.

Zur Gewährleistung, dass während eines Wartungsintervalls des Extruders keine Schmelze aus der an dem Schmelzeauslass angeschlossenen Schmelzeleitung in das Filtergehäuse eintreten kann, ist dem Schmelzeauslass vorteilhaft ein verstellbares Sperrventil zugeordnet. Durch Verstellung des Sperrventils lässt sich der Schmelzeauslass innerhalb des Filtergehäuses verschließen.

Es ist des weiteren vorgesehen, dass das Filtergehäuse einen zweiten Messanschluss aufweist, welcher durch eine Messbohrung mit dem Extruderauslass verbunden ist. Somit besteht die Möglichkeit, den Schmelzedruck jeweils vor und hinter dem Filtereinsatz zu erfassen, um unzulässige Druckerhöhungen durch Verstopfung zu vermeiden.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch, dass das Extrudergehäuse und das Filtergehäuse durch eine Heizeinrichtung beheizbar ausgebildet sind. Aufgrund der nicht zu lösenden Verbindung zwischen dem Extrudergehäuse und dem Filtergehäuse können auch gemeinsame Heizelemente wie beispielsweise Heizbänder verwendet werden.

Durch die gemeinsame Beheizung des Extrudergehäuses und des Filtergehäuses besteht auch die Möglichkeit, die Verweilzeiten der Schmelze innerhalb der Vorrichtung auf ein Minimum zu reduzieren. Hierzu ragt die Extruderschnecke mit einem freien Ende in eine Einlassbohrung des Filtergehäuses bis kurz vor dem quer zur Einlassbohrung geführten Kolben hinein. Damit wird die Polymer schmelze durch die Förderwirkung der Extruderschnecke unmittelbar zum Filtereinsatz und in die Filterkammer gefördert.

Zur Realisierung einer kontinuierlichen Filtrierung der Polymerschmelze lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart erweitern, dass in dem Filtergehäuse parallel zu dem Kolben ein zweiter Kolben mit einem zweiten Filtereinsatz verschiebbar geführt ist. Hierbei ist der zweite Kolben mit einem zweiten Filtereinsatz in einer Betriebsstellung über Bypasskanäle mit dem Extruderauslass und dem Schmelzeauslass verbunden, so dass wahlweise die Verbindung zwischen dem Extruderauslass und dem Schmelzeauslass durch die beiden Filtereinsätze realisiert werden kann. Somit ist ein Austausch eines der Filtereinsätze ohne Unterbrechung des Schmelzeflusses möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass neben der Verbindung zwischen dem Extrudergehäuse und dem Filtergehäuse auch zusätzliche an dem Filtergehäuse angebrachte Schmelzeleitungen und sonstige Einrichtungen nicht gelöst werden müssen, um einen Austausch der Extruderschnecke vornehmen zu können. Damit lassen sich sehr kompakte Bauweisen der Schmelzeführung am Ausgang des Extruders ausbilden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch mehrere Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1 ist in mehreren Ansichten schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die 1.1 ist die komplette Vorrichtung mit einem Teilquerschnitt dargestellt. In 1.2 zeigt ein Ausschnitt des Ausführungsbeispiels aus 1.1 mit einer um 90° versetzten Schnittdarstellung. 1.3 und 1.4 zeigen das Ausführungsbeispiel gemäß 1.1 verschiedene Betriebsstellungen.
Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Die Vorrichtung weist einen Extruder 1 auf. Der Extruder 1 besteht aus einem Gehäuse 2. An einem Ende des Extrudergehäuses 2 ist ein Antrieb 5 angeordnet, der eine Extruderschnecke 6 im Innern des Gehäuses 2 antreibt. Auf der Antriebsseite des Extruders 1 ist eine Fülleinrichtung 7 im Mantel des Extrudergehäuses 2 angebracht. Durch die Fülleinrichtung 7 kann dem Extruder 1 ein thermoplastischer Kunststoff in fester Form, beispielsweise als Granulat, aufgegeben werden.
Am Umfang des Extrudergehäuses 2 sind mehrere Heizelemente 4.1, 4.2 und 4.3 mantelförmig angebracht. Jeder der Heizelemente 4.1, 4.2 und 4.3 bildet hierbei eine Heizzone. Jede der Heizelemente 4.1, 4.2 und 4.3 sind mit einer Heizsteuerung 8 verbunden und unabhängig voneinander regelbar.
Am Ende des Extruders 1 ist der Extruderauslass 9 gebildet. An dem Auslassende des Extruders 1 ist ein Filtergehäuse 3 fest mit dem Extrudergehäuse 2 verbunden. Das Filtergehäuse 3 weist ein sich unmittelbar an einem Extruderauslass 9 anschließende Einlassbohrung 16 auf. Am gegenüberliegenden Ende der Einlassbohrung 16 ist in dem Filtergehäuse 3 eine Kolbenführungsbohrung 20 eingebracht, in welcher ein Kolben 10 verschiebbar geführt ist. Der Kolben 10 weist mehrere Stellabschnitte 11.1, 11.2 und 11.3 auf, die wahlweise durch Verschiebung auf Höhe der Einlassbohrung 16 geführt werden können. In dem Stellabschnitt 11.1 ist innerhalb des Kolbens 10 ein Filtereinsatz 12 sowie eine den Kol ben 10 vollständig durchdringende Filterkammer 17 ausgebildet. Der benachbarte Stellabschnitt 11.2 weist einen Vollquerschnitt 13 des Kolbens 10 auf. An einem freien Ende des Kolbens 10 ist der dritte Stellabschnitt 11.3 ausgebildet, welcher eine Schneckenöffnung 14 enthält.
In axialer Verlängerung der Einlassbohrung 16 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 10 eine Wartungsöffnung 19 ausgebildet, die durch einen Gehäusestopfen 18 verschlossen ist. Der Gehäusestopfen 18 weist an seinem freien Ende innerhalb des Filtergehäuses 3 einen rechtwinkeligen Schmelzekanal 22 auf, welcher stirnseitig in der in 1.1 dargestellten Betriebsstellung mit der Filterkammer 17 verbunden ist.
Wie in 1.2 dargestellt ist, ist die seitliche Mündung des Schmelzekanals 22 in dem Gehäusestopfen 18 mit einer Schmelzeauslassbohrung 23 verbunden, die einen Schmelzeauslass 15 am Ende des Filtergehäuses 3 bildet. In dem Gehäusestopfen 18 ist auf der gegenüberliegenden äußeren Stirnseite ein Messanschluss 24.1 eingebracht, der über eine Messbohrung 25.1 mit dem Schmelzekanal 22 verbunden ist. Der Messanschluss 24.1 dient zur Aufnahme von Messsensoren zur Erfassung beispielsweise eines Schmelzedruckes oder einer Schmelzetemperatur.
Wie in 1.2 dargestellt ist, ist der Schmelzeauslassbohrung 23 ein Sperrventil 26 zugeordnet. Das Sperrventil 26 wird hierbei durch einen Schieber 32 gebildet, der durch Verschraubung mehr oder weniger tief in die Schmelzeauslassbohrung 23 hineinragt. Dabei lässt sich die Schmelzeauslassbohrung 23 komplett durch Versperrung des Sperrventils 26 versperren.
In 1.2 ist des weiteren seitlich an dem Filtergehäuse 3 auf der Seile des Schmelzeauslasses 15 ein zweiter Messanschluss 24.2 vorgesehen, welcher über eine Messbohrung 25.2 mit der Einlassbohrung 16 verbunden ist. Über den zweiten Messanschluss 24.2 kann vorteilhaft ein weiterer Drucksensor angeschlossen sein, um somit durch eine Druckmessung vor dem Filtereinsatz 12 und hinter dem Filtereinsatz 12 einen zulässigen Druckabfall zu überwachen. Der Filtereinsatz 12 könnte beispielsweise eine Stützplatte mit Schmelzedurchlässen sowie ein sich an der Stützplatte abstützendes Filtermaterial in Form eines Drahtgewebes aufweisen.
Das Filtergehäuse 3 weist an den äußeren Wandungen mehrere Heizelemente 4.4 bis 4.7 auf, die über die Heizsteuerung 8 ansteuerbar sind.
Außerhalb des Filtergehäuses 3 ist ein Linearantrieb 21 beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders vorgesehen, welcher mit einem Ende des Kolbens 10 gekoppelt ist. Der Linearantrieb 21 ist dabei derart ansteuerbar, dass jede der Stellabschnitte 11.1, 11.2 oder 11.3 des Kolbens 10 wahlweise auf Höhe der Einlassbohrung 16 geführt werden kann.
Gegenüber herkömmlichen Extrudern weist der Extruder 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Extruderschnecke 6 auf, die in ihrer Länge über den Extruderauslass 9 hinausragt. Hierbei wird das freie End der Extruderschnecke 6 in der Einlassbohrung 16 des Filtergehäuses 3 geführt. Die Extruderschnecke 6 endet unmittelbar vor der Kolbenführungsbohrung 20 in dem Filtergehäuse 3, so dass eine in dem Extruder aufgeschmolzene Polymerschmelze unmittelbar in die Filterkammer 17 des Kolbens 10 gefördert wird.
Zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zunächst Bezug genommen auf die Figur 1.1. In der 1.1 ist die Vorrichtung in Betrieb dargestellt. Der Kolben 10 ist über den Linearantrieb 21 in einer Betriebsstellung geführt, in welcher der Extruderauslass 9 über die Einlassbohrung 16, mit der Filterkammer 17 und dem Filtereinsatz 12 verbunden ist. In dieser Betriebsstellung wird das über den Extruder extrudierte Polymermaterial aus dem Extruderauslass 9 geführt und durch die Extruderschnecke 6 in die Einlassbohrung 16 bis zur Filterkammer 17 gefördert. Die Polymerschmelze durchströmt den Filtereinsatz 12 in dem Kolben 10. Anschließend wird die Polymerschmelze über den Schmelzeka nal 22 in dem Gehäusestopfen 13 zur Schmelzeauslassbohrung 23 und dem Schmelzeauslass 15 geführt.
Für den Fall, dass über Drucksensoren, die in den Messanschlüssen 24.1 und 24.2 angeschlossen sind, eine unzulässige Druckdifferenz aufgrund einer Filterverschmutzung des Filtereinsatzes 12 registriert wird, wird ein Filterwechsel eingeleitet. Hierzu wird der Kolben 10 durch den Linearantrieb 21 derart verschoben, dass der benachbarte Stellabschnitt 11.2 des Kolbens 10 mit Vollquerschnitt 13 in den Bereich der Einlassbohrung 16 gelangt. Dieser Zustand ist in 1.3 dargestellt. Der Kolben 10 befindet sich in einer Wechselstellung. Hierbei ist der Stellabschnitt 11.1 mit dem Filtereinsatz 12 außerhalb des Filtergehäuses 3 gehalten und lässt sich durch einen gereinigten oder neuen Filtereinsatz austauschen. Der zweite Stellabschnitt 11.2 mit dem Vollquerschnitt 13 sperrt dabei den Extruderauslass 9 bzw. die Einlassbohrung 16 vollständig ab, so dass keine Polymerschmelze durch die Extruderschnecke 6 gefördert werden kann.
Um bei der Verstellung des Kolbens 10 aus der Betriebsstellung in die Wechselstellung keinen unzulässigen Übergang in die Wartungsstellung zu ermöglichen, ist dem Kolben 10 ein verstellbarer Anschlag 31 zugeordnet. Wie in 1.2 dargestellt ist, liegt der verstellbare Anschlag 31 außerhalb des Filtergehäuses und ist in der Führungsbahn des Kolbens 10 platziert. Bei Aktivierung des Linearantriebes 21 zur Verstellung des Kolbens 10 aus der Betriebsstellung in die Wechselstellung wird der Kolben 10 so weit verschoben, bis ein Ende des Kolbens 10 an dem Anschlag 31 anliegt. Diese Situation ist in 1.3 gezeigt. Für den Fall, dass der Kolben 10 in die Wartungsstellung geführt werden muss, wird der Anschlag 31 entriegelt, so dass die Führungsbahn des Kolbens 10 frei wird und dieser ungehindert in die Wartungsstellung verfahren werden kann.
In 1.4 ist die Situation dargestellt, bei welcher der Kolben 10 in einer Wartungsstellung gehalten ist. Dabei wird der dritte Stellabschnitt 11.3 im Bereich der Einlassbohrung 16 gehalten, so dass die Schneckenöffnung 14 im Kolben 10 eine fluchtende Verbindung zwischen dem Extruderauslass 9 und der Wartungsöffnung 19 bildet. In dieser Situation ist der Gehäusestopfen 18 entfernt, so dass die Extruderschnecke durch das Filtergehäuse 3 aus dem Extrudergehäuse 2 gezogen werden kann. In der Wartestellung des Kolbens 10 ist das Sperrventil 26 derart verstellt, dass die Schmelzeauslassbohrung 23 vollständig abgesperrt bleibt. Dadurch wird verhindert, dass eine aus einer an dem Schmelzeauslass 15 angeschlossenen Schmelzleitung Polymere zurückfließen können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt somit ein Komplettsystem zum Aufschmelzen und Filtern von Kunststoffgranulat in einer äußerst kompakten Bauweise dar. Auswechselungen der Extruderschnecke erfordern dabei einen relativ geringen Montageaufwand, so dass auch der Wechsel von unterschiedlichen Schneckentypen auf einfache Art und Weise ausführbar ist.
Um bei einer derartigen kompakten Vorrichtung eine möglichst kontinuierliche Filtrierung der geförderten Schmelze zu erhalten, ist in 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach 2 ist im wesentlichen identisch mit dem zuvor gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.
In dem Filtergehäuse 3 ist eine zweite Kolbenführungsbohrung 30 vorgesehen, in welcher ein zweiter Kolben 27 verschiebbar geführt ist. Hierbei besitzt der zweite Kolben 27 zwei Stellabschnitte, die identisch zu den Stellabschnitten 11.1 und 11.2 des ersten Kolbens 10 ausgebildet sind. Die zweite Kolbenführungsbohrung 30 ist durch einen ersten Bypasskanal 29.1 mit der Einlassbohrung 16 und über einen zweiten Bypasskanal 29.2 mit dem Schmelzekanal 22 im Gehäusestopfen 18 verbunden. Der Schmelzekanal 22 in dem Gehäusestopfen 18 ist in diesem Fall T-förmig ausgebildet, so dass die Schmelzeauslassbohrung 23 über den Schmelzekanal 22 sowohl mit der ersten Kolbenführungsbohrung 22 als auch mit der zweiten Kolbenführungsbohrung 30 verbunden ist.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 10 identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach 1 ausgebildet, so dass dieser abwechselnd in eine Betriebsstellung, Wechselstellung oder Wartungsstellung geführt werden kann. Der zweite Kolben 27 lässt sich dagegen nur zwischen einer Betriebsstellung und einer Wechselstellung hin und her verschieben.
Im Betrieb werden die Filtereinsätze 12 des ersten Kolbens 10 und der Filtereinsatz 23 des zweiten Kolbens 27 abwechselnd in Betriebsstellung geführt, um so kontinuierlich einen Schmelzefluss vom Extruderauslass 9 zu dem Schmelzeauslass 15 zu erhalten. Während einer der Kolben 10 oder 27 in der Betriebsstellung gehalten ist, lässt sich der andere Kolben in eine Wechselstellung führen, so dass ein Auswechseln des gerade verschmutzten Filtereinsatzes ohne Unterbrechung der Schmelzeführung möglich ist. In 2 ist die Betriebssituation dargestellt, bei welcher der Schmelzestrom durch den zweiten Filtereinsatz 28 im Kolben 27 geleitet wird.
Bei der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung wird die Verbindung zwischen dem Filtergehäuse 3 und dem Extrudergehäuse 2 bevorzugt durch eine Flanschverbindung hergestellt.
Bei den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Ausbildung des im Filtergehäuse geführten Kolbens nur beispielhaft. Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung ist dadurch möglich, dass an dem Kolben zwei Stellabschnitte nebeneinander mit jeweils einem Filtereinsatz ausgebildet werden. Damit könnte bereits auch bei Einsatz eines Kolbens eine annähernd kontinuierliche Filterung der Polymerschmelze durchgeführt werden.

1: Extruder
2: Extrudergehäuse
3: Filtergehäuse
4: Heizelemente
5: Antrieb
6: Extruderschnecke
7: Einfülleinrichtung
8: Heizsteuerung
9: Extruderauslass
10: Kolben
11.1, 11.2, 11.3: Stellabschnitte
12: Filtereinsatz
13: Vollquerschnitt
14: Schneckenöffnung
15: Schmelzeauslass
16: Einlassbohrung
17: Filterkammer
18: Gehäusestopfen
19: Wartungsöffnung
20: Kolbenführungsbohrung
21: Linearantrieb
22: Schmelzekanal
23: Schmelzeauslassbohrung
24.1, 24.2: Messanschluss
25.1, 25.2: Messbohrung
26: Sperrventil
27: zweiter Kolben
28: zweiter Filtereinsatz
29.1, 29.2: Bypasskanal
30: Kolbenführungsbohrung
31: Anschlag
32: Schieber

Claims

Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen mit einem Extruder (1), mit einem Filtergehäuse (3), welches am Ausgang des Extruders (1) druckdicht mit dem Gehäuse (2) des Extruders (1) verbunden ist und welches einen Schmelzeauslass (15) aufweist, und mit einem innerhalb des Filtergehäuses (3) zwischen einem Extruderauslass (9) und dem Schmelzeauslass (15) verschiebbar geführten Kolben (10), welcher mehrere Stellabschnitte (11.1, 11.2, 11.3) aufweist, die wahlweise zwischen dem Extruderauslass (9) und dem Schmelzeauslass (15) platzierbar sind, wobei einer der Stellabschnitte (11.1) einen durchströmbaren Filtereinsatz (12) enthält, der in einer Betriebsstellung des Kolbens (10) den Extruderauslass (9) mit dem Schmelzeauslass (15) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Stellabschnitte (11.1) des Kolbens (10) eine Schneckenöffnung (14) aufweist, durch welche eine im Extruder (1) gehaltene Schnecke (6) führbar ist, und dass in einer Wartungsstellung des Kolbens (10) die Schneckenöffnung (14) fluchtend zu einer verschließbaren Wartungsöffnung (19) im Filtergehäuse (3) und dem Extruderauslass (9) haltbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter zwischen dem Filtereinsatz (12) und der Schneckenöffnung (14) ausgebildeter Stellabschnitt (11.2) des Kolbens (10) ein Vollquerschnitt (13) zum Absperren des Extruderauslasses (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Stellabschnitt (11.1) mit Filtereinsatz (12) und dem Stellabschnitt (11.2) mit Vollquerschnitt (13) am Kolben (10) derart bemessen ist, dass in einer Wechselstellung des Kolbens (10) der Extruderauslass (9) absperrbar und der Filtereinsatz (12) außerhalb des Filtergehäuses (3) austauschbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) mit einem Linearantrieb (21) gekoppelt ist, durch welchen der Kolben wahlweise in die Betriebsstellung, in die Wechselstellung oder in die Wartungsstellung führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben (10) oder dem Linearantrieb (21) ein verstellbarer Anschlag (31) zugeordnet ist, durch welchen eine Verschiebung des Kolbens (10) in die Wartungsstellung blockierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (3) einen die Wartungsöffnung (19) verschließenden Gehäusestopfen (18) aufweist und dass der Gehäusestopfen (18) an einem innen liegenden Ende einen im wesentlichen rechtwinkligen Schmelzekanal (22) aufweist, durch welchen der quer zu der Achse des Extrudergehäuses (2) ausgebildete Schmelzeauslass (9) mit einer dem Filtereinsatz (12) zugeordneten Filterkammer (17) im Kolben (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusestopfen (18) einen Messanschluss (24.1) aufweist, welcher durch eine Messbohrung (25.1) mit dem Schmelzekanal (22) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schmelzeauslass (15) im Filtergehäuse (3) ein verstellbares Sperrventil (26) zu geordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Filtergehäuse (3) einen zweiten Messanschluss (24.2) aufweist, welcher durch eine Messbohrung (25.2) mit dem Extruderauslass (9) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudergehäuse (2) und das Filtergehäuse (3) durch eine Heizeinrichtung (4) beheizbar ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Extruderschnecke (6) mit einem freien Ende in eine Einlassbohrung (16) des Filtergehäuses (3) bis kurz vor dem quer zur Einlassbohrung (16) geführten Kolben (10) hineinragt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filtergehäuse (3) parallel zum dem Kolben (10) ein zweiter Kolben (27) mit einem zweiten Filtereinsatz (28) verschiebbar geführt ist, wobei der zweite Kolben (27) mit dem Filtereinsatz (28) in einer Betriebsstellung über Bypasskanäle (29.1, 29.2) mit dem Extruderauslass (9) und dem Schmelzeauslass (15) verbunden ist.