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"Filtereinrichtung für Strangpressen"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung für Strangpressen
und Spritzgießmaschinen zur kontinuierlichen Verarbeitung von thermoplastischen
Kunststoffen mit einem senkrecht zur Fließrichtung des Kunststoffes verschiebbaren,
in einer Gehäusebohrung saugend dicht angeordneten Siebbolzen mit mehreren in nacheinanderfolgenden
Siebräumen angeordneten Siebpaketen, Entlüftungsventilen für die Siebräume und Uberströmkanälen,
die einenendes in die Durchgangsbohrung für den Kunststoff und anderenendes in den
nachfolgenden Siebraum münden.
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Eine Einrichtung der vorstehend gekennzeichneten Art wird in der DE-AS
15 54 913 beschrieben. Bei dieser bekannten Einrichtung verschiebt sich der Siebbolzen
saugend dicht in einer entsprechenden Bohrung und ist mit zwei Entlüftungskanälen
ausgerüstet, durch die das Kunststoffmaterial aus der Durchganqsbohrung in den Siebraum
fließen kann, der noch nicht im Bereich der Durchgangsbohrung steht, wobei die in
diesem Siebraum enthaltene Luft durch den einfließenden Kunststoff durch entsprechende
Entlüftungsventile abgeführt werden kann.
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Bei der bekannten Einrichtung sind zwei Entlüftungskanäle vorgesehen,
da
das den Siebbolzen aufnehmende Gehäuse symmetrisch ausgebildet ist und daher in
der einen oder anderen Richtung je nach Einsatzfall der Maschine eingesetzt werden
kann. Ein Rückströmen von Kunststoffmaterial durch die zweite Entlüftu#gsbohrung,
um damit den sich in der Durchgangsbohrung befindenden verschmutzten Siebraum zu
umgehen, ist nicht vorgesehen. Die Verbindung zwischen dem Entlüftungskanal, der
in Fließrichtung des Kunststoffes gesehen hinter dem Siebpaket liegt, mit der hinter
dem Siebpaket liegenden Durchgangsbohrung :#uß bei der bekannten Einrichtung vermieden
werden, um ein Eintreten von Luft in diesen Bereich mit Sicherheit auszuschalten,
da diese Luft sonst zu Fehlproduktionen Anlaß geben könnte.
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Die bekannte Einrichtung arbeitet ebenso wie die bekannte Einrichtung
gemäß der DE-AS 22 56 639, derart, daß bei Verschmutzung des Siebpaketes zwar eine
Vorentlüftung des nachfolgenden in die Durchgangsbohrung einzuschiebenden Siebraumes
erfolgt, daß aber das Einschieben des neuen Siebpaketes in die Durchgangsbohrung
schlagartig erfolgt, so daß der hinter dem Siebpaket in der Durchgangsbohrung herrschende
Druck in seinem Verhalten nahezu wellen förmig ausgebildet ist, d. h., in dem Moment,
wenn das Siebpaket neu ist und keinerlei Verschmutzungen aufweist, ist der Druck
in dem gewünschten Ausmaß hoch. Hier herrscht dann auf beiden Siebseiten der eigentliche
Extruderdruck. Dieser Druck läBt nach, und zwar proportional zur Zunahme der Verschmutzung
des Siebes bis zu einem Zeitpunkt, an dem das Sieb ausgewechselt wird und
ein
neues Sieb eingesetzt wird.
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Dieser Druckwechsel in dem extrudierten Material führt zu Unterschieden
in der Fertigware, insbesondere beim Ziehen von Folien kann dieser Druckunterschied
die einwandfreie Arbeitsweise der Maschine in Frage stellen.
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Man war daher schon bestrebt, den Druck möglichst konstant zu halten.
In dem Prospekt "Berlyn Continuous Filter" (in der Anlage beigefügt) wird eine Vorrichtung
vorbeschrieben, mit der ein solcher konstanter Druck angestrebt wird. Diese bekannte
Vorrichtung arbeitet derart, daß quer zur Durchgangsbohrung eine mehrere aufeinanderfolgende
Siebräume aufweisende Siebplatte durchgeschoben wird, die durch Kunststoff abgedichtet
wird, der im äußeren Bereich der Siebplatte, d. h. entfernt von der Durchgangsbohrung,
durch entsprechende Kühlkanäle zum Erstarren gebracht wird. Diese bekannte Einrichtung
hat zwei schwerwiegende Nachteile: Da die in den Durchgangskanal zu schiebenden
Siebpakete mit Kunststoff gefüllt sein müssen, gelangt dieser Kunststoff auch in
den Durchgangskanal hinter dem Siebpaket. Der Kunststoff ist dabei aber schon einmal
hoch erhitzt, abgekühlt und wieder erhitzt worden, so daß hier Zersetzungserscheinungen
im IKunststoffmaterial eintreten können, die zur Unbrauchbarkeit des Fertigproduktes
führen. Da die Filterplatte durch Erstarren des Kunststoffmaterials
abgedichtet
wird, kann es auftreten, daß kleine Luftblasen in dieser Abdichtung enthalten sind,
durch die dann plötzlich heißes Kunststoffmaterial vulkanartig nach außen fließen
kann, was in der Praxis zu Gefährdungen führt. Der praktische Einsatz der bekannten
Filteranordnung wurde daher problematisch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den im Oberbegriff
genannten Einrichtuna.en,beispielsweise einem Siebbolzen gemäß der DE-AS 15 54 913
oder DE-AS 22 56 639,ein kontinuierliches Verschieben des Siebbolzens durch die
Durchgangsbohrung zu erreichen, derart, daß der Druck hinter dem Siebbolzen, d.
h. hinter dem Siebpaket, konstant gehalten wird.
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Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß der in Fließrichtung des Kunststoffes gesehen vor dem Siebpaket angeordnete
Uberströmkanai eine Verbindung zwischen Durchgangsbohrung und Siebraum früher herstellt
als der in Fließrichtung des Kunststoffes gesehen hinter dem Siebpaket liegende
Uberströmkanal.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei normalem
Betrieb des Durchgangskanales der Kunststoff durch ein frisch gereinigtes Siebpaket
hindurchgeführt wird. Gleichzeitig tritt schon zu diesem Zeitpunkt ein Entlüften
des nachfolgenden Siebpaketes ein, wobei aber nur der Uberströmkanal geöffnet ist,
der vor dem Siebpaket liegt und die Verbindung zwischen Durchgangskanal
und
nachfolgendem Siebraum herstellt. Das Entlüften des Siebraumes erfolgt durch ein
Entlüftungsventil, durch das auch ggf. im Überschuß vorhandener Kunststoff austreten
kann, so daß dadurch sichergestellt ist, daß durch diesen vorgenannten Uberströmkanal
und den Siebraum stets ein kontinuierlicher Fluß an Kunststoffmaterial erfolgt,
ohne daß dieser Kunststoff stehenbleibt und dadurch zu hoch erhitzt wird oder abkühlen
könnte.
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Abgetastet über sensible Druckfühler wird der die Siebpakete enthaltende
Siebbolzen durch die Durchgangsbohrung dann weiterverschoben, sobald ein Druckabfall
hinter dem Siebpaket feststellbar ist. Dadurch gelangt mehr Kunststoff in den nachfolgenden
Siebraum,dadurch, daß der Uberströmkanal konisch ausgebildet ist und sich konisch
vom Durchgangskanal zum Siebraum hin verjüngt, so daß bei einem Verschieben des
Siebbolzens quer zum Durchströmkanal ein immer größerer Bereich des Uberströmkanals
freigegeben wird. Gleichzeitig wird auch der zweite Überströmkanal freigegeben,
so daß nunmehr, sobald die Luft aus dem Siebraum entfernt ist, Kunststoff in den
Durchgangskanal stromes kann, der hinter dem Siebpaket liegt.
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Es ist offensichtlich, daß in Abhängigkeit von der Konizität der Überströmkanäle,
der Vorschubbewegung des Siebbolzens und der Anordnung der Uberströmkanäle, derart,
daß die Einmündung der Uberströmkanäle in den nachfolgenden Siebraum aufeinander
abgestimmt
sind, sichergestellt werden kann, daß stets Kunststoffmaterial im Fluß gehalten
wird und erreicht wird, daß, sobald der nachfolgende Siebraum entlüftet ist, und
ein gewisser Druckabfall hinter dem sich in Arbeit befindenden Siebpaket auftritt,
das nächste Siebpaket in Aktion tritt und nunmehr kontinuierlich Kunststoffmaterial
in den Durchflußkanal hinter den Siebpaketen geführt wird, wobei dort ein gleichbleibender
Druck aufrechterhalten werden kann.
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Die Steuerung kann über moderne elektronikgesteuerte Hilfsmittel so
fein sein, daß geringste Druckänderungen bereits eine Bewegung des Siebbolzens herbeiführen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in Fig. 1 im Schnitt eine Anordnung
des Siebbolzens in der Durchgangsbohrung, in Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie
2 - 2 und in den Fig. 3 verschiedene aufeinanderfolgende Stellungen der bis 5 einzelnen
Siebräume.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das eine durchgehende
Gehäusebohrung 2 aufweist, in der sich ein Siebbolzen 3 verschieben kann, wobei
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Siebbolzen 3 aus zwei Siebträgerbolzen
4 und 5 besteht.
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Mit 6 ist eine Durchgangsbohrung bezeichnet, in der die Extruderschnecke
7 erkennbar ist und durch die der Kunststoff hindurchgepreßt wird, wobei der Kunststoff
das Sieb 8 durchdringen muß und hier von Verunreinigungen befreit wird. Bei 9 ist
ein Entlüftungsventil dargestellt und in der Zeichnung sind die zur Erläuterung
der Erfindung nachfolgend zu diskutierenden Siebräume mit A und B bezeichnet.
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Mit 10 und 11 sind zwei Uberströmkanäle bezeichnet, die beiderseits
des Siebes 8 liegen und eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 6 und dem
Siebraum B schaffen.
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In der in größerem Maßstab dargestellten Einzelteilzeichnung ist erkennbar,
daß der überströmkanal 11 bereits mit dem Siebraum B in Verbindung steht, wenn das
Sieb 8, d. h. der Siebraum A sich in der vollen Funktionsstellung befindet, d. h.
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genau mittig in der Durchgangsbohrung 6 liegt.
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Aus der Darstellung in Fig. 2 ist erkennbar, daß die Uberströmkanäle
10 und 11 halbrund oder oval gestaltet sind und nur auf einer Seite der Durchgangsbohrung
in die Durchgangsbohrung münden.
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Die Gestaltung der Uberströmkanäle 10 und 11 ist derart, daß zu dem
Zeitpunkt der aus Fig. 1 und der größeren Darstellung in Fig. 1 ersichtlich ist,
zwar der Überströmkanal 11 eine Verbindung
zwischen der Durchgangsbohrung
6 und dem Siebraum B schafft, aber der Uberströmkanal 10 noch gegenüber dem Siebraum
B die Durchgangsbohrung 6 abschließt, so daß die durch den durch den Überströmkanal
11 fließenden Kunststoff aus dem Siebraum B vertriebene Luft durch das Entlüftungsventil
9 abfließen kann und muß.
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Die gleiche Arbeitsstellung gemäß Fig. 1 ist auch in Fig. 3 dargestellt
und aus der Darstellung in Fig. 4 ist ersichtlich, daß sich nunmehr der Siebbolzen
3 in der Zeichnung nach rechts verschoben hat, beispielsweise angetrieben durch
die in Fig. 1 dargestellte Antriebsvorrichtung 12.
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Hierbei ist die freie Öffnung des Uberströmkanales 11 zum Siebraum
B hin größer geworden, ohne daß sich aber die Öffnung, die der Uberströmkanal 10
schafft, gegenüber der Durchgangsbohrung 6 geöffnet hat.
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Aus der Darstellung in Fig. 5 ist dann erkennbar, daß der Siebraum
A nach rechts weiterverschoben ist und der Siebraum B weiter in die Durchgangsbohrung
6 verschoben wurde und nunmehr das Kunststoffmaterial filtert, wobei aber immer
noch der Siebraum C, der in Fig. 5 erkennbar ist, nicht mit der Durchgangsbohrung
6 über den Uberströmkanal 10 in Verbindung steht, sondern erst später geöffnet wird,
da zu diesem Arbeitszeitpunkt das frische Sieb im Siebraum B ausreicht, um einen
konstanten Druck hinter dem Siebraum aufrechtzuerhalten,
Gleichzeitig
ist erkennbar, daß sich in den Uberströrakanälen 10 und 11 kein Kunststoffmaterial
absetzen kann, das in diesen Kanälen erhärtet oder überhitzt wird, sondern stets
fließt in diesen Kanälen Material, das für einen kontinuierlichen Transport Sorge
trägt.
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Durch entsprechende elektronische Steuerungen ist es ohne Schwierigkeiten
möglich, den Druck hinter dem Sieb 8 abzutasten bzw. in der Durchgangsbohrung 6
hinter dem Sieb 8 zu kontrollieren. Druckunterschiede werden dabei auf die Antriebsvorrichtung
12 übertragen, die nunmehr den Siebbolzen 3 in Richtung einer Bewegung nach rechts
in den Zeichnungen bewirkt und dadurch erreicht, daß mehr oder weniger große Öffnungen
des Überströmkanales freigegeben werden, so daß proportional zum Verschmutzen des
Siebes der Überströmkanal geöffnet wird. Hierdurch wird die der Erfind g zugrundeliegende
Aufgabe in vollem Umfang gelöst.