Die Erfindung betrifft ein Filterelement für die Filtrie ^¬ rung eines Fluids und eine daraus gebildete Filtereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Zur Filtration von hochviskosen Medien wie Kunststoffschmelze werden üblicherweise flächige Siebelemente ver ^¬ wendet. Verunreinigungen in der Kunststoffschmelze wie beispielsweise Aluminiumpartikel oder Papierreste setzen sich an den Filtermedien der Filterelemente ab. Die wirksame Filterfläche ist dabei im Wesentlichen auf den Öff ^¬ nungsquerschnitt der Siebkavität begrenzt und steht in direktem Zusammenhang mit der Baugröße der Filtriervorrichtung, beispielsweise eines Siebbolzenwechslers.

Um diesem Nachteil zu begegnen, werden mit Erfolg Filterelemente eingesetzt, wie sie in der DE 42 12 928 AI be ^¬ schrieben sind. Durch die Scheibenform und die Vielzahl der übereinander gestapelten einzelnen Scheibenfilterele- mente kann die wirksame Filterfläche bei einer solchen Filtereinheit deutlich vergrößert werden. Die Filtereinheiten werden insbesondere bei der Filtrati ^¬ on von Kunststoffschmelze in eine Siebkavität eines so genannten Siebbolzenwechslers eingesetzt. Dabei wurde je ^¬ doch beobachtet, dass sich die einzelnen Filterelemente im anstehenden Fluiddruck wegbiegen können, wodurch es zur Absperrung einzelner Fließwege ebenso kommen kann wie zu Beschädigungen und daraus folgenden Undichtigkeiten des Filterelements.

Bei zunehmender Verschmutzung ist bei vielen Siebbolzenwechslern vorgesehen, dass der Schmelzestrom auf eine andere Siebkavität mit einem anderen Filterelement umgelei ^¬ tet wird. Während über letztere der Produktionsstrom auf ^¬ recht erhalten wird, kann die verschmutzte Filtereinheit durch einen Rückspülvorgang von den anhaftenden Partikeln befreit werden. Hierzu wird ein Teil der Schmelze in ei ^¬ ner zum Normalbetrieb umgekehrtem Fließrichtung durch die Filterelemente der Filtereinheit geleitet, so dass die an den Filtermedien der Filterelemente haftenden Partikel gelöst und weg gespült werden.

Allerdings ist der bei normalen, flächigen Siebelementen mögliche Rückspülvorgang bei den gattungsgemäßen Filterelementen mit einer Vielzahl von Scheibenfiltern nicht möglich, da das feine metallische Filtergewebe der Fil ^¬ terelemente in der umgekehrten Fließrichtung nicht abgestützt ist und daher bei einer Rückspülung reißen könnte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Filterelement der eingangs genannten Art so weiter zu entwi ^¬ ckeln, dass ein Verbiegen der Filterelemente im Produkti ^¬ onsbetrieb vermieden und somit eine Rückspülung ermög ^¬ licht wird. Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merk ^¬ malen des Anspruchs 1 gelöst.

Im Sinne der Erfindung werden unter einem „Ring" nicht nur kreisrunde Formen, sondern auch anders geformte, ge ^¬ schlossene Linien, wie Ellipsen, langlochförmige Konturen oder polygonale Linienzüge verstanden.

Die inneren Stützplatten stützen die Filtergewebe gegen den im Produktionsbetrieb vorzugsweise von außen einwir ^¬ kenden Fluiddruck ab. Bei Fließrichtung im Produktionsbetrieb liegen die Filterronden mit einem Teil ihres Außenkantenbereichs gelangt das Fluid bzw. die Kunststoff ^¬ schmelze von außen auf das Gewebe der Filterronde, und Schmutz wird an der Außenseite zurückgehalten. Der Fluss geht weiter durch die Ausnehmungen der inneren Stützplatten und in den Hohlraum des Filterelements hinein.

Zusätzlich sind mit Ausnehmungen versehene äußere Stützplatten vorgesehen, so dass die Filterronden sowohl nach innen hin wie auch an den Außenseiten des Filterelements abgedeckt sind bzw. flächig abgestützt werden kann. Damit ist ein Wechsel der Fließrichtung möglich, also auch ein Rückspülbetrieb, bei dem durch Umkehrung der Fließrichtung Anhaftungen von den Filterronden abgespült werden.

Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Filterelements ist sehr robust. Das Filterelement kann sehr einfach zerlegt und gereinigt werden, insbesondere kann es einer thermi ^¬ schen Behandlung unterzogen werden, ohne beschädigt zu werden, um beispielsweise Reste von Kunststoffschmelze auszubrennen . Bevorzugt werden die Stützplatten zusätzlich durch wenigstens ein innen liegendes Distanzhalterelement auf Ab ^¬ stand zueinander gehalten, so dass auch bei hohem Druck ein innerer Hohlraum offen gehalten wird, der als Fließkanal dient und der zum Rand der zentralen Bohrung des Filterelements hin offen ist.

Die Distanzhalterelemente können spinnennetzförmige oder wagenradartige Gebilde, die gesondert einzulegen sind. Sie können aber auch durch vorspringende Absätze am Ge ^¬ häusering, Spannring oder Außenring gebildet sein.

Die Distanzhalterelemente können weiterhin durch gewölbte Stützplatten gebildet sein, die sich in Produktionsfließ ^¬ richtung gesehen konkav oder konvex nach ausdehnen, wobei die Wölbungen so zueinander gewandt sind, dass sie sich partiell berühren, z.B. bei konkaven Formen im Zentrum und bei konvexen Formen im peripheren Randbereich, wodurch die übrigen Flächenbereiche der Stützplatten auf Abstand zueinander gehalten sind.

Das Filtergewebe kann sich aufgrund seiner Flexibilität gut an die dreidimensionale Form der Stützplatten anpas ^¬ sen, so dass es abgestützt bleibt, auch wenn die Abstütz- fläche nicht in einer Ebene liegt.

Auch die äußeren Stützplatten können gewölbt sein, und zwar einmal an der Innenseite, um der Form der inneren Stützplatten zu folgen, damit zu große Dehnungen im dazwischen liegenden Filtergewebes verhindert werden und dieses in beiden Fließrichtungen vollflächig abgestützt bleibt. Zudem kann eine nach außen ragende Wölbung in gleicher Weise einen äußeren Fließkanal abstützen, indem sich die Wölbung wenigstens eines Filterelements an ein benachbartes Filterelement anlegt.

Die jeweiligen gewölbten inneren und äußeren Oberflächen der inneren und äußeren Stützplatten müssen nicht unbedingt parallel sein, das heißt, die Stützplatte muss nicht unbedingt nach Art eines tiefgezogenen Bleches aus ^¬ gebildet sein, sondern kann auch einen beidseitig bauchigen Körper bilden.

Bei den Verbindungselementen handelt es sich vorzugsweise um Schrauben mit Schraubenköpfen und Muttern, so dass mit überall vorhandenen Werkzeugen ein Zerlegen und Zusammensetzen leicht möglich ist.

Ale einzige Verschleißteile müssen nur die Filterronden ausgetauscht werden, wenn deren metallisches, gegebenenfalls mehrlagiges Filtergewebe zu stark beschädigt ist.

Die äußeren Stützplatten können jeweils in den Spannring integriert sein. Sie können aber auch als separate Plat ^¬ ten unter den Spannring gelegt werden.

Vorzugsweise sind die Stützplatten als Lochplatten ausge ^¬ bildet, die einfach zu fertigen sind und durch ihre Git ^¬ terstruktur eine kleinflächige Abstützung von Filtergewe ^¬ be ermöglichen.

Vorzugsweise besitzen die Filterronden einen Innenring und einen Außenring, welche vorzugsweise aus einem Nicht ^¬ Eisen-Metall, insbesondere aus Kupfer, bestehen. Damit wird eine metallische Dichtung geschaffen, einmal am In ^¬ nenumfang als Abdichtung zu einem innen liegenden Stützrohr, auf dem die Filterelemente gestapelt sind, und ein- mal am Außenumfang als Abdichtung gegenüber dem Außenring .

Möglich ist aber auch, die ringscheibenförmigen Filter- ronden mit Übermaß am Innen- und/oder Außenrand gegenüber den angrenzenden Bauteilen zu fertigen und diese dann entsprechend auf die angrenzenden Bauteile anzupressen.

Der Außenring kann einteilig mit dem Spannring oder der inneren Stützplatte ausgebildet sein.

Eine bevorzugte Aus führungs form der Erfindung sieht vor, gleichartige innere Stützplatten zu verwenden, die am Au ^¬ ßenumfang jeweils mittig auf einem Teil-Außenring münden. Es ergibt sich dann ein T-förmiger Querschnitt am Rand jeder inneren Stützplatte. Es können zur Bildung eines Filterelements je zwei Stück von insgesamt drei gleichar ^¬ tigen Teilen verwendet werden, nämlich zwei gleiche inne ^¬ re Stützplatten mit Teil-Außenring, zwei gleiche Filter- ronden und zwei gleiche äußere Stützplatten, die zugleich randseitig den Spannring integrieren. Damit ist eine kos ^¬ tengünstige Herstellung und Lagerhaltung ebenso möglich wie eine einfache Handhabung.

Eine aus mehreren erfindungsgemäßen Filterelementen gebildete Filtereinheit gemäß Anspruch 12 ist einfach auf ^¬ zubauen und zu Reinigungszwecken ebenso leicht zu demontieren, da die erfindungsgemäßen Filterelemente durch ihr massives äußeres Gehäuse, bestehend aus Außenring, Stütz ^¬ platten und Spannringen unempfindlich gegenüber Stößen und Schlägen sind.

Dadurch, dass die Verbindungselemente an den Stirnseiten des fertigen Filterelements überstehen, können die Über- stände gleichzeitig als Abstandshalter dienen, wodurch Fließkanäle zwischen benachbarten Filterelementen ausgebildet werden. Aufeinander gestapelte Filterelemente stützen sich somit gegeneinander ab, und können vom

Fluiddruck nicht weggebogen werden.

Eine bevorzugte Aus führungs form sieht ein zusätzliches Grobfilterelement vor, das die Filterelemente umschließt und das sich zwischen einem Boden der Filtereinheit oder dem Boden einer Siebkavität, in welche die Filtereinheit eingesetzt ist, und deren Kopfplatte erstreckt.

An dem Grobfilterelement werden beispielsweise Partikel wie Aluminium- oder Papierreste zurückgehalten, die gerade beim Kunststoffrecycling anfallen und die teilweise so groß sind, dass sie durch eine Rückspülung aus dem Fließ ^¬ kanal zwischen den Filterelementen nicht mehr oder nur schwer entfernbar wären. Damit wird eine Kaskadenfiltra ^¬ tion erreicht, bei der grobe Partikel gar nicht mehr in das Innere der eigentlichen Filtereinheit gelangen. Deren Aufgabe ist somit auf die Abscheidung feiner Artikel oder Agglomerate beschränkt, was zu einer deutlich erhöhten Standzeit führt.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeich ^¬ nung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 ein Filterelement gemäß einer ersten Ausführungsform in Explosionsdarstellung;

Fig. 2 ein montiertes Filterelement gemäß der ersten

Aus führungs form in perspektivischer Darstellung; Fig. 3 mehrere auf einem Stützrohr gestapelte Filterelemente im Schnitt und

Fig. 4 einen randseitigen Ausschnitt einer Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Filterelements; und

Fig. 5 einen randseitigen Ausschnitt einer Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Filterelements.

Figur 1 zeigt ein Filterelement 100 mit seinen Bestandteilen in lagerichtiger Anordnung vor der Montage.

Wesentliche Bestandteile sind in der Montagereihenfolge von links nach rechts:

Ein Spannring 10 mit Durchgangsbohrungen 11 zur Aufnahme von Schrauben, mit einem integrierten zylindrischen Außenring 14 und mit einer integrierten Stützplatte 12.

Eine erste ringscheibenförmige Filterronde 30, welche an ihrem Innenrand mit einem Innenring 31 und an ihrem Außenrand mit einem Außenring 32 eingefasst ist, welche Ringe 31, 32 aus einem Kupferprofil bestehen.

Eine als Lochscheibe ausgebildete, innen liegende, erste Stützplatte 40.

Ein Distanzhalterelement 50, welches die erste innere Stützplatte 40 in einem Abstand zu einer zweiten inneren Stützplatte 40 hält.

Eine zweite Filterronde 30.

Ein Spannring 20 mit Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von Schrauben 21. Der Spannring 20 besitzt bei dieser Ausführungsform, wie der Spannring 10 auch, eine integrierte zentrale Stützplatte 22. Figur 2 zeigt das fertig montierte Filterelement 100. Sichtbar ist darin, dass dort, wo das Distanzhalterele ^¬ ment 50 in der Mitte angeordnet worden ist, beim fertigen Filterelement 100 ein Fließkanal 102 ausgebildet ist, der zum Rand der inneren Aufnahmebohrung 101 hin offen liegt.

In Fig. 3 ist ein Stapel von insgesamt drei Filterelementen 100 gezeigt, die auf ein nur schematisch angedeutetes Stützrohr 130 aufgezogen sind. Dabei liegen die Innenringe 31 der Filterronden 30 dicht am Außenmantel des Stützrohrs 130 an. Durch die Außenringe 32 wird eine Abdich ^¬ tung gegenüber dem Innenmantel des Außenrings 14 bewirkt. Benachbarte Filterelemente 100 halten sich durch die Schraubenköpfe und Schraubenschaftüberstände bzw. die Muttern gegenseitig auf Abstand, wodurch sich zwischen zwei Filterelementen 100 ein äußerer Fließkanal 103 ausbildet .

Die Fließrichtung im Produktionsbetrieb verläuft wie durch die Pfeile angedeutet: vom Außenumfang der Filtereinheit 100 in die äußeren Fließkanäle 103 hinein, von dort durch die Filterronden 30 hindurch bis in die inneren Fließkanäle 102. Letztere sind, wie aus den Figuren 2 und 4 erkennbar, zur zentralen Aufnahmebohrung 101 in den Filterelementen 100 hin offen. Dadurch kann das Fluid durch Bohrungen 131 im Rohrmantel des Stützrohrs 130 in dessen Innenraum 130 abfließen.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem Randbereich eines Filterelements 100' gemäß einer zweiten Aus führungs form. Die innere Stützplatte 40' geht hier jeweils nahtlos in einen Teil-Außenring 14' über, so dass sich für diese Einheit im Randbereich ein T-förmiger Querschnitt ergibt. Durch die vorzugsweise spiegelsymmetrische Ausbildung können zwei identische Stützplatten 40' mit Teil- Außenring 14' für beide Seiten verwendet werden. Ein Distanzring 50' wird dazwischen eingeklemmt und sorgt für eine Abdichtung des inneren Hohlraums 102' zum Außenumfang hin. Um die Abdichtung zu ermöglichen, hat der Distanzring 50' eine größere Höhe als die beiden nach innen weisenden Überstände der Teil-Außenringe 14' zusammen. Somit verbleibt zwischen den Teil-Außenringen 14' ein Luftspalt 13' . Möglicht wird dadurch, mit einer Ver- schraubung, die hier nur angedeutet ist, zwei identische Einheiten aus äußeren Stützplatten 12', Filterelementen 30' und inneren Stützplatten 40' unter Einschluss des Distanzrings 50' gegeneinander zu verspannen, so dass sich insgesamt ein Filterelement 100' ergibt, das eine nach außen abgedichtete Einheit ist. Die äußeren Stütz ^¬ platten 12' sind hierbei in ihrem äußeren Randbereich als Spannringe 10' ausgebildet, das heißt, sie besitzen in diesem Bereich keine Durchbrechungen zum inneren Hohlraum hin, sondern nur Ausnehmungen zur Aufnahme von Schrauben und andere Verbindungselementen.

Figur 5 zeigt eine dritte Aus führungs form eines Filterelements 100", die randseitig so ausgebildet ist wie die zuvor beschrieben zweite Aus führungs form eines Filterelements 100", nämlich mit Teil-Außenringen 14", die sich außen an die inneren Stützplatten 40" anschließen. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Stützplatten 40" jedoch - in Bezug auf die Fließrichtung von außen nach innen - konkav gewölbt. Die vorstehenden Bereiche stoßen aneinander, jedoch sind die konkaven Bereiche vorzugsweise nicht ringförmig über den gesamten Teilkreis ausgebildet, son- dern bestehen aus mehrerer einzelnen Buckel, so dass auch radiale Fließwege von den äußeren Bereichen des Hohlraums 102' zur Austrittsöffnung am Innenrand offen bleiben.

Die äußeren Stützplatten 12" mit den integrierten Spannringen sind bei diesem Ausführungsbeispiel an der Außen ^¬ oberfläche eben, wobei sie innen parallel zur Kontur der inneren Stützplatte sind. Dadurch wird ein dazwischen eingelegtes, ebenfalls dreidimensional gewölbtes Filter ^¬ element 30" in beiden Fließrichtungen abgestützt ohne zu überstrecken .