mit wenigstens einer Siebkavität

Die Erfindung betrifft ein Siebträgerelement für eine Filtriereinrichtung mit wenigstens einer Siebkavität, in der wenigstens eine Filtereinheit anzuordnen ist, welche ein Stützrohr mit Ausnehmungen und mehrere Scheibenfil- terelemente umfasst, wobei die Scheibenfilterelemente je ^¬ weils wenigstens eine zentrale Nabe aufweisen, mit wel ^¬ cher sie auf dem Stützrohr gelagert sind, und ein die Na ^¬ be umgebendes, halbdurchlässiges Filtermedium, das zu ei ^¬ nem dreidimensionalen Gebilde aufgespannt ist, wobei sich in dem Nabenelement wenigstens ein Fließkanal von dem durch das Filtermedium umspannten Volumen bis zum Stützrohr erstreckt und wobei das Stützrohr in einem Aus ^¬ trittskanal des Siebträgerelements mündet.

Ein solches Siebträgerelement ist in der DE 10 2007 006 811 AI beschrieben. Die aufeinander gestapelten Scheiben- filterelemente führen zu einer deutlichen Vergrößerung der Filterfläche, ohne dass die Siebkavität zur Aufnahme der Filtereinheit vergrößert zu werden braucht. Bei dem bekannten Siebträgerelement ist das Stützrohr in eine Zwischenplatte eingeschraubt und es dient gleichzei ^¬ tig dazu, gegeneinander geschichtete Scheibenträgerele- mente gegen die Zwischenplatte zu pressen. Die Zwischen ^¬ platte ist in eine Ausnehmung am Grund der Siebkavität eingesetzt ist. Hieraus ergeben sich mehrere Nachteile:

Die dicke Zwischenplatte nimmt eine Bauhöhe im Sieb ^¬ trägerelement ein, die etwa 3-4 übereinandergeschich- teten Scheibenfilterelementen entspricht. Entsprechend ist die Zahl der Scheibenfilterelemente geringer als sie nach dem Volumen der Siebkavität sein könnte

Das in die Zwischenplatte eingeschraubte Stützrohr wird bei einem Schmelzezufluss, der von außerhalb des Zentrums der Siebkavität und nicht orthogonal erfolgt, auf Biegung beansprucht. Kommt es dadurch zu Verfor ^¬ mungen am Stützrohr, kann das zum Wechseln der Schadenfilterelemente erforderliche Herausschrauben er ^¬ schwert oder verhindert werden.

In jedem Fall nimmt die montageunfreundliche Schraub ^¬ verbindung des Stützrohrs den Zeitvorteil, den wech ^¬ selbare Siebträgerelemente in Filtereinrichtungen bringen .

Die Zwischenplatte und der Boden der Aufnahme müssen eine hohe Planparallelität aufweisen, da ansonsten keine Dichtigkeit gewährleistet ist.

Die Demontage der Filtereinheit ist erschwert, wenn die Zwischenplatte in der zylindrischen Vertiefung im Siebbolzen verkantet oder durch in den Spalt eingedrungene Kunststoffreste blockiert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Siebträgerelement der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass der Austausch der Filtereinheiten an den Siebträgerelementen erleichtert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung da ^¬ durch gelöst, dass das Stützrohr einen unterhalb der Scheibenfilterelemente hervor ragenden Lagerabschnitt aufweist, der von der Siebkavität aus in den Austrittska ^¬ nal einsteckbar ist und dass der Austrittskanal über we ^¬ nigstens einen Teil seiner Länge als eine Kegelbohrung ausgebildet ist, welche sich in Richtung der Siebkavität öffnet, wobei der Lagerabschnitt des Stützrohrs wenigs ^¬ tens einen Kegelabschnitt aufweist, der in die wenigstens eine Kegelbohrung eingreift.

Dadurch, dass das Stützrohr der Filtereinheit im Aus ^¬ trittskanal des Siebträgers gelagert ist, können Hebel ^¬ kräfte aus dem Schmelzetluss abgefangen werden, wenn die Schmelze nicht zentral und orthogonal auf die Filterein ^¬ heit zugeleitet wird.

Die Montage ist sehr einfach, da die Filtereinheit ledig ^¬ lich mit dem unten aus dem Paket von Scheibenfilterele- menten herausragenden Lagerabschnitt in den Austrittska ^¬ nal eingeschoben zu werden braucht.

Der wenigstens eine Kegelabschnitt am unteren Teil des Stützrohrs wird dabei in den zumindest teilweise als Ke ^¬ gelbohrung ausgebildeten Austrittskanal eingeschoben. Dadurch wird das Stützrohr axial festgelegt und zugleich wird am gesamten Umfang des Kegelabschnitts eine Abdich ^¬ tung gegenüber dem Siebträgerelement bewirkt. Sobald der Schmelzedruck auf die Filtereinheit wirkt, wird diese mit dem Kegelabschnitt des Stützrohrs in den kegelförmigen Bereich des Austrittskanals gepresst, ohne dass zuvor das Aufbringen einer Vorspannung erforderlich ist.

Die Anordnung des Kegelabschnitts am Stützrohr kann in verschiedener Weise erfolgend:

Der Lagerabschnitt des Stützrohrs kann ein zylindri ^¬ sches Ende aufweisen und einen sich daran anschließenden Kegelabschnitt.

Der Lagerabschnitt des Stützrohrs kann auch ein zy ^¬ lindrisches Ende aufweisen, einen sich daran anschlie ^¬ ßenden Kegelabschnitt und einen sich wiederum daran anschließenden, weiteren zylindrischen Abschnitt.

Schließlich kann der Lagerabschnitt des Stützrohrs vollständig als Kegelabschnitt ausgebildet sein.

Wesentlich ist nur, dass ein Kegelabschnitt vorhanden ist, der die Dichtung und axiale Festlegung bewirkt.

Durch die nach der Erfindung vorgesehenen Steckmontage ergibt sich als weiterer Vorteil, dass das Stützrohr nicht durch Torsion belastet wird. Während gemäß dem Stand der Technik die gesamte Filtereinheit in das Sieb ^¬ trägerelement einzuschrauben ist, wobei das Stützrohr das Anzugsdrehmoment übertragen muss, entfällt bei dem Sieb ^¬ trägerelement der Erfindung eine solche starke Belastung des Stützrohrs. Verformungen des Stützrohrs und dadurch bedingte Undichtigkeiten der eingesetzten Filtereinheit werden vermieden.

Die Demontage ist bei dem erfindungsgemäßen Siebträgerelement dadurch wesentlich erleichtert, dass die gesamte Filtereinheit von der Ausgangsseite des Siebträgerele ^¬ ments her heraus gedrückt werden kann, indem man von hin- ten auf den dort offen liegenden Endabschnitt des Stützrohrs drückt.

Sollte die Filtereinheit einmal fest sitzen, kann von der Ausgangsseite des Siebträgerelements auch ein Schlagwerk ^¬ zeug angesetzt werden, das gegen die Stirnfläche des Stützrohrs wirkt oder das in die zentrale Bohrung im Stützrohr gesteckt wird und dann von innen gegen einen sich verjüngenden Abschnitt darin wirkt.

Es wird außerdem bei dem erfindungsgemäßen Siebträgerelement der sonst im Stand der Technik für die Stützplatte benötigte Bauraum eingespart, so dass weitere Scheiben- filterelemente in die Filtereinheit integriert werden können und die wirksame Filterfläche vergrößert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen beziehen sich auf das Paket von Scheibenfilterelementen an der Filtereinheit.

Vorzugsweise ist an wenigstens einer der Stirnseiten der Naben der Scheibenfilterelemente jeweils wenigstens eine ringförmige Dichtfläche ausgebildet, welche in axialer Richtung über das seitlich an den übrigen Teil der Nabe angebundene Filtermedium ragt. Dabei liegen die ringförmigen Dichtflächen der aneinander gereihten Scheibenfil- terelemente voreinander. Die Dichtflächen können beispielsweise geschliffen sein, so dass eine hohe Planpar ^¬ allelität von aneinanderliegenden Dichtflächen besteht.

Um Distanzen zwischen den Scheibenfilterelementen zu vergrößern, kann vorgesehen sein, dass zwischen den ringförmigen Dichtflächen metallische Dichtungsringe eingelegt sind, die beispielsweise aus einem Metallfaservlies be ^¬ stehen können.

Vorzugsweise werden die Naben der Scheibenfilterelemente mittels eines Sicherungselements, das an dem in die Sieb- kavität ragenden Ende des Stützrohrs anbringbar ist, an- einandergepresst .

Somit wird sichergestellt, dass keine Schmelze in den Spalt zwischen aneinander liegenden Dichtflächen eindringt .

Zur Strömungsoptimierung der Filtereinheit kann eine Prallplatte vorgesehen sein, die vor dem in der Siebkavi- tät zuoberst liegenden Scheibenfilterelement der Filter ^¬ einheit angeordnet ist. Sie führt die Schmelze homogen in den Ringspalt, der sich um die Scheibenfilterelemente he ^¬ rum erstreckt, und sorgt für eine gleichmäßige Druckver ^¬ teilung in der Siebkavität.

Die Prallplatte kann mittels des Sicherungselements auf die aufeinander gestapelten Scheibenfilterelemente ge- presst werden. Somit bildet die Prallplatte das oberste Element in dem Stapel mit den Scheibenfilterelementen .

Das Siebträgerelement ist vorzugsweise als ein runder Siebträgerbolzen ausgebildet, der Teil einer Filtriereinrichtung zur Filtrierung eines Fluids, vornehmlich zur Filtration von Polymerschmelzen, ist. In einem Gehäuse ist wenigstens eine Siebträgerbohrung eingebracht, in der der Siebträgerbolzen verschiebbar gelagert ist.

Das Siebträgerelement kann auch eine rechteckförmige Platte sein. Es können mehrere Siebkavitäten vorgesehen sind, die in Fließrichtung gesehen nebeneinander oder gegenüberliegend angeordnet sind. Bei gegenüberliegender Anordnung befinden sich zwei Siebkavitäten spiegelbildlich gegenüber liegend im Siebträgerelement. Die Abfuhr des zu filtrie ^¬ renden Mediums erfolgt dann aus der Mitte zwischen den Siebträgerkavitäten heraus nach oben oder unten.

Das Sicherungselement weist insbesondere einen Gewindeab ^¬ satz auf, der in eine Gewindebohrung im Stützrohr

einschraubbar ist. Die Gewindebohrung kann innerhalb eines Verdrängerkonus eingebracht sein. Dieser wird im Be ^¬ reich innerhalb des Stützrohrs angeordnet und weist mit seinem spitzen Ende zur Ausgangsseite. Der Verdrängerko ^¬ nus verhindert die Bildung einer Totwasserzone im Endbe ^¬ reich des Stützrohrs und verhindert dadurch, dass sich Schmelze oder anderes filtriertes Material in diesem Be ^¬ reich ablagert und dort zersetzt.

Die Ausbildung des Stützrohrs kann rund sein. Dann müssen Fließwege von den Mündungen der Fließkanäle am Innenumfang der Naben zu den Ausnehmungen im Mantel des Stützrohrs geschaffen werden. Dies kann durch auf den Außenmantel ausgebrachte Stege oder in den Außenumfang einge ^¬ brachte Nuten erreicht werden

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Stützrohr einen polygonalen Querschnitt aufweist. Dann sollte die Bohrung in der Nabe zylindrisch sein. Umgekehrt könnte auch die Aus ^¬ nehmung in der Nabe polygonal gestaltet sein und der Man ^¬ tel des Rohrs zylindrisch sein. Dadurch, dass die Formen von Stützrohraußenkontur und Nabeninnenkontur nicht übereinstimmen, entstehen dazwischen mehrere sich axial erstreckende Fließkanäle, die die Abfuhr des Mediums in das Innere des Stützrohrs erleichtern.

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

Fig. la ein Siebträgerelement gemäß einer ersten Aus ^¬ führungsform im Schnitt;

Fig. lb die Filtereinheit des Siebträgerelements aus

Figur la in perspektivische Ansicht;

Fig. 2 ein Siebträgerelement gemäß einer zweiten Aus ^¬ führungsform im Schnitt; und

Fig. 3 ein Detail aus Figur la in vergrößerter Darstellung .

Figur la zeigt in einer Schnittdarstellung einen Siebträgerbolzen 100, der eine Siebkavität 101 aufweist.

Zwischen der Siebkavität 101 und einer Austrittsöffnung 103 am Außenumfang der Siebträgerbolzens 100 erstreckt sich ein Austrittskanal 102. Von der Siebkavität 101 aus gesehen besitzt der Austrittskanal 102 zunächst eine kur ^¬ ze zylindrische Kontur, dann einen Kegelabschnitt und zu ^¬ letzt wieder einen Zylinderabschnitt, bevor er sich trichterförmig zu der Austrittsöffnung 103 weitet.

Der so beschriebenen Innenkontur des Austrittskanals 102 entspricht die Außenkontur an einem hier als Lagerab ^¬ schnitt bezeichneten Ende eines Stützrohrs 15 einer Fil ^¬ tereinheit 10. Der Lagerabschnitt umfasst also zwei zylindrische Ab ^¬ schnitte 15.1, 15.3 und einen dazwischen liegenden kegel ^¬ förmigen Abschnitt 15.2.

Das hohle Stützrohr 15 weitet sich an seinem Ende innen zu einer kegelförmigen Bohrung 16 auf, wobei der Kegelwinkel der Bohrung 16 vorzugsweise auch dem Kegelwinkel an der Austrittsöffnung 103 entspricht, so dass dort ein stufenloser Übergang gegeben ist.

In der Siebkavität 101 ist der größte Teil der Filterein ^¬ heit 10 angeordnet. Mehrere ringförmige Scheibenfilter ^¬ elemente 11 sind mit ihrer jeweiligen zentralen Nabe 11.5 auf das Stützrohr 15 geschoben. Das Paket von Filterele ^¬ menten 11 wird an einem Absatz 15.7 am Stützrohr 15 axial festgelegt. An der anderen Seite des Pakets von Scheiben- filterelementen 11 ist eine Prallplatte 17 angeordnet, die das ganz oben im Stapel liegende Scheibenfilterele- ment 11 abdeckt. Ein Sicherungselement 18 ist in das Stützrohr 15 eingeschraubt und presst dadurch die Prall ^¬ platte gegen die metallischen Naben 11.5 der Scheibenfilterelemente 11 und den gesamten Stapel gegen den Absatz 15.7.

Das Stützrohr 15 besitzt in seinem Mantel eine Vielzahl von Ausnehmungen 15.4, die den Übertritt der Schmelze vom Inneren der jeweiligen Scheibenfilterelemente 11 in die zentrale Bohrung im Stützrohr 15 ermöglichen.

Ein Verdrängerkonus 15.5 im Stützrohr 15 verbessert das Fließverhalten des filtrierten Mediums im Endbereich.

Figur lb zeigt eine aus dem Siebträgerelement 100 entnom ^¬ mene Filtereinheit 10 in perspektivischer Ansicht mit Blick auf den Lagerabschnitt des Stützrohrs 15. Deutli ^¬ cher sichtbar sind hier die zylindrischen Abschnitte 15.1, 15.3 und der dazwischen liegende kegelförmige Ab ^¬ schnitt 15.2.

In dem kegelförmigen Abschnitt 15.2 ist eine Bohrung 15.6 erkennbar. Eine weitere Bohrung ist diametral gegenüberliegend an dem kegelförmigen Abschnitt 15.2 angeordnet. Die Bohrungen 15.6 dienen als Montagehilfe. Es kann daran ein geeignetes Schlüsselwerkzeug angesetzt werden, um dem Drehmoment entgegen wirken zu können, das beim Anziehen oder Lösen des Sicherungselements entsteht. Das Siche ^¬ rungselement presst am anderen Ende des Stützrohrs die Scheibenfilterelemente an. Dadurch muss die Filtereinheit nicht mit Zangen an ihrem Lagerabsatz gehalten oder gar in einen Schraubstock eingespannt werden, wodurch die kegelförmige Dichtfläche beschädigt werden könnte.

Gut erkennbar ist in Figur lb auch der an sich bekannte Aufbau der Scheibenfilterelemente 11 an der Filterein ^¬ heit 10. Ein Abstandhalter 11.2 dient dazu, die homogene Anströmung eines dünnen, halbdurchlässigen Filtermediums zu ermöglichen. Bei dem Filtermedium kann es sich beispielsweise um ein Gewebe oder ein Vlies aus Metallfäden handeln. Durch das Filtermedium wird ein hohler Grundkörper aufgespannt.

Das zu filtrierende Medium, insbesondere eine Kunststoff ^¬ schmelze, tritt durch das Filtermedium in den Grundkörper des jeweiligen Scheibenfilterelements 11 und dann durch einen Fließkanal 11.4 in der Nabe 11.5 aus und fließt durch die Ausnehmungen 15.4 bis ins Innere des Stützrohrs 15. Die Figur 3 zeigt eine Vergrößerung des in Figur la mit einer strichpunktierten Linie eingerahmten Teils. Hierbei handelt es sich um den Bereich, in dem die ersten vier Scheibenfilterelemente 11 an den Absatz 15.7 des Stütz ^¬ rohrs 15 angepresst werden.

In der vergrößerten Darstellung ist der Aufbau der Scheibenfilterelemente 11 erkennbar. Die ringförmige Nabe 11.5 besitzt außen zwei Absätze mit geringerer axialer Ausdehnung als der Absatz innen. Die äußeren Absätze dienen dazu, dass das Filtermedium 11.1 und/oder der Abstandshalter 11.2 in axialer Richtung über die Dichtflächen 11.8 an der Nabe 11.5 hervor stehen und ein homogener Abstand zwischen den einzelnen Filterelementen, der durch die Absatzhöhe und die Dicke des Abstandshalters vorgegeben wird, zur Verfügung steht.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Siebträ ^¬ gerelements 100' mit einer Filtereinheit 10'. Unter ^¬ schiedlich zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform eines Siebträgerelements 100 ist nur, dass ein Austrittska ^¬ nal 102' durchgängig als Kegelbohrung ausgebildet ist und dass entsprechend am Lagerabschnitt des Stützrohrs 15' nur ein durchgängiger Kegelabschnitt 15.1' ausgebildet ist .

Im Inneren weist das Stützrohr 15' an seinem ausgangssei- tigen Ende zwei Kegelabschnitte 16.1', 16.3' und einen dazwischen liegenden zylindrischen Abschnitt 16.2' auf. Die übrigen Bereiche der Filtereinheit 10' mit den Schei ^¬ benfilterelementen 11 sind in gleicher Weise aufgebaut wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.