Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Filtern von Fluid mit einer Filteranordnung.

Solche Filteranordnungen finden bei der Kunststoffverarbeitung Verwendung. In kunststoffverarbeitenden Anlagen wird häufig ein Kunststoffgranulat, Mahlgut oder pulverförmige Bestandteile zu flüssigem Kunststoff erhitzt, um es dann zu verarbeiten. Das Kunststoffgranulat wird nicht selten aus recyceltem Material hergestellt, welches öfters auch Verunreinigungen durch Fremdpartikel enthält. Als kunststoffverarbeitende Anlagen kommen beispielsweise Extruder zum Einsatz. Extruder sind Fördergeräte, die nach dem Funktionsprinzip des Schneckenförderers feste bis dickflüssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung herauspressen, beispielsweise in einem Extrusions-Verfahren Produkte wie Flachfolien oder Blasfolien herstellen. Andere Systeme nutzen hierfür z.B. auch Zahnradpumpen.

Der erhitzte und zähflüssige Kunststoff ist auch bei reinen Rohstoffen in der Regel mit Schmutzpartikeln versetzt. Diese Schmutzpartikel müssen aus den kunststoffverarbeitenden Anlagen und aus dem Endprodukt herausgehalten werden. Dazu werden geeignete Filter eingesetzt, die diese Schmutzpartikel aus dem flüssigen Kunststoff herausfiltern. Der flüssige Kunststoff wird unter Druck durch die Filteranordnung geleitet, bevor das Rohmaterial in der kunststoffverarbeitenden Anlage weiterverarbeitet wird.

Um einen gleichmäßigen Verarbeitungsprozess zu erhalten, ist ein möglichst konstanter Verarbeitungsdruck erforderlich. Bei den Filteranordnungen müssen daher regelmäßig die Siebfilter ausgewechselt bzw. gereinigt werden, um einen gleichmäßigen Austrag und somit einen konstanten Verarbeitungsdruck zu gewährleisten. Hierfür kommen verschiedene Wechselvorrichtungen für die die Filter bildenden Siebe zum Einsatz. Zu den derzeit eingesetzten Siebwechselsystemen gehören die Kolbensiebwechsler, die Siebradfilter, die Bandsiebwechsler, die Rotationssiebwechsler und die Flachschieber. Die Siebwechselsysteme arbeiten üblicherweise automatisch, und werden dabei mechanisch oder hydraulisch angetrieben. Es sind jedoch auch manuelle Siebwechselsysteme im Einsatz.

Eine gattungsgemäße Filteranordnung für ein zu filterndes Fluid ist aus der DE 20 2017 007 054 U1 bekannt. Die Filteranordnung ist dabei mit einem Filtergehäuse versehen, welches eine Eintrittsöffnung für einen Eintrittskanal und eine Austrittsöffnung für einen Austrittskanal enthält. Ein Durchflusskörper, welcher Teil eines Kolbens zum Ausfahren aus dem Filtergehäuse für einen Filterwechsel der Filteranordnung sein kann, trennt zusammen mit einem Filtersieb und einer Anschlagwand für das Filtersieb einen ersten Raum und einen zweiten Raum im Filtergehäuse voneinander. Der Durchflusskörper weist eine Filterstützwand mit einer ersten Seite und einer von der ersten Seite entfernt gelegenen zweiten Seite auf, welche mit ihrer zweiten Seite an dem Filtersieb zumindest bereichsweise anliegt und das Filtersieb an der Anschlagwand hält. Der erste Raum ist mit dem Eintrittskanal und der zweite Raum mit dem Austrittskanal verbunden. In der Filterstützwand sind Durchgangskanäle mit zugeordneten Öffnungen auf jeder Seite der Filterstützwand vorgesehen, durch die das Fluid jeweils über die erste Öffnung durch den Durchgangskanal zur zweiten Öffnung zum Filtern zum Filtersieb aus dem ersten Raum geleitet wird. In der Anschlagwand sind ebenfalls Durchgangskanäle mit Öffnungen auf jeder Seite der Anschlagwand vorgesehen, durch die das gefilterte Fluid von dem Filtersieb in den zweiten Raum geleitet wird.

Zudem ist ein verschiebbarer Reinigungskolben vorgesehen, welcher an der ersten Seite der Filterstützwand mit einem Führungsbereich anliegt. Der Reinigungskolben weist zumindest eine innerhalb des Führungsbereichs angeordnete Aufnahmeausnehmung auf, in welche sich ein Teil der ersten Öffnungen der Filterstützwand erstreckt. Des Weiteren ist der Reinigungskolben mit einem Abführkanal zum Austrag des rückgespülten Fluids versehen, sodass durch Verfahren des Reinigungskolbens entlang der Filterstützwand Ablagerungen an dem Filtersieb und an der Filterstützwand durch Rückspülen eines Teils des gefilterten Fluids aus dem zweiten Raum durch die Anschlagwand, das Filtersieb, die Filterstützwand jeweils über die zweite Öffnung, dem Durchgangskanal der Filterstützwand, die erste Öffnung und die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens in den Abführkanal des Reinigungskolbens entfernt wird. Zum Reinigen des Filtersiebs und somit zum Rückspülen des Filtersiebs wird der Reinigungskolben aus einer Ruhestellung außerhalb des Bereichs mit den Öffnungen der Durchgangskanäle der Filterstützwand in den Bereich der Öffnungen der Durchgangskanäle der Filterstützwand sukzessive verfahren. Der Reinigungskolben fährt über den ganzen Bereich der Öffnungen der Durchgangskanäle der Filterstützwand in eine gegenüberliegende Ruhestellung oder anschließend wieder zurück in die Ruhestellung, von der der Reinigungskolben gestartet ist.

Problematisch bei dieser bekannten Konstruktion ist jedoch, dass es beim Rückspülvorgang zu Druckschwankungen im gesamten System kommt, da die einsetzende Rückspülung bzw. die dann folgenden Rückspülungen der einzelnen Rückspülteilflächen das Volumen des aus der Filteranordnung austretenden gefilterten Fluids verändert. Insbesondere wirken sich diese Druckschwankungen, im Bereich der Werkzeuge, wie z. B. Düsen, beispielsweise bei der Folienherstellung oder in Granulierprozessen, negativ aus. Bei der Folienherstellung kann das Material dann abreißen, wenn der Druck zu gering ist. Es kann aber auch wie bei allen anderen Extrusions-Verfahren zu Qualitätsmängeln in Form von unterschiedlichen Schicht- und Wanddicken oder Granulatkörnergrößen kommen, was aber zu vermeiden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Filteranordnung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile gleichbleibende konstante Druckverhältnisse vor und nach dem Filter geschaffen werden, bei einer gleichzeitigen effektiven Rückspülung, die dadurch die Qualität im Prozess und die Standzeiten der Filteranordnung erhöht.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Abstimmung der Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens mit den ersten Öffnungen der Filterstützwand, derart, dass die Summe der Querschnittsfläche der ersten Öffnungen, welche in die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens hineinragt, über den gesamten Verfahrweg des Reinigungskolbens entlang der Filterstützwand gleich ist, der Druck beim Rückspülen unabhängig von der Verfahrstellung des Reinigungskolbens immer konstant gehalten werden kann. Die Qualität der Erzeugnisse kann dadurch zumindest konstant gehalten werden kann. Zudem verbessern sich die Standzeiten der Filteranordnung.

Des Weiteren können Druckschwankungen durch eine permanente Rückspülung vermieden werden, da die durch das Einfahren des Reinigungskolbens in den Bereich der Öffnungen der Filterstützwand verursachten Druckschwankungen im Auslass-Kanal vermieden werden. Dies erhöht die Qualität der Erzeugnisse mit dieser Filteranordnung weiter.

Nach der Erfindung sind daher die ersten Öffnungen der Filterstützwand und die Dimensionierung des Reinigungskolbens so aufeinander abgestimmt, dass die Gesamtfläche, der in die Aufnahmeausnehmung sich hinein erstreckenden Öffnungen und Bereiche von Öffnungen einen Wert F1 ergibt, wobei der Wert F1 über einen Verfahrweg des Reinigungskolbens über den Bereich der ersten Öffnungen der Durchgangskanäle der Filterstützwand immer gleich ist. Die Summe der Querschnittsflächen der in die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens ragenden Öffnungen der Filterstützwand ist somit unabhängig von der Verfahrstellung des Reinigungskolbens immer gleich, sodass sich die bisher auftretenden Druckschwankungen beim Verfahren des Reinigungskolben, beispielsweise von einer Reihe von ersten Öffnungen der Filterstützwand zur nächsten Reihe von ersten Öffnungen und vor allem beim Einfahren aus der Ruhestellung in den Bereich der ersten Öffnungen der Filterstützwand, auf einfache Weise vermeiden lassen. Dabei erfolgt eine permanente Rückspülung, welche die Standzeit bis zum Filterwechsel erhöht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Reinigungskolben eine erste und zweite Endstellung auf. Der Verfahrweg des Reinigungskolbens erstreckt sich zwischen der ersten und der zweiten Endstellung. Sowohl in den beiden Endstellungen als auch über den gesamten Verfahrweg bleibt der Wert F1 immer gleich.

Grundsätzlich sind rotierende Reinigungskolben denkbar. Vorzugsweise ist aber der Verfahrweg des Reinigungskolbens gegenüber der Filterstützwand linear, insbesondere ausschließlich linear.

Vor allem können in Richtung des Verfahrwegs ausgehend von einer Endstellung des Reinigungskolbens mehrere Reihen von ersten Öffnungen der Durchgangskanäle der Filterstützwand vorgesehen sein. Die Mittelpunkte einer Reihe von ersten Öffnungen liegen dabei in einer Ebene senkrecht zum Verfahrweg des Reinigungskolbens. Die Querschnittsfläche einer Reihe weist den Wert F2 auf. Hierbei gilt F1 = K x F2, dabei ist K > 0. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, dass benachbarte Reihen von ersten Öffnungen versetzt zueinander angeordnet sind, insbesondere senkrecht zu einer Achse des Reinigungskolbens, beispielsweise axial versetzt zur Längsachse und/oder in einem Winkel versetzt zur Längsachse.

Um die Konstruktion und somit auch die Herstellung möglichst einfach zu halten, entspricht der Wert F2 der Summe der Querschnittsflächen einer Reihe von ersten Öffnungen dem Wert F1 .

Zumindest die Querschnittsfläche jeder ersten Öffnung und die Querschnittsfläche des sich daran anschließenden Durchgangskanals können jeweils gleich ausgebildet sein, insbesondere auch deren Außenumfangsform. Beispielsweise kann jede erste Öffnung und der sich daran anschließende Durchgangskanal einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser D und einem Radius R aufweisen. Alternativ kann jede erste Öffnung und der sich daran anschließende Durchgangskanal auch andere Querschnitte aufweisen, z.B. Hexagonal oder Oval.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand der Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens in einer Verfahrrichtung des Reinigungskolbens so groß, dass dieser gleich oder größer dem Durchmesser D der ersten Öffnung ist. Hierdurch kann der Reinigungskolben im Hinblick auf seine Baugröße auf einfache Weise kompakt gehalten werden.

Dabei können die Reihen der ersten Öffnungen so angeordnet sein, dass in einer Verfahrstellung des Reinigungskolbens und bei K= 1 und somit F1 = F2 der erste Rand der Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens mit dem Rand von ersten Öffnungen einer Reihe fluchtet und sich diese Öffnungen vollständig in der Aufnahmeausnehmung befinden, sowie der zweite Rand der Aufnahmeausnehmung mit dem Rand von ersten Öffnungen einer benachbarten Reihe fluchtet, deren Öffnungen sich gerade nicht in der Aufnahmeausnehmung befinden.

Die Filteranordnung ist somit insbesondere für Anwendungen geeignet, die hohe Qualitätsanforderungen haben, vorzugsweise für eine Integration in eine Anlage zur Folienherstellung.

Grundsätzlich kann der Reinigungskolben an die Form der Filterstützwand angepasst sein. Bevorzugt ist der dem Reinigungskolben zugeordnete Bereich des Durchlasskörpers und somit der Reinigungskolben rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Filterstützwand ist dabei an den Reinigungskolben sowie das Filtersieb und die Anschlagwand an die Form der Filterstützwand angepasst. Hierdurch ergibt sich eine einfache Herstellung des Reinigungskolbens und des Durchlasskörpers.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Filterstützwand, das Filtersieb und die Anschlagwand in Umfangsrichtung lediglich über einen Teilumfang des Reinigungskolbens.

Die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens kann dabei zumindest diesen Teilumfang umfassen, insbesondere erstreckt sich die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolbens zumindest über diesen Teilumfang in Umfangsrichtung.

Vorzugsweise ist die Aufnahmeausnehmung des Reinigungskolben entweder als Nut mit Kanälen zum Abführkanal ausgebildet oder erstreckt sich zylindersegmentartig radial nach innen zum Abführkanal, je nachdem was im Hinblick auf die vorgegebene Dimensionierung für die Abführung des rückgespülten Fluids günstiger ist.

Das Filtersieb und die Anschlagwand können zweigeteilt, insbesondere jeweils als zwei gleiche Bauteile ausgebildet sein.

Dabei weist auch die Filterstützwand mindestens zwei dem Filtersieb und der Filterstützwand zugeordnete Bereiche auf, in denen die Durchgangskanäle mit den Öffnungen vorgesehen sind.

Schließlich können auch mindestens zwei Aufnahmeausnehmungen im Reinigungskolben vorgesehen sein, die den Bereichen mit den ersten Öffnungen und Durchganskanälen der Filterstützwand zugeordnet sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jedes Bauteil der Anschlagwand als Zylindersegment ausgebildet. Dieses erstreckt sich nur über einen Teilwinkel in Umfangsrichtung. Zudem weist es sich radial nach außen von dem Filtersieb weg erstreckende, den Bereich mit den Öffnungen seitlich umfassende Außenwandungen auf. Der Bereich mit den radial äußeren Öffnungen der Anschlagwand ist dabei gegenüber den freien Endbereichen der Außenwandungen, also den radial nach außen weisenden Stirnseiten, radial nach innen versetzt. Um eine sichere Anordnung der Anschlagwand und somit des Filtersiebs im Durchflusskörper zu gewährleisten, umgreift der Durchflusskörper zumindest bereichsweise jeweils die Außenwandungen bis auf die Stirnseiten, insbesondere vollständig.

Der Durchflusskörper mit dem Filtersieb und der Anschlagwand sowie dem innerhalb des Durchflusskörpers angeordneten Reinigungskolbens kann Teil eines aus dem Filtergehäuse zum Wechseln der Filtersiebe ausfahrbaren Kolbens sein. Die einzelnen Bauteile der Abstützwand und die einzelnen Bauteile des Filtersiebs sind dann auf alle Fälle lösbar im Durchflusskörper angeordnet.

Die Durchgangskanäle der Filterstützwand bezogen auf eine konzentrische Achse des Reinigungskolbens verlaufen vorzugsweise radial, insbesondere fluchten diese Durchgangskanäle der Filterstützwand mit einander zugeordneten Durchgangskanälen der Anschlagwand. Diese können dann ebenfalls radial nach außen verlaufen.

Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine permanente Rückspülung, insbesondere mit einer permanent konstanten Menge an rückgespültem Fluid die Qualität des Endprodukts und die Standzeit der Filteranordnung erhöht werden kann.

Nach diesem Aspekt der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Filtern von Fluid mit einer Filteranordnung, insbesondere gemäß der eben beschriebenen Filteranordnung, vorgesehen, bei dem ein permanentes Rückspülen des gefilterten Fluids in der Filteranordnung erfolgt.

Vorzugsweise bleibt dabei die Menge des rückgespülten Fluids in der Filteranordnung immer gleich.

Für den Betrieb der Filteranordnung werden insbesondere niedrigviskose Fluide, vorzugsweise mit einer Viskosität in einem Bereich von 50 Pas bis 5000 Pas, gefiltert.

Von Vorteil im Hinblick auf die Standzeit der Filteranordnung ist es, wenn der Reinigungskolben permanent von der ersten Endstellung zur zweiten Endstellung hin und her verfahren wird.

Dabei kann der der Reinigungskolben mit einer Geschwindigkeit verfahren werden, welche in einem Bereich von 10% bis 200% der Austragsgeschwindigkeit des gefilterten Fluids / Eingangsgeschwindigkeit des zu filternden Fluids liegt, insbesondere in einem Bereich von 45% bis 150%. Vorzugsweise liegt die Menge an rückgespültem Fluid in einem Bereich von 0,1 % bis 2,0 % des in die Filteranordnung eingebrachten Fluids, insbesondere in einem Bereich von 0,5 % bis 1 ,0 %.

Bevorzugt ist die Filterstützwand mit einer Innenhülse und einer Grundfilterstützwand versehen. Dabei umfasst die Innenhülse die ersten und zweiten Öffnungen und die Durchgangskanäle. Hierdurch können unterschiedliche Anforderungen an das Material oder den Aufbau der Innenhülse und der Grundfilterstützwand realisiert werden. Die Teile können somit bezogen auf ihren Einsatz und den sich daraus ergebenden Belastungen im Hinblick auf den Werkstoff optimiert werden. Der Herstellungsprozess wird dabei auch vereinfacht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist die Innenhülse lösbar mit der Grundfilterstützwand verbunden. Hierdurch können die Öffnungen und Durchgangskanäle entsprechend der Viskosität des zu verarbeitenden Mediums rheologisch und auch fließtechnisch optimiert und angepasst werden. Weiterhin kann die Innenhülse bei Verschleiß, beispielsweise abrasiver Verschleiß durch das permanente Verfahren des Rückspülkolbens, ausgetauscht werden, um eine zuverlässige Filterung über eine längere Filterung zu gewährleisten.

Vorzugsweise weisen die Querschnittsflächen der Öffnungen und der Durchgangskanäle jeweils eine Höhe und eine Breite auf. Dabei ist die Höhe um ein Vielfaches größer als die Breite. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Ausmaße des Reinigungskolbens in Längsrichtung vermindert werden.

Bevorzugt entspricht die Querschnittsfläche der Öffnungen 65% der Querschnittsfläche der Aufnahmeausnehmungen. Hierdurch wird der Druck auf der Eintrittsseite der Filterstützwand vermindert und die effektive Filterfläche vergrößert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung entspricht die Form jeder Öffnung der Form der zugeordneten Aufnahmeausnehmung. Der Druck auf der Eintrittsseite der Filterstützwand kann dadurch vermindert werden. Zudem werden die Strömungsbedingungen für das zu filternde Fluid optimiert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf eine Filteranordnung in der Art eines Kolbensiebwechslers mit ausgefahrenen Kolben nach der Erfindung von einer ersten Seite gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf die Filteranordnung von Fig. 1 von einer zweiten Seite;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf die Filteranordnung von Fig. 1 mit eingefahrenem Kolben von einer ersten Seite;

Fig. 4 einen ersten Längsschnitt durch die Filteranordnung von Fig. 3;

Fig. 5 einen gegenüber dem ersten Längsschnitt um 90° um Längsachse versetzten zweiten Längsschnitt durch die Filteranordnung von Fig. 3;

Fig. 6a einen Querschnitt durch die Filteranordnung beim Reinigungskolben mit einer ersten Art von Reinigungskolben von Fig. 3;

Fig. 6b einen Querschnitt durch die Filteranordnung beim Reinigungskolben mit einer zweiten Art von Reinigungskolben von Fig. 3;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von Fig. 1 , jedoch mit explosionsartig entfernt angeordneten Anschlagwänden;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht auf den Kolben der Filteranordnung ohne Anschlagwand und Filtersieb, so dass die Filterstützwand sichtbar ist;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht auf einen teilweise eingefahrenen Kolben der Filteranordnung von Fig. 1 von der ersten Seite nach dem Siebwechsel; Fig. 10 einen Längsschnitt durch die Filteranordnung nach Fig. 4 mit zweiteiliger Filterstützwand;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht auf den Kolben der Filteranordnung mit gelöster Anschlagwand und schlitzförmigen Durchgangsbohrungen, und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht auf die Innenhülse der Filteranordnung mit Endanschlag.

In den Figuren 1 bis 10 ist eine erfindungsgemäße Filteranordnung 10 mit einem Kolbensiebwechsler dargestellt. Die Fig. 10 zeigt eine Variante und die Figuren 11 und 12 zeigen eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Filteranordnung 10. Die Filteranordnung 10 umfasst ein Gehäuse 12, in dem ein Kolben 14 zwischen einer Siebwechselposition und einer Filterposition bedarfsweise verfahrbar ist. In der Siebwechselposition kann ein Filtersieb gewechselt werden. In der Filterposition kann ein Fluid durch die Filteranordnung 10 strömen und gefiltert werden. In den Figuren 1 , 2, und 7 ist der Kolben 14 in der gegenüber dem Gehäuse 12 ausgefahrenen Siebwechselposition und in den Figuren 3, 4, 5, 6a und 6b in der gegenüber dem Gehäuse 12 eingefahrenen Filterposition dargestellt.

An einer ersten Seite des Gehäuses 12 ist seitlich eine Eintrittsöffnung 16 vorgesehen, über welche niedrigviskose Fluide, vorzugsweise mit einer Viskosität in einem Bereich von 50 Pas bis 5.000 Pas, beispielsweise Kunststofffluide, der Filteranordnung 10 zugeführt werden, diese durchströmen und dabei gefiltert werden, wie dies weiter unten noch im Einzelnen erläutert wird. Das Fluid wird über eine hier nicht dargestellte Zuführleitung dem Gehäuse 12 über die Eintrittsöffnung 16 zugeführt. Die Zuführleitung ist über eine Flanschverbindung mit dem Gehäuse 12 verschraubbar. Hierfür weist das Gehäuse 12 entsprechende Gewindebohrungen 18 auf, siehe beispielsweise Fig. 1 und Fig. 3. In diese Gewindebohrungen 18 und entsprechende Bohrungen in einem Flansch der Zuführleitung greifen Schrauben ein, welche den Flansch mit der Zuführleitung an dem Gehäuse 12 befestigen.

Entsprechend ist auf einer der ersten Seite entfernt gelegenen zweiten Seite des Gehäuses 12 eine Austrittsöffnung 20 vorgesehen, über welche das gefilterte Fluid über eine hier nicht dargestellte Abführleitung zur Weiterverarbeitung von der Filteranordnung 10 zur weiteren Verarbeitung abtransportiert wird. Auch diese Abführleitung ist über eine Flanschverbindung mit dem Gehäuse 12 verschraubbar. Hierfür weist das Gehäuse 12 entsprechende Gewindebohrungen 22 auf, siehe beispielsweise Fig. 2. In diese Gewindebohrungen 22 und entsprechende Bohrungen in einem Flansch der Abführleitung greifen Schrauben ein, welche den Flansch mit der Abführleitung an dem Gehäuse 12 befestigen.

Beispielsweise kann die Filteranordnung 10 integraler Bestandteil einer Anlage für eine Folienherstellung oder Granulierung sein. In diesem Fall wird das gefilterte Kunststofffluid über die Abführleitung einer Düse zum Ausbringen des gefilterten Kunststofffluids und zum Überführen in eine aus der Düse auszubringende Folie zugeführt.

Der Antrieb des Kolbens 14 im Gehäuse 12 zum Verfahren zwischen der Siebwechselposition und der Filterposition ist grundsätzlich bekannt, sodass hierauf nicht weiter eingegangen wird.

Wie insbesondere der Fig. 4 und der Fig. 5 zu entnehmen ist, ist die Eintrittsöffnung 16 über eine im Gehäuse 12 sowie im Kolben 14 verlaufende Eintrittsleitung 24 mit einem zylindrischen Innenraum 26 im Kolben 14 verbunden. Der Innenraum 26 wird durch Innenwände 28 des Kolbens 14 sowie durch zwei zylindersegmentartig ausgebildete Filterstützwände 30 und 32 in Umfangsrichtung radial nach außen begrenzt. Die Filterstützwände 30, 32 umspannen jeweils einen Winkel von ca. 120 °. Zwischen den Filterstützwand 30, 32 verläuft jeweils ebenfalls in einem Winkel von 120° die geschlossen ausgebildeten Innenwände 28 des Kolbens 14.

In jeder Filterstützwand 30, 32 sind radial zu einer Längsachse 34 des Kolbens 14 angeordnete Durchgangsbohrungen 36 eingebracht. Die Durchgangsbohrungen 36 weisen dabei jeweils einen gleichen Bohrungsquerschnitt mit einem einheitlichen Durchmesser D und somit einem einheitlichen Radius R mit einer inneren Eingangsöffnung 36a und einer äußeren Ausgangsöffnung 36b auf. Die Eingangsöffnung 36a, die Ausgangsöffnung 36b sowie die Durchgangsbohrung 36 sind somit mit einem gleichen Radius versehen. Mehrere Mittelpunkte von Eingangsöffnungen 36a der Durchgangsbohrungen 36 liegen in einer Ebene und bilden somit eine Reihe nebeneinander in Umfangsrichtung angeordneter Eingangsöffnungen 36a. In Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung versetzt ist eine weitere Reihe von Eingangsöffnungen 36a vorgesehen, deren Mittelpunkte ebenfalls in einer Ebene liegen. Die Ebenen der Mittelpunkte der Reihen verlaufen dabei parallel zueinander. Es folgen weitere, jeweils entsprechend zu der vorhergehenden Reihe versetzt angeordnete Reihen von Eingangsöffnungen 36a der Durchgangsbohrungen 36, so dass die Innenfläche der Filterstützwand 30 nahezu vollständig von Reihen von Eintrittsöffnungen 36a der Durchgangsbohrungen 36 gebildet ist. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform sind die Durchgangsbohrungen 36, die Eingangsöffnungen 36a und die Ausgangsöffnungen 36b schlitzförmig in radialer Richtung zur Längsachse 34 ausgebildet. Die Höhe ist dabei um ein Vielfaches größer als die Breite. Die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrungen 36 sind entsprechen dabei 75 % der Querschnittsfläche der Aufnahmeausnehmung 68, 70 des Reinigungskolbens 66. Die Form der Durchgangsbohrungen 36 entspricht dabei der Form der Aufnahmeausnehmung 68, 70 des Reinigungskolbens 66.

Jede Filterstützwand 30, 32 ist mit dem Kolben 14 einteilig und materialeinheitlich ausgebildet und hält ein aus dem Kolben 14 herausnehmbares Filtersieb 38, 40 siehe Fig. 6a, Fig. 6b, Fig. 7, gegen eine ebenfalls aus dem Kolben herausnehmbare Anschlagwand 42, 44. Die Anschlagwand 42, 44 weist ebenfalls im Hinblick auf die Längsachse 34 des Kolbens 14 radial ausgerichtete Durchgangsbohrungen 46 auf, welche zu den Durchgangsbohrungen 36 der Filterstützwand 30 ausgerichtet sind, insbesondere mit diesen fluchten.

Die Anschlagwand 42, 44 ist gegenüber der Außenumfangsfläche des Kolbens 14 zurückversetzt und bildet jeweils einen Austrittsraum 48, 50 für das gefilterte Fluid. Die Anschlagwand 42 weist diesen Austrittsraum 48 seitliche begrenzende Seitenwände 42a auf, welche die Fläche mit den Durchgangsbohrungen 46 der Anschlagwand 42 vollständig seitlich umgibt. Entsprechend weist die Anschlagwand 44 den Austrittsraum 50 seitliche begrenzende Seitenwände 44a auf, welche die Fläche mit den Durchgangsbohrungen 46 der Anschlagwand 44 vollständig seitlich umgibt. Die Seitenwände 42a, 44a schließen außen mit der Außenumfangsfläche des Kolbens 14 im richtig montierten Zustand bündig ab. Der Kolben 14 umgibt die Seitenwände 42a, 44a seitlich vollständig. Die Anschlagwände 42, 44 werden über eine Klemmverbindung im Kolben 14 gehalten. Der Austrittsraum 48, 50 ist mit einer Abführleitung 52 verbunden. Hierfür weisen die Seitenwände 42a, 44a außen jeweils halbkreisförmige Vertiefungen 42b, 44b auf, welche zu der als halbkreisförmige Vertiefung ausgebildeten Abführleitung 52 an der Außenseite des Kolbens ausgerichtet sind.

Die Abführleitung 52 verläuft von dem Austrittsraum 48, 50 zunächst quer zur Längsachse 34 des Kolbens 14 an seiner Außenseite, dann entlang der Längsachse 34 des Kolbens 14, schließlich wieder quer zur Längsachse 34 des Kolbens 14, geht schlussendlich in einen rohrförmigen Bereich des Gehäuses 12 über und verläuft dann bis zur Austrittsöffnung 20 der Filteranordnung 10. Im Kolben ist die Abführleitung 52 U-förmig/im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet und verläuft an der Außenseite des Kolbens 14 und wird auf der der Abführleitung 52 gegenüberliegenden Seite von einer zylindrischen Innenseite des Gehäuses 12 begrenzt. Zwei gegenüberliegende Seiten von Aufnahmebereichen 14a, 14b für die Anschlagwände 42, 44 des Kolbens 14 sind jeweils mit einer Platte 54 versehen, welche mit dem Kolben 14 mittels Schrauben 54a verschraubt sind. Die Platte 54 weist jeweils zweit Nuten 54b auf, um die Anschlagwände 42, 44 und danach das Filtersieb 38, 40 besser aus dem Kolben 14 entnehmen zu können. Die Nuten 54b verlaufen dabei radial bezogen auf die Längsachse 34 des Kolbens 14 oder einer Achse parallel zur Längsachse 34.

An dem freien Ende des Kolbens 14 sind Dichtungen 56 vorgesehen, siehe Fig. 8. Zudem sind weitere Dichtungen 58 in Längsrichtung nach der Zufuhrleitung 24 und der Abführleitung 52 im Kolben 14 vorgesehen. Zwischen den Dichtungen 56, 58 befindet sich der Durchflusskörper 14c des Kolbens 14. Im Betrieb wird über die Dichtungen 56, 58 der Durchflussbereich des Fluids durch den Kolben 14, also durch den Durchflusskörper 14c, und somit durch die Filteranordnung 10 im Gehäuse 12 in der Filterposition abgedichtet.

An dem freien, in der Filterposition aus dem Gehäuse 12 herausragenden Ende des Kolbens 14 ist ein Endanschlag 60 auf die Stirnseite des Kolbens 14 aufgeschraubt. Hierfür sind im Kolben 14 entsprechende Gewindebohrungen 62 vorgesehen. Zudem wird über den Endanschlag 60 eine Kolbenstange 64 für einen im Innenraum 26 verfahrbaren Reinigungskolben 66 geführt. Der Reinigungskolben 66 befindet sich im Innenraum 26 und liegt an den Filterstützwänden 30, 32 sowie den Innenwänden 28 des Kolbens 14 an. Der Reinigungskolben 66 ist zylindrisch ausgebildet und an die Innenkontur des durch die Filterstützwände 30, 32 und Innenwände 28 des Kolbens 14 angepasst. Die Kolbenstange 64 ist mit dem Reinigungskolben 66 fest verbunden und verläuft auf die dem Endanschlag 60 entfernt gelegenen Seite zu einem hier nicht näher dargestellten Antrieb für den Reinigungskolben 66. Während des Betriebs der Filteranordnung wird der Reinigungskolben 66 fortlaufend durch den Antrieb zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition hin und her gefahren. Der Endanschlag 60 begrenzt zudem den Innenraum 26 in eine Längsrichtung.

Der Reinigungskolben 66 ist mit zwei gleich ausgebildeten, den Filterstützwänden 30, 32 zugeordneten, an der Umfangsfläche angeordneten Aufnahmeausnehmungen 68, 70 versehen. Die Aufnahmeausnehmung 68 ist der Filterstützwand 30 und die Aufnahmeausnehmung 70 ist der Filterstützwand 32 zugeordnet und erstrecken sich entsprechend der Reihen von Eingangsöffnungen 36a der Filterstützwände 30 in Umfangsrichtung des Innenraum 26. Die Aufnahmeausnehmungen 68, 70 sind mit einem konzentrisch im Reinigungskolben 66 angeordneten Abführkanal 72 zum Austrag von rückgespültem Fluid verbunden. Der Reinigungskolben 66 wird von einer Ausgangsstellung am Rande der Filterstützwände 30, 32 zu einer Endstellung am entfernt gelegenen Rand der Filterstützwände 30, 32 und zurück kontinuierlich mithilfe des hier nicht dargestellten Antriebs während des Betriebs der Filteranordnung 10 linear verfahren. Die Richtung des Verfahrenwegs ist parallel zur Längsachse 34 des Kolbens 14.

Durch das sukzessive Verfahren des Reinigungskolbens 66 entlang der Filterstützwände 30, 32 gelangt rückgespültes Fluid und damit Ablagerungen von den Anschlagwänden 42, 44, von den Filtersieben 38, 40 und von den Filterstützwänden 30, 32 in den Abführkanal 72 des Reinigungskolben 66. Das gefiltert die Fluid fließt dabei aus den Austrittsräumen 48, 50 durch die Anschlagwände 42, 44, die Filtersiebe 38, 40 und die Filterstützwände 30, 32 wieder hindurch in die Aufnahmeausnehmungen 68, 70 und in den Abführkanal 72 des Reinigungskolbens 66. Über den Abführkanal 72 wird das mit Verunreinigungen/Ablagerungen versetzte Fluid in bekannter Weise abgeführt.

Die Aufnahmeausnehmungen 68, 70 des Reinigungskolbens 66 erstrecken sich über einen Teil der Eingangsöffnungen 36a der Filterstützwände 30, 32. Die Gesamtfläche der von den Aufnahmeausnehmungen 68, 70 überdeckten Summe der Flächen der Eingangsöffnungen 36a oder der Teilbereiche der Eingangsöffnungen 36a ergibt einen vorbestimmte Gesamtfläche mit dem Wert Fi. Der Wert Fi bleibt über den Verfahrweg des Reinigungskolbens 66 in der Ausgangsstellung und der Endstellungstellung immer gleich, obwohl sich die Reihen der Eingangsöffnungen 36a und somit die Teilbereiche der Eingangsöffnungen36a fortlaufend mit dem Verfahren des Reinigungskolbens 66 ändern.

Die Aufnahmeausnehmung 68, 70 ist dabei in Verfahrrichtung mindestens so groß wie der Durchmesser D der Durchgangsbohrungen 36 der Filterstützwände 30, 32.dabei kann eine Reihe von Eingangsöffnungen 36a so angeordnet sein, dass in einer Verfahrstellung des Reinigungskolbens 66 der erste Rand der Aufnahmeausnehmungen 68, 70 des Reinigungskolben 66 mit dem Rand der Eingangsöffnungen 36a einer Reihe fluchten und sich diese Öffnungen vollständig in den Aufnahmeausnehmungen 68, 70 befinden. Der zweite Rand der Aufnahmeausnehmungen 68, 70 kann dabei mit dem Rand der Eingangsöffnungen 36a einer benachbarten Reihe fluchten. Deren Eingangsöffnungen 36a befinden sich gerade nicht in den Aufnahmeausnehmungen 68, 70. Die Aufnahmeausnehmungen 68, 70 sind jeweils gleich ausgebildet. Die Aufnahmeausnehmungen 68, 70 können jeweils als Nut mit Kanälen zum Abführkanal 72 ausgebildet sein oder sich zylindersegmentartig radial nach innen zum Abführkanal 72 erstrecken.

Auf dem Kolben 14 ist zudem ein Montagering 74 verschiebbar angeordnet. Der Montagering 74 ist mit vier Handhaben 74a, 74b, 74c, 74d mit deren Hilfe der Montagering 74 auf dem Kolben 14 verschoben werden kann. Der Kolben 14 weist dabei eine Länge auf, die so bemessen ist, dass der Kolben 14 in der Filterposition aus dem Gehäuse 12 hinausragt, und zwar mehr als der Anteil der Breite des Montagerings 74 und des Endanschlags 60. Der Montagering 74 ist in der Filterposition zwischen der Dichtung 56 und dem Endanschlag 60 angeordnet.

Die einzelnen Filterstützwände 30, 32, die Filtersieb 38, 40, die Anschlagwände 42, 44 sind jeweils gleich ausgebildet.

Der Montagering 74 ist so ausgerichtet, dass seine auf das Gehäuse 12 weisende erste Anschlagflläche 74e und die auf den Endanschlag 60 weisende zweite Anschlagfläche 74f planparallel ausgerichtet sind. Entsprechend parallel hierzu ist die Montagering 74 zugeordnete Fläche des Gehäuses 12 und eine Montagering 74 zugeordnete Fläche des Endanschlags 60 ausgebildet.

Sollen die Filtersiebe 38, 40 gewechselt werden, fährt der Kolben 14 aus der Filterposition in die Siebwechselposition. Danach werden die Anschlagwände 42, 44 entfernt, in dem mit einem entsprechenden Werkzeug in die Nut 54b eingegriffen und die Anschlagwände 42, 44 angehoben und aus dem Kolben 14 herausgenommen werden. Sodann wird mit dem Werkzeug in die Nut 54b eingegriffen, die Filtersiebe 38, 40 angehoben und aus dem Kolben 14 herausgenommen. Die Filtersieb 38, 40 werden gewechselt, d. h. neue Filtersieb 38, 40 in den Kolben 14 wieder eingesetzt. Sodann werden die Anschlagwände 42, 44 wieder in Kolben 14 eingesetzt, bis die Seitenwände 42a, 44a mit dem Außenumfang des Kolbens 14 fluchten. Zur einfachen Kontrolle und dafür, dass sich die Anschlagwände 42, 44 nicht lösen und über den Außenumfang des Kolbens 14 hervorstehen, wird der Montagering 74 an zumindest einer der Handhaben 74a, 74b, 74c, 74d ergriffen und über die Anschlagwende 42, 44 geschoben. In dieser Position verbleibt der Montagering 74. Anschließend verfährt der Kolben 14 aus der Siebwechselposition in die Filterposition. Dabei fährt der Montagering 74 mit seiner ersten Anschlagfläche 74e gegen die zugeordnete Fläche des Gehäuses 12. gegebenenfalls wird der Kolben 14 so weit verfahren, dass der Endanschlag 60 mit seiner Demontagering 74 zugeordneten Fläche an der zweiten Anschlagfläche 74f anliegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass während des ganzen Verfahrens des Kolbens 14 die Anschlagwände 42, 44 auf alle Fälle nicht über die Außenumfangsfläche des Kolbens hinausragen. Die Filteranordnung 10 kann nunmehr wieder weiteres Fluid filtern.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein permanentes Rückspülung von gefiltert dem Fluid in der Filteranordnung 10 erfolgt, wodurch Druckschwankungen durch das Rückspülen vermieden werden. Die Menge des rückgespülten Fluids in der Filteranordnung 10 bleibt dabei immer gleich. Der Reinigungskolben 66 wird dabei permanent von der Ausgangsstellung in die zweite Endstellung hin und her verfahren. Der Reinigungskolben 66 wird dabei mit einer Geschwindigkeit verfahren, welcher in einem Bereich von 10 % bis 200 % der Austragsgeschwindigkeit des gefilterten Fluids/Eingangsgeschwindigkeit des zu filternden Fluids liegt, insbesondere in einem Bereich von 45 % bis 150 %. Die Menge an rückgespülten Fluid liegt in einem Bereich von 0, 1 % bis 2 % des in der in die Filteranordnung 10 eingebrachten Fluids, insbesondere in einem Bereich von 0,5 % bis 1 %.

In Fig. 10 ist Variante der unter den Figuren 1 bis 9 beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt, nämlich ein Längsschnitt der Filteranordnung 10. Die Filteranordnung 10 weist dabei eine zweiteilig aufgebaute Filterstützwand 76 auf. Die Filterstützwand 76 umfasst eine Innenhülse 78 und eine die Innenhülse aufnehmende und haltende Grundfilterstützwand 80. Die Innenhülse 78 ist dabei mit der Grundfilterstützwand 80 lösbar verbunden. Die Zentrierung der Innenhülse 78 erfolgt beim Einbringen an dem vorderen und hinteren Ende des Innenraums 26 entlang der Längsachse 34. Ansonsten ist die in Fig. 10 dargestellte Filteranordnung 10 genauso aufgebaut wie anhand der vorherigen Figuren erläutert. Daher werden für die gleiche Teile auch dieselben Bezugszeichen verwendet.

Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Ausführungsform. In diesen Figuren sind die Durchgangsbohrungen 36, die Eingangsöffnungen 36a und die Ausgangsöffnungen 36b schlitzförmig in radialer Richtung zur Längsachse 34 ausgebildet. Die Höhe ist dabei um ein Vielfaches größer als die Breite. Die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrungen 36 entsprechen dabei 75 % der Querschnittsfläche der Aufnahmeausnehmung 68, 70 des Reinigungskolbens 66. Die Form der Durchgangsbohrungen 36 entspricht dabei der Form der Aufnahmeausnehmung 68, 70 des Reinigungskolbens 66. Die Durchgangsbohrungen 36 sind dabei in die lösbar ausgebildete Innenhülse 78 eingebracht. Durch die schlitzförmige Ausbildung der Durchgangsbohrungen 36 wird die tatsächliche Filterfläche auf einfache Weise erhöht. Das vorliegende Ausführungsbeispiele zeigen einen ausfahrbare Kolben 14 mit Durchflusskörper 14c, Filterstützwänden 30, 32, 76 Filtersieben 38, 40 und Anschlagwänden 42, 44. Denkbar sind aber auch mehrere solcher ausfahrbaren Kolben 14.

Bezugszeichen liste

10 Filteranordnung mit Kolbensiebwechsel

12 Gehäuse

14 Kolben

14a Aufnahmebereich - links

14b Aufnahmebereich - rechts

14c Durchflusskörper

16 Eintrittsöffnung

18 Gewindebohrung

20 Austrittsöffnung

22 Gewindebohrung

24 Zuführleitung

26 Innenraum

28 Innenwände des Kolbens 14

30 Filterstützwand - links

32 Filterstützwand - rechts

34 Längsachse des Kolbens 14

36 Durchgangsbohrung der Filterstützwand 30, 32

36a Eingangsöffnung

36b Ausgangsöffnung

38 Filtersieb - links

40 Filtersieb - rechts

42 Anschlagwand - links 42a Seitenwand der Anschlagwand 42 - links

42b U-förmige Vertiefung der Seitenwand 42a - links

44 Anschlagwand - rechts

44a Seitenwand der Anschlagwand 44 - rechts

44b U-förmige Vertiefung der Seitenwand 44a - rechts

46 Durchgangsbohrung der Anschlagwand 42, 44

48 Austrittsraum - links

50 Austrittsraum - rechts

52 Abführleitung

54 Platte für eine Seite des Aufnahmebereichs 14a, 14b des Kolbens 14

54a Schraube zur Befestigung der Platte 54

54b Nut in der Platte 54 zum leichteren Lösen der Anschlagwand 42, 44

56 Dichtung

58 weitere Dichtung

60 Endanschlag

62 Gewindebohrung an der Stirnseite des Kolbens 14

64 Kolbenstange für den Reinigungskolben 66

66 Reinigungskolben

68 Aufnahmeausnehmung - links

70 Aufnahmeausnehmung - rechts

72 Abführkanal

74 Montagering

74a Handhabe - links

74b Handhabe - unten

74c Handhabe - rechts

74d Handhabe - oben

74e erste Anlagefläche - dem Gehäuse 12 zugeordnet

74f zweite Anlagefläche - dem Endanschlag 60 zugeordnet

76 Filterstützwand

78 Innenhülse

80 Grundfilterstützwand