CH470251A - Vorrichtung zum Herstellen nahtloser dünnwandiger Schläuche aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

  



  Vorrichtung zum Herstellen   nahtloser    dünnwandiger Schläuche aus thermoplastischem Material
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen   nahtloser    dünnwandiger Schläuche aus thermoplastischem Material im Strangpressverfahren. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein filmbildendes Polymerisat, z. B. Polyäthylen, mit Hilfe eines ringförmigen Werkzeuges bzw. einer Düse ausgepresst, die in einen Strangpresskopf eingebaut ist, innerhalb dessen vor dem eigentlichen Ausspritzen eine gründliche Homogenisierung des thermoplastischen Materials bewirkt wird.

   Hierbei wird das Material über die Düse so ausgepresst, dass es ein Rohr bzw. einen Schlauch bildet, dessen Aussendurchmesser kleiner ist als der vorgesehene Durchmesser des schliesslich daraus herzustellenden Schlauchs, der aus einem dünnen filmförmigen Material besteht; dieser dünnwandige Schlauch wird dadurch erzeugt, dass das zunächst hergestellte Rohr bzw. der Schlauch mit Hilfe eines unter einem geeigneten Druck stehenden Gases aufgeblasen wird; im folgenden wird aus Gründen der Einfachheit in diesem Zusammenhang nur von Druckluft gespro chen; dieser Luftdruck wird in dem Rohr sowie dem dünnwandigen Schlauch, z.

   B. dadurch aufrechterhalten, dass man eine ständige Verbindung zwischen der in dem Schlauch vorhandenen  Blase  und einer Quelle aufrechterhält, die Druckluft oder ein anderes unter Druck stehendes Gas liefert; dies hat zur Folge, dass der Schlauch, dessen Material sich in einem halbe plastischen Zustand befindet, durch das Druckgas aufgeblasen wird, wobei sich seine Wandstärke allmählich verringert, bis sich das Material in einem solchen Ausmass abgekühlt hat, dass keine weitere Ausdehnung mehr möglich ist. Mit Hilfe dieses Verfahrens erhält man einen dünnwandigen Schlauch, dessen Wandstärke innerhalb bestimmter Grenzen im wesentlichen gleichmässig ist.

   Dadurch, dass der dünnwandige Schlauch zwischen Aufwickelwalzen zusammengedrückt wird, mittles deren der Schlauch von der Strangpressdüse wegbewegt wird, wird im wesentlichen verhindert, dass Luft aus der erwähnten Blase entweicht; dies hat zur Folge, dass die Luftblase, nachdem sie einmal innerhalb des Schlauchs entstanden ist, ihre Lage im Raum praktisch beibehält, und dass keine Luft aus der Blase entweichen kann. Allerdings nimmt die eingeschlossene Luft allmählich eine ziemlich hohe Temperatur an, wodurch eine Erhöhung der Spritzgeschwindigkeit über einen bestimmten Grenzwert hinaus unmöglich gemacht wird; daher ist es üblich, die Luftblase von aussen her zu kühlen, um so eine Erhöhung der Spritzgeschwindigkeit zu ermöglichen.



   Die Vorrichtung nach der Erfindung, die Mittel aufweist, um die Druckgasquelle mit der Stirnfläche des Strangpresskopfes zu verbinden, und eine aus der Stirnfläche des Strangpresskopfes hervorragende Vorrichtung zum Umwälzen und Kühlen des Gases sowie zwei in einem Abstand von der Stirnfläche des Strangpresskopfes angeordnete Aufwickelwalzen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gasumwälz- und Kühlvorrichtung ein langgestrecktes Kühlrohr enthält, das sich von einem Punkt nahe der Stirnfläche des   Strangpresskop    fes zu einem Punkt nahe den beiden Aufwickelwalzen erstreckt, und ein langgestrecktes Kühlelement enthält, wobei im freien Endabschnitt des Kühlrohres Gebläsemittel und in dem anderen Endabschnitt dieses Kühlrohrs, welcher Endabschnitt in möglichst grossem Abstand vom freien Endabschnitt und in der Nähe der Stirnfläche liegt,

   Düsenmittel vorgesehen sind, damit es möglich ist, ein von der erwähnten Quelle aus zugeführtes Gas längs der Aussenseite des Kühlrohrs nach oben und im Inneren des Kühlrohrs nach unten umzuwälzen.



   Zweckmässig wird das Kühlelement in Form eines Wärmeaustauschers ausgebildet, der gesonderte Zirkulationssysteme für die zu kühlende Luft und ein Kühl  mittel - vorzugsweise - umfasst.    Dem Kühlelement könnte das Kühlmittel über eine langgestreckte hohle Tragkonstruktion zugeführt und wieder abgeführt werden.



   Ein langgestrecktes Tragrohr könnte auf der Strangpresse angeordnet werden und die Rohrleitungen zum Zu- und Abführen des Kühlwassers aufnehmen, sowie die Zuführung der unter konstantem Druck stehenden Luft zum Erzeugen der Blase als auch die elektrischen Leitungen zum Antrieb eines Gebläses mittels einem Elektromotor, um das in der Blase enthaltene Gas zwangsläufig umzuwälzen.



   Hierdurch wird gewährleistet, dass die in dem Kühlrohr enthaltene Luft in enger Berührung mit Kühlorganen zirkuliert, die in das Kühlrohr eingebaut sind, und die von dem kalten Kühlwasser durchströmt werden.



   Auf dem unteren Ende des Kühlrohrs könnten z. B. ortsfeste schraubenlinienförmig gekrümmte Leitorgane vorgesehen sein, so dass sich die längs des Kühlrohrs nach unten strömende Luft längs einer schraubenlinienförmigen Bahn bewegt. Die aus dem unteren Ende des Kühlrohrs austretende Luft würde dann in den Ringraum zwischen der Aussenseite des Kühlrohrs und der Innenseite der Blase nach oben strömen, sodass die gewünschte Abkühlung des entstehenden dünnwandigen Schlauchs von dessen Innenseite her bewirkt würde.



   Auf der Austrittsseite der ortsfesten schraubenlinienförmig gekrümmten Leitorgane könnte eine frei drehbar gelagerte Düse vorgesehen sein, die einen oder mehrere im wesentlichen radial verlaufende Austrittskanäle aufweisen, so dass der bzw. jeder aus dem Rohr austretende Luftstrom im wesentlichen radial nach aussen auf die Innenfläche des dünnwandigen Schlauchs geleitet würde, und zwar derart, dass die Luft die Kühlvorrichtung über deren ganzen Umfang im wesentlichen gleichmässig umströmte.



   Natürlich ist es vorteilhaft, wenn man die Vorrichtung mit bekannten Mitteln versieht, um den dünnwandigen Schlauch auch von aussen her zu kühlen; zu diesem Zweck kann man z. B. einen Blaskasten vorsehen, der einen ringförmigen Schlitz aufweist, welcher den Strangpresskopf umschliesst, so dass ein kalter Luftstrom nach oben über alle Teile der Aussenfläche des dünnwandigen Schlauchs geleitet werden kann.



   Dadurch, dass ständig ein und dieselbe Luftmenge durch die Kühlvorrichtung hindurch umgewälzt und gegen die Innenfläche des dünnwandigen Schlauchs geblasen wird, ist es möglich, eine gleichmässige und sehr wirksame Abkühlung des Filmes zu erzielen. Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, die Strangpressgeschwindigkeit im Vergleich zu den bis jetzt bekannten Verfahren, bei denen der dünnwandige Schlauch nur von aussen her gekühlt wird, um mehr als 50   o/o    zu erhöhen, denn die erwähnte gleichmässige Abkühlung führt zu einer deutlichen Verbesserung der Qualität des Erzeugnisses, und zwar sowohl bezüglich der Gleichmässigkeit der Filmdicke als auch bezüglich der Homogenität des Filmmaterials.

   Gleichzeitig ermöglicht die Verbesserung der Kühlwirkung im Vergleich zu den bis jetzt gebräuchlichen Verfahren das Arbeiten mit einer Luftblase von geringer Länge.



   Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.



   Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der das Kühlrohr durch den Strangpresskopf gestützt wird, wobei die Strömungswege der Kühlluft durch Pfeile angedeutet sind.



   Fig. 2 zeigt im Längsschnitt weitere Einzelheiten der Kühlvorrichtung.



   In Fig. 1 erkennt man bei 1 einen Strangpresskopf zum Herstellen eines dünnwandigen Schlauchs 2, der zunächst in Form eines Rohres 2a ausgepresst wird, dessen Wandstärke etwas grösser ist als die endgültige
Wandstärke des herzustellenden Schlauches 2. Bei 3 erkennt man einen aussenliegenden Blaskasten mit einem ringförmigen Schlitz 3a, mittels dessen Kühlluft nach oben über den entstehenden dünnwandigen
Schlauch 2 geleitet wird. Der dünnwandige Schlauch wird mit Hilfe von Aufwickelwalzen 4 von der Strang pressvorrichtung abgezogen; diese Walzen dienen auch dazu, den Schlauch zu verschliessen, damit die einge schlossene Luft nicht entweichen kann; zu diesem
Zweck werden die Walzen mit einer ausreichenden
Kraft gegeneinander gedrückt. Nach dem Passieren der
Walzen 4 wird der dünnwandige Schlauch 2 auf be kannte Weise auf Rollen aufgewickelt oder aufge schnitten.

   Die Strömungsrichtung der Luft ist in Fig. 1 und 2 durch Pfeile 5 angedeutet, die zeigen, dass die
Luft zunächst in dem Raum zwischen einem Kühlrohr
6 und dem Schlauch 2 nach oben strömt, um dann innerhalb des Kühlrohrs 6 wieder nach unten zu strö men. Im oberen Endabschnitt des Kühlrohres ist im vorliegenden Fall innerhalb des Kühlrohres ein elek trisch angetriebenes Gebläse 7 angeordnet. Am unteren
Ende ist das Kühlrohr 6 mit einer frei drehbaren Luft düse 8 versehen, um ein gleichmässiges Ausströmen der Luft zu gewährleisten, die während ihres Herab strömens innerhalb des Kühlrohres 6 abgekühlt worden ist.

   Die drehbare Düse 8 ist zusammen mit ortsfesten schraubenlinienförmig gekrümmten Leitorganen 9 im untersten Teil des Kühlrohres 6 angeordnet, und diese
Teile bewirken, dass sich die Luft längs einer schrau benlinienförmigen Bahn bewegt, so dass die Luft, mit tels deren die Düse 8 in Drehung versetzt wird, den untersten Teil 10 der umlaufenden Düse passiert; der
Düsenabschnitt 10 weist mindestens einen oder aber mehrere radial nach aussen gerichtete Auslasskanäle auf, die sich im wesentlichen radial nach aussen zu dem Schlauch 2a-2 erstrecken.



   Gemäss Fig. 1 ist ein Tragrohr 11 vorgesehen, mit tels dessen die Kühlvorrichtung vom zentralen Kern 12 des Strangpresskopfes 1 aus gestützt wird. Das Trag rohr 11 ragt durch den zentralen Kern 12, und es nimmt Rohrleitungen 13 und 14 zum Zuführen bzw. zum Abführen von Kühlwasser, ferner eine Rohrlei tung 15 zum Zuführen von unter einem konstanten
Druck stehender Luft zum Erzeugen der erwähnten
Blase in dem Schlauch 2 sowie elektrische Leitungen
16 zur Versorgung des das Gebläse 7 antreibenden
Motors auf.



   Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten der eigentlichen
Kühlvorrichtung bzw. des Kühlrohrs 6 und lässt deut lich erkennen, auf welche Weise die in der Blase enthaltene Luft umgewälzt wird. Der Innenraum des Kühlrohrs 6 enthält ein langgestrecktes Kühlelement
17, das von Kühlwasser durchströmt wird. Das Gebläse 7 ist im oberen Endabschnitt des Kühlrohrs an geordnet und wird durch einen Elektromotor 18 angetrieben, so dass erwärmte Luft aus dem oberen Teil der Luftblase über Öffnungen 19 nahe dem oberen Ende des Kühlrohrs angesaugt und innerhalb des Kühlrohrs so nach unten gefördert wird, dass sie über das Kühlelement 17 hinwegstreicht.

   Die ortsfesten schraubenlinienförmigen Leitorgane 9, mittels deren die abgekühlte Luft in drehende Bewegung versetzt wird, sind im unteren Ende der Kühlvorrichtung so angeordnet, dass die im unteren Ende der Vorrichtung frei drehbar gelagerte Düse 8 in Drehung versetzt wird; wie schon erwähnt, weist die Düse einen oder mehrere im wesentlichen radial nach aussen verlaufende radiale Auslasskanäle auf. Somit wird die ausströmende Luft in drehende Bewegung versetzt, so dass die aus der Kühlvorrichtung 6 austretende gekühlte Luft im wesentlichen radial nach aussen auf die Innenfläche des dünnwandigen Schlauchs 2a geleitet wird, um eine gleichmässige Abkühlung zu bewirken.



   Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird Luft verwendet, um die erwähnte Blase zu erzeugen und den Schlauch abzukühlen, doch sei bemerkt, dass es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, in stärkerem Masse inerte Gase zu verwenden, z. B. Kohlendioxyd, Stickstoff usw. Ferner sei bemerkt, dass man ausser Wasser auch ein anderes Kühlmittel verwenden könnte, um das in der Blase enthaltene Gas zu kühlen; allerdings dürfte sich die Verwendung von Wasser in den meisten Fällen als die zweckmässigste Lösung erweisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Herstellen nahtloser, dünnwandiger Schläuche aus thermoplastischem Material, umfassend einen Strangpresskopf mit einem ringförmigen Schlitz zum Auspressen eines thermoplastischen Materials in Form eines Filmes, eine Quelle zum Zuführen eines unter einem konstanten Druck stehenden Gases, Mittel, um die Druckgasquelle mit der Stirnfläche des Strangpresskopfes zu verbinden, eine aus der Stirnfläche des Strangpresskopfes hevorragende Vorrichtung zum Umwälzen und Kühlen des Gases, sowie zwei in einem Abstand von der Stirnfläche des Strangpresskopfes angeordnete Aufwickelwalzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasumwälz- und Kühlvorrichtung ein langgestrecktes Kühlrohr (6) enthält, das sich von einem Punkt nahe der Stirnfläche des Strangpresskop fes (1) zu einem Punkt nahe den beiden Aufwickelwalzen (4)

   erstreckt und ein langgestrecktes Kühlelement (17) enthält, wobei im freien Endabschnitt des Kühlrohrs Gebläsemittel (7) und in dem anderen Endabschnitt dieses Kühlrohrs, welcher Endabschnitt in möglichst grossem Abstand vom freien Endabschnitt und in der Nähe der Stirnfläche liegt, Düsenmittel (8) vorgesehen sind, damit es möglich ist, ein von der erwähnten Quelle aus zugeführtes Gas längs der Aussenseite des Kühlrohrs nach oben und im Inneren des Kühlrohrs nach unten umzuwälzen.

   UNTERANSPRUCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, daaurcn gekennzeichnet, dass das langgestreckte Kühlelement (17) sich längs der Achse des Kühlrohrs (6) erstreckt, wobei dessen Innenraum mit einer Quelle für ein Kühlmittel verbunden ist.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (6) und das Kühlelement (17) durch ein langgestrecktes Tragrohr (11) gestützt werden, das auf dem Strangpresskopf angeordnet ist, sich durch dieses hindurch erstreckt und Rohrleitungen (15, 13, 14) zum Zuführen von Gas bzw. zum Zu- und Abführen des Kühlmittels aufnimmt.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (7) im oberen Endabschnitt des Kühlrohrs (6) in der Nähe einer oder mehrerer Öffnungen (19) in der Wand des Kühlrohrs angeordnet ist, und durch einen Elektromotor (18) treibbar ist, dessen Stromzuleitungen (16) sich durch das Innere des Kühlrohrs und des Strangpresskopfes erstrecken.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am unteren Ende des Kühlrohrs (6) angeordneten Düsenmittel ortsfeste schraubenlinienförmig gekrümmte Leitorgane (9) und einen frei drehbar gelagerten Düsenkopf (8) umfassen, der mit im wesentlichen radial verlaufenden Auslasskanälen versehen ist.