DE102005021544A1

DE102005021544A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform

Info

Publication number: DE102005021544A1
Application number: DE102005021544A
Authority: DE
Inventors: Masao Oshita; Kenji Toda
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2025-05-11
Also published as: US7238018B2; DE102005021544B4; US20050248063A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spule, die nur die Spitze von Düsen einer Kunststoff-Extrusionsform umgibt. Durch Anlegen eines Hochfrequenzstromes an die Spule wird nur die Spitze der Düsen selektiv erhitzt. Außerdem wird in einer Kunststoff-Extrusionsform ein Hochfrequenzstrom an die Spule angelegt, die um diese herum angeordnet ist, um die Peripherie der Düsen zu erhitzen, und die Spule beteht aus einem Leiterrohr, durch das ein Kühlmittel strömt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, bei der der Bereich von der Basis bis zur Spitze der Düsen auf eine geeignete Temperatur eingestellt werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Kunststoff-Extrusionsform, welche die Lebensdauer der Spule zum Erhitzen des Umfangs (der Peripherie) der Düsen verlängern kann.

Es wurde bereits eine Kunststoff-Extrusionsform vorgeschlagen, bei der eine induktive Spule vorgesehen ist, die eine große Anzahl von Düsen umgibt, die an einer für einen Extruder und Kneter verwendeten Extrusionsform befestigt sind und bei der ein Hochfrequenz-Strom durch die induktive Spule geschickt wird, wodurch um die Düsen herum ein Wirbelstrom erzeugt wird, sodass der Umfang (die Peripherie) der Düsen durch Zufuhr von Joul'scher Wärme direkt erhitzt wird (vgl. z.B. JP-A-2003-326 518).

In der darin beschriebenen Kunststoff-Extrusionsform wird ein größerer Teil der Düsen gleichmäßig erhitzt unter Verwendung einer induktiven Spule, die sich über die Hälfte der Düsen-Länge hinaus erstreckt.

Die Spitze der Düsen kühlt jedoch ab, während die Basis der Düsen schwierig abzukühlen ist. Dabei tritt das folgende Problem auf: wenn die Spitze der Düsen auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird, wird die Temperatur der Basis der Düsen übermäßig hoch. Wenn die Basis der Düsen auf die geeignete Temperatur erhitzt wird, wird die Temperatur der Spitze der Düsen übermäßig niedrig.

Außerdem wurde bereits ein Verfahren zum Erhitzen einer Extrusionsform eines Extruders vorgeschlagen, bei dem eine Spule in der Nähe einer großen Anzahl von Düsen vorgesehen ist, die an einer Extrusionsform für einen Extruder und einen Kneter befestigt sind, durch die ein Hochfrequenz-Strom geschickt wird, wodurch ein Wirbelstrom um die Düsen herum erzeugt wird, sodass die Peripherie der Düsen durch Zufuhr von Joule'scher-Wärme direkt erhitzt wird (vgl. z.B. das japanische Patent Nr. 2 969 437).

Außerdem wurde bereits ein Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform vorgeschlagen, bei dem eine Spule aus einem umwickelten Draht mit einem Durchmesser von 1,5 bis 3,0 mm, der mit Alumit oder Keramik beschichtet ist, oder ein flacher Draht mit den Dimensionen 2,0 × 5,0 mm, der eine Wärmebeständigkeitstemperatur von 480 bis 550°C aufweist, verwendet wird und ein Temperatursensor im Zentrum oder in der Nähe der Spule angeordnet und mindestens der Strom und/oder die Frequenz kontrolliert wird, sodass die Spulentemperatur die Wärmebeständigkeitstemperatur nicht übersteigt (vgl. z.B. JP-A-2003-62 888).

Eine weitere Kunststoff-Extrusionsform wurde ebenfalls bereits vorgeschlagen, bei der Kühlluft durch einen auf dem äußeren Umfang einer Spule vorgesehenen Hohlraum hindurchgeleitet wird, um die Spule zu kühlen (vgl. JP-A-2003-326 581).

Bei dem oben genannten Verfahren zum Erhitzen einer Extrusionsform eines Extruders tritt das Problem auf, dass die Spule selbst Wärme erzeugt durch den durch die Spule fließenden Strom und auch durch die Joule'sche Wärme erhitzt wird, die in der Extrusionsform entsteht, sodass die Spulentemperatur ansteigt, wodurch die Lebensdauer der Spule verkürzt wird.

Bei dem oben genannten Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform tritt das Problem auf, dass die Extrusionsform nicht auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt werden kann aufgrund der Beschränkung der Spule auf die Erhitzungsbeständigkeitstemperatur, und dass dann, wenn die Extrusionsform bei der hohen Temperatur gehalten wird, die Spule ebenfalls eine hohe Temperatur annimmt, wodurch eine Beeinträchtigung mit dem Ablauf der Zeit gefördert wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Kunststoff-Extrusionsform tritt das Problem auf, dass die Kontaktfläche zwischen der kalten Luft und der Spule nicht erhöht werden kann, sodass die Spule nicht ausreichend gekühlt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf die oben genannten Umstände besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform bereitzustellen, mit deren Hilfe der Bereich von der Basis bis zur Spitze der Düsen auf eine geeignete Temperatur eingestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kunststoff-Extrusionsform und einen Kunststoff-Extruder bereitzustellen, bei denen eine Spule ausreichend gekühlt werden kann, um die Lebensdauer der Spule zu verlängern.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, das umfasst die Herstellung einer Spule (2), die eine Spitze einer Vielzahl von Düsen einer Kunststoff-Extrusionsform (10) umgibt, wobei die Düsen vorgesehen sind, um Kunststoff zu extrudieren, und bei dem ein Hochfrequenzstrom (3) durch die Spule (2) geschickt wird, um nur die Spitze der Düsen (1) selektiv zu erhitzen.

Bei der vorstehend beschriebenen Struktur ist als Spitze der Düsen der Teil zu verstehen, der 1/10 bis 4/10 der Düsenlänge ab der Spitze der Düsen (1) (des Endes auf der Harz-Ausflussseite) darstellt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform durch Herstellung der Spule (2), die nur die Spitze der Düsen (1) umgibt, wird nur die Spitze der Düsen (1) selektiv erhitzt, sodass die Spitze der Düsen (1) auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden kann. Andererseits ist es schwierig, die Basis der Düsen (1) abzukühlen. Aus diesem Grund wird dann, wenn die Spitze der Düsen (1) auf die geeignete Temperatur erhitzt wird, selbst dann, wenn die Basis der Düsen (1) nicht speziell erhitzt wird, diese auf die geeignete Temperatur eingestellt. Auf diese Weise kann der Bereich (die Fläche) von der Basis bis zur Spitze der Düsen (1) auf die geeignete Temperatur eingestellt werden.

Es kann aber auch eine weitere Spule, die nur die Basis der Düsen (1) umgibt, vorgesehen sein. In diesem Fall wird diese Spule durch eine niedrigere elektrische Energie erhitzt als die Spule, die nur die Spitze der Düsen (1) umgibt. Die Spitze der Düsen bezieht sich auf einen Teil, der 1/10 bis 4/10 der Düsenlänge ab der Basis der Düsen (1) darstellt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, die umfasst eine Spule (2), die eine Spitze einer Vielzahl von Düsen einer Kunststoff-Extrusionsform (10) umgibt, wobei die Düsen zum Extrudieren von Kunststoff vorgesehen sind, einen Inverter (40) zum Hindurchschicken eines Hochfrequenzstromes durch die Spule (2) und eine Abschirmungsplatte (11) aus einer magnetischen Lamellenplatte, die auf der Außenseite der Spule (2) und auf der der Spitze derselben gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist.

Bei der oben genannten Struktur ist unter der Spitze der Düsen der Teil zu verstehen, der 1/10 bis 4/10 der Düsenlänge ab der Spitze (dem Ende, an dem das Harz ausfließt) der Düsen (1) darstellt.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform durch Herstellung einer Spule (2), die nur die Spitze der Düsen (1) umgibt, wird nur die Spitze der Düsen (1) selektiv erhitzt, sodass die Spitze der Düsen (1) auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden kann. Andererseits ist die Basis der Düsen (1) schwierig abzukühlen. Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn die Spitze der Düsen (1) auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird, auch dann, wenn die Basis der Düsen (1) nicht besonders erhitzt wird, diese auf die geeignete Temperatur eingestellt. Auf diese Weise kann der Bereich von der Basis bis zur Spitze der Düsen (1) auf die geeignete Temperatur eingestellt werden. Außerdem ist eine Abschirmungsplatte (11) aus einer magnetischen Lamellenplatte auf der Außenseite der Spule (2) und auf der Seite (Basisseite), die ihrer Spitze gegenüberliegt, angeordnet, wodurch eine Magnetfluss-Leckage eingeschränkt (begrenzt) wird.

Es kann außerdem eine weitere Spule vorgesehen sein, die nur die Basis der Düsen (1) umgibt. In diesem Fall wird diese Spule durch eine niedrigere Energie angetrieben als die Spule, welche nur die Spitze der Düsen (1) umgibt. Die Spitze der Düsen (1) stellt den Teil dar, der 1/10 bis 4/10 der Düsenlänge ab der Basis der Düsen (1) repräsentiert.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, in der die Spule (2) aus einem Leiterrohr (4) besteht, durch das ein Kühlmittel (5) strömt, wodurch die Spule (2) gekühlt wird.

Bei diesem Aufbau kann, da das Kühlmittel (5) durch das Innere des Leiterrohres (4), das die Spule (2) darstellt, strömt, die Kontaktfläche zwischen dem Kühlmittel (5) und der Spule (2) erhöht werden, sodass die Spule (2) ausreichend gekühlt werden kann. Aus diesem Grund kann selbst dann, wenn die Kunststoff-Extrusionsform (10) bei einer hohen Temperatur gehalten wird, der Temperaturanstieg der Spule (2) unterdrückt werden, wodurch es möglich ist, die Lebensdauer der Spule (2) zu verlängern. Da die Spule (2) von der Innenseite der Leiterrohres (4) her gekühlt wird, wird außerdem die Umgebung der Düsen (1) nicht gekühlt.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, bei der ein Abstimmungstransformator (42) zwischen der Spule (2) und dem Inverter (40) vorgesehen ist.

Die Spule (2) darf keine große Induktivität aufweisen. Dies ist deshalb so, weil der Leiter dann dick wird wegen der hohen Temperatur, und die Anzahl der Windungen ist auf einige Windungen oder weniger begrenzt wegen der räumlichen Begrenzung der Umgebung nur auf die Spitze der Düsen (1). Deshalb wird durch das direkte Verbinden der Spule mit dem Inverter (40) keine Abstimmung herbeigeführt. Daher ist in der oben beschriebenen Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform ein Abstimmungstransformator (42) zwischen der Spule (2) und dem Inverter (40) vorgesehen, wodurch eine Abstimmung zwischen der Spule (2) und dem Abstimmungstransformator (42) und zwischen dem Inverter (40) und dem Abstimmungstransformator (42) herbeigeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform kann der Bereich von der Basis bis zur Spitze der Düsen auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Kunststoff-Extrusionsform, in der eine Spule (2) um eine Vielzahl von Düsen herum vorgesehen ist zum Extrudieren von Kunststoff und ein Hochfrequenzstrom (3) durch die Spule (2) geschickt wird, um die Peripherie der Düsen (1) zu erhitzen, wobei die Spule (2) besteht aus einem Leiterrohr (4), durch das ein Kühlmittel (5) strömen gelassen wird, wodurch die Spule (2) gekühlt wird. Bei dieser Struktur kann, da das Kühlmittel im Innern des Leiterrohres (4) fließt, das die Spule (2) darstellt, die Kontaktfläche zwischen dem Kühlmittel (5) und der Spule (2) erhöht werden, sodass die Spule (2) ausreichend gekühlt werden kann. Aus diesem Grund kann selbst dann, wenn die Kunststoff-Extrusionsform (10) bei einer hohen Temperatur gehalten wird, der Temperaturanstieg der Spule (2) unterdrückt werden, sodass es möglich ist, die Lebensdauer der Spule (2) zu verlängern. Da die Spule (2) von der Innenseite des Leiterrohres (4) her gekühlt wird, wird außerdem die Umgebung der Düsen (1) nicht gekühlt.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Kunststoff-Extrusionsform, in der die Spule (2) eine Anordnung aus einer Vielzahl von Spuleneinheiten (8) darstellt, wobei jeweils mindestens eine Schleife aus dem Leiterrohr (4) um die Form herumgewickelt ist, und die so aufgebaut ist, dass ein Hochfrequenzstrom in Reihe (nacheinander) durch die Spuleneinheiten (8) fließt und das Kühlmittel (5) parallel durch die Spuleneinheiten (8) strömt.

In der vorstehend beschriebenen Kunststoff-Extrusionsform (10) mit der darin angeordneten Vielzahl von Spuleneinheiten (8) wird der Hochfrequenzstrom (3) in Reihe fließen gelassen, sodass die Spule (2) als eine einzelne Spule mit vielen Windungen betrieben werden kann. Der Hochfrequenzstrom kann parallel fließen gelassen werden. In diesem Fall muss jedoch ein Strom-Gleichgewicht zwischen den jeweiligen Spuleneinheiten (8) sichergestellt sein.

Da andererseits das Kühlmittel (5) parallel durch die Kühleinheiten (8) strömt, ist der Temperaturgradient ab der Kühlmittel-Zuführungsmündung (5a) bis zu der Kühlmittel-Austragsmündung (5b) gering. Auf diese Weise können alle Spuleneinheiten (8) wirksam gekühlt werden. Das Kühlmittel (5) kann in Reihe (nacheinander) durch die Kühleinheiten (8) strömen gelassen werden. In diesem Fall ist jedoch der Temperaturgradient von der Kühlmittel-Zuführungsmündung bis zu der Kühlmittel-Austragsmündung groß, sodass der Kühleffekt der Spuleneinheit (8) auf der stromabwärts gelegenen Seite verschlechtert ist.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Kunststoff-Extrusionsvorrichtung (200), die mit der Kunststoff-Extrusionsform (10) ausgestattet ist.

Da in dieser Kunststoff-Extrusionsvorrichtung (200) die oben genannte Kunststoff-Extrusionsform (10) verwendet wird, kann selbst dann, wenn die Kunststoff-Extrusionsform bei der hohen Temperatur gehalten wird, der Temperaturanstieg in der Spule (2) beschränkt werden, sodass die Lebensdauer der Spule (2) verlängert werden kann.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Kunststoff-Extrusionsform ist es möglich, ein übermäßiges Erhitzen der Spule (2) zu verhindern, wodurch die Lebensdauer der Spule (2) verlängert werden kann. Die Düsen (1) können somit bei der hohen Temperatur gehalten werden, ohne die Haltbarkeit (Lebensdauer) der Spule (2) zu beeinträchtigen. Auf diese Weise kannn ein Ausgangsmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt verwendet und damit eine Verstopfung der Düsen (1) verhindert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Kunststoff-Extruders gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der 1;
3 zeigt eine Schnittansicht, die in schematischer Form die jeweiligen Temperaturmesspunkte in der Nähe der Düsen bei der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 stellt ein charakteristisches Diagramm dar, das die Temperaturänderungen in der Nähe der Düse gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 zeigt eine Schnittansicht, die in schematischer Form die jeweiligen Temperaturmesspunkte in der Nähe der Düsen bei einem verwandten Stand der Technik zeigt;
6 stellt ein charakteristisches Diagramm dar, das die Temperaturänderungen in der Nähe der Düsen bei dem verwandten Stand der Technik zeigt;
7 zeigt eine Längsschnittansicht eines Kunststoff-Extruders gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 stellt eine Querschnittsansicht antlang der Linie VIII-VIII der 7 dar;
9 zeigt eine Seitenansicht (A) und eine Frontansicht (B) einer Spuleneinheit; und
10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptabschnitts der Spule.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen näher erläutert. Die Erfindung ist auf diese Erläuterung jedoch nicht beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Längsschnittansicht des Kunststoff-Extruders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die 2 stellt eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der 1 dar.
In dem darstellten Kunststoff-Extruder 100 verknetet eine Extrusionseinheit 20 unter Verwendung einer Schnecke 22 das Ausgangsmaterial-Pellet und ein Additiv, das aus einer Beschickungseinheit zugeführt wird (nicht dargestellt), während diese durch eine Heizeinrichtung 21 erhitzt und geschmolzen werden, und überführt sie in eine Kunststoff-Extrusionsform 10.
In der Kunststoff-Extrusionsform 10 wird das geschmolzene Harz in Form eines Stabes aus einer großen Anzahl von Düsen 1 extrudiert.
Eine Schneideeinheit 30 schneidet das stabförmige Harz, das aus der Kunststoff-Extrusionsform 10 extrudiert worden ist, unter Verwendung einer Schneideklinge 31 ab. Das Harz wird mit warmem Wasser gekühlt und zu einem Harzpellet geformt.
Eine in einem Spulengehäuse 6 angeordnete Spule 2 ist um die Düsen 1 der Kunststoff-Extrusionsform 10 herum angeordnet.
Die Spule 2 wird hergestellt durch Herumwickeln eines Leiterrohres 4 in Form einer Schleife und sie umgibt nur die Spitze der Düsen 1. Außerdem ist auf der Außenseite der Spule 2 und an der der Spitze (Basisseite) derselben gegenüberliegenden Seite eine Abschirmungsplatte 11 aus einer magnetischen Lamellenplatte vorgesehen, um das Austreten (eine Leckage) eines Magnetflusses zu beschränken.
An die Spule 2 wird unter Verwendung eines Inverters mit varibler Frequenz 40 über einen Abstimmungstransformator 42 und ein Energiezuführungskabel 41 ein Hochfrequenzstrom 3 angelegt.
Der Abstimmungstransformator 42 ist ein Transformator für die Abstimmung der Impedanz der Spule 2, die eine sehr niedrige Induktivität von nur einer Windung aufweist, an diejenige des Inverters 40 mit variabler Frequenz.
Wie aus der 2 ersichtlich, wird ein Kühlmittel (Kühlwasser) 5 mittels einer Kühlmittelpumpe 9a einer Kühlmittel-Zuführungsmündung 5a zugeführt und durch das Leiterrohr 4 hindurchgeleitet. Nachdem das Kühlmittel 5 die Spule 2 gekühlt hat, wird es über einen Radiator 9b aus einer Kühlmittel-Austragsmündung 5b in die Kühlmittelpumpe 9a zurückgeführt.
Die 3 zeigt in schematischer Form die Temperaturmesspunkte CH3 bis CH8 in der Nähe jeder der Düsen 1.
Die 4 zeigt die Temperaturen der jeweiligen Temperatur-Messpunkte, wenn die Spule 2 mit elektrischer Energie von 15 kW betrieben wird. Diese Messung wird für jede Kunststoff-Extrusionsform 10 durchgeführt, bei der das Harz nicht durch die Düsen 4 hindurchgeführt worden ist.
Die Temperaturen bei CH3 und CH4 erreichen 500°C oder höher ab einer Temperatur von 100°C innerhalb von etwa 50 s. Zu diesem Zeitpunkt wird der Inverter 40 mit variabler Frequenz abgeschaltet.
Die 5 zeigt in schematischer Form Temperaturmesspunkte CH3 bis CH8 in der Nähe jeder der Düsen 1.
Die 6 zeigt die Temperaturen an den jeweiligen Temperaturmesspunkten, wenn die übliche Spule 2 mittels elektrischer Energie von 15 kW angetrieben wird. Diese Messung wird für jede Kunststoff-Extrusionsform 10 durchgeführt, bei der das Harz nicht durch die Düsen 1 hindurchgeführt worden ist.
Die Temperatur bei CH5 erreicht 500°C oder höher ab 50°C innerhalb von etwa 65 s. Zu diesem Zeitpunkt wird der Inverter 40 mit variabler Frequenz abgeschaltet.
Wie aus dem Vergleich zwischen den 4 und 6 gemäß der vorliegenden Erfindung hervorgeht, kann die Spitze (CH3, CH4, CH7, CH8) der Düsen 1 mit einem steilen Temperaturanstieg erhitzt werden, während die Basis (CH6) der Düsen 1 nicht erhitzt wird.
Auf diese Weise kann die Spitze (CH3, CH4, CH7, CH8) der Düsen, die sich abkühlt, durch warmes Wasser mit einer geeigneten Temperatur mit der Spule 2 erhitzt werden. Die Basis (CH6) der Düsen 1, die als Folge der Wärmeleitung aus der Heizein richtung 21 schwierig abzukühlen ist, wird daran gehindert, eine übermäßig hohe Temperatur zu erreichen.
Das heißt, kurz zusammengefasst, wenn die Spitze der Düsen 1 auf die geeignete Temperatur erhitzt wird, kann der Bereich von der Basis bis zur Spitze der Düsen auf eine geeignete Temperatur eingestellt werden.
Zweite Ausführungsform
Es kann eine weitere Spule vorgesehen sein, die nur die Basis der Düsen 1 umgibt. In diesem Fall wird diese Spule durch eine geringere elektrische Energie angetrieben als die Spule, welche nur die Spitze der Düsen umgibt.
Dritte Ausführungsform
Die 7 zeigt eine Längsschnittansicht des Kunststoff-Extruders gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die 8 stellt eine Querschnittsansicht dar entlang der Linie VIII-VIII der 7 dar.
Um die Düsen 1 der Kunststoff-Extrusionsform 10 herum ist eine Spule 2, die in dem Spulengehäuse 6 angeordnet ist, vorgesehen.
Die Spule 2 stellt eine Anordnung von Spuleneinheiten dar (jeweils 8 in den 9A und 9B), die jeweils durch Herumwickeln des Leiterrohres 4 gebildet werden.
Wie aus 7 ersichtlich, wird ein Hochfrequenzstrom 3 in Reihe aus dem Inverter 40 mit variabler Frequenz allen Spuleneinheiten 8 durch das Energie-Zuführungskabel 41 zugeführt.
Wie aus der 8 ersichtlich, wird das Kühlmittel 5 mittels der Kühlmittelpumpe 9a der Kühlmittel-Zuführungsmündung 5a zugeführt und parallel durch jede der Kühleinheiten 8 hindurchgeführt. Nachdem das Kühlmittel 5 die Spule 2 gekühlt hat, wird es über einen Radiator 9b aus der Kühlmittel-Austragsmündung 5b in die Kühlmittelpumpe 9a zurückgeführt.
Die 9A stellt eine Seitenansicht einer einzelnen Spuleneinheit 8 dar und die 9B stellt eine Frontansicht der einzelnen Spuleneinheit 8 dar.
Die Spuleneinheit 8 besteht aus drei Windungen aus dem Leiterrohr 4. Die Spuleneinheit 8 kann aus einer Windung, aus zwei Windungen oder vier oder mehr Windungen aus dem Leiterrohr 4 bestehen.
Die 10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptteils der Spule 2.
Die Spule 2 besteht aus drei Spuleneinheiten 8. Die Spule 2 kann aus zwei oder weniger oder vier oder mehr Spuleneinheit 8 bestehen.
Jede Spuleneinheit 8 besteht aus drei Windungen aus dem Leiterrohr 4. Das Leiterrohr 4 ist ein Kupferrohr 4a, das mit einem wärmeschrumpfbaren Rohr 4b überzogen ist, sodass es isoliert ist.
Zueinander benachbarte Spuleneinheiten 8 sind an elektrischen Verbindungspunkten 7 durch Verschweißen oder Verlöten miteinander verbunden. Auf diese Weise durchfließt der Hochfrequenzstrom 3 nacheinander alle Spuleneinheiten 8. Die Spule 2 dient somit als Spule mit neun Windungen.
Andererseits weist jede Spuleneinheit 8 eine Kühlmittel-Zuführungsmündung 5a und eine Kühlmittel-Austragsmündung 5b auf, die voneinander getrennt sind. Demgemäß strömt das Kühlmittel 5 parallel durch die jeweiligen Spuleneinheiten 8. Auf diese Weise kann jede Spuleneinheit 8 auf die gleiche wirksame Weise gekühlt werden. Da die Spuleneinheit 8 von der Innenseite des Leiterrohres 4 her gekühlt wird, wird außerdem die Umgebung der Düsen 1 nicht gekühlt.
Die Kunststoff-Extrusionsform 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung bietet die folgenden Vorteile:

(1) durch Abkühlen des Innern des Leiterrohres 4 unter Verwendung des Kühlmittels 5 ist es möglich, ein übermäßig starkes Erhitzen der Spule 2 zu verhindern, sodass ihre Lebensdauer verlängert werden kann. Das heißt, mit anderen Worten, da die Umgebung der Düsen 1 bei einer hohen Temperatur gehalten werden kann, kann ein Ausgangsmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt verwendet werden und eine Verstopfung der Düsen 1 kann verhindert werden;
(2) da das Leiterrohr 4 von der Innenseite her gekühlt wird, wird die Umgebung der Düsen 1 nicht gekühlt;
(3) da dafür gesorgt wird, dass das Kühlmittel parallel durch die jeweiligen Spuleneinheiten hindurch strömt, kann jede Spuleneinheit 8 auf eine gleichermaßen wirksame Weise gekühlt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem technischen Kunststoff mit einem hohen Schmelzpunkt durchgeführt bzw. betrieben werden.
Außerdem können die Kunststoff-Extrusionsform und die Kunststoff-Extrusionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt angewendet werden zur Herstellung von Kunststoffpellets mit hohen Schmelzpunkten.

Claims

Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, das umfasst: die Herstellung einer Spule, die eine Spitze einer Vielzahl von Düsen einer Kunststoff-Extrusionsform umgibt, wobei die Düsen zum Extrudieren von Kunststoff vorgesehen sind; und das Anlegen eines Hochfrequenzstromes an die Spule, um nur die Spitze der Düse selektiv zu erhitzen.
Verfahren zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform nach Anspruch 1, das außerdem umfasst: die Herstellung einer Spule aus einem Leiterrohr und das Hindurchströmenlassen eines Kühlmittels im Innern des Leiterrohres, um so die Spule zu kühlen.
Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform, die umfasst: eine Spule, die eine Spitze einer Vielzahl von Düsen einer Kunststoff-Extrusionsform umgibt, wobei die Düsen zum Extrudieren von Kunststoff vorgesehen sind; einen Inverter zum Anlegen eines Hochfrequenzstromes an die Spule; und eine Abschirmungsplatte aus einer magnetischen Lamellenplatte, die auf der Außenseite der Spule und an der der Spitze derselben gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform nach Anspruch 3, in der die Spule aus einem Leiterrohr besteht, durch das ein Kühlmittel strömt, wodurch die Spule gekühlt wird.
Vorrichtung zum Erhitzen einer Kunststoff-Extrusionsform nach Anspruch 3, in der zwischen der Spule und dem Inverter ein Abstimmungs-Transformator vorgesehen ist.
Kunststoff-Extrusionsform, die umfasst: eine Vielzahl von Düsen zum Extrudieren von Kunststoff und eine um die Düsen herum angeordnete Spule, wobei an die Spule ein Hochfrequenzstrom angelegt wird, um die Peripherie der Düsen zu erhitzen, und wobei die Spule aus einem Leiterrohr besteht, durch das ein Kühlmittel strömt, wodurch die Spule gekühlt wird.
Kunststoff-Extrusionsform nach Anspruch 6, in der die Spule eine Anordnung einer Vielzahl von Spuleneinheiten darstellt, die jeweils mit mindestens einer Windung aus dem Leiterrohr herumgewickelt sind, und die einen solchen Aufbau hat, dass ein Hochfrequenzstrom nacheinander durch die Spuleneinheiten fließt und das Kühlmittel parallel durch die Spuleneinheiten strömt.
Kunststoff-Extrusionsvorrichtung, die mit der Kunststoff-Extrusionsform nach Anspruch 6 ausgestattet ist.