DE102009037524A1

DE102009037524A1 - Kühlvorrichtung, Verwendung einer Kühlvorrichtung und Blasfolienanlage

Info

Publication number: DE102009037524A1
Application number: DE102009037524A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Hennes
Original assignee: Kiefel Extrusion GmbH
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-24

Abstract

Kühlvorrichtung für eine Folie an einer Blasfolienanlage, mit einer ersten und einer zweiten Zuführeinrichtung von Kühlfluid an die Folie sowie mit einer Abführeinrichtung für das Kühlfluid, welche eine Saugkraft auf das Kühlfluid ausübt, wobei ein Längsverteiler für die Saugkraft auf die Folie vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für eine Folie in einer Blasfolienanlage, die Verwendung einer solchen Kühlvorrichtung und eine Blasfolienanlage.
Blasfolienanlagen werden häufig mit Kühlringen oder Doppelkühlringen ausgestattet, um den Durchsatz dieser Anlagen zu erhöhen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlring wird die Schmelze bereits bis zu einem bestimmten Verhältnis ausgezogen. Dies führt dazu, dass die Schmelze am oberen Kühlring durch die geringe Dicke leichter gekühlt werden kann.
Ohne weiteres können auch mehr als zwei Kühlringe zum Einsatz kommen.
Die DE 32 41 192 C2 beschreibt eine Blasfolienanlage mit einem ersten Kühlring, welcher stromabwärts direkt nach einer Düse angeordnet ist, einem zweiten Kühlring, welcher kurz vor der Kalibrierung angeordnet ist und einer optional dazwischen angeordneten Irisblende, welche ein Flattern des Folienschlauchs verhindern soll.
Die DE 44 05 463 A1 offenbart eine Blasfolienanlage, bei welcher der Folienschlauch mit einem sehr trockenen und sehr kalten Kühlluftstrom angeblasen wird. In dem angeblasenen Bereich wird der Schlauch von der Umgebungsluft abgeschirmt. Die Kühlluft wird anschließend aus dem abgeschirmten Raum abgesaugt, nochmals gekühlt und wieder dem Kühlring zugeführt. Mit dem vorhandenen einen Kühlring und dem abgeschirmten Bereich wird somit ein energiesparender Kreislauf aufgebaut, so dass die Kühlluft sehr leicht unter 0°C gehalten werden kann.
Weitere Blasfolienanlagen und Kühlringe sind bekannt aus der DE 34 36 881 A1 , der US 4,601,649 B , der US 3,555,604 B , der US 4,606,879 B , der US 6,273,699 B1 , der US 5,126,096 B , der US 4,842,803 B , der US 5,576,029 B , dem Vortrag „IKV-Fachtagung Folienextrusion – Rohstoffe, Verarbeitung, Anwendungen; Steigerung des Durchsatzes durch innovative Ansätze zur Schlauchkühlung bei der Blasfolienextrusion" vom 22./23. September 2008 aus Aachen, referiert von Dr. Christoph Lettowsky, Kiefel Extrusion GmbH, Worms, sowie aus dem Artikel „Wasser mit Luft kombiniert" des Dr. Christoph Lettowsky, veröffentlicht im Carl Hanser Verlag, München in der Zeitschrift Kunststoffe 11/2008.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe lösen eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie eine Verwendung und eine Blasfolienanlage mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche.
Vorteilhafte optionale Merkmale sind den abhängig formulierten Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Luftleistung am unteren Kühlring nach dem Stand der Technik begrenzt ist, weil ein Großteil der Luft dieses Kühlrings auch durch den Eintrittsbereich des zweiten, oberen Kühlrings gepresst wird. Dies führt zu einer Vergrößerung des radialen Abstands der Schmelze zum oberen, zweite Kühlring und damit zu möglichen Blaseninstabilitäten und zu nur geringen Durchsatzsteigerungen gegenüber einer Anlage mit einem einfachen Kühlring.
Es gibt zwar im Stand der Technik Anlagen, welche beim oberen, zweiten Kühlring eine Absaugung in Form eines kreisförmigen Schlitzes anordnen. Konstruktiv wird hierzu meist ein Ring ähnlich einem Kühlring eingesetzt, nur dass dieser mit einer Absaugung statt mit einer Luftzuführung ausgestattet ist. Die Absaugleistung eines solchen Rings ist jedoch sehr begrenzt, da die Saugkraft nicht nur auf das Kühlfluid, meist Luft, wirkt, sondern ebenfalls die Schmelze ansaugt. Außerdem ist eine solche Anordnung auch bei ohnehin zwei oder mehr vorhandenen Kühlringen mit hohen Kosten verbunden.
Die hier vorliegende Erfindung nimmt die auf die Folie wirkende Saugkraft in Kauf. Diese kann ohnehin nicht vermieden werden. Durch das Verteilen der Saugkraft über einen größeren Bereich entlang der emporsteigenden Schmelze kommt es jedoch bei geeigneter Gestaltung nicht zu einem kritischen radialen Aufweiten in Folge des Ansaugens der Folie.
Für den Längsverteiler sind zahlreiche konstruktive Gestaltungen möglich:
So sei beispielsweise daran gedacht, im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlring, generell also zwischen zwei Zuführeinrichtungen für das Kühlfluid, eine oder mehrere Abführeinrichtungen für das Fluid vorzusehen, wobei diese entlang einer Längserstreckung der aufsteigenden Schmelze an unterschiedlichen Stellen angreifen. Durch diese Aufteilung der gesamten Fluidabführleistung auf mehrere diskrete Stellen und/oder längere Strecken ist im Sinne der Formulierung des Patentanspruchs nach wie vor bevorzugt eine einzige Abführeinrichtung vorgesehen, nur mit aufgelösten Abführstellen. Eine Abdichtung kann zusätzlich vorgesehen sein.
In einer einfachen Ausgestaltung dieses Gedankens können Schlauchstutzen mit einer Pumpe, insbesondere einer Saugpumpe, verbunden werden und die Schlauchstutzen an unterschiedlichen Stellen im Längsverlauf der empor steigenden Schmelze zwischen den beiden oder den mehreren Kühlringen angeordnet sein.
Ein anderer Gedanke zur konstruktiven Ausgestaltung eines Längsverteilers sieht vor, dass der Bereich zwischen zwei Zuführeinrichtungen, insbesondere zwischen zwei Kühlringen, zumindest über eine gewisse Längserstreckung gegenüber der Umgebungsluft abgedichtet wird und das Fluid aus dieser Abdichtung abgesaugt wird. Durch die Aufweitung des abgedichteten Raums gegenüber der eigentlichen Abführleitung verteilt sich die durch einen oder mehrere Saugstutzen angreifende Absaugkraft mehr oder weniger gleichmäßig über den abgedichteten Bereich, so dass die angreifende lokale Kraft an der Schmelze deutlich sinkt.
Im Idealfall wird bei einer Ausgestaltung dieses Konstruktionsgedankens der Zwischenraum der beiden Kühlringe vollständig möglichst luftdicht verschlossen. Beispielsweise kann ein Balg angesetzt werden.
Es versteht sich, dass keine technisch bestmögliche Dichtheit erreicht werden muss. So verbleibt zum Beispiel ein Spalt zwischen der Kühlvorrichtung und der Schmelze auf der einen Seite und der Umgebung auf der anderen Seite.
Auf dem Umfang der Abdichtung werden ein oder mehrere Luftaustritte angeschlossen, die mit einem oder mehreren Gebläsen verbunden sind.
Im Idealfall werden die Luftaustritte im unteren Bereich der Abdichtung angebracht, also eher dem ersten, stromaufwärts liegenden Kühlring zugeordnet.
Bevorzugt ist die Leistung des angeschlossenen Gebläses mit dem Gebläse des unteren, ersten Kühlrings gekoppelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3241192 C2 [0004]
- DE 4405463 A1 [0005]
- DE 3436881 A1 [0006]
- US 4601649 B [0006]
- US 3555604 B [0006]
- US 4606879 B [0006]
- US 6273699 B1 [0006]
- US 5126096 B [0006]
- US 4842803 B [0006]
- US 5576029 B [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „IKV-Fachtagung Folienextrusion – Rohstoffe, Verarbeitung, Anwendungen; Steigerung des Durchsatzes durch innovative Ansätze zur Schlauchkühlung bei der Blasfolienextrusion” vom 22./23. September 2008 aus Aachen, referiert von Dr. Christoph Lettowsky, Kiefel Extrusion GmbH, Worms [0006]
- „Wasser mit Luft kombiniert” des Dr. Christoph Lettowsky, veröffentlicht im Carl Hanser Verlag, München in der Zeitschrift Kunststoffe 11/2008 [0006]

Claims

Kühlvorrichtung für eine Folie an einer Blasfolienanlage, mit einer ersten und einer zweiten Zuführeinrichtung von Kühlfluid an die Folie sowie mit einer Abführeinrichtung für das Kühlfluid, welche eine Saugkraft auf das Kühlfluid ausübt, dadurch gekennzeichnet dass, ein Längsverteiler für die Saugkraft auf die Folie vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass, die erste und/oder die zweite Zuführeinrichtung einen Kühlring aufweisen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass, in einem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung eine Abdichtung vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Abführeinrichtung im Wesentlichen auf Kühlfluid von der ersten Zuführeinrichtung wirkend angeordnet ist, welche stromaufwärts der zweiten Zuführeinrichtung angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die erste Zuführeinrichtung unmittelbar über einer Düse angebracht ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, ein Abstand zwischen den Zuführeinrichtungen einstellbar ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, der Längsverteiler einen Fluidauslass an der ersten Zuführeinrichtung oder in deren Nähe aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, der Längsverteiler einen Fluidauslass zwischen der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Abführeinrichtung einen Stutzen aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Abführeinrichtung das Kühlfluid rotationssymmetrisch abführt.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die zur gezielten Führung eines von der ersten Zuführeinrichtung abgegebenen Fluidstroms eine Leitvorrichtung rotationssymmetrisch um die Düse angebracht ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, eine Menge des über die erste Zuführeinrichtung zugeführten Kühlfluids und dessen Abfuhr gekoppelt sind.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, mehr Fluid abgeführt wird als von der Zuführeinrichtung zugeführt wird.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet dass, weniger Fluid abgeführt wird als von der Zuführeinrichtung zugeführt wird.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, für das Kühlfluid der ersten Zuführeinrichtung ein geschlossener Kreislauf vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, das Kühlfluid Luft, feuchte Luft in Gestalt eines Aerosols, Stickstoff oder ein anderes kaltes Gas aufweist oder ist.
Verwendung einer Kühlvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16 in Kombination mit einem Innenkühlkörper.
Blasfolienanlage mit einer Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Blasfolienanlage nach Anspruch 18 und mit einer extrudierten Folie, wobei die Abführeinrichtung zu der Folie einen Abstand von mindestens 50 mm aufweist, bevorzugt von mehr als 100 mm, vor allem von mindestens 250 mm.
Blasfolienanlage nach Anspruch 18 oder 19 mit einer extrudierten Folie, wobei die Abführeinrichtung zu der Folie einen Abstand von höchstens 2500 mm aufweist, bevorzugt von höchstens 2000 mm, insbesondere von höchstens 1000 mm, vor allem von höchstens 500 mm.