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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren und Abkühlen
einer Folie oder eine Vielzahl von Monofilamenten gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
der Herstellung von Folien oder Monofilamenten aus einem thermoplastischen
Material ist es üblich, dass die Folie oder die Monofilamente nach
dem Extrudieren unmittelbar zur Abkühlung in ein mit einer
Kühlflüssigkeit gefülltes Kühlbad
geleitet werden. Damit lassen sich selbst bei hohen Schmelzedurchsätzen
kurze Kühlstrecken in dem Extrusionsprozess realisieren.
Um die Folie, bzw. die Monofilamente nach dem Kühlen in
weiteren Behandlungsschritten behandeln zu können, ist
es erforderlich, dass die an der Folie oder den Monofilamenten anhaftende
Kühlflüssigkeit nach Verlassen des Kühlbades
möglichst vollständig entfernt wird. Hierzu werden
Absaugeinrichtungen unmittelbar dem Kühlbad nachgeordnet,
wobei die Folie oder die Monofilamente über Absaugdüsen
geführt werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise
aus der
DE 196 00
090 A1 bekannt.
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Bei
der bekannten Vorrichtung wird eine Schar von Monofilamenten durch
einen Extrusionskopf extrudiert und anschließend in ein
Kühlbad geführt. Nach Umlenkung der Monofilamente
werden diese außerhalb des Kühlbades zu der Absaugeinrichtung
geführt, wobei die Monofilamente über eine mit
zumindest einem Saugschlitz ausgebildete Absaugdüse geführt
werden. Bei einer derartigen Vorrichtung tritt das Problem auf,
dass bei Abriss einzelner Monofilamente, was insbesondere beim Neuanlegen
einer Monofilamentschar auftritt, diese unmittelbar von der Absaugdüse
eingesogen werden. Dies führt unweigerlich zu einer Prozessunterbrechung, um
die angesaugten Kunststoffteile aus der Absaugeinrichtung zu entfernen.
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Bei
der Herstellung von Folien sind jedoch auch Vorrichtungen bekannt,
bei welcher die Abzugsdüsen rohrförmig ausgebildet
sind, um die Folie mit Teilumschlingung an einem Saugschlitz der
Absaugdüse zu führen. Eine derartige Vorrichtung
geht beispielsweise aus der
DE
36 42 755 A1 hervor. Bei derartigen Absaugeinrichtungen
tritt jedoch das Problem auf, dass dünne Folien nur mit
sehr geringem Umschlingungswinkel an dem Saugschlitz der Abzugdüse
geführt werden können. Bei größeren
Umschlingungen, um größere Absaugleistungen zu
realisieren, tritt die Gefahr auf, dass die Folie komplett angesaugt
wird und somit kein Absaugen der Flüssigkeit mehr stattfindet.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße
Vorrichtung zum Extrudieren und Abkühlen einer Folie oder
einer Vielzahl von Monofilamenten derart zu verbessern, dass Einsaugungen von
einzelnen Monofilamenten und Ansaugungen von einer Folie bei großen
Umschlingungswinkeln vermieden werden.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die an der Folie oder den
Monofilamenten anhaftende Kühlflüssigkeit möglichst
vollständig aufnehmen und abführen zu können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass eine poröse Abdeckung an der Absaugdüse befestigt
ist, die mit einer Innenseite den Saugschlitz abdeckt und die an
einer Außenseite eine reibungsarme Kontaktfläche
bildet.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die
Erfindung war auch nicht dadurch naheliegend, dass zur Entwässerung
von Gewebebahnen Absaugvorrichtungen bekannt sind, die an einer
Absaugdüse eine umlaufendes Trägerelement aufweist, welches
mit einer Innenseite einen Saugschlitz an der Absaugdüse
abdeckt und mit einer Außenseite mit einem Führungsband
zusammenwirkt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
der
DE 197 00 503
A1 bekannt. Zum Entwässern der Gewebebahn wird
diese im Bereich des Saugschlitzes zwischen dem Trägerelement
und dem Führungsband geführt. Derartige Absaugeinrichtungen
weisen einen sehr komplexen Aufbau auf, um den Antrieb des Trägerelementes
zu realisieren. Zudem besteht aufgrund des Zusammenwirkens zwischen
dem Führungsband und dem Trägerelement die Gefahr,
dass die frisch extrudierten Folien oder Monofilamenten beschädigt
werden. Insoweit sind derartige bekannte Vorrichtungen völlig
ungeeignet, um ein frisch extrudiertes Produkt von anhaftenden Flüssigkeiten
zu befreien.
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Die
Erfindung ermöglicht demgegenüber, dass die frisch
extrudierten Monofilamente oder Folien zur Absaugung der Kühlflüssigkeit
sicher über den Saugschlitz der Absaugdüse geführt
werden. Selbst bei größeren Umschlingungswinkeln
der Folie ist eine sichere Führung der Folie aufgrund der
porösen Struktur der Abdeckung möglich. Insoweit
kann die Absaugleistung durch Erhöhung des Umschlingungsgrades
wesentlich verbessert werden. Ein komplettes Ansaugen der Folie
zum Verschließen des Saugschlitzes ist nicht möglich.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Abdeckung aus
einem Drahtgewebe gebildet. Damit lässt sich insbesondere
das Verhältnis zwischen offener Fläche und geschlossener Fläche
vorteilhaft derart gestalten, dass die von der Außenseite
gebildete reibungsarme Kontaktfläche ein Minimum aufweist,
um eine sichere Führung der Folie bzw. der Monofilamente
zu erreichen.
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Hierbei
haben sich insbesondere die sehr feinporigen Drahtgewebe, die aus
einer glatten Tressenbindung oder einer Körpertressenbindung
gebildet sind bewährt, so wird ein zusätzlicher
Effekt der Kapillarwirkung an dem Drahtgewebe genutzt, um die Feuchtigkeit
von der Folie oder den Monofilamenten abzutransportieren.
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Um
eine möglichst reibungsarme Kontaktfläche an dem
Drahtgewebe zu erzeugen, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt
eingesetzt, bei welcher das Drahtgewebe an dem Saugschlitz derart ausgerichtet
ist, dass die Schussdrähte des Drahtgewebes parallel zum
Saugschlitz liegen. Damit zeigen die Kettdrähte des Drahtgewebes
in Extrusionsrichtung bzw. in Laufrichtung der Folie bzw. der Monofilamente,
was eine besonders reibungsminimierende Führung ermöglicht.
Insbesondere bei Flachfolien wird damit eine geringe Breitstreckwirkung
erzeugt.
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Alternativ
besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Abdeckung durch
ein galvanisch hergestelltes Siebblech mit mehreren Durchlässen
zu bilden. Damit lassen sich extrem dünne Abdeckungen mit noch
kleineren geschlossenen Flächenanteilen realisieren.
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Zur
Handhabung und Führung der Folien und Monofilamente hat
sich die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher
die Absaugdüse durch ein Saugrohr gebildet ist, in dessen
Mantel der Saugschlitz ausgebildet ist und dass das Abdeckmittel durch
lösbare Leisten zu beiden Seiten des Saugschlitzes an dem
Saugrohr gehalten ist. Damit können einerseits große
Umschlingungen im Bereich des Saugschlitzes realisiert werden und
andererseits ist ein Auswechseln der Abdeckung durch Lösen
der Leisten in einfacher Art und Weise möglich.
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Zur
Erzeugung der Saugströmung weist das Saugrohr zumindest
einen Anschluß für eine Saugleitung zur Anbindung
einer Unterdruckquelle auf. Hierbei können zwischen der
Unterdruckquelle und dem Anschluß der Saugleitung ein oder
mehrere Flüssigkeitsabscheider angeordnet sein, um die
in dem Saugstrom enthaltene Flüssigkeit einzusammeln.
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Um
einen möglichst hohen Trockengrad an den extrudiereten
Monofilamenten oder Folien zu erhalten, wird die erfindungsgemäße
Weiterbildung bevorzugt verwendet, bei welcher die Absaugeinrichtung
mehrere in Abstand zueinander gehaltene Absaugdüsen aufweist,
deren abgedeckte Saugschlitzen an gegenüberliegenden Seiten
der Absaugdüsen ausgebildet sind. Damit lassen sich vorteilhaft beide
Seiten der Folie und der Monofilamente in gleicher Art und Weise
besaugen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist nachfolgend anhand der beigefügten Figuren
näher beschrieben.
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Es
stellen dar
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1 schematisch
eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
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2 schematisch
eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch
eine Querschnittsansicht der Absaugdüse aus dem Ausführungsbeispiel
nach 1 und 2
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4 schematisch
einen Teil einer Draufsicht der Absaugdüse im Bereich des
Saugschlitzes des Ausführungsbeispiels aus 3
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In
den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Extrudieren
und Abkühlen einer Vielzahl von Monofilamenten oder einer
Folie dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel
schematisch in einer Seitenansicht und in 2 ist das
Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht ohne Extrusionskopf
gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der
Figuren genommen ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide
Figuren.
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Bei
dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
wird eine Vielzahl von Monofilamenten mittels eines Extrusionskopfes 1 extrudiert. Hierzu
ist der Extrusionskopf 1 mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen
an der Unterseite ausgebildet, durch welche die einzelnen Monofilamente
extrudiert werden. An dieser Stelle sei jedoch erwähnt,
dass der Extrusionskopf 1 auch derart beschaffen sein könnte,
dass an seiner Unterseite eine schlitzförmige Düse
zur Erzeugung einer Flachfolie oder schlitzförmige kreisförmige Öffnungen
zur Erzeugung einer Blasfolie ausgebildet sein könnte.
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Der
Extrusionskopf 1 ist über Schmelzezuführung 3 mit
einem Extruder 2 verbunden. So lässt sich in dem
Extruder 2 ein thermoplastisches Material aufschmelzen
und unter Druck als Schmelze unmittelbar dem Extrusionskopf 1 zuführen.
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Unterhalb
des Extrusionskopfes 1 ist ein Kühlbad 5 angeordnet,
das mit einer Kühlflüssigkeit 6 vorzugsweise
einem Wasser gefüllt ist. Innerhalb des Kühlbades 5 ist
in vertikaler Richtung unterhalb des Extrusionskopfes 1 eine
Umlenkrolle 7 angeordnet. An der Umlenkrolle 7 werden
die durch den Extrusionskopf 1 extrudierten Monofilamente 4 gemeinsam als
eine Filamentschar umgelenkt und über eine auf einer Auslassseite
des Kühlbades 5 angeordneten Führungsleiste 8 aus
der Kühlflüssigkeit 6 herausgeführt.
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Die
Filamentschar 26 wird unmittelbar nach Verlassen des Kühlbade 5 zu
einer dem Kühlbad 5 nachgeordneten Absaugeinrichtung 9 geführt.
Die Absaugeinrichtung 9 weist mehrere Absaugdüsen 11 auf,
die in einem Maschinengestell 12 gehaltne sind und jeweils über
eine Saugleitung 13 mit einer Unterdruckquelle 27 verbunden
sind. Die Absaugdüsen 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel
durch jeweils ein Saugrohr 15 gebildet, in dessen Mantel
ein Saugschlitz 16 ausgebildet ist. Die Filamentschar 26 wird mit
einer Teilumschlingung an den Saugrohren 15 geführt,
um über die Saugschlitze 16 die an den Monofilamenten
der Filamentschar 26 anhaftenden Kühlflüssigkeit
abzusaugen und abzuführen. Hierzu weist die Absaugeinrichtung 9 die
Unterdruckquelle 27 auf, die über die Saugleitung 13 in
den Saugrohren 15 jeweils einen Unterdruck erzeugt. Innerhalb
der Absaugeinrichtung 9 wird der über die Absaugdüsen 11 abgesogene
Saugstrom über einen Flüssigkeitsabscheider (hier
nicht dargestellt) geführt, um die Kühlflüssigkeit
dem Saugstrom zu entnehmen. So könnte der Flüssigkeitsabscheider
beispielsweise in der Einrichtung zur Unterdruckquelle 27 integriert
sein.
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Zur
weiteren Erläuterung der Absaugdüsen 11 wird
nachfolgend ebenfalls zu den 3 und 4 Bezug
genommen. In der 3 ist eine Querschnittsansicht
einer der Absaugdüsen 11 gezeigt. Die 4 stellt
einen Ausschnitt einer Draufsicht auf einen Saugschlitz der Absaugdüse 11 dar.
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Wie
aus der Darstellung in 3 hervorgeht, wird die Absaugdüse 11 durch
ein Saugrohr 15 gebildet, das in seinem Mantel einen Saugschlitz 16 aufweist.
Der Saugschlitz 16 erstreckt sich über eine Länge
des Saugrohres 15, die die Breite der Filamentschar 26 oder
im Fall der Extrusion einer Folie die Breite der Folie überdeckt.
Am Umfang des Saugrohres 15 ist eine Abdeckung 17 befestigt,
die mit einer Innenseite 23 die Öffnung des Saugschlitzes 16 abdeckt
und die mit einer Außenseite 24 eine reibungsarme
Kontaktfläche zur Führung der Filamentschar oder
einer Folie bildet. Hierzu ist die Abdeckung 17 über
einen Umfangsbereich des Augrohres 15 angeordnet, der weit über
die Breite des Saugschlitzes 16 hinausgeht. Bei dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel wird ein Bereich von > 180° des
Umfangs des Saugrohres 15 von der Abdeckung 17 bedeckt.
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Die
Abdeckung 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch ein Drahtgewebe 22 gebildet. Das Drahtgewebe 22 wird
an dem Mantel des Saugrohres 15 durch zwei sich parallel
zu dem Saugschlitz 16 erstreckenden Leisten 18.1 und 18.2 gehalten. Die
Leisten 18.1 und 18.2 sind über das Befestigungsmittel 19 fest
mit dem Saugrohr 15 verbunden und führen zu einer
Klemmung des Drahtgewebes 22 an dem Umfang des Saugrohres 15.
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Um
eine besonders reibungsarme Kontaktoberfläche an der Außenseite 24 des
Drahtgewebes 22 zu erhalten, ist das Drahtgewebe mit einer
Tressenbindung 25 hergestellt. In 5 ist
die Tressenbindung 25 des Drahtgewebes 22 derart
ausgerichtet, dass die Schussdrähte 20 sich im
wesentlichen parallel zu dem Saugschlitz 16 erstrecken.
Somit sind die Kettdrähte 21 in Fadenlaufrichtung
der Filamentschar 26 ausgerichtet. Die Fadenlaufrichtung
der Filamentschar 26 ist in 4 durch
einen Pfeil gekennzeichnet. Die Fadenlaufrichtung wird hierbei auch
als Extrusionsrichtung beispielsweise bei der Herstellung von Folien
bezeichnet.
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Die
in 3 und 4 dargestellte Ausführungsform
der Absaugdüse 11 ist insbesondere auch zur Absaugung
von Flachfolien geeignet, die mit größeren Umschlingungen
an dem Saugrohr 15 geführt werden. Dabei lässt
sich ein Umschlingungswinkel der Folie wählen, bei welcher
die komplette Breite des Saugschlitzes 16 abgedeckt ist.
Ein Ansaugen der Folie und Blockieren der Flüssigkeitsabfuhr
ist aufgrund des Drahtgewebes nicht möglich. Durch die Porösität
des Drahtge webes 20 erstreckt sich die Saugwirkung auch über
die breite des Saugschlitzes 16 hinaus. Zudem lässt
sich durch den größeren Kontakt der Folie in der
Kontaktoberfläche des Drahtgewebes 22 eine zusätzliche
Kapillarwirkung ausnutzen, um die Flüssigkeit von der Folie
abzuführen.
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Bei
Führung einer Filamentschar aus einer Vielzahl von Monofilamenten
wird zudem eine durch die ausgerichteten Kettdrähte erzeugte
Kontaktoberfläche sich besonders günstig auswirken,
um die parallele Führung der Monofilamente innerhalb der
Filamentschar zu gewährleisten. Zudem ist die Porigkeit des
Drahtgewebes derart klein gewählt, dass selbst feinste
Monofilamente nicht bei Fadenbruch eingesogen werden können.
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Wie
in der 1 und 2 dargestellt ist, sind mehrere
Absaugdüsen 11 mit Abstand nebeneinander angeordnet,
um die anhaftende Kühlflüssigkeit von der Filamentschar 26 abzunehmen.
Hierbei sind die benachbarten Abzugsdüsen 11 derart
angeordnet, dass die Saugschlitze 16 sich an gegenüberliegenden
Seiten der Absaugdüsen befinden. Damit lässt sich
eine S-fömige Umschlingung and en Absaugdüsen
realisieren, so dass beide Längsseiten der Filamentschar 26 oder
beide Längsseiten einer extrudierten Folie abgesaugt werden
können.
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Um
die Filamentschar 26 gleichmäßig nach dem
Extrudieren abzuziehen und weiteren Behandlungsschritten zuzuführen,
ist der Absaugeinrichtung 9 ein Abzugswerk 10 nachgeordnet,
das mehrere auskragende Galetten 14 aufweist. Die Galetten 14 werden
mit einer zum Abzug der Monofilamente erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben. Das Abzugswerk 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel
mit insgesamt vier Galetten ausgeführt, an deren Umfang
die Filamentschar 26 mit einfacher Umschlingung geführt
ist. Die Anzahl und die Anordnung der Galetten ist jedoch auch hierbei
beispielhaft.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Absaugdüsen
jeweils ein Drahtgewebe zur Abdeckung der Saugschlitze und zur Führung
der Monofilamente auf. Grundsätzlich sind auch andere poröse
Abdeckungsmaterialen geeignet, wie beispielsweise galvanisch hergestellte
Feinstsiebe. Damit lassen sich große offene Flächen
und kleine Kontaktflächen realisieren. Zudem können
die Kontaktflächen der Abdeckmittel einen zusätzlichen
Verschleißschutz in Form von Oberflächenbeschichtungen
aufweisen.
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Die
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel verwendete Absaugdüse
gemäß 3 lässt sich alternativ
auch mit mehreren am Umfang gleichmäßig verteilten
Saugschlitzen ausführen, wobei das Saugrohr der Absaugdüse
drehbar ausgebildet ist, um die Saugschlitze abwechselnd aus einer
Betriebsstellung in eine Wechselstellung zu führen. Diese
Variante der Absaugdüse hat den besonderen Vorteil, dass ein
Wechsel der Abdeckung der Saugschlitze im Betrieb erfolgen kann.
Der in der Wechselstellung gehaltene Saugschlitz wird hierzu mit
einer porösen Abdeckung versehen und durch Drehung des
Saugrohres in die Betriebsstellung verdreht. Der aus der Betriebsstellung
in die Wechselstellung verdrehte Saugschlitz wird von der verschlissenen
Abdeckung befreit und verschlossen. Damit läßt
sich ohne Unterbrechung des Extrusionsprozesses ein Wechsel der Abdeckung
an der Absaugdüse ausbilden.
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- 1
- Extrusionskopf
- 2
- Extruder
- 3
- Schmelzezuführung
- 4
- Monofilament
- 5
- Kühlbad
- 6
- Kühlflüssigkeit
- 7
- Umlenkrolle
- 8
- Führungsleiste
- 9
- Absaugeinrichtung
- 10
- Abzugswerk
- 11
- Absaugdüse
- 12
- Maschinengestell
- 13
- Saugleitung
- 14
- Galetten
- 15
- Saugrohr
- 16
- Saugschlitz
- 17
- Abdeckung
- 18.1,
18.2
- Leiste
- 19
- Befestigungsmittel
- 20
- Schussdrähte
- 21
- Kettdrähte
- 22
- Drahtgewebe
- 23
- Innenseite
- 24
- Außenseite
- 25
- Tressenbindung
- 26
- Filamentschar
- 27
- Unterdruckquelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19600090
A1 [0002]
- - DE 3642755 A1 [0004]
- - DE 19700503 A1 [0009]