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Die Erfindung betrifft einen Wendelverteiler für einen Blaskopf einer Blasfolienextrusionsanlage, einen Blaskopf für eine solche Blasfolienanlage, eine Blasfolienanlage, ein Verfahren zum Herstellen einer Blasfolie.
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Der Blaskopf ist das Extrusionswerkzeug und somit der technologische Kern einer Blasfolienextrusionsanlage. Unabhängig von seiner konkreten Bauform ist es die Aufgabe des Blaskopfes, die Schmelze auszuformen. Die Schmelze erreicht den Blaskopf von einem oder von mehreren Schmelzesträngen am Werkzeugeintritt und soll den Blaskopf mit einer gleichmäßigen, thermisch und mechanisch homogenen Schmelzeverteilung über den ringspaltförmigen Austrittsquerschnitt stromabwärts am Werkzeugaustritt verlassen.
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Die heute üblicherweise verwendeten Bauformen von Blasköpfen lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen: einerseits die Gruppe der Wendelverteiler in zylindrischer oder konischer Form, andererseits die Gruppe der Radialwendelverteiler, welche auch Spiralverteiler genannt werden.
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Das Buch „Extrusionswerkzeuge für Kunststoffe und Kautschuk: Bauarten, Gestaltung und Berechnungsmöglichkeiten/Walter Michaeli, unter Mitarbeit von Ulrich Dombrowski ..., zweite, völlig überarbeitete und erweiterte Auflage; München, Wien; Hanser-Verlag 1991, ISBN 3-446-15637-2“ zeigt insbesondere ab S. 159 verschiedene Wendelverteilerwerkzeuge. Das Buch beschreibt auf S. 160 Zeile 4f, dass die vollständige Vermeidung von Bindenähten und Fließmarkierungen zu den Hauptvorzügen eines Schmelzeverteilersystems gehört.
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Die
DE 199 24 540 C1 offenbart einen zylindrischen Wendelverteiler mit einem umgebenden Dralldorn.
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Ein anderer zylindrischer Wendelverteiler ist der
WO 88/01226 A1 zu entnehmen.
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Auch die
US 6,866,498 B2 zeigt einen zylindrischen Wendelverteiler, bei welchem Auslässe von einem Vorverteiler kommend zunächst in verschwenkt führende Versorgungsnuten führen. Die Versorgungsnuten haben Endbereiche. Nach dem Ende der Endbereiche der Versorgungsnuten beginnen die Wendelkanäle.
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Allen Blasköpfen ist gemein, dass der vom Extruder angelieferte Schmelzestrom zunächst in mehrere Einzelströme aufgeteilt wird. Hierzu werden überwiegend stern- und ringförmige Verteilersysteme eingesetzt. Diese sogenannten Vorverteiler münden in die wendelförmigen Kanäle, welche entweder in einen Dorn (im Falle eines axialen, zylindrischen oder konischen Wendelverteilers) oder in eine Platte (im Falle eines Radialwendelverteilers) eingearbeitet sind. Die Wendelkanäle umlaufen den Dorn in Form eines Mehrfachgewindes bzw. sind auf der Platte in Form einer Mehrfachspirale angeordnet.
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Im Allgemeinen nimmt in Extrusionsrichtung eine Kanaltiefe bis auf Null ab. Dementsprechend nimmt der Spalt zwischen Dorn bzw. Platte und einer Gegenseite zu. Der Spalt zwischen Dorn bzw. Platte und der Gegenseite wird somit größer. Auf diese Weise wird bewirkt, dass ein in einer Wendel fließender Schmelzestrom sich fortlaufend in zwei Anteile aufteilt: einerseits einen Anteil, welcher über die Überlaufstege zwischen zwei Wendeln fließt; andererseits einen Anteil, welcher dem Verlauf der Wendelkanäle folgt.
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Durch die mehrfachschraubenförmige bzw. mehrfachspiralförmige Überlagerung der Wendelkanäle wird die Schmelze, welche aus einem Kanal austritt, mit der Schmelze aus anderen Kanälen überlagert. Die aus einem Kanal austretende Schmelze gelangt in eine Spaltströmung. Durch die Überlagerung einzelner Kanalströmungen werden sogenannte Bindedrähte vermieden und zusätzlich eine recht gleichmäßige Dickenverteilung des Schmelzestranges am Ende des Wendelverteilers sowie eine hohe thermische Homogenität der Schmelze erzielt.
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Im Allgemeinen nimmt die Tiefe der Kanäle im Wendelverteiler mit einer konstanten Steigung der Wendelkanalsohle ab.
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Es gibt auch Ausführungsformen, bei welchen die Tiefe in einem solchen Maß abnimmt, dass die Reduzierung des Querschnitts des Wendelkanals über seinen Verlauf konstant ist. Dies bedeutet, dass die Kanalsohle stetig schneller flacher wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Wendelverteiler, einen verbesserten Blaskopf, eine verbesserte Blasfolienanlage, ein verbessertes Herstellverfahren und somit eine verbesserte Blasfolie vorzuschlagen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Wendelverteiler für einen Blaskopf einer Folienextrusionsanlage, mit einer zentralen Achse und mit einer Verteilerstromrichtung, wobei die Verteilerstromrichtung zur zentralen Achse im Fall eines Axialwendelverteilers parallel, im Fall eines Radialwendelverteilers radial und im Fall eines Konuswendelverteilers auf die Achse projizierbar liegt, wobei die Wendelkanäle unter einem Winkel zur Verteilerstromrichtung verlaufen, wobei ein erster Wendelkanal nach einem Anfangsabschnitt einen zweiten, benachbarten Wendelkanal stromabwärtig von dessen Anfang passiert und in einem weiteren Abschnitt stromabwärtig weiterläuft, wobei ein Wendelkanal ausgehend von seinem weiteren Abschnitt einen Verkürzungsabschnitt aufweist.
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Der Erfindung liegt zunächst folgende Erkenntnis zugrunde:
- Während die Kanalströmung am Eintritt in den Kanal noch sehr groß ist und damit eine große Überlagerung mit anderen Wendelkanälen erzeugt, reduziert sich die Kanalströmung zum Ende des Wendelkanals deutlich, weil dort eine geringere Kanaltiefe vorliegt. Damit reduziert sich auch dasjenige Maß, um welches eine Überlagerung stattfinden kann.
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Gleichzeitig steigen jedoch die Länge des Wendelverteilers und damit der Druckverlust an. Der hierbei verbrauchte Druckverlust kann nicht für engere Fließkanäle und für damit einhergehende - erwünschte - höhere Wandschubspannungen verwendet werden. Höhere Wandhubspannungen würden zu einer besseren Selbstreinigung des Blaskopfes und damit zu kürzeren Spülzeiten und einer geringeren Gefahr von Ablagerungen führen.
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Mit knappen Worten ausgedrückt, hat die Erfindung also erkannt, dass ein langes, gleichmäßiges Auslaufen des Wendelkanals vom weiteren Abschnitt bis zu seinem Ende technische Nachteile hervorrufen kann.
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Demgegenüber wird nun vorgeschlagen, dass der Wendelkanal jenseits des Beginns der Überlappung in zwei Bereiche aufgeteilt ist: einerseits in den „weiteren Abschnitt“, welcher im Allgemeinen deutlich größer als der Verkürzungsabschnitt sein wird. Andererseits in den „Verkürzungsabschnitt“. Dieser kann im Extremfall eine Länge von Null haben, wenn nämlich der Wendelkanal trotz bis dahin noch vorhandener Kanaltiefe plötzlich abgeschnitten wird und endet. Alternativ kann im Verkürzungsabschnitt ein ungleichmäßiger Verlauf vorhanden sein, wobei dennoch der Fachmann eine Differenzierung in mindestens zwei Abschnitte vornehmen kann.
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Begrifflich sei zu der vorgestellten Erfindung folgendes erläutert:
- Die „Blasrichtung“ soll diejenige Richtung sein, in welcher eine Anlage bei Verwendung des Wendelverteilers die Folie in Schlauchform ausblasen würde. Im Normalfall wird dies also eine Senkrechte zur Ebene des Ringspaltes sein.
Generell wird es eine vertikale Richtung sein, bei modernen Anlagen eine vertikal nach oben verlaufende Richtung, weil mittlerweile gegen die Schwerkraft ausgeblasen wird.
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Bei einem Axialwendelverteiler, insbesondere in Form eines zylindrischen Wendelverteilers oder in Form eines konischen Wendelverteilers, ist die zentrale Achse, welche in Blasrichtung verläuft, sogar namensgebend.
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Bei einem Radialwendelverteiler hingegen wird die Platte horizontal liegen. Der Schmelzestrom gelangt entweder von außen nach innen oder von innen nach außen, wird aber in jedem Falle zum Ausblasen umgelenkt. Dort ist die Blasrichtung also ebenfalls vertikal, also senkrecht zur Platte des Radialwendelverteilers.
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Die „Verteilerstromrichtung“ ist eine fiktive Richtung. Ob jeder einzelne Partikel in der strömenden Schmelze tatsächlich exakt in der Verteilerstromrichtung strömen wird, ist sicherlich mehr als fraglich. Die Verteilerstromrichtung soll daher hier als eine rein geometrische, theoretische Richtung verstanden werden.
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Im Falle eines zylindrischen Wendelverteilers sei die Verteilerstromrichtung zur Blasrichtung parallel verstanden, da der Schmelzestrom theoretisch entlang von Geraden an der Mantelfläche des Zylinders in Blasrichtung strömen kann. Im Falle eines konischen Wendelverteilers liegt die Verteilerstromrichtung prinzipiell ebenfalls parallel zur Blasrichtung. Zwar liegen die theoretisch durchströmbaren Geraden an der Mantelfläche nun unter einem Winkel zur zentralen Achse. Die Verteilerstromrichtung ist aber als eine sich insgesamt ergebende, virtuelle Stromrichtung zu verstehen. Einerseits wird sie hier nur definiert, um die Winkelverschwenkung der Schmelzekanäle beschreiben zu können, und zwar einheitlich für Axial- und Radialwendelverteiler. Andererseits summieren sich die Schrägstellungen der einzelnen theoretischen Schmelzeströmungen über den Umfang eines konischen Wendelverteilers so auf, dass als resultierende eine Gerade koaxial mit der zentralen Achse resultiert.
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Theoretisch sei somit die Schar der jeweils gegenüber der vertikalen schräg verlaufenden Geraden entlang des Mantels des Zylinderstumpfes jeweils als lokale Verteilerstromrichtung zu verstehen. Da sich aber jeder Wendelkanal, der gegenüber einer solchen Schar von schräg liegenden Kanälen in einen Winkel verläuft, auch gegenüber der zentralen Achse im Winkel verläuft, kann der Einfachheit halber die zentrale Achse als Maß für die Winkelstellung verwendet werden.
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Bei einem Radialwendelverteiler sei als die „Verteilerstromrichtung“ die Schar der radial verlaufenden Geraden verstanden.
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Der Zwickelbereich ist derjenige Bereich, in welchem am Wendelverteiler Auslässe für die Schmelzeströme angeordnet sind, sodass die Schmelze durch die Auslässe des Vorverteilers, also durch die Vorverteilermündungen, in viele kleine Strömungen aufgeteilt den eigentlichen Wendelbereich erreicht.
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Als der „Anfang“ der Wendelkanäle sei derjenige Punkt verstanden, an welchem der Wendelkanal zumindest im Wesentlichen in seiner Verlaufsrichtung im weiteren Abschnitt und/oder im Anfangsabschnitt verläuft. Im Stand der Technik sind die beiden letztgenannten Richtungen gleich. Hier vorliegend ist bei einer Ausführungsform ein Unterschied zwischen diesen beiden Richtungen festzustellen.
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Der beschriebene „Winkel“ ist ein Winkel zwischen 0° und 90°, also ein spitzer Winkel. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass bei einem Axialwendelverteiler eine Projektion der Wendel auf eine vertikale Ebene, die senkrecht zur Projektionsrichtung in der zentralen Achse steht, die Wendel mit einem solchen Winkel gegenüber der zentralen Achse zeigen würde. Bei einem Radialwendelverteiler misst sich der Winkel jeweils lokal gegenüber einem radialen Strahl.
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Als „stromabwärtig“ wird ein Punkt bezeichnet, der gegenüber einem stromaufwärtigen Punkt weiter in Richtung der Blasrichtung liegt.
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Der „Verkürzungsabschnitt“ liegt also - im Verlauf eines Wendelkanals betrachtet - nach Anfang, Anfangsabschnitt, Übergangsabschnitt und weiterem Abschnitt.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Verkürzungsabschnitt hinsichtlich seines Verlaufs einen Knick, eine Kurve oder Verschwenkung aufweist.
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Mit anderen Worten ausgedrückt verlässt der Wendelkanal in seinem Verkürzungsabschnitt dann die ansonsten gerade Verlaufsrichtung, die er jedenfalls seit seinem Übergangsabschnitt hatte. Er kann anschließend abermals in die ursprüngliche Richtung oder parallel hierzu verlaufen, wobei unter einer „geraden“ Verlaufsrichtung die Abwicklung der zylindrischen oder kegelförmigen Mantelfläche zugrunde zu legen ist. Im Falle eines Radialwendelverteilers ergibt sich eine „gerade“ Verlaufsrichtung im weiteren Abschnitt dann, wenn der Winkel zwischen dem Wendelkanal und der Verteilerstromrichtung über die Länge des Wendelkanals konstant bleibt. Dass der Winkel konstant bleibt, ist bei zylindrischen und kegelförmigen Wendelverteilern ebenfalls der Fall.
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Der Wendelkanal kann im Verkürzungsabschnitt hinsichtlich seines Verlaufs nach dem Knick, der Kurve oder der Verschwenkung wieder in die ursprüngliche Richtung verlaufen.
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Bevorzugt ist jedoch, wenn der Wendelkanal hinsichtlich seines Verlaufs in seinem Verkürzungsabschnitt eine andere Steighöhe aufweist als in seinem weiteren Abschnitt. Insbesondere sei daran gedacht, dass der Wendelkanal dort eine geringere Steighöhe aufweist und vor allem zumindest zum Teil, bevorzugt am Ende, eine Steighöhe von Null annimmt.
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Begrifflich sei hierzu erläutert, dass die „Steighöhe“ das Komplement zum Winkel gegenüber der Verteilerstromrichtung ist. Wenn die Steighöhe groß wird, wird der Winkel zur Verteilerstromrichtung in gleichem Maße klein. Die maximale Steighöhe ergibt sich theoretisch dann, wenn ein Wendelkanal in Verteilerstromrichtung verläuft, zu diesem also einen Winkel von 0° aufweist.
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Verkürzungsabschnitte mehrerer Wendelkanäle können zusammengeführt sein. Dies ist vor allem dann recht einfach zu bewerkstelligen, wenn die Wendelkanäle im Verkürzungsabschnitt auf eine Steighöhe von Null geführt sind, also auf einen Winkel von 90° gegenüber der Verteilerstromrichtung. Wenn die Wendelkanäle in dieser Richtung weiterverlaufen und wenn die Verkürzungsabschnitt der Wendelkanäle auf gleicher Höhe in die Steighöhe von Null übergehen, laufen die Kanäle automatisch zusammen, wenn sie nicht vorher ein Ende aufweisen und auslaufen oder abgeschnitten sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass Verkürzungsabschnitte von Wendelkanälen einen Ringspalt um den Wendelverteiler bilden. Auch dies ist besonders dann leicht zu gestalten, wenn die Wendelkanäle bis zu einer Steighöhe von Null geführt werden und wenn bevorzugt die Wendelkanäle zusammengeführt sind.
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Auch ohne ein tatsächliches Ineinander-Übergehen der Wendelkanäle kann jedoch von einem Ringspalt gesprochen werden, wenn sich zumindest überwiegend rund um den Wendelverteiler ein nahezu oder tatsächlich durchlaufender Ringspalt ergibt.
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Der Verkürzungsabschnitt kann hinsichtlich einer Wendelkanaltiefe eine stärkere Verflachung und/oder hinsichtlich einer Wendelkanalbreite eine stärkere Verjüngung gegenüber dem weiteren Abschnitt aufweisen.
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Unter einem solchermaßen gestalteten Verkürzungsabschnitt ist zu verstehen, dass gegenüber dem ursprünglich stetigen Verlauf der Verflachung oder der Wendelkanalbreitenverjüngung plötzlich im Übergangsabschnitt von der geometrischen Regel des weiteren Abschnitts abgewichen wird.
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Beispielsweise ist denkbar, dass der Wendelkanal hinsichtlich seiner Kanalsohle von Anfang an oder jedenfalls vom Übergangsabschnitt an und/oder von der ersten ansteigenden Phase im weiteren Abschnitt an plötzlich im Verkürzungsabschnitt nach einer anderen geometrischen Regel ansteigt. Zum Beispiel kann die Steigung der Kanalsohle vorher konstant gewesen sein, und im Übergangsabschnitt ist sie nun plötzlich zwar auch konstant, aber größer; oder sie war im weiteren Abschnitt konstant, steigt hingegen im Verkürzungsabschnitt an; oder sie stieg schon im weitern Abschnitt nach einer geometrischen Regel an und steigt im Verkürzungsabschnitt nach einer anderen geometrischen Regel an.
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Wesentlich ist auch hier, dass der Fachmann zwei unterschiedliche geometrische Regeln erkennen kann, um einerseits den weiteren Abschnitt und andererseits den Verkürzungsabschnitt voneinander zu unterscheiden.
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Es versteht sich, dass die geometrische Regel im Verkürzungsabschnitt dazu führen muss, dass der Wendelkanal früher endet als es nach der geometrischen Regel des weiteren Abschnitts der Fall wäre. Nur dann erfüllt der Verkürzungsabschnitt seine Aufgabe, jedenfalls dann, wenn der Verlauf des Wendelkanals unbeeinträchtigt ist.
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Wenn im Verkürzungsabschnitt der Verlauf eine Änderung aufweist, kann es auch denkbar sein, dass die geometrische Regel des Verkürzungsabschnitts nicht zu einer Verkürzung der gesamten Wendelkanallänge gegenüber der geometrischen Regel des weiteren Abschnitts führt, wohl aber zu einem Ende der Wendelkanäle, welches weniger stromabwärts bezüglich der Verteilerstromrichtung liegt als gemäß der geometrischen Regel des weiteren Abschnitts der Fall gewesen wäre.
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So ist beispielsweise denkbar, dass die Wendelkanäle im Verkürzungsabschnitt eine Kurve in ihrem Verlauf aufweisen und mit geringerer Steighöhe auslaufen als es nach der geometrischen Regel des weiteren Abschnitts der Fall gewesen wäre. In diesem Fall enden die Wendelkanäle bei einem zylindrischen oder konusförmigen Axialwendelverteilers niedriger, wenn man einen Anfang der Kanäle am unteren Ende des Wendelverteilers voraussetzt, beziehungsweise im Falle eines Radialverteilers radial mehr innen, wenn man einen Anfang der Wendelkanäle radial innen voraussetzt.
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Hinsichtlich der Kanalsohlensteigung im Verkürzungsabschnitt wird vorgeschlagen, dass diese mindestens das Zweifache einer Kanalsohlensteigung im weiteren Abschnitt beträgt, bevorzugt mindestens das Dreifache, besonders bevorzugt mindestens das Vier- oder Fünffache.
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Es versteht sich, dass sich die mit dem vorstehend beschrieben Wendelverteiler erreichbaren Vorteile unmittelbar auf einen Blaskopf für eine Blasfolienanlage erstrecken, welcher mit einem solchen Wendelverteiler ausgestattet ist.
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Dasselbe gilt für eine Blasfolienanlage mit einem Extruder, einem Blaskopf wie vorstehend beschrieben, einer Flachlegung und einer Abzugsvorrichtung sowie bevorzugt mit einer Wickelstation.
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Schließlich ist es von Vorteil, wenn bei einem Verfahren zum Herstellen einer Blasfolie eine solche Blasfolienanlage verwendet wird.
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Dementsprechend ist auch die resultierende Blasfolie bei geeigneter Gestaltung des Verfahrens von besserer Qualität.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- 1 in einer räumlichen, teilgeschnittenen schematischen Ansicht einen zylindrischen Axialwendelverteiler nach dem Stand der Technik,
- 2 schematisch in einem radialen Schnitt eine Hälfte eines Spiralwendelverteilers nach dem Stand der Technik, bei welchem Schmelze radial außen in Wendelkanäle gespeist wird,
- 3 in einer schematischen Abwicklung vorteilhafte Wendelkanäle sowie
- 4 in einer schematischen Abwicklung ein oberes Ende eines Wendelverteilers mit Wendelkanälen mit Verkürzungsabschnitten.
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Der Wendelverteiler 1 in 1 ist nach dem Stand der Technik konstruiert. Er besteht im Wesentlichen aus einem zentralen Dorn 2, welcher von einem Mantel 3 umgeben ist. Der von einem Extruder (nicht dargestellt) angelieferte Schmelzestrom wird zunächst in einem Vorverteiler (nicht dargestellt) in mehrere Einzelströme aufgeteilt, welche in wendelförmige Kanäle münden. Diese sind in den Dorn 1 eingearbeitet und umlaufen diesen in Form eines Mehrfachgewindes.
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Eine zentrale Achse 4 liegt koaxial mit einer ringförmigen Austrittsdüse 5 an einem stromabwärtigen Ende 6 des Wendelverteilers 1.
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In einer Verteilerstromrichtung 7, somit auch in Extrusionsrichtung, nimmt eine Kanaltiefe von Wendelkanälen 8, 9 (exemplarisch gekennzeichnet) bis auf Null an einem Kanalende 10 (exemplarisch gekennzeichnet) ab.
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Gleichzeitig nimmt ein Spalt 11 zwischen dem Dorn 1 und seiner Gegenseite, gebildet aus dem Mantel 3, kontinuierlich zu. Auf diese Weise wird bewirkt, dass ein in einer Wendel fließender Schmelzestrom sich fortlaufend in zwei Anteile aufteilt: einerseits einen Anteil, welcher einen zwischen zwei Wendeln befindlichen Überlaufsteg 12 überströmt, andererseits einen Anteil, welcher dem Verlauf der Wendelkanäle 8, 9 folgt.
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Möglichst homogen verlässt die Schmelze das Extrusionswerkzeug am Ringspalt 5.
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In einem Zwickelbereich 13 verlaufen die Wendelkanäle 8, 9 von Anfängen 14 (exemplarisch gekennzeichnet) über Anfangsabschnitte 15 (exemplarisch gekennzeichnet) bis hin zu Übergangsabschnitten 16 (exemplarisch gekennzeichnet) und kontinuierlichen weiter in weiteren Abschnitten 17 (exemplarisch gekennzeichnet).
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Im Zwickelbereich 13 sind mit horizontal verlaufenden, unteren Kanten 18 und vertikalen Kanten 19, 20 (exemplarisch gekennzeichnet) mehrere Bereiche vorhanden, in welchen ein Anhaften von Schmelze zu befürchten ist.
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Der Radialwendelverteiler 30 in 2, welcher ebenfalls nach dem Stand der Technik konstruiert ist, besteht im Wesentlichen aus einer Platte 31, in welche Wendelkanäle 32 (exemplarisch gekennzeichnet) eingebracht sind, und einer ebenfalls horizontal liegenden Gegenplatte 33.
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Den horizontalen Kanten 18 und den vertikalen Kanten 19, 20 entsprechen hinsichtlich der Gefahr von Strömungstotbereichen beim Radialwendelverteiler 30 radiale Kanten (nicht dargestellt) strömungsabwärts von jedem Wendelkanalanfang (nicht dargestellt) beginnend sowie dem Umfang des Verteilers folgende Kanten (nicht dargestellt).
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Beim Radialwendelverteiler 30 wird die Kunststoffschmelze im Betrieb ausgehend von Vorverteilerkanälen 34 in Anfänge 35 der Wendelkanälen 32 geleitet. In Verteilerstromrichtung 36, welche radial hin zu einer zentralen Achse 37 liegt, während die zentrale Achse 37 mit einer Extrusionsrichtung 38 parallel liegt, nimmt eine Kanaltiefe der Wendelkanäle 32 ab, sodass ein Spalt 39 im Verlauf der Verteilerstromrichtung 36 größer wird.
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Bei der ausschnittweisen Abwicklung des Wendelverteilers 40 in 3 wurde in die Verlaufsgeometrie der Wendelkanäle 41, 42, 43, 44, 45 eingegriffen:
- Ausgehend von einem Vorverteiler (nicht dargestellt) finden sich Auslässe 46, 47, 48 am zylindrischen Axialwendelverteiler 40. Diese münden in Speiseabschnitte 49, 50, 51, wobei jeweils zwei Speiseabschnitte 50, 51 paarweise zueinander gekrümmt sind, damit im Wendelverteiler 40 angeordnete Vorverteilerkanäle kompakter geführt werden können.
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Die Mündungsabschnitte 49, 50, 51 sind sehr kurz und erstrecken sich nur so weit, bis die Wendelkanäle 41, 42, 43, 44, 45 eine gleiche Geometrie aufweisen.
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Dort befindet sich an Anfängen 52, 53, 54 jeweils eine erste Umlenkung, nämlich um knapp weniger als 90°. Der Winkel kann beispielsweise etwa 85° betragen.
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Unter diesem Winkel zu einer Verteilerstromrichtung 55 verlaufen die Wendelkanäle 41, 42, 43, 44, 45 zunächst entlang ihrer Anfangsabschnitte 56, 57, 58 geradeaus, bis sie sich stromabwärtig, also weiter fortgeschritten projiziert auf die Verteilerstromrichtung 55, von den Anfangsabschnitten 52, 53, 54 unmittelbar benachbarter Wendelkanäle 42, 43, 44, 45 befinden. Dort weisen sie doppelte Verschwenkungen 59, 60, 61 auf, welche aber nicht zu einem parallelen Weiterlaufen der Wendelkanäle 41, 42, 43, 44, 45 führen, sondern mit einer leichten Verschwenkung hin zu einer größeren Steigung in weiteren Abschnitten 62, 63, 64, 65 überleiten. In den weiteren Abschnitten 62, 63, 64, 65 bleibt die Steigung, also der Komplementärwinkel gegenüber der Verteilerstromrichtung 55 bis hin zu 90°, wiederum gleich in den weiteren Abschnitten 62, 63, 64, 65 verlaufen, die Wendelkanäle 41, 42, 43, 44, 45 also dort wiederum gerade.
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Somit laufen alle Verteilerkanäle 41, 42, 43, 44, 45 unmittelbar nach Überschreiten von kritischen vertikalen Kanten 66, 67, 68 zunächst kurz mit einer starken Steigung und weisen danach eine gegenüber dem Anfangsabschnitt 56, 57, 58 größere konstante Steigung auf.
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Hierdurch liegt auch nach den Übergangsabschnitten mit den doppelten Verschwenkungen 59, 60, 61 eine höhere Steigung vor. Dieser Verlauf der Steigung wirkt sich positiv auf die Verteilung der Schmelze aus und führt zusätzlich zu einem höheren Volumenstrom an den Kanten 66, 67, 68 und demzufolge zu einer Reduzierung von Wendelstreifen.
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Zusätzlich sind die vertikalen Kanten 66, 67, 68 in Folge der zunächst flachen Steigung in den Anfangsabschnitt 56, 57, 58 deutlich kürzer als im Stand der Technik.
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Die vergleichsweise recht kurzen vertikalen Kanten 66, 67, 68 definieren den Beginn von Überströmstegen 69 (exemplarisch gekennzeichnet). Diese sind zunächst in Überströmrichtung, welche parallel mit der Verteilerstromrichtung 55 liegt, sehr kurz. Hier kann sich also ein großer Volumenstrom der Schmelze einstellen.
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In Folge der anschließend erhöhten Steigung der jeweils stromabwärts liegenden Wendel ist der Überströmsteg 69 bei der nächsten Überlappung mit dem nächsten beginnenden Wendelkanal größer und nimmt eine konstante Breite 70 (exemplarisch gekennzeichnet) an. Dies ist für eine gute Verteilung der Schmelze vorteilhaft.
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In einer bevorzugten Form der Erfindung steigt der Wendelkanal erst nach den vertikalen Kanten 66, 67, 68 kurz mit stärkerer Steigung an und geht danach in eine konstante größere Steigung gegenüber dem Anfangsabschnitt über. Hierdurch liegt schon direkt nach den vertikalen Kanten eine etwas höhere Stegbreite vor. Auch dies wirkt sich positiv auf die Verteilung aus und führt zusätzlich zu einem höheren Volumenstrom an den Kanten und demzufolge zu einer weiteren Reduzierung von Wendelstreifen.
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Mit anderen Worten ausgedrückt kann ein Aspekt der Modifizierung des Anfangsbereichs der Wendelkanäle darin liegen, dass mindestens ein Wendelkanal in mindestens einem Fließwegabschnitt eine andere Steigung als in den übrigen Fließwegabschnitten aufweist.
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Die Steigung des Wendelkanals in einem ersten Bereich des Fließwegs, der sich vom Beginn des Wendelkanals hin bis zu dem Beginn der Überlagerung mit dem im Dresen des Wendelkanals gesehen nächsten, benachbarten Wendelkanal erstreckt, kann insbesondere kleiner sein als in den stromab gesehen folgenden Fließwegabschnitten des Wendelkanals.
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Die Steigung des Wendelkanals kann nach dem ersten Bereich in einem zweiten Bereich, der sich im Wesentlichen auf den Beginn der Überlagerung mit dem im Drehsinn des Wendelkanals gesehen nächsten, benachbarten Wendelkanals beschränkt, deutlich größer sein und danach in einem dritten Bereich des Wendelkanals mit einer konstanten Steigung, die größer ist als im ersten und kleiner ist als im zweiten Bereich, weiter verlaufen.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Steigung im ersten Bereich mehr als 0°, aber weniger als 20° beträgt, während sie im zweiten Bereich ein Maximum von weit über 30° annimmt und im dritten Bereich mit weniger als 30°, aber mehr als 10°, weiter verläuft.
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Hinsichtlich der Tiefe der Wendelkanäle kann vorgesehen sein, dass die Tiefe mindestens eines Wendelkanals in einem ersten Bereich, der sich vom Beginn des Wendelkanals hin bis zu dem Beginn der Überlagerung mit dem im Drehsinn des Wendelkanals gesehen nächsten, benachbarten Wendelkanal erstreckt, kleiner als in den übrigen Bereichen ist und dabei entweder konstant ist oder abnimmt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Tiefe des Wendelkanals nach dem ersten Bereich in einem zweiten Bereich, der sich im Wesentlichen auf den Beginn der Überlagerung mit dem im Drehsinn des Wendelkanals gesehen nächsten, benachbarten Wendelkanal beschränkt, kontinuierlich deutlich zunimmt und danach in einem dritten Bereich abnimmt.
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Am Wendelverteiler 100 in 4 läuft eine Schar Wendelkanäle 101, 102, 103 (exemplarisch gekennzeichnet) in einem Überlappungsbereich 104 in mehrfacher Schrauben- beziehungsweise Spiralform zueinander. Alle Wendelkanäle 101, 102, 103 sind geometrisch kongruent, nur in einer Umfangsrichtung 105 um den Wendelverteiler 100 herum gleichmäßig versetzt beginnend und auslaufend.
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Von Übergangsabschnitten (nicht dargestellt) der Wendelkanäle 101, 102, 103 an verlaufen diese in weiteren Abschnitten 106 (exemplarisch gekennzeichnet) in einem in der Abwicklung geraden Verlauf, also mit konstantem Winkel gegenüber einer Verteilerstromrichtung 107.
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Die weiteren Abschnitte 106 laufen jedoch nicht mit geradem Verlauf der Wendelkanäle 101, 102, 103 aus, sondern diese weisen jeweils einen Verkürzungsabschnitt 108 (exemplarisch gekennzeichnet) auf.
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Im Verkürzungsabschnitt 108 sind die Wendelkanäle 101, 102, 103 zunächst in einem ersten Knick 109 zu einer größeren Abwinkelung gegenüber der Verteilerstromrichtung 107 fortgeführt. Dort verlaufen sie ein kurzes Stück 110 gerade.
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Anschließend weisen sie einen weiteren Knick 111 auf, ab welchem sie ohne oder nur mit äußerst geringer Steighöhe weiterlaufen. In einem letzten, in sich geraden verlaufenden Abschnitt 112 (exemplarisch gekennzeichnet) laufen die Wendelkanäle 101, 102, 103 beziehungsweise deren Verkürzungsabschnitte 108 sehr bald aus. Dies ist dadurch bewerkstelligt, dass eine Kanalsohle 113 im letzten Stück 112 des Verkürzungsabschnitts 108 mit dem Mehrfachen einer Steigung gegenüber der Kanalsohlensteigung im weiteren Abschnitt 106 desselben Wendelkanals 101, 102, 103 ansteigt.
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Dementsprechend wird der Wendelkanal 101, 102, 103 dort sehr schnell schmal.
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Es kommt nicht einmal zu einem Ineinander-Übergehen der direkt benachbarten Wendelkanäle 101, 102, 103.
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Dennoch bilden die Wendelkanäle 101, 102, 103 mit ihren Verkürzungsabschnitten 108 einen - wenn auch unterbrochenen - Ringkanal 114 um den Wendelverteiler 100 aus.
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Ein Vorteil kann sich bereits dann einstellen, wenn nur ein einziger Wendelkanal 101, 102, 103 einen Verkürzungsabschnitt 108 aufweist.
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Bevorzugt sind mehrere, bevorzugt sämtliche, Wendelkanäle 101, 102, 103 eines Wendelverteilers 100 mit einem Verkürzungsabschnitt 108 ausgestattet, wobei der Verkürzungsabschnitt 108 bevorzugt bei allen Wendelkanälen 101, 102, 103 identisch geformt ist.
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Besonders vorteilhaft kann ein Wendelverteiler dann gestaltet werden, wenn er nicht nur Verkürzungsabschnitte 108, wie in 4 dargestellt, aufweist, sondern zusätzlich Beschleunigungsmittel zum besseren Überströmen von Schmelze über Überstromstege aufweist. Solche Mittel sind vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 im Detail erläutert. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die hier vorgestellte Erfindung mit einzelnen, mehreren oder allen Merkmalen der diesbezüglichen Beschreibung bei geeigneter Gestaltung nochmals verbessert werden kann.
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Es sei ausdrücklich erwähnt, dass die vorgeschlagenen Verlaufs- und Querschnittgeometrien nicht nur im Dorn bzw. in der Verteilerplatte angeordnet sein können, sondern auch im hierzu angeordneten Gegenstück.
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Außerdem sei ausdrücklich erwähnt, dass sich die Erfindung vorteilhaft sowohl für Einschichtblasköpfe als auch für Mehrschichtblasköpfe anwenden lässt.
