DE102010040984A1

DE102010040984A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Extrudatoberfläche

Info

Publication number: DE102010040984A1
Application number: DE102010040984A
Authority: DE
Inventors: Karl Gebesmair; Leopold Weiermayer; Wolfgang Diesenreiter; Bernhard Hubl; Franz Zorn; Erwin Krumböck
Original assignee: Greiner Tool Tec GmbH
Current assignee: Greiner Tool Tec GmbH
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-22
Also published as: EP2616226A2; WO2012035125A2; WO2012035125A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung mindestens einer Extrudatoberfläche (1) eines Extrudats (10) aus extrudierbaren Kunststoffen innerhalb eines Extrusionsprozesses, wobei eine Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit einem gasförmigen Strom (G) nach Austritt des Extrudats (10) aus einer Extrusionsdüse (2) und vor dem Eintritt in eine Kalibrierungsvorrichtung (4) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Extrudatoberfläche nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Behandlung einer Extrudatoberfläche nach Anspruch 11.
Es ist bekannt, dass beim Extrudieren von Extrudaten, insbesondere Rohren oder Profilen in einem Extruder eine homogene Schmelze aufbereitet und durch eine Extrusionsdüse gepresst wird. Die Querschnittsform des Extrusionsdüsenaustritts ist an die Kontur des Rohrs oder des Profils angepasst.
Das Extrudat wird in einer Kalibrierungsvorrichtung bis zum Erreichen eines formstabilen Zustandes abgekühlt, wobei zwischen der Düse und der Kalibrierungsvorrichtung ein Abstand, im Allgemeinen von 5 mm bis 20 mm, ist. In der Kalibrierungsvorrichtung wird das Extrudat an die gekühlten Wandungen der Kalibrierungsvorrichtung mittels Unterdruck angesaugt.
In der Kalibrierungsvorrichtung kommt es häufig zu unerwünschten Ablagerungen, welche aus dem Extrudat ausgeschieden werden, sowohl auf der Kontaktfläche (Kalibrierfläche) mit dem Extrudat, als auch in den Vakuumschlitzen. Es ist bekannt, dass versucht wird, die Auscheidungen, insbesondere die kritischen Dämpfe, vor dem Eintritt in die Kalibrierung abzusaugen.
Die bekannte Art der Extrusion von extrudierbaren Kunststoffen, insbesondere von Fensterprofilen, ist mit Nachteilen verbunden. Insbesondere können die kritischen Dämpfe, die aus dem Extrudat ausscheiden, mittels Absaugen nur unzureichend entfernt werden. Nach längerer Betriebsdauer werden auch die Vakuumschlitze durch die Ablagerungen, insbesondere durch Kondensieren von gasförmigen Bestandteilen, verstopft. Dies hat ein aufwendiges Reinigen zur Folge, welches den Extrusionsvorgang beeinträchtigt. Nach einer längeren Betriebsdauer von ca. 2 bis 5 Tagen ist ein gänzliches Abstellen des Extrusionsvorgangs erforderlich, um alle Ablagerungen komplett entfernen zu können. Weiterhin werden feste Ausscheidungen durch Absaugen nur schlecht entfernt, was eine Riefenbildung durch Wechselwirkung mit der Kalibrierungsvorrichtung in der Extrudatoberfläche zur Folge hat, die den Oberflächenglanz negativ beeinträchtigt.
Des Weiteren kann, insbesondere bei Fensterprofilen, eine gleichmäßige Anlage der Extrudatoberflächen des Extrudats am Eingang der Kalibrierungsvorrichtung nicht gewährleistet werden. Das Extrudat tritt keinesfalls eben über die gesamte Breite einer ebenen Profilfläche aus, sondern bildet flache Wellen quer zur Extrusionsrichtung. Dies führt dazu, dass bestimmte Zonen unmittelbar in Kontakt mit der Kalibrierungsvorrichtung gebracht werden und andere Zonen erst verzögert. Die Folgen sind Glanzunterschiede über die Breite der Außenflächen, welche im Extremfall als Glanzstreifen bezeichnet werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in einfacher, kosten- und zeitgünstiger Weise die Ausscheidungen des Extrudats vor dem Eintritt in die Kalibrierung besser entfernt und Glanzstreifen an der Extrudatoberfläche vermindert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine Extrudatoberfläche eines Extrudats aus extrudierbaren Kunststoffen innerhalb eines Extrusionsprozesses, nach Austritt des Extrudats aus einer Extrusionsdüse und vor dem Eintritt in eine Kalibrierungsvorrichtung mit einem gasförmigen Strom beaufschlagt wird. Der gasförmige Strom kann dabei ein Gas oder ein Gasgemisch aufweisen. Ein Bespiel für ein Gasgemisch ist die Beaufschlagung mit komprimierter Raumluft. Durch die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Strom werden im Endergebnis insbesondere gasförmige, flüssige oder feste Ausscheidungen von der mindestens einen Extrudatoberfläche, innerhalb einer Beaufschlagungszone, die zwischen der Extrusionsdüse und einer Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung angeordnet ist, zuverlässig entfernt, also z. B. weggeblasen. Grundsätzlich ist die Beaufschlagungszone ein räumlicher Bereich in der die Strömungsrichtung mindestens eines gasförmigen Stroms auf die mindestens eine Extrudatoberfläche gerichtet ist oder von der Extrudatoberfläche weg zeigt.
Die Beaufschlagung kann vorteilhafterweise zusätzlich mit einem gekühlten oder erhitzten gasförmigen Strom, insbesondere zur Minderung von Glanzstreifen auf dem Extrudat erfolgen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit einem gasförmigen Strom parallel zur Extrudatoberfläche und senkrecht zur Extrusionsrichtung. Somit erfolgt der Zustrom des gasförmigen Stroms von einer Seite, so dass Ausscheidungen aus dem Raum zwischen der Extrusionsdüse und der Kalibrierungsvorrichtung auf der anderen Seite herausgeblasen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform erfolgt die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom in einer Beaufschlagungsrichtung, die senkrecht zur mindestens einen Extrudatoberfläche ausgerichtet ist. Alternativ kann die Beaufschlagungsrichtung geneigt zur mindestens einen Extrudatoberfläche ausgerichtet sein.
In einer weiteren Ausgestaltungsform erfolgt die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom in einer Beaufschlagungsrichtung, die in einer Ebene parallel zur mindestens einen Extrudatoberfläche liegt und in Extrusionsrichtung ausgerichtet ist. Alternativ kann die Beaufschlagungsrichtung gegen die Extrusionsrichtung oder geneigt zur Extrusionsrichtung ausgerichtet sein.
Auch kann eine Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom in einer der genannten Beaufschlagungsrichtungen oder in einer Kombination aus mehreren Beaufschlagungsrichtungen erfolgen.
Die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Strom erfolgt mit einer Strömungsgeschwindigkeit innerhalb eines Geschwindigkeitsbereiches von 0,5 bis 50 m/s, insbesondere in einem Geschwindigkeitsbereich von 1 bis 10 m/s.
In einer Ausgestaltungsform kann der gasförmige Strom vor der Beaufschlagung auf die mindestens eine Extrudatoberfläche, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von –80°C bis +20°C (z. B. auch Raumtemperatur), gekühlt werden. So wird gewährleistet, dass die Extrudatoberfläche innerhalb einer kurzen Einwirkzeit, bedingt durch den geringen Abstand, insbesondere in einem Bereich zwischen 5 mm und 20 mm, zwischen der Extrusionsdüse und der Kalibrierungsvorrichtung, gekühlt wird. Eine Kühlung kann beispielsweise durch eine Druckentspannungskühlvorrichtung oder mittels einer Zugabe oder alleinstehende Verwendung von flüssigen Gasen, wie beispielsweise Stickstoff, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Argon oder Helium, erfolgen. Alternativ kann ein derartiger Kühleffekt auch mit einem gasförmigen Strom bei Raumtemperatur durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der gasförmige Strom vor der Beaufschlagung auf die mindestens eine Extrudatoberfläche, unterhalb einer Schmelztemperatur des Extrudats, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 100°C bis 150°C, erhitzt werden. Ein Erhitzen des gasförmigen Stroms kann beispielsweise durch eine Heizfläche, über Heißluftwärme, eine Elektroheizung und/oder eine Strahlungsquelle erfolgen. Dadurch wird eine Kühlung der Extrudatoberfläche innerhalb der Beaufschlagungszone, die zwischen der Extrusionsdüse und einer Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung angeordnet ist, verlangsamt.
Alternativ kann der gasförmige Strom vor der Beaufschlagung auf die mindestens eine Extrudatoberfläche oberhalb der Schmelztemperatur des Extrudats, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 300°C bis 400°C erhitzt werden. Dadurch wird eine Kühlung der mindestens einen Extrudatoberfläche innerhalb der Beaufschlagungszone unterbunden und eine Erwärmung bewirkt. Die Moleküle an der Oberfläche relaxieren, wodurch der Glanz erhöht wird.
Ein Erhitzen des gasförmigen Stroms kann beispielsweise durch eine Heizfläche, einen Elektroheizkörper, über Heißluftwärme oder eine Strahlungsquelle erfolgen.
In einer Ausgestaltungsform werden dem gasförmigen Strom vor der Beaufschlagung auf die mindestens eine Extrudatoberfläche feste und/oder flüssige Zusatzstoffe, vorzugsweise Gleitmittel, Trennmittel, oder chemische Substanzen kontinuierlich beigefügt. Alternativ kann die Beifügung auch in bestimmten Zeitintervallen erfolgen.
Dabei sind die Ausgestaltungsformen nicht auf die Beaufschlagung auf eine Extrudatoberfläche beschränkt, sondern sind gleichzeitig auf beliebig viele Extrudatoberflächen eines Extrudats anwendbar, insbesondere auf die Extrudatoberflächen, an die hohe Qualitätsansprüche hinsichtlich Glanz und riefenfreie, glatte Oberflächen gestellt werden. Beispielsweise die Außen- und Innenansicht eines Fensterprofils, wenn dieses in einem fertigen Fenster verbaut ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass unterschiedliche Extrudatoberflächen mit unterschiedlichen Gasen oder Gasgemischen, mit unterschiedlichen Temperaturen und/oder mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten beaufschlagt werden. Ferner können unterschiedlichen Extrudatoberflächen auch unterschiedliche Zusatzstoffe beigemengt werden.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Dabei dient mindestens eine Gasdüsenvorrichtung zur Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit einem gasförmigen Strom. Die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung ist dabei in Extrusionsrichtung zwischen der Extrusionsdüse und einer Kalibrierungsvorrichtung zur Erreichung eines formstabilen Zustandes des Extrudats, angeordnet.
Dabei kann die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung räumlich von der Extrusionsdüse und der Kalibrierungsvorrichtung getrennt oder integriert in die Extrusionsdüse oder Kalibrierungsvorrichtung angeordnet sein. Bei einer getrennten Anordnung lässt sich die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Strom durch mindestens eine Gasdüsenvorrichtung konstruktiv leicht realisieren und unterschiedliche Beaufschlagungen leicht umsetzen. Bei einer integrierten Bauweise kann die Vorrichtung insgesamt platzsparend ausgebildet werden. Grundsätzlich sind auch kombinierte Bauformen denkbar, wenn unterschiedliche Extrudatoberflächen unterschiedlich beaufschlagt werden sollen.
Die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung weist vorteilhafterweise mindestens einen Zuleitungskanal zur Zuleitung des gasförmigen Stroms in mindestens einen Verteilerraum auf. Der Verteilerraum dient dabei einer gleichmäßigen Verteilung des gasförmigen Stroms auf eine bestimmte Fläche der mindestens einen Extrudatoberfläche, so dass der Austrittsspalt der Gasdüsenvorrichtung über dessen Breite gleichmäßig beaufschlagt wird.
Dabei weist der Verteilerraum mindestes einen Austrittskanal zur Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom auf.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung in Extrusionsrichtung an der Extrusionsdüse an der Austrittseite des Extrudats aus der Extrusionsdüse angebracht. Alternativ ist die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung an der Kalibrierungsvorrichtung an der Eintrittseite des Extrudats in die Kalibrierungsvorrichtung angebracht. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung freistehend zwischen der Extrusionsdüse und der Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung an einer Haltevorrichtung angeordnet.
Weiterhin ist eine Kombination mehrerer Gasdüsenvorrichtungen in den oben genannten Ausgestaltungsformen möglich.
Zusätzlich kann zwischen der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung und der Extrusionsdüse und/oder der Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung eine Temperaturisolation angeordnet sein. Eine derartige Isolation bewirkt, dass die Temperatur der benachbarten Düse oder der benachbarten Kalibrierungsvorrichtung nicht verändert wird. Somit wird eine Wechselwirkung der Betriebstemperaturen der Extrusionsdüse, beziehungsweise der Kalibrierungsvorrichtung, mit der Temperatur des gasförmigen Stroms vermindert.
In einer alternativen Ausgestaltungsform ist die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung, der Zuleitungskanal, der Verteilerraum und/oder der Austrittskanal in die Extrusionsdüse und/oder in der Kalibrierungsvorrichtung integriert. Dies ermöglicht eine platzsparende Installation der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung zwischen der Extrusionsdüse und der Kalibrierungsvorrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung beweglich gelagert und insbesondere senkrecht und/oder parallel zur mindestens einen Extrudatoberfläche bewegbar angeordnet. In der Position bei welcher eine optimale Wirkung festgestellt wird, wird die Gasdüsenvorrichtung dann fixiert.
Alternativ oder zusätzlich ist der Austrittsquerschnitt des mindestens einen Austrittskanals variabel einstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung, der Verteilerraum und der Austrittskanal durch Zusammenwirken mindestens eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts mit der Extrusionsdüse an der Austrittseite des Extrudats aus der Extrusionsdüse in Extrusionsrichtung ausgebildet. Alternativ ist mindestens eine Gasdüsenvorrichtung durch Zusammenwirken mindestens eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts mit der Kalibrierungsvorrichtung an der Eintrittseite des Extrudats in die Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung, ausgebildet.
Zusätzlich kann an der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung oder dem Zuleitungskanal eine Zufuhrvorrichtung zur Einbringung fester und/oder flüssiger Zusatzstoffe in die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung, insbesondere für Gleitmittel, Trennmittel oder chemische Substanzen, angeordnet sein. Dies ermöglicht ein Auftragen der Zusatzstoffe bei der Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom. Die Einbringung der Zusatzstoffe kann kontinuierlich oder in Zeitintervallen erfolgen.
Zwischen der Extrusionsdüse und vor einer Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung ist eine Beaufschlagungszone angeordnet, die durch die Extrusionsdüse und Kalibrierungsvorrichtung begrenzt wird. Innerhalb der Beaufschlagungszone sind durch Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom gasförmige, flüssige oder feste Ausscheidungen von der Extrudatoberfläche entfernbar.
In einer Ausführungsform ist vor oder in der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Druckentspannungskühlvorrichtung, angeordnet. Alternativ kann auch eine Einleitungsvorrichtung für flüssige Gase vor oder in der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizfläche, eine Heißluft-Vorwärmung oder eine Strahlungsquelle, vor oder in der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung angeordnet.
Die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom erfolgt in einer Ausführungsform in einer Beaufschlagungsrichtung, die senkrecht zur mindestens einen Extrudatoberfläche oder geneigt zur mindestens einen Extrudatoberfläche ausgerichtet ist. Alternativ erfolgt die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche mit dem gasförmigen Strom in einer Beaufschlagungsrichtung, die in einer Ebene parallel zur mindestens einen Extrudatoberfläche liegt und in Extrusionsrichtung oder gegen die Extrusionsrichtung oder geneigt zur Extrusionsrichtung ausgerichtet ist.
Die beschriebenen Ausgestaltungsformen dieses Verfahrens und der Vorrichtung können sowohl alleinstehend, als auch in jeglichen Kombinationsmöglichkeiten angewandt werden. Weiterhin ist es möglich, die Verfahren und Vorrichtungen beliebig für mehr als eine Extrudatoberfläche zu kombinieren, um ein hochwertigeres Produkt zu erhalten. Dadurch wird gewährleistet, dass je nach den Anforderungen an die Extrudatoberflächen, ein möglichst wirtschaftlich effizientes Verfahren unter gleichzeitig verbesserter Qualität des Produktes erzielt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen, insbesondere 1, näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
2 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 1;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
4 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 3;
5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
6 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 5;
7 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
8 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 7;
9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem eine seitliche Zufuhr des gasförmigen Stroms erfolgt;
10 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Zufuhr des gasförmigen Stroms im Wesentlichen senkrecht zur Extrusionsrichtung erfolgt.
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beaufschlagung einer Extrudatoberfläche 1 mit einem gasförmigen Strom G (siehe 2) mittels einer Gasdüsenvorrichtung 5. Die Gasdüsenvorrichtung 5 ist dabei in Extrusionsrichtung E zwischen der Extrusionsdüse 2 und Kalibrierungsvorrichtung 4, angeordnet. Die Extrusionsrichtung E und die später erläuterte Beaufschlagungsrichtung B sind in 1 durch Pfeile dargestellt.
Durch die Beaufschlagung der Extrudatoberfläche 1 mit dem gasförmigen Strom G werden insbesondere gasförmige, flüssige oder feste Ausscheidungen von der Extrudatoberfläche 1, innerhalb der Beaufschlagungszone 3, die in der Extrusionsrichtung E von der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 begrenzt wird, zuverlässig entfernt. Der gasförmige Strom G kann ein reines Gas oder ein Gasgemisch aufweisen. Insbesondere kann z. B. Raumluft als Gasgemisch verwendet werden.
Die Gasdüsenvorrichtung 5 ist in dieser Ausführungsform räumlich von der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 getrennt und an einer nicht dargestellten Haltevorrichtung angebracht. Alternativ kann die Gasdüsenvorrichtung 5 auch an der Extrusionsdüse 2 an der Austrittseite des Extrudats 10 aus der Extrusionsdüse 2 in Extrusionsrichtung E oder an der Kalibrierungsvorrichtung 4 an der Eintrittseite des Extrudats 10 in die Kalibrierungsvorrichtung 4 entgegen Extrusionsrichtung E angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Gasdüsenvorrichtung 5 auch einen Strom quer zur Extrusionsrichtung E auf das Extrudat 10 richten.
Weiterhin ist es möglich, dass die Gasdüsenvorrichtung 5 in die Extrusionsdüse 2 oder Kalibrierungsvorrichtung 4 integriert ist. Auch eine Kombination mehrerer Gasdüsenvorrichtungen 5 in einer der oben genannten Ausführungsform ist möglich.
Es ist auch möglich, dass durch eine besondere Ausrichtung des Gasstrahls nur ein Teil der Extrudatoberfläche 1 mit einem Gas beaufschlagt wird, um eine gezielte Beeinflussung der Oberfläche zu erreichen.
Die Gasdüsenvorrichtung 5 ist beweglich gelagert und senkrecht und parallel zur Extrudatoberfläche 1 bewegbar. Dies ermöglicht ein gezieltes Einstellen des Beaufschlagungsortes innerhalb der Beaufschlagungszone 3 und der Strömungsgeschwindigkeit des auf die Extrudatoberfläche 1 zu beaufschlagenden gasförmigen Stroms G.
Die Gasdüsenvorrichtung 5 weist mindestens einen Zuleitungskanal 6 zur Zuleitung des gasförmigen Stroms in mindestens einen Verteilerraum 7 auf. Der gasförmige Strom wird beispielsweise durch eine hier nicht näher dargestellte Pumpe oder einem Gebläse gefördert und über den Zuleitungskanal 6 in den Verteilerraum 7 der Gasdüsenvorrichtung 5 geleitet. Der Zuleitungskanal 6 kann vorzugsweise durch eine Schlauch- oder Rohrleitung ausgebildet sein. Der Verteilerraum 7 dient dabei einer gleichmäßigen Verteilung des gasförmigen Stroms G auf eine bestimmte Breite, vorzugsweise der Breite der Extrudatoberfläche 1 quer zur Extrusionsrichtung E entsprechend, oberhalb der Extrudatoberfläche.
Der Verteilerraum 7 weist einen Austrittskanal 8 zur Beaufschlagung der Extrudatoberfläche 1 mit dem gasförmigen Strom G auf. Der Austrittskanal 8 weist vorzugsweise eine Spaltweite von 0,2 mm bis 1 mm auf. Dadurch wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Stroms bei geringem Gasverbrauch erreicht. Der Austrittskanal 8 kann grundsätzlich jede beliebige geometrische Form, vorzugsweise eine Schlitzform, aufweisen. Die Öffnung des Austrittskanals 8 an der Extrudatoberfläche 1 ist größer als die Öffnung des Austrittskanals 8 an dem Verteilerraum 7. Dies gewährleistet eine bessere Verteilung des gasförmigen Stroms G auf der Extrudatoberfläche 1. Alternativ kann die Öffnung des Austrittskanals 8 an der Extrudatoberfläche 1 kleiner oder gleich der Öffnung des Austrittskanals 8 an dem Verteilerraum 7 sein. Weiterhin ist es möglich, dass die Gasdüsenvorrichtung 5 mehrere räumlich voneinander getrennt Austrittkanäle 8 aufweist.
Alternativ ist es möglich, dass die Spaltweite des Austrittskanals 8 oder mehrerer runder Austrittskanäle oder die Spaltweite des Austrittskanals 8 an der Extrudatoberfläche 1 variabel einstellbar ist, um eine Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des zu gasförmigen Stroms G zu erreichen.
Die Beaufschlagung der Extrudatoberfläche 1 mit dem gasförmigen Strom G erfolgt in einer Beaufschlagungsrichtung B, die senkrecht zur Extrudatoberfläche 1 ausgerichtet ist (siehe 1). Alternativ kann die Beaufschlagungsrichtung B auch geneigt zur Extrudatoberfläche 1 ausgerichtet sein. Der gasförmige Strom G strömt dann unmittelbar an der Extrudatoberfläche 1 entlang und wird letztendlich radial, quer zur Extrusionsrichtung E, an der Extrusionsdüse 2 an der Austrittseite des Extrudats aus der Extrusionsdüse 2 in und an der Kalibrierungsvorrichtung 4 an der Eintrittseite des Extrudats in die Kalibrierungsvorrichtung 4 abgelenkt. Die Strömungsrichtung des gasförmigen Stroms G ist bei der Ausführungsform gemäß 1 und 2, also zunächst senkrecht auf die Extrudatoberfläche 1 auftreffend, dann wird der gasförmige Strom G abgelenkt und bildet zwei Äste mit zwei unterschiedlichen Strömungsrichtungen; einmal gegen und einmal in Extrusionsrichtung E gerichtet. Schließlich verlassen die Ströme die Beaufschlagungszone B senkrecht zur Extrudatoberfläche 1, wobei eine Umlenkung der Ströme durch ein Teil der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 erfolgt. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Strömungen durch gesonderte Strömungsleitflächen zu beeinflussen.
Ohne die Gasdüsenvorrichtung 5 schlagen sich von der Extrudatoberfläche 1 abgegebene flüssige oder feste Stoffe an der Düsen- und/oder der Stirnfläche der Kalibrierungsvorrichtung 4 nieder. Insbesondere können auch abgegebene gasförmige Bestandteile an der Stirnfläche der Kalibrierungsvorrichtung kondensieren. Dadurch bilden sich Ablagerungen, welche mit zunehmendem Umfang zu einer Beeinträchtigung der Extrudatqualität, wie Glanzminderung oder Riefen führen. An den genannten Stirnflächen ist die Auswirkung der flüchtigen Bestandteile noch nicht so gravierend als auf den Kontaktflächen zwischen der Kalibrierungsvorrichtung 4 und Extrudat 10, da nur ein kleiner Bereich überhaupt Kontakt zur Extrudatoberfläche 1 hat und auch ein Entfernen der Ablagerungen durch Abspachteln oder Abwischen möglich ist. Aber nur leicht an der Extrudatoberfläche 1 anhaftende flüchtige Bestandteile werden durch das Extrudat 10 in die Kalibrierungsvorrichtung 4 hineingeschleppt und/oder auch durch das anliegende Vakuum hineingesaugt. Dadurch können dann Ablagerungen direkt auf den Kontaktflächen entstehen. Diese Ablagerungen können ohne schwerwiegende Störungen oder gar Unterbrechungen des Extrusionsvorgangs nicht entfernt werden.
Mit der Gasdüsenvorrichtung 5 werden die flüchtigen Bestandteile von der Extrudatoberfläche 1 weggeblasen und aus dem Luftraum zwischen Gasdüsenvorrichtung 5 und Kalibrierungsvorrichtung 4 entfernt. Dadurch hat nur ein sehr kleiner Anteil Zeit (und damit auch die kurze Kontaktmöglichkeit), um sich auf den Stirnflächen der Gasdüsenvorrichtung 5 und/oder der Kalibrierungsvorrichtung 4 ablagern zu können. Ein Einschleppen oder Einsaugen in die Kalibrierungsvorrichtung 4 wird damit nahezu vollständig verhindert. Das bedeutet, dass die Reinigungsintervalle zum Reinigen der Kontaktflächen von störenden Ablagerungen wesentlich länger sind als bei herkömmlichen Extrusion ohne Gasbeaufschlagung.
Die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Stroms G liegt vorteilhafterweise etwa im Bereich 0,5 bis 50 m/s, insbesondere im Bereich zwischen 1 bis 10 m/s. Das ist deutlich schneller als die Bewegung des Profils. Übliche Extrusionsgeschwindigkeiten betragen etwa 2 bis 6 m/min (0,03 bis 0,1 m/s). Durch die Anströmung des Extrudats 10 wird eine erheblich höhere Anströmung erreicht, als dies durch die herkömmliche Relativgeschwindigkeit zwischen Extrudat 10 und Umgebungsluft üblich ist.
Der gasförmige Strom G wird in einer Ausführungsform, vor der Beaufschlagung auf die Extrudatoberfläche 1, in einer nicht dargestellten Kühlvorrichtung in einem Temperaturbereich von –80°C bis 20°C, temperiert. So wird gewährleistet, dass die Extrudatoberfläche 1 trotz einer kurzen Einwirkzeit, bedingt durch den Abstand zwischen der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4, signifikant gekühlt wird. Der Abstand zwischen der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 liegt bei Extrusionsprozessen im Allgemeinen in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm. Eine Kühlung erfolgt vorzugsweise mit einer Druckentspannungskühlvorrichtung. Alternativ kann eine Kühlung auch mittels einer Zugabe von verflüssigten Gasen, wie beispielsweise Stickstoff, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Argon oder Helium, erfolgen. Auch die alleinstehende Verwendung von verflüssigten Gasen ist möglich.
Durch eine Beaufschlagung des gekühlten gasförmigen Stroms G auf die Extrudatoberfläche 1 wird eine dünne Außenschicht der Extrudatoberfläche 1 abgekühlt und dadurch verfestigt. Die dünne Außenschicht bildet somit eine einheitliche Oberfläche aus und Glanzstreifen werden dadurch vermindert. Alternativ kann ein derartiger Kühleffekt auch mit einem Gas bei Raumtemperatur durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden.
In einer weiteren Alternative kann der gasförmige Strom G vor der Beaufschlagung auf die Extrudatoberfläche 1, auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Extrudats 10, in einer hier nicht dargestellten Heizvorrichtung, erhitzt werden. Ein bevorzugter Temperaturbereich ist von 100°C bis 150°C. Ein Erhitzen des gasförmigen Stroms G kann beispielsweise durch eine Heizfläche, eine Elektro-Heizwendel, über Heißluftwärme und/oder eine Strahlungsquelle erfolgen.
Dadurch wird eine Kühlung der Extrudatoberfläche 1 innerhalb der Beaufschlagungszone B, die zwischen der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 in Extrusionsrichtung E angeordnet ist, verlangsamt und oberflächennahe Moleküle haben mehr Zeit zum Abbau innerer Spannungen, welche durch das Fließen durch die Extrusionsdüse 2 entstehen.
Alternativ kann der gasförmige Strom G vor der Beaufschlagung auf die Extrudatoberfläche 1 oberhalb der Schmelztemperatur des Extrudats 10, auf eine Temperatur in einem bevorzugten Temperaturbereich von 300°C bis 400°C erhitzt werden. Dadurch wird eine Kühlung der Extrudatoberfläche 1 innerhalb der Beaufschlagungszone unterbunden; im Gegenteil, die Oberfläche wird aufgeheizt.
Weiterhin wird das heiße Gas auch in geringen Mengen, durch den Unterdruck innerhalb der Kalibrierungsvorrichtung 4, in die Kalibrierungsvorrichtung 4 gesaugt.
Bei den bekannten Verfahren wird hier Umgebungsluft eingesaugt. Dies führt zu unterschiedlichen Abkühlungsverhältnissen im Einlaufbereich der Kalibrierungsvorrichtung 4. Bereiche der Extrudatoberfläche 1, die sofort an der Eintrittskante Kontakt mit der Kalibrierfläche bekommen, kühlen etwa von der ursprünglichen Massetemperatur sehr rasch ab. Die äußerste Extrudatoberfläche 1 erstarrt nahezu schlagartig, was zu einem bestimmten Glanzbild führt. Bereiche der Extrudatoberfläche 1, die erst ca. 20 mm nach der Eintrittskante Kontakt mit der Kalibrierfläche bekommen, weil diese zunächst etwa wellenförmig weggebogen waren, kühlen durch die mit hoher Geschwindigkeit eingesaugten Umgebungsluft oberflächlich bereits merklich ab. Die Extrudatoberfläche wird bei Temperaturen unter etwa 150°C weitgehend formstabil und bildet einen charakteristischen Glanz aus. Erfolgt dann wenige Sekundenbruchteile später der Kontakt mit der Kalibrierfläche, wird die Abkühlung wesentlich verstärkt, aber die Extrudatoberfläche erreicht nicht mehr die gleiche Ausbildung wie die Bereiche, die früher Kontakt bekommen haben. Das Glanzbild ist dauerhaft inhomogen. Das Profil weist in Längsrichtung verlaufende Streifen mit unterschiedlichem Glanz auf.
Im Sinne der Ausführungsformen mit einer Beaufschlagung mit dem gasförmigen Strom G wird eine vorzeitige Abkühlung von Bereichen der Extrudatoberfläche verhindert. Somit ist die Auswirkung auf den Oberflächenglanz nur gering, unabhängig davon, ob die Extrudatoberfläche 1 sofort an der Eintrittskante der Kalibrierungsvorrichtung 4 oder einige Millimeter später Kontakt mit der Kalibrierfläche bekommt.
Dadurch wirken sich unterschiedliche Längspositionen der Extrudatoberfläche 1 in Extrusionsrichtung E und somit der verzögerte Kontakt einiger Zonen der Extrudatoberfläche 1 mit der Kalibrierungsvorrichtung 4 weniger auf die örtlichen Glanzunterschiede aus. Eine effektive Kühlung der Extrudatoberfläche 1 findet nicht mehr bei Eintritt in die Kalibrierungsvorrichtung 4, sondern verzögert, innerhalb der Kalibrierungsvorrichtung 4, statt. Dadurch wird eine gleichmäßigere Kühlung der Extrudatoberfläche 1, trotz der unterschiedlichen Längspositionen, gewährleistet und die Entstehung von Glanzstreifen wird dadurch vermindert.
In 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 1 dargestellt, in einer Seitenansicht. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibungen von 1 verwiesen.
Die 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Beaufschlagung einer Extrudatoberfläche 1 mit einem gasförmigen Strom G mittels einer Gasdüsenvorrichtung 5, wobei gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugsziffern wie in der 1 versehen sind. Bezüglich einer entsprechenden Erläuterung wird auf die obige Ausführung der 1 verwiesen.
Die Gasdüsenvorrichtung 5 ist an der Kalibrierungsvorrichtung 4 an der Eintrittseite des Extrudats 10 in die Kalibrierungsvorrichtung 4 angebracht. Alternativ kann die Gasdüsenvorrichtung 5 spiegelbildlich zum dargestellten Ausführungsbeispiel an der Extrusionsdüse 2 an der Austrittseite des Extrudats 10 aus der Extrusionsdüse 2 angebracht sein. Vorzugsweise weist die Gasdüsenvorrichtung 5 einen geringen Raumbedarf, in Richtung der Extrusionsrichtung E betrachtet, auf. Dadurch ist der Einsatz der Gasdüsenvorrichtung 5 auch bei einem sehr geringen axialen Abstand, in Extrusionsrichtung E betrachtet, zwischen der Kalibrierungsvorrichtung 4 und der Extrusionsdüse 2, insbesondere bei einem Abstand zwischen 5 mm und 20 mm, möglich.
Grundsätzlich ist es möglich, dass sowohl an der Extrusionsdüse 2 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 eine Gasdüsenvorrichtung 5 angeordnet ist.
Die Beaufschlagung der Extrudatoberfläche 1 mit dem gasförmigen Strom G erfolgt in einer Beaufschlagungsrichtung B, die in einer Ebene parallel zur Extrudatoberfläche 1 liegt und entgegen der Extrusionsrichtung E ausgerichtet ist.
Alternativ kann die Beaufschlagungsrichtung B in einer Ebene parallel zur Extrudatoberfläche 1 liegen und gegen die Extrusionsrichtung E oder geneigt zur Extrusionsrichtung E ausgerichtet sein. Für weitere Erläuterungen wird auf die Beschreibung der 1 verwiesen.
Der Verteilerraum 7 weist einen Austrittskanal 8 zur Beaufschlagung der Extrudatoberfläche 1 mit dem gasförmigen Strom G auf. Der Austrittskanal 8 weist vorzugsweise einen schlitzförmigen Querschnitt (lichte Weite 0,2 bis 1 mm) gegenüber der Extrudatoberfläche 1 mit einem Durchmesser, senkrecht zur Extrusionsrichtung E gemessen, von 0,2 mm bis 1 mm auf. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibungen in 1 verwiesen.
Dem gasförmigen Strom G werden durch eine hier nicht dargestellte Zufuhrvorrichtung vor der Beaufschlagung auf die Extrudatoberfläche 1 feste und/oder flüssige Zusatzstoffe kontinuierlich beigefügt. Die Zusatzstoffe werden beispielsweise durch Verwirbeln oder Versprühen fein im gasförmigen Strom verteilt. Vorzugsweise werden Gleitmittel, Trennmittel, oder chemische Substanzen kontinuierlich eingebracht. Vorzugsweise ist die Zufuhrvorrichtung an der Gasdüsenvorrichtung 5 oder dem Zuleitungskanal 6 angeordnet.
Gleitmittel verringern den Reibungskoeffizienten zwischen der Extrudatoberfläche 1 und der Kalibrierungsvorrichtung 4 und bewirken eine Verringerung der Abzugskraft.
Trennmittel verringern die Haftneigung von Ablagerungen in der Kalibrierungsvorrichtung 4. Dadurch lagern sich weniger Partikel auf der Kalibrierungsvorrichtung 4 ab, so dass die Neigung zur Riefenbildung auf der Extrudatoberfläche 1 vermindert wird. Im Idealfall werden überhaupt keine Ablagerungen erzeugt, wodurch die Reinigungsintervalle von bisher einigen Tagen auf einige Wochen verlängert werden.
Eine Einbringung von chemischen Substanzen, vorzugsweise Oberflächen-aktive Substanzen, ermöglichen die Erhöhung oder gezielte Erniedrigung des Glanzes der Extrudatoberfläche 1.
Alternativ kann die Einbringung von Zusatzstoffen auch in bestimmten Zeitintervallen erfolgen, da die Konzentration einiger Zusatzstoffe innerhalb der Kalibrierungsvorrichtung nur langsam abnimmt.
Alternativ oder zusätzlich kann der gasförmige Strom G temperiert werden. Zusätzlich kann zwischen der Gasdüsenvorrichtung 5 und der Extrusionsdüse 2 und/oder der Kalibrierungsvorrichtung in Extrusionsrichtung E eine Temperaturisolation angeordnet sein. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibung von 1 verwiesen.
In 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 3 dargestellt. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibungen von 1 und 3 verwiesen.
Die 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Beaufschlagung einer Extrudatoberfläche 1 mit einem gasförmigen Strom G mittels einer Gasdüsenvorrichtung 5, wobei gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugsziffern wie in der 1 versehen sind. Bezüglich einer entsprechenden Erläuterung wird auf die obige Ausführung der 1 verwiesen.
Die Gasdüsenvorrichtung 5, der Verteilerraum 7 und der Austrittskanal 8 werden durch Zusammenwirken eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts 9, in dem Aussparungen für den Verteilerraum 7 und den Austrittskanal 8 angebracht sind, mit der Kalibrierungsvorrichtung 4 an der Eintrittseite des Extrudats 10 in die Kalibrierungsvorrichtung 4, ausgebildet. Alternativ kann die Gasdüsenvorrichtung 5 durch Zusammenwirken mindestens eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts 9 mit der Extrusionsdüse 2 an der Austrittseite des Extrudats 10 aus der Extrusionsdüse 2, ausgebildet werden. Die Verwendung mehrerer Gasdüsenvorrichtungsausschnitte 9 zur Ausbildung einer Gasdüsenvorrichtung 5 durch Zusammenwirken mit der Extrusionsdüse 2 oder der Kalibrierungsvorrichtung 4 ist ebenfalls möglich.
Die Zufuhr des gasförmigen Stroms G erfolgt durch einen hier nicht dargestellten Zuleitungskanal in die Kalibrierungsvorrichtung 4 und wird mittels in der Kalibrierungsvorrichtung 4 angebrachten Bohrungen 6 in die Gasdüsenvorrichtung 5 geleitet. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibung der 1 und 3 verwiesen.
In 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 5 dargestellt. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibungen von 5 verwiesen.
Die 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Beaufschlagung einer Extrudatoberfläche 1 mit einem gasförmigen Strom G mittels einer Gasdüsenvorrichtung 5, wobei gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in der 1 versehen sind. Bezüglich einer entsprechenden Erläuterung wird auf die obige Ausführung der 1 verwiesen.
Die Gasdüsenvorrichtung 5, der Verteilerraum 7 und der Austrittskanal 8 werden durch Zusammenwirken eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts 9 mit der Extrusionsdüse 2 an der Austrittseite des Extrudats 10 aus der Extrusionsdüse 2 ausgebildet. Die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Strom G erfolgt in einer Beaufschlagungsrichtung B die in Extrusionsrichtung E liegt. Vorzugsweise beträgt die Breite des Gasdüsenvorrichtungsauschnitts 9, in Extrusionsrichtung E betrachtet, weniger als 2 mm. Dadurch wird ein sehr geringer Platzbedarf der Gasdüsenvorrichtung 5 realisiert. Für eine weitere Erläuterung wird auf die Beschreibung der 1 bis 5 verwiesen
Der gasförmige Strom G wird vor der Beaufschlagung erhitzt. Für diesbezügliche Erläuterungen wird auf die Beschreibung der 1 verwiesen. Durch Anbringung der Gasdüsenvorrichtung 5 an der Extrusionsdüse 2 wird ein sehr geringer Wärmeverlust, sowohl der Betriebstemperatur der Extrusionsdüse 2, als auch der Gastemperatur des gasförmigen Stroms G realisiert. Für Erläuterungen bezüglich des Effekts eines erhitzten gasförmigen Stroms G bei der Beaufschlagung auf die Extrudatoberfläche 1 wird auf die Beschreibungen der 1 verwiesen. Vorzugsweise wird in einem Temperaturbereich von ca. 220°C gearbeitet. Dadurch wird die Extrusionsdüse 2 an der Austrittsfläche des Extrudats 10 über die Betriebstemperatur erhöht. Höhere Wandtemperaturen am Austritt der Extrusionsdüse führen zu einem höheren Glanz der Extrusionsoberfläche 1. Somit wird neben dem Temperatureffekt des Gases (siehe Beschreibung 1) ein zusätzlicher Effekt zur Erhöhung des Glanzes der Extrudatoberfläche erzielt.
In 8 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels von 7 dargestellt. Für weitergehende Erläuterungen wird auf die Beschreibungen von 7 verwiesen.
In 9 ist im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie in der 1 dargestellt, so dass auf die entsprechende Beschreibung Bezug genommen werden kann. Anders als bei der Ausführungsform gemäß 1 ist wird hier der gasförmige Strom G seitlich in die Beaufschlagungszone 3 zugeführt. Der gasförmige Strom liegt somit senkrecht zur Extrusionsrichtung E und im Wesentlichen parallel zur Extrudatoberfläche 1. Ausscheidungen aus der Extrudatoberfläche 1 werden durch den gasförmigen Strom seitlich herausgeblasen.
Die Gasdüsenvorrichtung 5 ist hier nicht dargestellt. Der gasförmige Strom G kann z. B. durch eine Düse oder auch eine Vielzahl von Düsen zugeführt werden. Auch kann die Zufuhr über einen Schlitz erfolgen.
In 10 ist eine Schnittansicht aus der Beaufschlagungszone 3 dargestellt, so dass das Extrudat 10 im Schnitt erkennbar ist. Hier sind zwei Möglichkeiten der Zufuhr des gasförmigen Stroms G dargestellt, die einzeln oder zusammen verwendet werden können.
Oberhalb des Extrudats 10 ist eine Gasdüsenvorrichtung 5 mit vier geneigten Düsen dargestellt, die einzelne gasförmige Ströme G abstrahlen. Diese Gasdüsenvorrichtung kann außerhalb der Kalibrierungsvorrichtung 4 und der Extrusionsdüse 2 angeordnet werden, so dass die Beaufschlagungszone 3 schmal ausgebildet werden kann.
Seitlich ist ein eine einzelne Düse dargestellt, die parallel zur Extrudatoberfläche einen gasförmigen Strom G abgibt. In beiden Fällen ergibt sich ein effizienter Abtransport von Ausscheidungen der Extrudatoberfläche 1.
Das Absenken der Konzentration von Ausscheidungen im Luftzwischenraum zwischen Extrusionsdüse 2 und Kalibrierungsvorrichtung 4 kann auch erreicht werden, wenn man mit einer Düse (z. B. einer großvolumigen) und vergleichsweise geringem Unterdruck aus der Beaufschlagungszone 3 absaugt. Dies kann auch in Kombination mit Blasvorrichtungen erreicht werden, wie sie in den Figuren beschrieben sind. Durch ein gezieltes Absaugen wird das Einsaugen von Ausscheidungen in die Kalibrierungsvorrichtung 4 verhindert oder verringert.
Mit einem Gasstrom, welcher unabhängig von der Vakuumbeaufschlagung der Kalibrierungsvorrichtung 4 ist, können Ausscheidungen abgesaugt werden und das Eindringen in die Kalibrierung vermieden werden. Beispielweise wird eine Saugdüse mit großem Kanalquerschnitt, 3 × 100 mm, an einer vertikalen Seite des Luftzwischenraumes (Beaufschlagungszone 3) angesetzt. Mit einem Unterdruck von nur 0,1 bis 0,2 bar, vergleichbar mit der Saugleistung eines normalen Staubsaugers, entsteht ein hoher Gasstrom im Luftzwischenraum mit im Wesentlichen horizontaler Strömungsrichtung quer zur Extrusionsrichtung. Dabei kommt es auch zu Verwirbelungen im Luftzwischenraum, so dass alle Oberflächen des Profils, auch die vertikal, verlaufenden Wandungen, hohen Strömungsgeschwindigkeiten ausgesetzt sind und dadurch nahezu alle Ausscheidungen zuverlässig entfernt werden. Das Absaugen kann mit einem einfachen Gebläse erfolgen. Die abgesaugte Luft kann unmittelbar wieder im Raum ausgeblasen werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungsformen dieses Verfahrens und der Vorrichtung können sowohl alleinstehend, als auch in jeglichen Kombinationsmöglichkeiten angewandt werden. Weiterhin ist eine Kombination mehrerer Gasdüsenvorrichtungen in den oben genannten Ausgestaltungsformen möglich. Weiterhin ist es möglich, die Verfahren und Vorrichtungen beliebig für mehr als zwei Extrudatoberflächen zu kombinieren, um ein hochwertigeres Produkt zu erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Extrudatoberfläche
2: Extrusionsdüse
3: Beaufschlagungszone
4: Kalibrierungsvorrichtung
5: Gasdüsenvorrichtung
6: Zuleitungskanal
7: Verteilerraum
8: Austrittskanal
9: Gasdüsenvorrichtungsausschnitt
10: Extrudat
B: Beaufschlagungsrichtung
E: Extrusionsrichtung
G: gasförmiger Strom

Claims

Verfahren zur Behandlung mindestens einer Extrudatoberfläche (1) eines Extrudats (10) aus extrudierbaren Kunststoffen innerhalb eines Extrusionsprozesses, gekennzeichnet durch eine Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit einem gasförmigen Strom (G) nach Austritt des Extrudats (10) aus einer Extrusionsdüse (2) und vor dem Eintritt in eine Kalibrierungsvorrichtung (4).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) gasförmige, flüssige und/oder feste Ausscheidungen von der Extrudatoberfläche (1), innerhalb einer Beaufschlagungszone (3), die zwischen der Extrusionsdüse (2) und der Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E) angeordnet ist, entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit einem gasförmigen Strom (G) parallel zur Extrudatoberfläche (1) und senkrecht zur Extrusionsrichtung (E) erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) in einer Beaufschlagungsrichtung (B) erfolgt, die senkrecht oder geneigt zur Extrudatoberfläche (1) ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) in einer Beaufschlagungsrichtung (B) erfolgt, die in einer Ebene parallel zur Extrudatoberfläche (1) liegt und in Extrusionsrichtung (E) oder gegen die Extrusionsrichtung (E) oder geneigt zur Extrusionsrichtung (E) ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Strom (G) zur Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 0,5 m/s bis 50 m/s, insbesondere zwischen 1 m/s bis 10 m/s, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Strom (G) zur Beaufschlagung der Extrudatoberfläche (1) eine Temperatur zwischen –250°C und 30°C, insbesondere eine Temperatur zwischen –80°C bis +20°C, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Strom (G) zur Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1), a. unterhalb der Schmelztemperatur des Extrudats (10) innerhalb eines Temperaturbereiches von 30°C bis 250°C, insbesondere in einem Temperaturbereich von 100°C bis 150°C, oder b. oberhalb der Schmelztemperatur des Extrudats (10) innerhalb eines Temperaturbereiches von 250°C bis 500°C, insbesondere in einem Temperaturbereich von 300°C bis 400°C, temperiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem gasförmigen Strom (G) vor der Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) feste und/oder flüssige Zusatzstoffe kontinuierlich oder in Zeitintervallen beigefügt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stömungsrichtung mindestens eines gasförmigen Stromes (G) auf die Exdrudatoberfläche (1) oder von der Extdudatoberfläche (1) weg zeigt.
Vorrichtung zur Behandlung mindestens einer Extrudatoberfläche (1) eines Extrudats (10) aus extrudierbaren Kunststoffen innerhalb eines Extrusionsprozesses insbesondere nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5) zur Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit einem gasförmigen Strom (G), wobei die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5) in Extrusionsrichtung (E) zwischen der Extrusionsdüse (2) und der Kalibrierungsvorrichtung (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5) mindestens einen Zuleitungskanal (6) zur Zuleitung des gasförmigen Stroms (G) in mindestens einen Verteilerraum (7) und mindestens einen Austrittskanal (8) aus dem Verteilerraum (7), zu der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G), aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5) in Extrusionsrichtung (E) zwischen der Extrusionsdüse (2) und der Kalibrierungsvorrichtung (4) a. an der Extrusionsdüse (2) an der Austrittseite des Extrudats (10) aus der Extrusionsdüse (2) in Extrusionsrichtung (E), und/oder b. an der Kalibrierungsvorrichtung (4) an der Eintrittseite des Extrudats (10) in die Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E), und/oder c. freistehend zwischen der Extrusionsdüse (2) und der Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E) an einer Haltevorrichtung, und/oder d. parallel zur mindestens einen Extrudatoberfläche (1) und senkrecht zur Extrusionsrichtung (E) angeordnet ist.
Vorrichtung Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung (5) und der Extrusionsdüse (2) und/oder der Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E) eine Temperaturisolation angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5), der Zuleitungskanal (6), der Verteilerraum (7) und/oder der Austrittskanal (8) in die Extrusionsdüse (2) und/oder die Kalibrierungsvorrichtung (4) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5) senkrecht und/oder parallel zur Extrudatoberfläche (1) bewegbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spaltweite des mindestens einen Austrittskanals (8) und/oder Abstand des Austrittskanals (8) gegenüber der Extrudatoberfläche (1) variabel einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5), der Verteilerraum (7) und/oder der Austrittskanal (8) durch Zusammenwirken mindestens eines Gasdüsenvorrichtungsausschnitts (9) mit a. der Extrusionsdüse (2) an der Austrittseite des Extrudats (10) aus der Extrusionsdüse (2) in Extrusionsrichtung (E), oder mit b. der Kalibrierungsvorrichtung (4) an der Eintrittseite des Extrudats (10) in die Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E), ausgebildet wird
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung (5) oder an dem Zuleitungskanal (6) eine Zufuhrvorrichtung zur Einbringung, kontinuierlich oder in Zeitintervallen, von festen und/oder flüssigen Zusatzstoffen in die mindestens eine Gasdüsenvorrichtung (5), insbesondere Gleitmittel, Trennmittel oder chemische Substanzen, angeordnet ist, wobei die Zusatzstoffe bei der Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) aufgetragen werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Extrusionsdüse (2) und der Kalibrierungsvorrichtung (4) in Extrusionsrichtung (E) eine Beaufschlagungszone (3) angeordnet ist, innerhalb der die mindestens eine Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) beaufschlagbar ist, um gasförmige, flüssige oder feste Ablagerungsprodukte von der Extrudatoberfläche (1) zu entfernen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder in der mindestens einen Gasdüsenvorrichtung (5) a. eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Druckentspannungskühlvorrichtung, oder b. eine Zufuhrvorrichtung für flüssige Gase, oder c. eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizfläche, eine Heißluft-Vorwärmung oder eine Strahlungsquelle, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittskanal (8) derart angeordnet ist, a. dass die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) in einer Beaufschlagungsrichtung (B) erfolgt, die senkrecht zur mindestens einen Extrudatoberfläche (1) oder geneigt zur mindestens einen Extrudatoberfläche (1) ausgerichtet ist, oder, b. dass die Beaufschlagung der mindestens einen Extrudatoberfläche (1) mit dem gasförmigen Strom (G) in einer Beaufschlagungsrichtung (B) erfolgt, die in einer Ebene parallel zur mindestens einen Extrudatoberfläche (1) liegt und in Extrusionsrichtung (E) oder gegen die Extrusionsrichtung (E) oder geneigt zur Extrusionsrichtung (E) ausgerichtet ist, erfolgt.