-
Die Erfindung betrifft einen Kühlring für eine Blasfolienanlage, eine Blasfolienanlage mit einem solchen Kühlring sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Blasfolienanlage.
-
Blasfolienanlagen sind im Stand der Technik bekannt und bewährt: Kunststoffgranulat wird in einem Extruder aufgeschmolzen und über eine Vorverteilung einem Blaskopf mit einem Wendelverteiler zugeführt. Über die Wendel gelangt die Schmelze in einen Ringspalt, der in eine Ringschlitzdüse mündet. Aus der Ringschlitzdüse wird die Schmelze als Folienschlauch extrudiert. Über einen erhöhten Innendruck im Folienschlauch weitet sich der Folienschlauch in einer sogenannten Schlauchbindungszone unmittelbar nach Austritt aus der Ringschlitzdüse und oft noch einem darauf folgenden Kühlring auf, was die Folie insbesondere quer zur Maschinenrichtung verstreckt. Die Folie wird anschließend abgekühlt, kalibriert, flachgelegt und anschließend in der Regel umgelenkt und aufgewickelt. Am Abzug, jenseits einer Frostlinie, einer Kalibrierung und einer Flachlegung, ist üblicherweise ein Quetschwalzenpaar vorgesehen, wobei mindestens eine Walze angetrieben ist und die Umfangsgeschwindigkeit der Walze größer ist als die Austrittsgeschwindigkeit des Schmelzschlauchs an der Ringschlitzdüse. Dadurch wird der Folienschlauch zusätzlich längs verstreckt.
-
Jenseits des Abzugs befindet sich im Regelfall eine Reversierung mit Wendestangen. In der Reversierung drehen sich die Wendestangen zyklisch um die vertikale Achse, bevor die Folienbahn letztlich einer Wickelstation zugeführt wird und dort zu einem Folienwickel aufgewickelt wird.
-
Prozessbedingt hat die hergestellte Schlauchfolie meist ein nicht perfekt gleichmäßiges Dickenprofil über den Umfang.
-
Am Abzug kommt der Folienschlauch in bereits erstarrtem Zustand an. Dazu muss der Folienschlauch nach dem Austritt aus der Ringschlitzdüse abgekühlt werden.
-
Zum Abkühlen des Folienschlauchs können verschiedenste Mittel zum Einsatz kommen.
-
Kohlringe haben sich sehr bewährt.
-
Ein Kühlring sitzt im Allgemeinen unmittelbar an, jedenfalls aber zumindest in der Nähe, der Ringschlitzdüse, um auf die möglichst heiße Schmelze einwirken zu können. Die meisten Kühlringe sind stationär, wobei ein Kühlring vorteilhaft auch in seiner Höhe verstellt werden kann.
-
Ein Kühlring wird außen um den Folienschlauch angeordnet und weist in seinem Inneren einen kreisrunden Durchtritt für den Folienschlauch auf. Kühlluft wird von außen in den Kühlring eingeblasen und tritt nach innen über eine Kühlluftdüse auf den durchlaufenden Folienschlauch aus. Ein Kühlring ist auch ein probates Mittel, um auf die Kühleigenschaften des Folienschlauchs Einfluss zu nehmen: So kann die Kühllufttemperatur geändert werden. Bei einigen Kühlringen gibt es sogar im Inneren der Kühlluftführung kleine mechanische Steller, die den Luftstrom der eingeblasenen Kühlluft beeinflussen, so dass über den Umfang des Kühlrings verteilt die Kühlluft ungleichmäßig aus dem Kühlring beziehungsweise aus der Kühlluftdüse auf den Folienschlauch gerichtet werden kann. Hierdurch können Ungleichförmigkeiten in der Dicke des Folienschlauchs entlang des Umfangs ausgeriegelt werden.
-
Da die Anmelderin der hier vorliegenden Patentanmeldung gegenwärtig ihre Anlagen üblicherweise zum Extrudieren in vertikaler Richtung gegen die Schwerkraft konstruiert, wird nachstehend vor allem auf diese Ausrichtung textlich Bezug genommen. Es sei aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung auch auf sämtliche übrigen Raumrichtungen anwenden lässt. Der Fachmann wird gegebenenfalls die hier offenbarten Merkmale analog anzupassen wissen.
-
Die Reversierung stellt zwar sicher, dass sich eine Ungleichmäßigkeit in der Foliendicke nicht als singuläre übermäßige Dickstelle im Folienwickel niederschlägt. Dennoch ist es für einige Folienprodukte wünschenswert, die Gleichmäßigkeit in der Foliendicke zu verbessern.
-
Hierzu ist vorgeschlagen worden, in einem Kühlring in dessen Luftführungskanal über den Umfang individuell ansteuerbare Luftsteller vorzusehen. Die Luftsteller können aktiviert werden und dadurch den Luftströmungsweg der Kühlluft verengen oder erweitern. Die Geschwindigkeit und die Kühlluftmenge können dadurch in Segmenten um den Umfang des Kühlrings, somit auch um den Umfang des Folienschlauchs, in Abhängigkeit von Messergebnissen zur Foliendicke um den Umfang geregelt werden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
-
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Kühlring für eine Blasfolienanlage, mit einer Folienschlauchführung, wobei die Folienschlauchführung einen zentralen Durchtritt mit einer Kühlringlippe für einen im Betrieb der Blasfolienanlage durch den Kühlring laufenden Folienschlauch aufweist, sowie mit einer Kühlluftführung, welche dazu eingerichtet ist, in die Kühlluftführung eingeblasene Luft auf den im Betrieb der Blasfolienanlage durch den Kühlring laufenden Folienschlauch auszublasen, wobei die Kühlluftführung eine Kühlluftdüse zum Ausblasen der Luft aufweist und die Kühlluftdüse zum Durchtritt gerichtet ist, wobei sich der Kühlring dadurch kennzeichnet, dass der Kühlring einen Aktor zum mechanischen Verstellen der Kühlringlippe und/oder der Kühlluftdüse während des Betriebs der Blasfolienanlage aufweist.
-
Begrifflich sei hierzu folgendes erläutert:
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein...”, „zwei...” usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...”, „mindestens zwei...” usw., sofern sich nicht aus dem Kontext ausdrücklich oder implizit oder für den Fachmann notwendig ergibt, dass etwa dort nur „genau ein...”, „genau zwei...” usw. gemeint sein kann oder soll.
-
So kann beispielsweise der hier vorgeschlagene Kühlring „mindestens” einen Aktor aufweisen, der in der beschriebenen Weise fungiert.
-
Der „Durchtritt” für den Folienschlauch sei der körperliche, konkrete Freiraum zum Durchtritt für den Folienschlauch; die „Folienschlauchführung” hingegen sei die abstrakte Formulierung für eine Führungsaufgabe an der Folie.
-
Der (körperliche) Durchtritt weist deshalb die sogenannte „Kühlringlippe” auf. Die Kühlringlippe ist eine mehr oder weniger lange oder kurze Hülse, wobei die Hülse im Regelfall vollständig, zumindest aber auf ihrer für den Folienraum vorgesehene Innenseite von einer Zylinderform abweichen wird. Konkret können Trichtermantelringscheiben als Kühlringlippen verwendet werden. Im Regelfall ist ein Kühlring so konstruiert, dass er an einer Blasfolienanlage so orientiert eingesetzt werden kann, dass sich die Kühlringlippe in Maschinenrichtung, also in Richtung des durchlaufenden Folienschlauchs, kontinuierlich aufweitet. Dies ist schon der Tatsache geschuldet, dass im Inneren des Folienschlauchs bei Blasfolienanlagen in der Regel ein aktiver Überdruck gegenüber der Umgebungsluft eingeblasen wird. Dieser führt zu einer recht schnellen Aufweitung des Folienschlauchs nach dem Austritt aus der Ringschlitzdüse. Die Kühlringe sind aber oft sehr nah bis unmittelbar an der Ringschlitzdüse angeordnet. Oft sitzen die Kühlringe direkt auf dem Blaskopf mit seiner Ringschlitzdüse auf.
-
Generell sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung im Regelfall von einer Extrusionsrichtung vertikal nach oben ausgegangen wird.
-
Diese Technologie hat sich bei der Anmelderin als eine sehr vorteilhafte Extrusionsrichtung erwiesen.
-
Der Fachmann weiß aber, dass der hier vorgeschlagene Kühlring, die zugehörige Blasfolienanlage und das zugehörige Verfahren zum Betreiben der Blasfolienanlage analog auch auf andere Extrusionsrichtungen angewendet werden können. Insbesondere der Kühlring wird im Regelfall hierfür nicht einmal eine konstruktive Anpassung benötigen, sondern kann in beliebiger geodätischer Ausrichtung eingesetzt werden.
-
Die meisten Kühlringe haben eine Kühlringlippe oder zwei Kühlringlippen. Bei zwei oder mehr Kühlringlippen schließen sich die nach innen gerichteten Mantelflächen im Wesentlichen aneinander an, wobei zwischen den verschiedenen Lippen nochmals jeweils eine Kühlluftdüse gebildet ist.
-
Unter der in Durchlaufrichtung zunächst angeordneten Kühlringlippe befindet sich im Regelfall noch eine zusätzliche Öffnung, um sogenannte „Schnüffelluft” ansaugen zu können, damit es nicht zu einem die Oberfläche des Folienschlauchs gegen die Kühlringlippe ziehenden Unterdruck kommt, sondern vielmehr der sich bewegende Folienschlauch Schnüffelluft nachziehen kann, also einfache Luft, die keinen Überdruck braucht, zum Vermeiden eines die Oberfläche gefährdenden Unterdrucks mitsaugen kann.
-
Die „Kühlluftführung” ist ein Kanalsystem innerhalb des Kühlrings. Im einfachsten Fall handelt es sich hierbei um einen Ringkanal, der sich kreisringförmig mit einem Kreisringschlitz nach innen zum Durchtritt hin öffnet, wobei die Öffnung sogleich die „Kühlluftdüse” bildet.
-
Der vorgestellte Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Aktor entweder die Kühlringlippe – also direkt am Durchtritt – und/oder die Kühlluftdüse – ebenfalls direkt am Durchtritt – mechanisch verändern kann.
-
Diese mechanische Verstellen ist als ein mechanisches Verstellen der Geometrie der Lippe und/oder Düse am Durchtritt zu verstehen.
-
So kann beispielsweise der Durchmesser kreisringförmig aufgeweitet oder verengt werden, wenn der Aktor in die eine oder die andere Richtung angesteuert wird.
-
Vorteilhafterweise kann der vorgestellte Aspekt der Erfindung auf die Wandstärke des Folienschlauchs unmittelbar Einfluss nehmen, also ohne zeitliche Verzögerung. Demgegenüber braucht beispielsweise ein bezüglich seines Umfangs segmentierter Kühlluftsteller innerhalb der Kühlluftführung mehr Zeit, um die Wandstärke im Folienschlauch tatsächlich zu beenden. Dasselbe gilt für eine mögliche Aufheizung von Kühlluft, die ebenfalls segmentweise um den Umfang aus dem Stand der Technik bekannt ist. Da hier nur die Kühlluft in ihrer Temperatur aufgeheizt wird, ist die Wirkung einer solchen Einflussnahme sogar nur in doppelter Weise mittelbar. Denn zunächst muss die Heizpatrone aufheizen und dann wird nur wärmere Kühlluft an die Folie geblasen, sodass es erst weiter oben zu einer tatsächlichen Einflussnahme auf die Foliendicke des extrudierten Folienschlauchs kommt.
-
Das mechanische Verstellen des offenen Querschnitts des Durchtritts hingegen führt sofort, also bereits auf der Höhe des Kühlrings, zu einer tatsächlichen mechanischen Änderung der extrudierten Folie.
-
Unter dem „mechanischen Verstellen der Kühlringlippe bzw. der Kühlluftdüse” sei verstanden, dass sich Lage, Größe und/oder Form von Kühlringlippe bzw. Kühlluftdüse gegenüber dem übrigen Kühlring verstellen lassen können.
-
Bevorzugt ist die Erfindung jedoch so ausgeführt, dass der Aktor auf die geometrische Form, also auf ihre Größe oder ihre Kontur wirkt, und zwar hinsichtlich der Kühlluftdüse und/oder der Kühlringlippe.
-
Bevorzugt schlägt sich dies in einer Änderung der geometrischen Form des Durchtritts nieder.
-
Der Durchtritt ist in einer engen Betrachtungsform lediglich der kleinste freie Querschnitt zum Durchtritt der Folienbahn, also derjenige freie Querschnitt am Ort der stärksten Einschnürung des Durchtritts.
-
In einer erweiterten Betrachtungsweise, die aber den Erfindungsgedanken nach bisheriger technischer Einschätzung besser trifft, umfasst der Durchtritt die Schar der freien zentralen geöffneten Flächen über die Höhe des Kühlrings. Wenn also – wie üblich – sich der Innendurchmesser der Kühlringlippen in Maschinenrichtung durch den Kühlring hindurch aufweitet, dann entspricht der Durchtritt nicht dem kleinsten freien Durchmesser, sondern dem Volumenkörper, der sich innerhalb des Kühlrings zwischen der sich über die Höhe im Durchmesser verändernden Kühlringlippe ausbildet.
-
Um auf die Dicke der Folie im hergestellten Folienschlauch dem hier mit der Erfindung erreichten Einfluss zu nehmen, muss also nicht der kleinste Durchmesser des Durchtritts verändert werden. Vielmehr reicht es auch aus oder kann sogar von Vorteil sein, wenn der zur Verfügung stehende Durchmesser auf einer beliebigen Höhe entlang des Kühlrings mechanisch verändert wird.
-
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Aktor auf eine von einer Kreisform abweichende Form für die Kühlringlippe und/oder die Kühlluftdüse herzustellen eingerichtet ist.
-
Die übliche Form der Kühlringlippen und somit auch der darin angeordneten Kühlluftdüsen in Kühlringen ist eine kreisrunde Form. Dies entspricht der kreisrunden Form des extrudierten Folienschlauchs.
-
Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass durch ein bewusstes Verstellen des Durchtritts so, dass von einer Kreisform abgewichen wird, es ermöglicht, gezielt des Dickenprofil des Folienschlauchs um seinen Umfang herum zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise in Form einer Steuerung erfolgen, aber bevorzugt erfolgt dies in Form einer Regelung, bei welcher mittels einem oder vor allem mehreren Sensoren des Dickenprofil des Folienschlauchs entlang seines Umfangs ermittelt wird, sei es direkt nach dem Kühlring, sei es noch zwischen Blaskopf und Kühlring oder sei es im weiteren Verlauf der Maschinenrichtung an der Blasfolienanlage, beispielsweise erst nach einem mechanischen Streckeingriff auf den Folienschlauch, wobei insbesondere an eine Anlage mit einer MDO-Verstreckeinheit in Betracht kommt. So hat die
EP 2 277 681 B1 eine Lehre offenbart, gemäß welcher es bei einer MDO-Verstreckeinheit an der Blasfolienanlage von Vorteil ist, ein Soll-Profil für das Dickenprofil um den Folienschlauchumfang vorzugeben, welches von einem gleichmäßigen Dickenprofil abweicht, weil das Verstrecken in Maschinenrichtung in der MDO-Verstreckeinheit ebenfalls eine regelmäßige Umverteilung von Foliendicke entlang des Umfangs zur Folge hat.
-
Wenn der Aktor dazu eingerichtet ist, die geometrische Form des offenen Durchmessers am Durchtritt des Kühlrings so einzustellen, dass sich eine von einer Kreisform abweichende Form ergibt, dann kann durch das mechanische Verstellen der Durchtrittsform ebenfalls ohne Zeitverzögerung auf das Dickenprofil des extrudierten Folienschlauchs eingewirkt werden, sodass sich eine beliebige Dickenprofilausregelung mit nur extrem kurzer Verzögerungszeit als Regelung darstellen lässt.
-
Auch ist es denkbar, zyklisch eine Verformung herbeizuführen. Dies kann sogar in Form einer einfachen Steuerung erfolgen, wenn auf den messtechnischen Aufwand einer Regelung verzichtet werden soll.
-
Selbstverständlich lässt sich dieses Merkmal auch mit einer Regelung ausführen.
-
Bei einer solchen zyklischen Veränderung ist es beispielsweise denkbar, die Abweichung von der Kreisform zyklisch um den Umfang des extrudierten Folienschlauchs umlaufen zu lassen, um eine Verteilung von Dickstellen um den Umfang zu bewirken.
-
Eine zyklische Verstellung der geometrischen Form am Durchtritt lässt sich Idealerweise mit einer Reversierung an der Blasfolienanlage gekoppelt darstellen, also mit gekoppelter Zykluszeit, bevorzugt sogar mit identischem Drehverhalten, wobei nach im Moment noch nicht getesteten Ideen auch eine gegenläufige Rotierung oder eine andere Zykluszeit von Vorteil sein können, um Fehler in der gleichmäßigen Dicke des extrudierten Folienschlauchs nochmals besser verteilen zu können.
-
In einer besonders einfache Form, die ebenfalls noch nicht am Prototypen erprobt ist, lässt es sich vorstellen, einen Kühlring mit einem Durchtritt vorzusehen, der per se in sich eine fixe geometrische Form aufweist, beispielsweise eine im Wesentlichen Umfang kreisförmige Kontur mit einer oder mehreren von der Kreisform abweichenden diskreten Stellen; oder z. B. eine elliptische Form. Die Abweichungen von der Kreisform können entweder über einen auf die Form innerhalb des Kühlrings einwirkenden Aktor aufweisen, oder die geometrische Form kann in sich fix sein, und der Aktor ist lediglich dazu vorgesehen, den Kühlring insgesamt zu bewegen, vor allem zu drehen. Bei einer solchen Form kann durch eine Drehung des Durchtritts die geometrische Änderung des Durchtritts für den Folienschlauch herbeigeführt werden. In einer engeren Betrachtungsweise sei deshalb die geometrische Änderung des Durchtritts so zu verstehen, dass sich der Durchtritt in seiner geometrischen Form, vor allem in seiner geometrischen Kontur, gegenüber dem übrigen Kühlring ändert; in einer erweiterten Betrachtungsweise kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn hierzu der gesamte Kühlring bewegt werden muss, sich also die geometrische Änderung des Durchtritts nicht gegenüber dem übrigen Kühlring abspielt, sondern gegenüber dem Blaskopf, dadurch auch gegenüber dem zulaufenden extrudierten Folienschlauch.
-
Bevorzugt wirkt der Aktor jedoch auf die geometrische Form, vor allem Kontur, des Durchtritts durch ein Wirken auf die Kühlringlippe.
-
Vor allem sei daran gedacht, dass der Aktor auf das in Maschinenrichtung am Ende der Durchtrittsrichtung liegende Ende der Kühlringlippe wirkt, also auf dasjenige Ende der Kühlringlippe, an welchem der extrudierte Folienschlauch das Passieren der Kühlringlippe beendet; bei einer Extrusionsrichtung vertikal von unten nach oben ist dies also das oberen Ende der Kühlringlippe; im Allgemeinen wird dies bei jeder Kühlringlippe, die nicht streng zylindrisch ist, sondern sich in Maschinenrichtung aufweitet, dasjenige Ende der Kühlringlippe sein, welches den größeren Durchmesser hat.
-
Wenn der Aktor auf die Kühlringlippe wirkt, er somit die Kühlringlippe mechanisch verformt, dann haben die Prototypenversuche der Erfinder gezeigt, dass die Gefahr einer Berührung und mechanischen Schädigung der vorbeilaufenden Folie minimiert bleibt, aber dennoch ein lokales Tiefziehen der Folie in einem gut kontrollierbaren und in eine Regelung einbaubaren Maße erfolgt.
-
Wenn eine von einer Kreisform abweichende Form für die Kühlringlippe bzw. die Kühlluftdüse hergestellt wird, dann kann es sich bei der durch den Aktor hergestellten Form um eine punktsymmetrische oder spiegelsymmetrische Gestalt handeln, die angenommen wird. Ein besonderer Vorteil des vorgestellten Erfindungsaspekts liegt aber darin, dass gerade von einer Symmetrie abgewichen werden kann, falls die Regelung dies erfordert. Im Normalfall wird es so sein, dass die Regelung den Aktor einfach anhand der aktuellen Messergebnisse ansteuert und der Aktor dem Kühlring die verschiedensten Gestalten in seinem Durchtritt aufprägt, wobei es – eher aus Zufall – durchaus vorkommen kann, dass für einen kurzen oder längeren Zeitraum eine symmetrische Gestalt dadurch herbeigeführt wird, wobei aber in den meisten Fällen eine asymmetrische Gestalt das Resultat sein wird.
-
Der Aktor ist bevorzugt über eine Stromleitung elektrisch ansteuerbar. Hier sei vor allem an eine Leiterbahn oder ein Kabel gedacht. Beides sind bewährte Technologien, die auch bei sich drehenden oder anderweitig mechanisch verändernden Bauteilen leicht nachgeführt werden können.
-
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass mehrere Aktoren vorgesehen sind, die jeweils dazu eingerichtet sind, die Kühlringlippe und/oder die Kühlluftdüse während des Betriebs der Blasfolienanlage mechanisch zu verstellen.
-
Je mehr Aktoren vorgesehen sind und je kleiner der jeweilige mechanische Wirkungsbereich eines jeden Aktors ist, umso feiner kann die Kontur des Durchtritts am Kühlring eingestellt werden. Die Regelung kann also auf mehr als einen Aktor gleichzeitig oder sequenziell zugreifen und diese jeweils dazu ansteuern, die von ihnen beeinflussten Segmente am Umfang des Folienschlauchs dünner oder dicker werden zu lassen.
-
Insbesondere kann eine dermaßen feine Regelung ausgeführt werden, wenn die Aktoren unterschiedlich zu agieren ansteuerbar sind. Die Regelung kann bei einer solchen Gestaltung beispielsweise einen ersten Aktor zu einer Verkleinerung des Durchtritts mechanisch verstellen, einen zweiten Aktor hingegen zu einer Vergrößerung des Durchtritts mechanisch verstellen. Die Aktoren sind bevorzugt über den Umfang unterschiedlich ansteuerbar. Es kann allerdings auch Sinn machen, wenn alternativ oder kumulativ die Aktoren in Maschinenrichtung unterschiedlich agieren können, beispielsweise bei einem Duallippenkühlring ein Umfangsbereich an der ersten, kleineren Kühlringlippe eine erste Änderung vornimmt und im gleichen Umfangssegment an der zweiten, größeren Kühlringlippe eine andere, zweite Änderung vornimmt. So kann beispielsweise dann, wenn die Regelung eine besonders starke Verdickung oder Verdünnung der Folie in diesem Segment erfordert, eine der beiden Kühllippen eine besonders starke Aufweitung oder Einschnürung herbeiführen, vor allem voraussichtlich die erste Kühlringlippe, weil nach dem Durchlaufen der ersten Kühlringlippe eine Kühlluftdüse zu einer starken Abkühlung der Folienbahn führt.
-
Konstruktiv lässt sich hinsichtlich des Kühlrings vorstellen, dass die Kühlringlippe eine Mehrzahl Segmente aufweist, welche über einen Umfang des Durchtritts und somit über den Umfang der Kühlringlippe individuell auslenkbar einstellbar sind.
-
Das Aufteilen des Umfangs in mehrere Segmente erlaubt ein besonders individuelles Anpassen des offenen Durchtritts an das von der Regelung gerade erforderte Profil.
-
Das Auslenken kann auch hier translatorisch und/oder rotatorisch erfolgen. Insbesondere sei konstruktiv an eine einfache Rotation gedacht, bei welcher also die einzelnen Segmente gelenkig gelagert sind, wobei die Gelenkachse bevorzugt senkrecht zur Maschinenrichtung und bevorzugt tangential ausgerichtet in Bezug auf die Maschinenrichtung angeordnet ist. Die Kühlringlippe kann dann einfach in Richtung der zentralen Achse der Extrusion geschwenkt und wieder zurückgeschwenkt werden.
-
Einstellbar sind die Segmente dann, wenn sie ihre ausgelenkte Position halten können. Dies kann entweder über einen aktiven Antrieb erfolgen, also beispielsweise einen Stellmotor, der die Segmente in der ausgelenkten Position hält; bevorzugt ist jedoch eine passive Feststellung vorgesehen, welche die ausgelenkten Segmente jeweils in der gerade motorisch oder anderweitig angetrieben ausgelenkten Position feststellt, vor allem über Formschluss, Kraftschluss und/oder Reibschluss.
-
Auch kann ein aktives Arretiermittel vorgesehen sein, welches die Segmente in der verstellten Position arretierbar macht, beispielsweise eine Klemme oder ein Feststellzapfen.
-
Eine besonders gute Folienqualität lässt sich dann erreichen, wenn die Segmente mit einem elastischen Überzug versehen sind und mittels des Überzugs den Durchtritt formen.
-
Bei einem elastischen Überzug können vor allem die zwischen zwei unterschiedlich verstellten Segmenten entstehenden Kanten ausgeglichen werden, sodass der Folienbahn keine Kanten oder jedenfalls weniger ausgeprägte Kanten gegenübertreten.
-
Um eine bessere Kühlleistung zu erreichen, gleichzeitig aber die vorgeschlagene Erfindung umsetzen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Kühlring als Multilippenkühlring, insbesondere als Duallippenkühlring gestaltet ist, wobei der Aktor bevorzugt zumindest auf eine Mittellippe einzuwirken vorgesehen ist.
-
Jenseits der meist vorgesehenen Spalte zum Einsaugen von Schnüffelluft ist bei einem Multilippenkühlring dann zunächst ein erstes Bauteil mit einer ersten Kühllippe vorgesehen, gefolgt von einer zweiten Kühllippe als zweites Bauteil. Bevorzugt ist jedenfalls diese zweite Kühlringlippe vom Aktor mechanisch verstellbar, mit anderen Worten wird es im Regelfall geeigneter sein, jedenfalls nicht die erste Kühlringlippe allein mechanisch verstellbar zu machen, sondern eher die zweite oder weitere Kühlringlippen, hier angesichts der „mindestens zwei” Kühlringlippen bei einem Multilippenkühlring als „Mittellippe” bezeichnet, also auf die zumindest zweite Lippe in Durchtrittsrichtung gezählt.
-
Es versteht sich, dass nach einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Blasfolienanlage unmittelbar von Vorteil ist, wenn ein Kühlring wie vorstehend beschrieben in der Blasfolienanlage in Maschinenrichtung jenseits des Blaskopfes, konkret jenseits der Ringschlitzdüse, angeordnet und angesteuert, vor allem geregelt, ist.
-
Konstruktiv wird vorgeschlagen, dass der Aktor mit einem Sensor und einem Controller einen Regelkreis bildet, wobei der Controller dazu eingerichtet ist, Messwerte des Sensors zu einer Abweichung einer Foliendicke über ihren Umfang zu interpretieren und in Abhängigkeit von der Abweichung den Aktor anzusteuern.
-
Auch hier versteht sich, dass es von Vorteil ist, wenn mehrere Sensoren vorgesehen sind oder der zumindest eine Sensor dazu in der Lage ist, Messwerte über den Umfang als diskrete Werte oder über den Verlauf des Umfangs zu interpretieren, sodass die Regelung die Information erhält, wie sich die Dickenverteilung über den Umfang des Folienschlauchs gegenwärtig verhält. Im Zweifel wird es vorteilhaft sein, je mehr diskrete Stellen entlang des Umfangs erfasst werden und/oder je mehr Sensoren eingesetzt werden, genau wie es vorteilhaft sein wird, je mehr Aktoren und Segmente ansteuerbar bzw. verstellbar sind.
-
Unabhängig von der Anzahl der Sensoren, Aktoren und Segmente wird vorgeschlagen, dass die Blasfolienanlage eine Reversierung für die Aktoren aufweist.
-
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die mechanische Verstelltheit des Durchtritts, konkret der Kühlringlippe und/oder der Kühlluftdüse, reversierend angesteuert wird. Die Reversierung kann im einfachsten Fall zyklisch mit der Reversierung des Reversierabzugs identisch sein, also sowohl in der Zykluszeit als auch in der Drehgeschwindigkeit während des Zyklus'. In anderen Fällen kann es vorgesehen sein, dass der Zyklus der Reversierung an der Kühlringverstellung in der Zyklusdauer im Verlauf des Zyklus' oder in beiden vom Zyklus des Reversierabzugs abweicht.
-
Es kann sogar von Vorteil sein, wenn der Zyklus der Kühllippenverstellung gegenüber dem Zyklus des Abzugs um einen halben oder einem viertel Zyklus versetzt ist.
-
Es sei darauf hingewiesen, das mit einem „reversierenden Abzug” eigentlich gerade nicht der Abzug gemeint ist, sondern vor allem die Umlenkwalzen und das Wendestangenpaket oberhalb des Abzugswalzenpaares.
-
Hinsichtlich eines dritten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage wie vorstehend beschrieben, mit einer Folienschlauchführung, wobei die Folienschlauchführung für einen Folienschlauch einen zentralen Durchtritt mit einer Kühlringlippe aufweist und der Folienschlauch durch den Durchtritt mit der Kühlringlippe hindurchläuft, sowie mit einer Kühlluftführung, welche in die Kühlluftführung eingeblasene Luft auf den Folienschlauch ausbläst, wobei die Luftführung eine Kühlluftdüse aufweist und die Kühlluftdüse die Luft auf den Folienschlauch ausbläst, wobei die ausgeblasene Kühlluft ein Poster zwischen dem Folienschlauch und der Kühlringlippe bildet, wobei sich das Verfahren dadurch kennzeichnet, dass die Blasfolienanlage einen Aktor zum mechanischen Verstellen der Kühlringlippe und/oder der Kühlluftdüse sowie einen Sensor und einen Controller aufweist und diese verwendet, wobei der Aktor mit dem Sensor und dem Controller einen Regelkreis bildet, wobei der Controller Messwerte des Sensors zu einer Abweichung einer Foliendicke über einen Umfang des Folienschlauchs interpretiert und in Abhängigkeit von der Abweichung den Aktor ansteuert, wobei der Aktor ein mechanisches Verstellen der Kühlringlippe und/oder der Kühlluftdüse im Betrieb der Blasfolienanlage vornimmt.
-
Mit einfachen Worten ist diese die verfahrensmäßige Ausprägung der Erfindung, wobei die gesamte Blasfolienanlage anhand der Messwerte über den Umfang des extrudierten Folienschlauchs in einer Regelung einsetzt und den Aktor oder bevorzugt eine Mehrzahl Aktoren ansteuert, um das Soll-Profil der Foliendicke über den Umfang zu verändern und dadurch den Blasfolienprozess zu regeln.
-
Es besteht die Möglichkeit, dass der Controller den Regelkreis zum Minimieren der Abweichungen einsetzt.
-
Bei einer solchen Regelung wird der Aktor oder insbesondere die Vielzahl Aktoren so angesteuert, dass ein möglichst gleichmäßiges Foliendickenprofil über den Umfang des Folienschlauchs erzeugt wird.
-
Eine Alternative des Verfahrens liegt darin, dass der Controller den Regelkreis zum gezielten Herstellen von vorgegebenen Abweichungen einsetzt, also zum Herstellen eines Folienschlauchs von einem gleichförmig dicken Dickenprofil abweichenden Dickenprofil, insbesondere zum Herstellen einer im Querschnitt der Folienbahn, somit senkrecht zu einer Maschinenrichtung, spiegelsymmetrischen Abweichung.
-
Es hat sich gezeigt, dass oft bei einer nachgeschalteten Längsverstreckung (MDO) die Folie an den Knicken des flachgelegten Folienschlauchs eine stärkere Verdünnung erfährt als im mittleren Bereich der flachgelegten Doppellagenfolienbahn. Es kann daher sinnvoll sein, eine gezielte Ungleichmäßigkeit zu erzeugen, also ein zunächst dickeres Folienprofil, vor allem dort, wo beim Flachlegen die Knicke entstehen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nimmt der Controller eine Reversierung mit einer Mehrzahl Aktoren vor.
-
Diese Ausführung sieht mit anderen Worten vor, dass der Controller eine Mehrzahl Aktoren ansteuert, die jeweils dazu eingerichtet sind, die Kühlringlippe und/oder die Kühlluftdüse zum Durchtritt hin mechanisch zu verstellen, somit den Durchtritt in seiner Größe und bevorzugt auch dessen Gestalt zu verändern.
-
Der Kühlring als solcher kann bei einer solchen Gestaltung optional selbst ortsfest bleiben, also nicht um die Extrusionsachse herum gedreht werden, kann dabei aber sehr wohl in seiner Höhe entlang der Extrusionsrichtung verfahren werden können.
-
Trotz des an sich feststehenden Kühlrings ist es dadurch möglich, dass die zyklisch mit oder zumindest in Bezug zur Reversierung am Abzug in der Produktion entstehenden Ungleichmäßigkeiten in der Dicke durch ein gezieltes lokales Quasi-Tiefziehen ausgeglichen werden oder ein beliebiges angestrebtes Dickenprofil über den Umfang der Folie erzielt wird.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
-
1 in einer perspektivischen Ansicht eine Doppellippe für einen Doppellippenkühlring, mit zwei beispielhaft markierten, unterschiedlich segmentierten Bereichen,
-
2 in einer perspektivischen Ansicht einen zentralen Durchlass eines Doppellippenkühlrings, montiert an einer Blasfolienanlage, sowie
-
3 schematisch in einem räumlich betrachteten Schnitt einen Doppellippenkühlring mit verstellbarer Kühlringlippe.
-
Die Doppellippe 1 in 1 besteht zunächst aus einer inneren, ersten Lippe 2 und einer damit im Wesentlichen fluchtenden zweiten, äußeren Lippe 3. Sowohl die innere Lippe 2 als auch die äußere Lippe 3 sind kreisrund geformt und bilden dadurch einen kreisrunden Durchtritt in der Mitte.
-
Die Doppellippe 1 ist dazu gedacht, in der dargestellten Ausrichtung von unten nach oben von einem extrudierten Folienschlauch in Betrieb einer Blasfolienanlage durchlaufen zu werden, und zwar in der Schlauchbildungszone, also dort, wo sich der extrudierte Folienschlauch unter im Inneren aufgebrachten Überdruck radial aufweitet. Mit der Doppellippe 1, die in einen Doppellippenkühlring (nicht in der Gänze dargestellt) eingesetzt ist, wird der Folienschlauch gekühlt.
-
Hierzu ist eine Kühlluftführung vorgesehen:
Eine Erstkühlluftdüse 4 bildet sich zwischen einem Austrittskragen 5 der inneren Lippe 2 und dem unteren Beginn der äußeren Lippe 3. Die äußere Lippe 3 stellt von dort an, in Maschinenrichtung, in der dargestellten Ausrichtung also nach oben, einen zweiten Austrittskragen 6 zur Verfügung.
-
Um die Kühlluftdüse 4 mit Kühlluft beaufschlagen zu können, weist die Kühlluftführung einen Ringkanal 7 zum Einblasen von Kühlluft auf. Beim Zusammensetzen des gesamten Kühlrings ist der Ringkanal 7 bis auf Zuführungen und Abführungen geschlossen. Die Zuführungen sind hier radial außen angeordnet.
-
Vom Ringkanal 7 führt eine Einleitung in Form einer Durchtrittslochreihe 8 in ein Kühlringkanalsystem hinein, welches sodann direkt zur Kühlluftdüse 4 verläuft.
-
Im Betrieb des Kühlrings in den Ringkanal eingeblasene Luft wird daher durch die Kühlluftdüse 4 zum Inneren ausgeblasen somit zum Durchtritt hin und vor allem zum im Durchtritt laufenden Blasfolienschlauch.
-
Insoweit die hier vorgestellte Erfindung vorsieht, dass die Kühlringlippen mechanisch verstellt werden können, sei beispielsweise daran gedacht, die äußere Lippe 2 in große Segmente 9, 10 aufzuteilen (vergleiche erster Beispielbereich 11); oder es können sowohl die äußere Lippe 3 als auch die innere Lippe 2 in große Segmente und zusätzlich kleine Segmente 12, 13, 14 (vergleiche zweiter Beispielbereich 15) aufgeteilt sein; selbstverständlich ist es auch denkbar, dass nur die innere Lippe 2 entsprechend segmentiert ist.
-
Bevorzugt ist zumindest die äußere Lippe 3 an ihrem Austrittskragen 6 mechanisch über Aktoren (hier nicht dargestellt) verstellbar.
-
Eingebaut in eine Blasfolienanlage (vergleiche 2) wird ein Doppellippenkühlring 16 mit einer inneren Lippe 17 und einer äußeren Lippe 18 im Regelfall so angeordnet, dass sich noch vor der inneren Lippe 17 eine Schnüffelluftöffnung 19 einstellt. Durch diese kann der Doppellippenkühlring 16 bei laufender Anlage passiv Luft nachziehen, um die Gefahr zu verringern, dass sich der sich aufweitende Folienschlauch mit der Oberfläche an die innere Oberfläche der inneren Lippe 17 oder der äußeren Lippe 18 anlegt.
-
Auch hier wird vorgeschlagen, dass zumindest die äußere Lippe 18 und zumindest an ihrem Austrittskragen 20 mechanisch von einem Aktor (nicht dargestellt) verstellt werden kann, bevorzugt aufgeteilt in Segmente.
-
Im Querschnitt (vergleiche 3) kann der Kühlring 21 beispielsweise wie folgt aufgebaut sein:
Der Doppellippenkühlring 21 weist zunächst in seinem ursprünglich kreisrunden Inneren die Folienschlauchführung auf, und zwar in Form eines zentralen Durchtritts 22 für den Blasfolienschlauch.
-
Die Kühlluftführung bläst die von außen in sie eingeblasene Luft durch ein Kühlluftkanalsystem 23, 24, 25 durch eine Kühlluftdüse 26 sowie durch eine zweite Kühlluftdüse 27 zum zentralen Durchtritt 22 hin aus.
-
Eine erste Kühlringlippe 28 ist hier statisch gestaltet.
-
Eine zweite Kühlringlippe 29 hingegen ist entlang ihres Umfangs in Segmente (Segmentierung nicht dargestellt) unterteilt, und zwar in möglichst viele Segmente. Die einzelnen Segmente sind gelenkig gelagert, beispielsweise an einem radial innenliegenden Gelenk 30 (hier nicht dargestellt).
-
Über einen Aktor (hier nicht dargestellt) können die einzelnen Segmente der zweiten Kühlringlippe um ihre tangentiale Lagerungsachse herum gekippt werden, wodurch das jeweilige Segment am Austrittskragen 31 der zweiten Kühlringlippe 29 den freien zentralen Durchtritt 22 einschnüren oder auch wieder aufweiten kann. Bevorzugt ist eine entsprechende Regelung vorgesehen, welche eine entsprechende Anzahl Aktoren ansteuert, wobei die Regelung dazu eingerichtet ist, die Segmente so zu verstellen, dass sich wahlweise an beliebigen Stellen um den Umfang des zentralen Durchtritts 22 eine Einschnürung des freien Durchmessers einstellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Doppellippe
- 2
- Innere Lippe
- 3
- Äußere Lippe
- 4
- Kühlluftdüse
- 5
- Austrittskragen der inneren Lippe 2
- 6
- Zweiter Austrittskragen der äußeren Lippe 3
- 7
- Ringkanal
- 8
- Durchtrittslochreihe
- 9
- Großes Segment
- 10
- Großes Segment
- 11
- Erster Beispielbereich
- 12
- Kleines Segment
- 13
- Kleines Segment
- 14
- Kleines Segment
- 15
- Zweiter Beispielbereich
- 16
- Doppellippenkühlring
- 17
- Innere Lippe
- 18
- Äußere Lippe
- 19
- Schnüffelluftöffnung
- 20
- Austrittskragen der äußeren Lippe 18
- 21
- Doppellippenkühlring
- 22
- zentraler Durchtritt
- 23
- Kühlluftkanalsystem
- 24
- Kühlluftkanalsystem
- 25
- Kühlluftkanalsystem
- 26
- erste Kühlluftdüse
- 27
- zweite Kühlluftdüse
- 28
- erste Kühlringlippe
- 29
- zweite Kühlringlippe
- 30
- Gelenklagerung
- 31
- Austrittskragen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
