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Die Erfindung betrifft eine Querschnittsveränderungseinrichtung, welche geeignet und dazu bestimmt ist, wenigstens einen Strömungsquerschnitt eines Kanals, der zum Fördern eines fließfähigen Materials geeignet und bestimmt ist, zu verändern Die Erfindung betrifft ferner eine Spendeeinrichtung zum Ausgeben eines fließfähigen Materials für die Herstellung von Folien mit einem Kanal und mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Querschnittsveränderungseinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von Folien, beispielsweise Kunststofffolien, mit einer erfindungsgemäßen Spendeeinrichtung und einer in einer Transportrichtung eines herzustellenden Folienmaterials dieser Spendeeinrichtung nachgeordneten Inspektionseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist es für die Folienherstellung bekannt, dass ein fließfähiger Kunststoff, ausgehend von einer Flachdüse, auf Walzen aufgebracht wird und mittels dieser Walzen das Kunststoffband hergestellt wird. Dabei ist es ebenfalls bekannt, dass sich die Austrittsquerschnitte derartiger Flachdüsen individuell und insbesondere ortsabhängig regulieren lassen, um so eine möglichst gleichmäßige Auftragung des fließfähigen Mittels auf die Walzen zu gewährleisten. So ist aus dem Stand der Technik eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Vielzahl von Schraubkörpern nebeneinander angeordnet ist und diese wiederum stirnseitig auf einen Austrittskanal für das fließfähige Medium wirken. Auf diese Weise kann durch eine Veränderung der Schraubstellung der Strömungsquerschnitt des austretenden fließfähigen Mediums zumindest lokal verändert werden.
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Die Druckschrift
DE 41 06 487 C1 beschreibt ein Strangpresswerkzeug bei welchem die Steuer- und Regeleinrichtung für die Spaltweite einen umdrehungswinkelsteuerbaren Stellmotor aufweist, der mit einem Untersetzungsgetriebe ausgerüstet ist.
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Die Druckschrift
DE 19836854 A1 offenbart eine Strangpressvorrichtung bei welcher die Stößel zur Justage des Austrittsspaltes aus Oxidkeramik bestehen.
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Die Druckschrift
US 2012/0 313 275 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle eines Austrittsspaltes durch Positionsaktuatoren, welche derart angesteuert werden können, dass spezifische Muster im Extrudat erzeugt werden können.
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Bei dieser Vorgehensweise tritt jedoch der Nachteil auf, dass im Rahmen der Herstellung diese entsprechenden Schraubkörper sehr heiß werden, was entsprechende Justiervorgänge erschwert. Weiterhin ist es bei einer gewollten Querschnittsänderung dieser Flachdüse erforderlich, dass die einzelnen Schraubkörper herausgeschraubt werden, was insbesondere bei einer hohen Anzahl von Schraubkörpern bzw. Gewindebolzen ein recht aufwendiger Prozess ist. Die Fixierung mit gewindetragenden Körpern zur Befestigung ist allgemein fachüblich, da sie aufgrund des Formschlusses entlang der gewindeumgebenen Achse sicher und zudem fein abstimmbar justiert werden können. Aufgrund des Gewindes muss jedoch jeder Schraubkörper einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Justage einzeln gedreht werden. Da eine gattungsgemäße Vorrichtung eine Vielzahl solcher Schraubkörper aufweist, ist die Justage aufwendig und nicht zeiteffizient.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Flachdüsen konstruktiv zu vereinfachen und effizienter zu gestalten, insbesondere bezüglich der Justierbarkeit derartiger Flachdüsen und insbesondere auch bezüglich der Justierbarkeit der Zuführung des fließfähigen Mediums beispielsweise an nachfolgende Rollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Querschnittsveränderungseinrichtung, welche geeignet und dazu bestimmt ist, wenigstens einen Strömungsquerschnitt eines Kanals zu verändern, der zum Fördern eines fließfähigen Materials geeignet und bestimmt ist, wobei diese Querschnittsveränderungseinrichtung einen entlang seiner Längsachse beweglichen stangenartigen Körper aufweist. Dabei wirkt der stangenartige Körper wenigstens mittelbar mechanisch derart auf eine Begrenzungswandung des Kanals ein, dass durch eine Bewegung dieses stangenartigen Körpers entlang seiner Längsachse diese Begrenzungswandung zur Querschnittsveränderung des Kanals bewegbar ist. Weiterhin ist eine Bewegung des stangenartigen Körpers entlang seiner Längsachse unabhängig von einer Drehbewegung des stangenartigen Körpers durchführbar und die Querschnittsveränderungseinrichtung weist eine Arretiereinrichtung, welche eine Längsverschiebung des stangenartigen Körpers verhindert, und eine Stelleinrichtung zur Bewegung des stangenartigen Körpers auf, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Arretiereinrichtung unabhängig von der Stelleinrichtung betätigbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Querschnittsveränderungseinrichtung ist geeignet und dazu bestimmt, wenigstens einen Strömungsquerschnitt eines Kanals der zum Fördern eines fließfähigen Materials, insbesondere zur Folienherstellung, geeignet und bestimmt ist, zu verändern. Dabei weist diese Querschnittsveränderungseinrichtung einen entlang seiner Längsachse beweglichen stangenartigen Körper auf, der wenigstens mittelbar mechanisch derart auf eine Begrenzungswandung des Kanals einwirkt, dass durch eine Bewegung des stangenartigen Körpers entlang seiner Längsachse diese Begrenzungswandung zur Querschnittsveränderung des Kanals bewegbar ist.
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Erfindungsgemäß ist die Bewegung des stangenartigen Körpers entlang seiner Längsachse unabhängig von einer Drehbewegung des stangenartigen Körpers durchführbar.
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Es wird daher im Vergleich zum Stand der Technik vorgeschlagen, insbesondere keine Schraubkörper oder dergleichen einzusetzen, um diese entsprechenden Querschnittsveränderungen des Kanals durchzuführen. Insbesondere weist der stangenartige Körper kein Gewinde und insbesondere kein Außengewinde auf. Vorteilhaft weist der stangenartige Körper eine im Wesentlichen glatte Oberfläche, insbesondere Umfangsoberfläche, auf.
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Damit wird die Längsbewegung des stangenartigen Körpers nicht durch eine Drehbewegung des stangenartigen Körpers um seine Längsrichtung bewirkt.
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Insbesondere wird durch die Bewegung des stangenartigen Körpers ein Austrittsquerschnitt der Flüssigkeit aus dem Kanal variiert. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Kanal um ein düsenartiges Element. Insbesondere erstreckt sich dabei dieses düsenartige Element auch in einer Querrichtung, das heißt in einer Richtung, die zu der Austrittsrichtung des fließfähigen Mediums aus der Düseneinrichtung senkrecht steht. Daneben kann das Düsenelement auch noch eine Höhenerstreckung aufweisen, welche jedoch wesentlich geringer ist als die Quererstreckungsrichtung. Damit erstreckt sich vorteilhaft eine Austrittsfläche für das fließfähige Medium in der besagten Querrichtung wenigstens fünfmal so stark wie in der hierzu senkrechten Höhenrichtung, insbesondere wenigstens zehnmal so stark.
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Vorteilhaft ist die Austrittsöffnung des Kanals spaltartig ausgebildet. Dabei erstreckt sich, wie erwähnt, die Spaltbreite senkrecht zu einer Förderrichtung des fließfähigen Mediums. Vorteilhaft verläuft der Spalt in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Querschnittsveränderungseinrichtung eine Führungseinrichtung zum Führen des stangenartigen Körpers auf. Dabei kann es sich beispielsweise um eine gradlinige Bohrung oder dergleichen handeln, innerhalb derer der stangenartige Körper geführt wird. Vorteilhaft umgibt dabei diese Führungseinrichtung den stangenartigen Körper in seiner Umfangsrichtung vollständig. Vorteilhaft umgibt dabei die Führungseinrichtung den stangenartigen Körper auch in seiner Längsrichtung weitgehend, das heißt zu wenigstens 60%, bevorzugt zu wenigstens 70% und besonders bevorzugt zu wenigstens 80%.
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Vorteilhafter Weise weist der stangenartige Körper einen kreisförmigen Querschnitt auf. Daneben könnten jedoch auch beispielsweise mehrkantige Profile, wie sechskantige Querschnittsprofile, vorgesehen sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der stangenartige Körper als Vollkörper ausgebildet.
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Es ist weiterhin denkbar, dass der verstellbare Abschnitt des Kanals elastisch ausgebildet ist. So wäre es möglich, dass ein Teil der Wandung des Kanals bewegt werden kann, wobei dieses Bewegen beispielsweise durch eine Verbiegung des Materials erfolgen kann. Vorteilhaft ist der Kanal dazu geeignet, sich wieder in eine Ausgangsposition, beispielsweise eine Position mit einer größeren Querschnittsöffnung, rückzustellen.
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Zur Herstellung des stangenartigen Körpers ist zumindest ein Material aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt, welche Metalle, insbesondere Stahl, Graphit, hitzebeständige Kunststoffe, Keramiken, Gläser, Verbundwerkstoffe und dergleichen enthält. Stangenartige Körper können dabei mehreren Anforderungen genügen. So sollten sie bevorzugt eine möglichst glatte Außenoberfläche aufweisen. Weiterhin kann der stangenartige Körper für bestimmte Anwendungen aus einem elektrisch leitenden Material bestehen. Weiterhin kann der stangenartige Körper sich durch eine geringe thermische Leitfähigkeit auszeichnen, sodass ein Wärmeübertrag durch den stangenartigen Körper im Wesentlichen verhindert wird.
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Die Querschnittsveränderungseinrichtung weist eine Arretiereinrichtung zum Arretieren und/oder eine Stelleinrichtung zum Bewegen des stangenartigen Körpers auf. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Arretierung, welche eine Längsverschiebung des stangenartigen Körpers gegenüber seinem Führungselement verhindert.
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Erfindungsgemäß ist die Arretiereinrichtung unabhängig von der Stelleinrichtung betätigbar. Vorteilhaft handelt es sich bei der Arretiereinrichtung und der Stelleinrichtung um wenigstens teilweise unterschiedliche bzw. voneinander getrennte Elemente. Damit ist es möglich, dass beispielsweise eine Arretierung gelöst wird, und erst nach dem Lösen der Arretierung die Stelleinrichtung eine Längsverschiebung des stangenartigen Körpers bewirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Arretiereinrichtung ein Klemmmittel oder einen Sperrkörper auf, um den stangenartigen Körper einzuklemmen und ihn so an einer Längsverschiebung zu hindern. Dabei kann dieser Sperrkörper an einen Bereich des Außenumfangs des stangenartigen Körpers zu dessen Klemmung angreifen. Dabei kann der Sperrkörper insbesondere einen zumindest abschnittsweise flexiblen und/oder gebogenen Schenkel und einen bevorzugt starren, im einfachsten Fall geraden Schenkel, der mit einer Befestigungseinrichtung drehbar an einem Träger fixiert ist, aufweisen. Der Sperrkörper kann weiterhin einstöckig, zweistückig – beispielsweise mit einem flexiblen Schenkel aus einem dünnen Blech oder Federstahl und einem starren Schenkel aus einem dickeren Blech – oder mehrstückig ausgestaltet sein. Ein Schenkel des Sperrkörpers kann, bevorzugt an einem freien Ende, drehbar gelagert sein, wobei die Drehachse bevorzugt so ausgerichtet ist, dass der Sperrkörper zumindest unter anderem entlang der Längsachse des stangenartigen Körpers beweglich ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass das Klemmmittel an mehreren Bereichen des stangenartigen Körpers angeordnet ist, beispielsweise an einander gegenüberliegenden Bereichen des Außenumfangs des stangenartigen Körpers.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Arretiereinrichtung eine erste und insbesondere auch eine zweite Öffnung auf, durch welche der stangenartige Körper hindurch geführt ist, wobei bevorzugt jeweils eine Ebene dieser Öffnungen gegenüber der Längsrichtung des stangenartigen Körpers schwenkbar ist. Durch dieses Schwenken der Öffnungen kann erreicht werden, dass der stangenartige Körper von einem Begrenzungsrand der Öffnungen kontaktiert und somit eingeklemmt wird. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Betätigungselement zum Betätigen der Arretiereinrichtung auf. Dabei kann es sich ebenfalls um ein schwenkbares oder drehbares Element handeln. So kann beispielsweise das Betätigungselement als Nocken ausgeführt sein, der auf die Arretiereinrichtung wirkt und so wiederum ein Einklemmen des stangenartigen Körpers bewirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Arretiereinrichtung wenigstens ein federndes Element auf. Auf diese Weise ist es möglich, dass dieses federnde Element die Arretiereinrichtung in eine bestimmte Position drängt, bevorzugt in eine Position, in der der stangenartige Körper von der Arretiereinrichtung arretiert wird. Vorteilhaft ist wenigstens ein Bereich der Arretiereinrichtung federnd, durch welchen sich der stangenartige Körper erstreckt. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Arretiereinrichtung den stangenartigen Körper durch rein mechanische Mittel selbsttätig arretiert. Daher sind für die Arretierung keine weiteren Komponenten wie Bedienelemente, Antriebe oder Energieversorgungen notwendig, was einen besonders einfachen und kompakten Aufbau der Arretiereinrichtung erlaubt.
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Bevorzugt weist das Arretierelement einen ersten Schenkel auf, an dem wiederum federnd ein zweiter Schenkel angeordnet ist. Vorteilhaft weist wenigstens einer dieser Schenkel und besonders bevorzugt weisen die beiden Schenkel jeweils eine Öffnung auf, durch welche der stangenartige Körper geführt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann durch eine Betätigung eines Schenkels, beispielsweise ein Zusammendrücken der beiden Schenkel, wiederum ein Lösen des stangenartigen Körpers erreicht werden. Vorteilhaft ist die Arretiereinrichtung an einem Träger befestigt. Vorteilhaft ist die Arretiereinrichtung an einem Bereich und insbesondere einem endseitigen Bereich eines Trägers befestigt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Arretiereinrichtung federnd an diesem Träger gelagert. Durch diese spezielle Ausgestaltung ist es möglich ein Einklemmen des stangenartigen Körpers auch bei sehr klein gehaltener Bauweise zu erreichen.
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Ferner liegt ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsformen darin, dass im Bereich der Arretiereinrichtung oder der Stelleinrichtung auf elektrische oder auch hitzeempfindliche Antriebe, wie beispielsweise Piezoelemente, verzichtet werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Stelleinrichtung ein exzentrisch und drehbar gelagertes Stellelement auf, welches mit dem stangenartigen Körper zu dessen Längsverschiebung zusammenwirkt. Dabei kann insbesondere dieses Stellelement mit einem stirnseitigen Ende des stangenartigen Körpers zusammenwirken bzw. diesen kontaktieren. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Stelleinrichtung eine Prüfungseinrichtung auf, welche prüft, ob ein mechanischer Kontakt zwischen dem Stellelement und dem stangenartigen Körper besteht. So kann beispielsweise eine Stromflussmessung vorgesehen sein, welche beispielsweise einen Stromkreis nur bei einem Kontakt zwischen dem stangenartigen Körper und dem Stellelement ermöglicht. Bevorzugt kontaktiert ein gegenüberliegendes stirnseitiges Ende des stangenartigen Körpers den oben erwähnten Kanal bzw. eine verschiebbare Wandung dieses Kanals. Es wäre jedoch auch möglich, dass als Prüfungseinrichtung ein Antrieb für das Stellelement verwendet wird. Sobald das Stellelement den stangenartigen Körper kontaktiert, würde ein Drehmoment der Antriebseinrichtung ansteigen, sodass auch dies eine zuverlässige Aussage über einen entsprechenden Kontakt zwischen dem Stellelement und dem stangenartigen Körper ermöglicht. Vorteilhaft ist das Stellelement drehbar an einem Träger gelagert und besonders bevorzugt ist dieser gesamte Träger ebenfalls wiederum drehbar oder schwenkbar gelagert. Durch diese schwenkbare Lagerung kann das Stellglied von dem stangenartigen Körper entfernt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Querschnittsveränderungseinrichtung wenigstens eine motorische Antriebseinrichtung zum individuellen Verstellen der Stelleinrichtung auf. Vorteilhaft daran ist, dass die Stelleinrichtung automatisch eingestellt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass eine Steuerungseinrichtung, beispielsweise ein Computer, mit einer Messeinrichtung die Position des stangenartigen Körpers, den lokalen Materialfluss durch den Kanal und/oder die lokale Dicke einer produzierten Folie erfasst. Dann kann die Steuerungseinrichtung die erfassten Werte mit Soll-Werten abgleichen und bei Abweichungen die Stelleinrichtung über die Antriebseinrichtung selbsttätig so regeln, dass Soll- und Ist-Werte übereinstimmen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine gleichzeitige Voreinstellung mehrerer stangenartigen Körper möglich. So kann beispielsweise eine als Multiklemmeinheit vorgesehene, über die Arretiereinrichtungen mehrerer auf einen Kanal wirkender Querschnittsveränderungseinrichtungen positionierbare Einheit für eine schnelle Voreinstellung einer Querschnittsfläche des Kanals genutzt werden. Die Multiklemmeinheit weist ein Befestigungselement auf, mit dem sie lösbar so an mehreren Querschnittsveränderungseinrichtungen fixiert werden kann, dass die Multiklemmeinheit zum Öffnen auf die Arretiereinrichtungen der Querschnittsveränderungseinrichtungen drückt. Im einfachsten Fall besteht die Multiklemmeinheit aus einer Stange mit zumindest einer Klammer, die beispielsweise am Grundkörper einer Querschnittsveränderungseinrichtung angeklemmt werden kann. Auf diese Weise werden die zugehörigen stangenartigen Körper freigegeben, und die stangenartigen Körper werden durch den Druck des fließfähigen Mediums im Kanal entlang ihrer Längsachse vom Kanal weggeschoben, bis die maximal mögliche Querschnittsfläche des Kanals erreicht ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Exzenterwalze alle stangenartigen Körper mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen entlang ihrer Längsachsen zur groben Voreinstellung gleichmäßig auf das ungefähre Produktionsmaß einstellen. Die Exzenterwalze kann als zylindrischer Körper ausgebildet sein, der um eine zu seiner Symmetrieachse parallele Achse drehbar gelagert ist. Dabei weist die Exzenterwalze ein Befestigungselement auf, mit dem sie so an mehreren Querschnittsveränderungseinrichtungen lösbar fixiert werden kann, dass sie an den stangenartigen Körpern der Querschnittsveränderungseinrichtungen anliegt und eine Drehung der Exzenterwalze eine Verschiebung der stangenartigen Körper entlang ihrer Längsachsen bewirkt. Das Befestigungselement kann im einfachsten Fall in Form zumindest einer Klammer, die beispielsweise am Grundkörper einer Querschnittsveränderungseinrichtung angeklemmt werden kann, ausgeführt sein. Eine Feineinstellung kann wiederum die oben beschriebene individuelle Verstellung der Stelleinrichtungen einzelner Querschnittsveränderungseinrichtungen bewirken.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Erfindung folglich auch eine Multiklemmeinheit zum gleichzeitigen Lösen der Arretiereinrichtungen einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Querschnittsveränderungseinrichtungen und/oder eine Exzenterwalze zum gleichzeitigen Verschieben der stangenartigen Körper einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Querschnittsveränderungseinrichtungen entlang der Längsachsen der stangenartigen Körper.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Erfindung weiterhin eine Spendeeinrichtung zum Ausgeben eines fließfähigen Materials für die Herstellung von Folien mit einem Kanal, der zum Fördern des fließfähigen Materials geeignet und bestimmt ist, und mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Querschnittsveränderungseinrichtung, welche geeignet und dazu bestimmt ist, wenigstens einen Strömungsquerschnitt des Kanals zu verändern. Besonders vorteilhaft kann es sich bei der Spendeeinrichtung um eine gattungsgemäße Spendeeinrichtung zur Herstellung von Folien handeln, bei der die gattungsgemäßen Gewindebolzen zur Querschnittsveränderung durch erfindungsgemäße Querschnittsveränderungseinrichtungen ersetzt sind. Auf diese Weise kann eine bestehende Anlage einfach und kostengünstig umgerüstet werden, um von den Vorteilen der vorliegenden Erfindung zu profitieren.
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Vorteilhaft weist die Spendeeinrichtung eine Vielzahl von stangenartigen Körpern auf. Auf diese Weise kann der Kanal an mehreren Stellen lokal hinsichtlich seines Strömungsquerschnitts verändert werden. Vorteilhaft erstrecken sich die einzelnen stangenartigen Körper jeweils im Wesentlichen parallel zueinander. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegen die Symmetrieachsen der stangenartige Körper in einer gemeinsamen Ebene.
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Vorteilhaft ist jeder stangenartige Körper der oben erwähnten Vielzahl an stangenartigen Körpern jeweils einer Querschnittsveränderungseinrichtung mit einer Arretiereinrichtung zugeordnet. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine Arretiereinrichtung vorgesehen ist, welche zum Arretieren mehrerer, insbesondere sämtlicher, stangenartiger Körper dient.
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Weiterhin sind die Arretiereinrichtungen der Querschnittsveränderungseinrichtungen der Spendeeinrichtung unabhängig voneinander lösbar. Dazu kann jeder Arretiereinrichtung jeweils ein Stellkörper zum Lösen der Arretierung zugeordnet sein oder wenigstens ein Stellkörper ist so beweglich angeordnet, dass er jeder Arretiereinrichtung zugeordnet werden kann. Es ist aber auch denkbar, dass ein Stellkörper zum gleichzeitigen Lösen mehrerer, insbesondere aller Arretiereinrichtungen vorgesehen ist.
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Vorteilhaft sind die Stelleinrichtungen der Querschnittsveränderungseinrichtungen einer Spendeeinrichtung unabhängig voneinander betätigbar. Dabei wäre es denkbar, dass jeder Stelleinrichtung ein eigener Antrieb, wie etwa ein Motor, zugeordnet ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass ein Motor bzw. allgemein ein Antrieb beweglich angeordnet ist, um so auf die einzelnen Stelleinrichtungen zugestellt werden zu können. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass ein Antrieb mehrere, insbesondere alle, Stelleinrichtungen gleichzeitig betätigt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Spendeeinrichtung einen erwärmbaren Grundkörper auf, der wenigstens einen Abschnitt des Kanals ausbildet und/oder erwärmt, und bevorzugt von den Führungseinrichtungen zum Führen der stangenartigen Körper und/oder den Stelleinrichtungen der mindestens einen Querschnittsveränderungseinrichtung thermisch isoliert ist.
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Dabei können in dem Grundkörper des Kanals Heizelemente, wie Heizpatronen, angebracht sein. Weiterhin ist es möglich, dass die Führungseinrichtungen und/oder die Stelleinrichtungen auf jeweils einem separaten Träger angeordnet sind und dieser separate Träger wiederum an dem Grundkörper befestigt, beispielsweise angeschraubt, ist. Zur thermischen Isolierung kann sich zwischen diesem Träger und dem Grundkörper ein isolierendes, insbesondere thermisch isolierendes, Material befinden. Als thermisch isolierende Materialien können beispielsweise hitzebeständige Kunststoffe, Keramiken und/oder Gläser verwendet werden. Dieses thermisch isolierende Material kann beispielsweise in Form einer Platte ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform wird die Möglichkeit geschaffen, einen Teil der Mechanik, beispielsweise die Führung des stangenartigen Körpers, thermisch zu isolieren und damit zu verhindern, dass dieser Bereich sich allzu stark erhitzt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass auch Antriebselemente und/oder stangenartige Körper, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ohne die Gefahr übermäßiger Erhitzung eingesetzt werden können.
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Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass die Beschaffenheit dieses Bereichs als thermisch isolierter Bereich auch unabhängig von der oben beschriebenen Erfindung Anwendung finden kann.
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Die Anmelderin behält sich daher vor, Schutz zu beanspruchen, für eine Spendeeinrichtung zum Ausgeben eines fließfähigen Mediums für die Herstellung von Folien, mit einem Kanal, der zum Fördern des fließfähigen Mediums geeignet und bestimmt ist und wenigstens eine Querschnittsveränderungseinrichtung aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, einen Strömungsquerschnitt dieses Kanals zu verändern. Dabei weist diese Querschnittsveränderungseinrichtung einen entlang seiner Längsachse beweglichen stangenartigen Körper auf, der wenigstens mittelbar mechanisch derart auf eine Begrenzungswandung des Kanals einwirkt, dass durch eine Bewegung dieses stangenartigen Körpers diese Begrenzungswandung zur Querschnittsveränderung des Kanals bewegbar ist. Weiterhin weist die Querschnittsveränderungseinrichtung eine Stelleinrichtung zur Bewegung des stangenartigen Körpers auf. Erfindungsgemäß sind dabei die Führungseinrichtungen zum Führen der stangenartigen Körper und/oder die Stelleinrichtungen der wenigstens einen Querschnittsveränderungseinrichtung thermisch gegenüber dem Kanal isoliert. Auf diese Weise wird, wie oben erwähnt, ein allzu starkes Erhitzen der Führungseinrichtungen und/oder der Stelleinrichtungen verhindert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Spendeeinrichtung wenigstens eine Multiklemmeinheit zum gleichzeitigen Lösen mehrerer Arretiereinrichtungen und/oder wenigstens eine Exzenterwalze zum gleichzeitigen Verschieben mehrerer stangenartigen Körper entlang ihrer Längsachsen. Zum Lösen mehrerer Arretiereinrichtungen kann das Multiklemmelement gleichzeitig auf die Arretiereinrichtungen mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen drücken. Auf diese Weise werden die zugehörigen stangenartigen Körper freigegeben, und die stangenartigen Körper werden durch den Druck des fließfähigen Mediums im Kanal entlang ihrer Längsachse vom Kanal weggeschoben, bis die maximal mögliche Querschnittsfläche des Kanals erreicht ist. Zur groben Voreinstellung mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen kann die Exzenterwalze alle stangenartigen Körper entlang ihrer Längsachsen gleichmäßig auf das ungefähre Produktionsmaß einstellen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass eine große Anzahl von Querschnittsveränderungseinrichtungen gleichzeitig eingestellt werden kann, wodurch Zeit und Kosten eingespart werden. Eine solche Ausführungsform lässt sich nicht mit gattungsgemäßen Gewindebolzen anstelle erfindungsgemäßer Querschnittsveränderungseinrichtungen realisieren, da die Bewegung von Gewindebolzen entlang ihrer Längsachse eine gleichzeitige Rotation um diese Achse erfordert, die durch das Aufdrücken einer Exzenterwalze nicht angeregt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Spendeeinrichtung eine Wechseleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, wenigstens eine Stelleinrichtung und/oder wenigstens ein Multiklemmelement und/oder wenigstens eine Exzenterwalze einer oder mehreren Querschnittsveränderungseinrichtungen zuzuordnen.
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Die Wechseleinrichtung kann also dazu eingesetzt werden, ein Multiklemmelement zum gleichzeitigen Lösen der Arretiereinrichtungen mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen daran zu positionieren. Weiterhin kann die Wechseleinrichtung eine Exzenterwalze an den stangenartigen Körpern mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen positionieren, um eine schnelle Voreinstellung einer Querschnittsfläche des Kanals zu ermöglichen. Eine Feineinstellung kann wiederum erfolgen, nachdem die Wechseleinrichtung wenigstens eine Stelleinrichtung an wenigstens einer Querschnittsveränderungseinrichtung positioniert hat. Die Wechseleinrichtung ergibt den Vorteil, dass an einer Spendeeinrichtung sowohl Multiklemmeinheit und/oder Exzenterwalze zur schnellen Voreinstellung mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen als auch individuelle Stelleinrichtungen für eine präzise Einstellung der Querschnittsveränderungseinrichtungen im Wechsel genutzt werden können, um die Vorteile beider Einstellmöglichkeiten nutzen zu können, ohne dafür die Spendeeinrichtung umbauen zu müssen.
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Die Wechseleinrichtung ist bevorzugt dazu ausgelegt, automatisch zu arbeiten. Daraus ergibt sich eine besonders einfache und wenig fehleranfällige Durchführung der Wechselvorgänge.
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Eine gemeinsame Stelleinrichtung kann zur Einstellung mehrerer Querschnittsveränderungseinrichtungen eingesetzt werden, um eine möglichst einfach aufgebaute und somit kostengünstige Spendeeinrichtung zu erhalten. Dazu kann die Stelleinrichtung beispielsweise von einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung abwechselnd an mehreren Querschnittsveränderungseinrichtung positioniert werden. Es ist aber auch denkbar, dass mehreren, insbesondere allen, Querschnittsveränderungseinrichtung jeweils eine eigene Stelleinrichtung zugeordnet ist, sodass mehrere, insbesondere alle, Querschnittsveränderungseinrichtungen gleichzeitig eingestellt werden können, um eine möglichst schnelle und präzise Einstellung zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Folien mit einer erfindungsgemäßen Spendeeinrichtung sowie mit einer in Transportrichtung eines herzustellenden Folienmaterials dieser Spendeeinrichtung nachgeordneten Inspektionseinrichtung zum Inspizieren des folienartigen Materials gerichtet.
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Bevorzugt dient diese Inspektionseinrichtung zum Steuern wenigstens eines Antriebs für wenigstens eine Stelleinrichtung wenigstens einer erfindungsgemäßen Querschnittsveränderungseinrichtung. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, insbesondere lokal eine Dicke der hergestellten Folie zu inspizieren bzw. zu messen. Vorteilhaft handelt es sich bei der Inspektionseinrichtung um eine optisch arbeitende Inspektionseinrichtung. Dabei kann besonders bevorzugt diese Inspektionseinrichtung ein Inspektionselement, etwa ein optisch arbeitendes Inspektionselement aufweisen, welches quer zu einer Transportrichtung der Folie bewegbar ist, um so über deren gesamte Breite hinweg Dickenuntersuchungen durchzuführen. In Reaktion auf beispielsweise festgestellte Unebenheiten können entsprechende oben erwähnte Querschnittsveränderungseinrichtungen angesprochen werden und zur Korrektur der Unebenheiten lokal erweitert oder verengt werden, um auf diese Weise die Aufbringung des fließfähigen Materials zu regulieren.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung wenigstens ein, bevorzugt eine Vielzahl von Walzenelementen auf, welche stromabwärts der Spendeeinrichtung angeordnet sind. Das fließfähige Material kann zwischen derartigen Walzenelementen eingeführt werden und diese Walzenelemente pressen hieraus die zu fertigende Folie. Weiterhin kann das Folienmaterial um eine Vielzahl derartiger Walzen gelenkt werden. Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch eine Kühleinrichtung zum Kühlen der auf diese Weise hergestellten Folie auf. Vorteilhaft ist unmittelbar nach der Spendeeinrichtung ein Walzenpaar angeordnet, wobei die Spendeeinrichtung zwischen diese beiden Walzen das fließfähige Medium einspritzt. Vorteilhaft ist die oben erwähnte Inspektionseinrichtung stromabwärts dieses Walzenpaares angeordnet.
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Erfindungsgemäß wird eine Flachdüsen mit einer Querschnittsveränderungseinrichtung vorgesehen, welche als Ersatz für die im Stand der Technik verwendeten Gewindebolzenelemente oder sonstige auf Änderungen des Materialflusses abzielende Elemente dienen. Es wird insbesondere eine einseitig sperrbare Mechanik vorgeschlagen, die im Vorliegenden als Sperreinrichtung oder Arretiereinrichtung beschrieben wird.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Spendeeinrichtung;
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2 eine Detaildarstellung der in 1 gezeigten Darstellung;
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3 eine Schrägansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung;
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4 eine Detaildarstellung der in 3 gezeigten Darstellung und
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5 eine weitere Detaildarstellung der in 3 gezeigten Darstellung.
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1 zeigt eine beispielhafte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Spendeeinrichtung 1 zum Ausgeben von fließfähigem Medium, das an dem Eintritt E in die Spendeeinrichtung 1 hineinfließen und an dem Austritt A aus ihr herausfließen kann. Dabei kennzeichnet das Bezugszeichen 2 einen Kanal, der ein fließfähiges Medium, beispielsweise einen geschmolzenen Kunststoff, hier in einer horizontalen bzw. gradlinigen Richtung transportiert. Dieser Kanal 2 erstreckt sich hier auch in einer zu der Figur senkrechten Ebene und ist damit beispielsweise als sehr flacher Kanal ausgebildet. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Querschnittsveränderungseinrichtung, welche insbesondere einen Querschnitt des besagten Kanals 2, insbesondere im Bereich des Austritts A des Kanals, verändern kann. Diese Querschnittsveränderungseinrichtung 4 umfasst in diesem Beispiel ein insgesamt biegbares Element 7 einer Begrenzungswandung 22 des Kanals 2, welches mittels eines stangenartigen Körpers 42 verstellt werden kann, der ebenfalls Teil der Querschnittsveränderungseinrichtung 4 ist. In der zur Figurenebene senkrecht stehenden Richtung kann eine Vielzahl von stangenartigen Körpern 42 nebeneinander angeordnet sein. Der stangenartige Körper 42 erstreckt sich hier in seiner Längsrichtung L und ist auch in dieser Längsrichtung L bewegbar. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine ebenfalls zur beispielhaften Querschnittsveränderungseinrichtung 4 gehörende Arretiereinrichtung, mittels derer der stangenartige Körper 42 arretiert werden kann. Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet eine weiterhin von der beispielhaften Querschnittsveränderungseinrichtung 4 umfasste Stelleinrichtung zum Bewirken der Längsbewegung des stangenartigen Körpers 42.
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2 zeigt eine Detaildarstellung des in 1 mit X markierten oberen Bereichs des stangenartigen Körpers 42. Dabei kann dieser stangenartige Körper 42 die im Stand der Technik verwendeten Gewindebolzen ersetzen. Dieser stangenartige Körper 42 ist im dargestellten Beispiel auch ein Teil der Sperreinrichtung 6. Die Sperreinrichtung 6 weist einen Sperrkörper 66 auf, der einen zumindest abschnittsweise flexiblen und bevorzugt gebogenen Schenkel 66a und beispielsweise einen starren, im einfachsten Fall geraden Schenkel 66b umfasst. Im dargestellten Beispiel ist der Sperrkörper 66 in Form eines durchgehenden Blechstreifens ausgeführt, der im Bereich des flexiblen Schenkels 66a flexibel ausgestaltet ist, beispielsweise durch eine abschnittsweise Ausdünnung und/oder Aussparung und/oder durch Ausgestaltung mit einem flexiblen Material wie vorteilhafterweise Federstahl. Die Ausführung des Sperrkörpers 66 in Form eines durchgehenden Blechstreifens erlaubt eine besonders einfache Herstellung; der Sperrkörper 66 kann allerdings auch zwei- oder mehrstückig ausgebildet sein. Der starre Schenkel 66b ist beispielsweise endseitig mittels einer Befestigungseinrichtung 5 an einem Träger 72 so angeordnet, dass er eine Rotationsbewegung R um die Achse A3 ausführen kann. Durch die starre Ausführung des starren Schenkels 66b wird eine effiziente Kraftübertragung und somit eine effizientere und zuverlässigere Klemmwirkung erreicht. Der stangenartige Körper 42 wird axial durch die Sperreinrichtung 6 bzw. im Beispiel zwei Öffnungen 76 und 78 des Sperrkörpers 66 hindurchgeführt. In der in 2 dargestellten Stellung des oberen Schenkels 66a des Sperrkörpers 66 wird eine Klemmwirkung zwischen den Öffnungen bzw. den Öffnungsrändern der Öffnungen 76 und 78 und dem Außenumfang des stangenartigen Körpers 42 erreicht. Es hat sich herausgestellt, dass mit einer erfindungsgemäßen Sperreinrichtung 6 auch bei einem stangenartigen Körper 42 mit im Wesentlichen glatter Oberfläche eine ausreichende Klemmwirkung für eine sichere Arretierung erreicht werden kann.
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Das Bezugszeichen 74 kennzeichnet ein federndes Element, beispielsweise eine Feder, die den Sperrkörper 66 in der den stangenartigen Körper 42 arretierenden Stellung fixiert. Die Fixierung erfolgt also rein mechanisch und insbesondere ohne weitere Antriebselemente oder äußere Krafteinwirkungen. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauform der Arretiereinrichtung 6 ermöglicht, die insbesondere bei der Nachrüstung bestehender Spendeeinrichtungen von Vorteil ist. Zum Lösen der Fixierung kann von einem Stellkörper 64 der in seiner Gesamtheit mit 66 gekennzeichneten Sperrkörper gegen die Federkraft der Feder 74 gegen einen festen Anschlag bzw. den Träger 72 gedrückt werden. Dadurch werden die Öffnungen 76 und 78 des Sperrkörpers 66 auf der Längsachse L des stangenartigen Körpers 42 überlagert, sodass der stangenartige Körper 42 entlang seiner Längsachse L bewegt werden kann. Beispielsweise mittels eines Zylinderstifts 5 ist eine seitliche Fixierung des Sperrkörpers 66 möglich.
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Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet wiederum, wie oben gesagt, einen stangenartigen Körper bzw. Druckbolzen, der eine Kraft auf die obere Düsenlippe bzw. das bewegliche Element 7 überträgt und diese bzw. dieses nach unten verformt. Auf diese Weise wird der Kanal bzw. der Spalt zwischen der fixen unteren Düsenlippe 3 und der flexiblen oberen Düsenlippe 7 geringer und dadurch der Austrittsquerschnitt für das fließfähige Medium reduziert.
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Eine hierzu erforderliche Stellkraft wird beispielsweise durch einen Motor erzeugt, der beispielsweise einen Exzenter 54 um die Achse A1 dreht. Zur gleichzeitigen Verstellung mehrerer stangenartiger Körper kann die Funktion des Exzenters 54 von einer erfindungsgemäßen Exzenterwalze übernommen werden. Sobald der Exzenter 54 Kontakt zu dem stangenartigen Körper 42 hat, wird bevorzugt ein elektrisches Signal ausgegeben, welches die aktuelle Position des stangenartigen Körpers 42 mitteilt bzw. ermittelbar macht. Vorteilhaft wird dann softwaremäßig entschieden, ob der Kanal 2 weiter geöffnet oder wieder geschlossen wird. Im Falle eines Schließens wird der stangenartige Körper 42 weiter zu der flexiblen Düsenlippe 7 gedrückt. Bevorzugt schwenkt zunächst eine Kulisse 34 solange um die Achse A2, bis der Stellkörper 64 den Sperrkörper 66 der Arretiereinrichtung 6 gegen den Anschlag des Trägers 72 drückt. Zur gleichzeitigen Freigabe mehrerer Arretiereinrichtungen 6 kann ein erfindungsgemäßes Multiklemmelement die Funktion des Stellkörpers 64 übernehmen, indem es auf die Sperrkörper 66 mehrerer Arretiereinrichtungen 6 drückt. Durch diese Bewegung wird die Sperreinrichtung 6 axial freigegeben, und nun kann sich der Exzenter 54 um seine Achse A1 drehen, um den stangenartigen Körper 42 in seiner Längsrichtung L zu bewegen, bis der zuvor berechnete Stellwert erreicht ist. Anschließend kann der Stellkörper 64 mit der Kulisse 34 wieder um die Achse A2 zurückschwenken und auch der Exzenter 54 kann sich von dem stangenartigen Körper 42 weg drehen und beispielsweise durch die Feder 74 klemmt die Sperreinrichtung 6 den stangenartigen Körper 42 wieder an der neuen axialen Position ein. Kulisse 34, Exzenter 54 und Stellkörper 64 bilden zusammen eine beispielhafte Stelleinheit 44. Nach der Einstellung eines stangenartigen Körpers 42 kann die Stelleinheit 44 beispielsweise zur Einstellung an die nächste Position eines weiteren stangenartigen Körpers 42 verbracht werden.
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3 zeigt eine Schrägdarstellung der in 1 dargestellten Vorrichtung mit einer Vielzahl, im Beispiel in einer Ebene angeordneter, stangenartiger Elemente 42 (nur exemplarisch beschriftet). Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet eine Antriebsstange, die hier zum Drehen des Exzenters 54 dient. Das Bezugszeichen 34 kennzeichnet eine ebenfalls bezüglich einer Achse schwenkbare Platte, an der der Stellkörper 64 angeordnet ist.
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4 und 5 zeigen Detailansichten der Darstellung aus 3. Hier ist wiederum die Antriebsstange 32 erkennbar, die im Beispiel zum Bewegen des Exzenters 54 dient. Auch ist der Stellkörper 64 erkennbar, welcher zum Lösen des stangenartigen Körpers 42 dient. Der Träger 72, an dem die Arretiereinrichtung 6 angeordnet ist, kann hier beispielsweise an einem Grundträger angeschraubt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die erfindungsgemäße Querschnittsveränderungseinrichtung 4 auch bei bestehenden Anlagen nachzurüsten. Hierzu sind im Wesentlichen nur der Austausch der im Stand der Technik üblichen Gewindebolzen durch die hier beschriebenen stangenartigen Körper 42 und das Befestigen einer Arretiereinrichtung 6 an dem Grundkörper der Spendeeinrichtung 1 nötig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spendeeinrichtung
- 2
- Kanal
- 3
- fixe Düsenlippe
- 4
- Querschnittsveränderungseinrichtung
- 5
- Befestigungseinrichtung/Zylinderstift
- 6
- Sperreinrichtung/Arretiereinrichtung
- 7
- bewegliches Element/flexible Düsenlippe 22 Begrenzungswandung
- 32
- Antriebsstange
- 34
- Kulisse/schwenkbare Platte
- 42
- stangenartiger Körper/Druckbolzen
- 44
- Stelleinrichtung
- 54
- Exzenter/Stellelement
- 64
- Stellkörper
- 66
- Sperrkörper
- 66a
- flexibler Schenkel
- 66b
- starrer Schenkel
- 72
- Träger
- 74
- federndes Element/Feder
- 76, 78
- Öffnungen
- A
- Austritt
- A1, A2, A3
- Achse
- E
- Eintritt
- L
- Längsrichtung/Längsachse
- R
- Rotationsbewegung
