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Heiztrommel zum Vorwärmen von Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen
Die Erfindung betrifft eine Heiztrommel zum Vorwärmen von Warenbahnen aus thermoplastischen
Kunststoffen, insbesondere beim Heißprägen mit einem drehbar auf einer festen Achse
gelagerten Trommelkörper und mehreren im Trommelinnenraum in der Nähe des Trommelmantels
untergebrachten, starr an der Trommelachse befestigten Heizelementen. Bei einer
bekannten Heiztrommel sind die elektrischen Heizelemente reihenweise sowohl oberhalb
als auch unterhalb der Trommelachse angeordnet. Da die Heizelemente nur durch Wärmestrahlung
auf den Trommelmantel einwirken, erwärmen sie diesen in Achsrichtung nicht ganz
gleichmäßig, so daß eine über dem Trommelmantel laufende Kunststoffbahn dementsprechend
streifenweise stärker und weniger stark erhitzt wird. Abgesehen davon befindet sich
bei der bekannten Vorrichtung der jeweils mit der Kunststoffbahn in Berührung stehende
Mantelsektor im Strahiungsbereich von mindestens einer Reihe der elektrischen Heizelemente.
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Das jeweils auf dem Trommelmantel aufliegende Warenbahnstück kann
daher bei einem Stillstand der Warenbahn, wenn man die Stromzufuhr zu den elektrischen
Heizelementen nicht sofort unterbricht, leicht auf eine unzulässig hohe Temperatur
erhitzt werden, was bei Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen in der Regel
zu schweren Schäden führt.
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In noch höherem Maße besteht die Gefahr einer schädlichen Überhitzung
der Warenbahn bei einem plötzlichen Stillstand bei fiüssigkeitsbeheizten Hohlwalzen
bekannter Ausführung. Innerhalb der Flüssigkeit, die den Innenraum der Hohlwalze
ausfüllt, rotieren starr mit dem Walzenmantel verbundene elektrische Heizstäbe.
Gleichgültig ob sich der Walzenmantel dreht oder nicht, gibt die einmal durch die
Heizstäbe erhitzte Flüssigkeit ihre Wärme an alle Stellen des Walzenmantels bis
zum völligen Temperaturausgleich ab. Dieser Vorgang tritt auch dann noch ein, wenn
man die Stromzufuhr zu den Heizstäben unterbrochen hat. Außerdem sind für die Stromzufuhr
zu den rotierenden Heizstäben Schleifkontakte notwendig, die einem erheblichen Verschleiß
unterliegen. Das erforderliche Nachstellen der Schleifkontakte und das Auswechseln
ihrer Verschleißteile bedingt in der Regel einen entsprechenden Stillstand der Gesamtanlage.
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Aus allen diesen Gründen sind die mit elektrischer Innenheizung ausgerüsteten
Trommeln bzw. Hohlwalzen bekannter Ausführung zum Vorwärmen von Warenbahnen aus
thermoplastischen Kunststoffen wenig geeignet, da sich gerade bei solchen Warenbahnen
schon kurzzeitige und örtliche Überhitzungen
sehr schädlich auswirken können. Die
Erfindung bezweckt, die Mängel der bekannten Heiztrommeln u. dgl. in einfacher und
betriebssicherer Weise zu beseitigen. Sie hat sich die Aufgabe gestellt, eine zum
Vorwärmen von Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen besonders geeignete
Heiztrommel zu schaffen, die auch bei einem Stillstand der über sie geleiteten Warenbahn
das dabei auf dem Trommelmantel aufliegende Warenbahnstück nicht übermäßig erhitzt.
Diese Aufgabe wird bei einer Heiztrommel der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die flüssigkeitsdicht gekapselten Heizelemente sowie eine sie
überdeckende an sich bekannte Fiüssigkeitsfüllung, die vorzugsweise aus einem hochsiedenden
und hitzebeständigen Ö1 besteht, nur im Trommelunterteil vorgesehen und die Stellen
des Warenbahnzulaufes und -ablaufes so angeordnet sind, daß der jeweils mit der
Warenbahn in Berührung stehende Sektor des Trommelmantels vollständig oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform steht der Innenraum der Heiztrommel
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durch - die Lager des Trommelkörpers auf der festen
Achse und/oder durch diese Achse selbst in offener Verbindung mit der Atmosphäre.
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Weitere Einzelheiten der - Erfindung und deren Wirkungsweise sind
nachstehend an Hand- des in der eichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles
einer Heiztrommel zum Vorwärmen von Warenbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen
näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Mittellängsschnitt Idurch die Heiztrommel
und F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt durch die Heiztrommel mit Warenbahnzulauf
und -ablauf.
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Eine starr an einem Traggestell 1 befestigte hohle Achse 2 trägt
Kugellager 3, auf denen frei drehbar ein Trommelkörper 4 läuft. Im Unterteil des
Trommelkörpers
4 befinden sich in der Nähe seines Mantels mehrere
flüssigkeitsdichte gekapselte fl-eizelemente 5 in Gestalt von als elektrische Widerstandsheizungen
ausgebildeten Heizstäben, die sich parallel zur Achse 2 erstrecken. Jeder Heizstab
5 ist mit seinem einen Ende an einer sektorartigen Scheibe 7 und mit seinem anderen
Ende an einer ebenfalls sektorartigen, aber hohlen und flüssigkeitsdichten Tragstütze
6 befestigt. Die zu den Heizelementen 5 führenden Stromzuleitungen 8 sind innerhalb
der Tragstütze 6 verlegt und führen von dieser Stütze aus durch die Längshöhlung
2 a der festen Achse 2 nach außen, wo sie an eine Stromquelle angeschlossen werden
können. Es ist selbstverständlich möglich, an Stelle der Heizstäbe 5 auch Heizelemente
in Gestalt von Heizpatronen, Hejzschlangen u. dgl. zu verwenden, wenn nur diese
andersartigen Heizelemente in der erfindungsgemäßen Weise angeordnet und flüssigkeitsdicht
gekapselt sind.
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Im Üntertefl des Trommelkörpers 4 befindet sich eine Flüssigkeitsfüllung
9, welche die Heizelemente 5 überdeckt, deren Spiegel 9 a aber unterhalb der festen
Achse 2 und der auf dieser angebrachten Kugellager 3 liegt. Der Innenraum 4 a der
Heiztrommel steht oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 9a durch die Kugellager 3 und/oder
- die Längshöhlung 2 a der festen Achse 2 in-offener Verbindung mit der Atmosphäre.
Alle Dämpfe, die sich etwa aus der Flüssigkeitsfüllung9 der Heiztrommel entwickeln,
können auf dem vorgenannten Wege ungehindert aus dem Innenraum 4a der Heiztrommel
in die Atmosphäre. entweichen, gleichgültig ob sich der Trommelkörper 4 dreht oder
nicht.
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Wie Fig. 2 erkennen läßt, läuft eine Warenbahn 10 aus thermoplastischem
Kunststoff dem Mantel des Trommeikörpers 4 über eine Leitrolle 11 zuund wird auf
der anderen Seite der festen Achse 2 durch eine weitere Leitrolle 12 von dem Trommelmantel
wieder abgezogen. Die durch die Leitrollen 11 und 12 gebildeten Stellen des Warenbahnzulaufs-
und -ablaufs sind dabei so angeordnet, daß der jeweils mit der Warenbahn 10 in Berührung
stehende Sektor des Trommelmantels vollständig oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
9 a liegt.
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Innerhalb des jeweils von ihr überdeckten Sektors des Trommelmantels
gibt die durch Heizelemente 5 erhitzte Flüssigkeitsfüllung 9 ihre Wärme an -den
Trommelkörper 4 in vollständig gleichmäßiger Verteilung auf dessen ganze Länge ab.
Solange der Trommelkörper 4 durch die Warenbahn 10 oder auch durch einen besonderen
Antrieb in Umdrehungen versetzt wird, entzieht die WarenbahnlO dem im Flüssigkeitssektor
laufend aufgeheizten Trommelmantel ebenso laufend Wärme im MantelsektorA.
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Es stellt sich somit ein Beharrungszustand ein, wobei man durch entsprechende
Erhöhung oder Verminderung der Stromzufuhr zu den eletkrischen Heizelementen 5 die
Endtemperatur der Warenbahn 10 an deren Ablaufstelle 12 genau und bequem einregeln
kann.
Kommt~ es aus irgendeinem Grunde zum Stillstand der Anlage und damit auch zum Stillstand
der WarenbahnlO und des Trommelkörpers 4, so hört die Wärmezufuhr zu dem von der
Warenbahn bedeckten MantelsektorA aus dem Trommelunterteil abgesehen von der geringen
Wärmekonvektion innerhalb der Trommelwandung vollständig auf. Es kann somit nicht
mehr zu einer schädlichen Überhitzung des Warenbahnstückes kommen, das bei einem
Betriebsstillstand auf dem Mantel der erfindungsgemäßen Heiztrommel aufliegt. Das
gilt auch für den Fall, daß während eines solchen Stillstandes die Stromzufuhr zu
den elektrischen Heizelementen nicht abgeschaltet wird, was mindestens bei kurzzeitigem
Betriebsstillstand ganz ungefährlich ist.