DE1479979C

DE1479979C - Heating device for a wide slot nozzle

Info

Publication number: DE1479979C
Authority: DE
Inventors: Robert J Lowey Roy E Cuyahoga Falls Ohio Schroyer (V St A )
Original assignee: The Black Clawson Company, Hamilton, Ohio (V St A )
Publication date: 1971-09-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für eine Breitschlitzdüse mit einem langgestreckten Düsenkörper, der einen langgestreckten Hohlraum enthält, und einer von diesem ausgehenden Düsenöffnung, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Körpers zur Herstellung einer Kunststofffolie erstreckt, und mit einzelnen Heizeinrichtungen, die in Längsrichtung des Körpers so angeordnet sind, daß sie den Inhalt des Hohlraumes und der Düsenöffnung auf einer gewünschten Extrusionstemperatur halten. ; - 'The invention relates to a heating device for a slot nozzle with an elongated one Nozzle body, which contains an elongated cavity and a nozzle opening extending therefrom, which extends essentially over the entire length of the body for the production of a plastic film extends, and with individual heating devices, which are arranged in the longitudinal direction of the body so, that they keep the contents of the cavity and the die opening at a desired extrusion temperature keep. ; - '

Es ist bekannt, eine Induktionsheizung bei Extrudergehäusen, -düsen, -plastizierungszylindern zu verwenden, bei denen es möglich ist, die Induktionsheizspule um den zu beheizenden Eisenkörper herum anzuordnen. Bei diesen bekannten Anordnungen wird der Induktionsfluß hauptsächlich durch, die elektrische Spule selbst erzeugt. Nur teilweise ist auf diese Spulen ein Magnetschenkel zur Rückführung des Magnetflusses aufgebracht.It is known to use induction heating in extruder housings, nozzles, plasticizing cylinders, where it is possible to place the induction heating coil around the iron body to be heated to arrange. In these known arrangements, the induction flux is mainly through, the electrical coil generated by itself. Only some of these coils have a magnetic leg for return of the magnetic flux applied.

,Bei einer bekannten Kunststoff-Strangpreßvorrich-, tu ng umfaßt die elektrische Spule den Schenkel eines Magnetjoches, der jeweils den zu beheizenden Teil umgreift. .In a known plastic extrusion apparatus, the electrical coil comprises the leg of a Magnetic yoke that encompasses the part to be heated. .

Demgegenüber liegt der Zweck des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer geeigneten Heizvorrichtung an Langschlitzdüsen, die ebenso wie beispielsweise Rundfoliendüsen nicht mit einer Heizspule zur Induktionsheizung umgeben werden können. Im Gegensatz zu den bekannten, obengenannten Kunststoff - Strangpreßvorrichtungen kann eine Breit- oder Langschlitzdüse der eingangs genannten Art nicht durch einen Magnetkern, ein Joch oder eine Spulenwicklung umschlossen werden, da sonst das Auspressen des Kunststoffes aus der Düsenöffnung behindert würde. Auch würde bei direktem Kontakt zwischen beheizter Düse und Heizspule letztere durch die hohen Temperaturen beschädigt. Die neuen Extrusionsvorrichtungen entwickeln sich aber immer mehr dahin, daß die Düse auf eine Temperatur gebracht wird, · die wesentlich über der Maximaltemperatur liegt, mit welcher die elektrische Spule ohne Beschädigung in Kontakt gebracht werden kann. ■On the other hand, the purpose of the subject matter of the present invention is to provide a Suitable heating device on long slot nozzles, which, like for example round film nozzles, do not have can be surrounded by a heating coil for induction heating. In contrast to the well-known Above-mentioned plastic extrusion devices can have a wide or long slot nozzle of the above mentioned type are not enclosed by a magnetic core, a yoke or a coil winding, otherwise the pressing of the plastic from the nozzle opening would be hindered. Also would at direct contact between the heated nozzle and the heating coil, the latter is damaged by the high temperatures. The new extrusion devices are developing more and more towards the fact that the nozzle is brought to a temperature which is significantly above the maximum temperature at which the electrical coil can be brought into contact without damage. ■

Bei den neuartigen Extrusionsvorrichtungen ist es erwünscht, daß die Düsen eine von Verdickungen freie, glatte Folie mit Geschwindigkeiten von 300 m/min oder mehr mit einer Filmdicke von beispielsweise V₁₀₀₀ bis ²¹Vi₀₀₀ mm Dicke erzeugen können. Die Dicke und Geschwindigkeit müssen gleichmäßig über die Gesamtbreite des hergestellten Streifens ._ aufrechterhalten werden können. Dies ist wiederum nur möglich, wenn innerhalb der Düse eine genau gesteuerte Temperatur aufrechterhalten wird. Die Extrusionstemperaturen können über 320° C betragen, und diese Temperaturen werden bei der Entwicklung neuer synthetischer. Kunststoffe noch zunehmend höher.In the novel extrusion devices, it is desirable that the nozzles can produce a smooth film free of thickening at speeds of 300 m / min or more with a film thickness of, for example, V ₁₀₀₀ to ²¹ Vi _{000 mm.} The thickness and speed must be able to be maintained uniformly over the entire width of the strip produced ._. Again, this is only possible if a precisely controlled temperature is maintained within the nozzle. Extrusion temperatures can be in excess of 320 ° C and these temperatures are becoming more synthetic as new ones are developed. Plastics even higher.

Es besteht somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die gewünschten hohen Temperaturen auch bei Extrusionsvorrichtungen mit Langschlitzdüsen erreicht werden, ohne dall die Lebensdauer der Heizvorrichtung zu stark vermindert oder die Herstellung durch Auswahl besonders hochwertiger Materialien erschwert wird.It is therefore the object of the present invention to provide a heating device of the type mentioned at the beginning Kind of creating with which the desired high temperatures even with extrusion devices can be achieved with long slot nozzles without dalling the service life of the heating device too long reduced or production is made more difficult due to the selection of particularly high-quality materials.

Hriindungsgumäi3 wird dies erreicht durch die Anwendung von an den Spritzdüse)! vorgeschalteten Erwärmungsstrecken angeordneten Magnetkerninduktoren, nunmehr in Anpassung an die langgestreckte Düsenform, indem die Pole einer Reihe von Magnetkernen auf den langgestreckten Düsenöffnungen bzw. dem langgestreckten Hohlraum parallelen Außenflächen des Düsenkörpers selbst aufgesetzt und die Induktionsspulen von den sich in Düsenrichtung erstreckenden Jochteilen der Magnetkörper, wärmeisolierend von den Außenflächen beabstandet,This is achieved through the application from the spray nozzle)! upstream heating sections arranged magnetic core inductors, now in adaptation to the elongated nozzle shape by adding the poles of a series of magnetic cores parallel to the elongated nozzle openings or the elongated cavity Put on the outer surfaces of the nozzle body itself and the induction coils from the in the nozzle direction extending yoke parts of the magnet body, spaced apart from the outer surfaces in a heat-insulating manner,

ίο getragen werden. Die dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Idee setzt sich aus drei Teilen zusammen; .ίο be worn. The subject of the invention is based the underlying idea is made up of three parts; .

Das Überwechseln der Magnetkernidee vom besonderen Vorwärmer, wie oben als Stand der Technik beschrieben, auf die Anpassung an die Düsenform mit Längserstreckung der Anordnung; Längserstreckung jedes einzelnen der Magnetkerninduktoren und Bekämpfung der durch die Aneinanderreihung einer Anzahl von Induktoren bedingtenThe transfer of the magnetic core idea from the special preheater, as above as state of the art described on the adaptation to the nozzle shape with the longitudinal extension of the arrangement; Longitudinal extension each and every one of the magnetic core inductors and fighting them by stringing them together a number of inductors conditional

so Überhitzungsgefahr der Wicklungen.so there is a risk of overheating of the windings.

Es werden durch den Erfindungsgegenstand die Vorteile der induktiven Erwärmung des Kunststoffes beim Spritzen und die sonst z.B. durch die elektrische Widerstandsbeheizung erzielbare Längsverteilung der Wärme verbunden.The subject matter of the invention provides the advantages of inductive heating of the plastic during spraying and the longitudinal distribution of the Heat connected.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind benachbarte Paare von Magnetkernschenkeln durch gemeinsame Klammern am Düsenkörper befestigt. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten .der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammen-, hang mit den Zeichnungen. Es zeigtIn an advantageous development of the invention, adjacent pairs of magnetic core legs are through common brackets attached to the nozzle body. Further advantages, features and possible uses .The present invention emerges from the following description in combination, hang with the drawings. It shows

Fig. 1 die Vorderansicht einer Düse mit zugehöriger Heizeinrichtung bei abgenommener Endplatte, F i g. 2 eine Teildraufsicht auf die Düse gemäß Fig. 1 und die Anordnung der beiden zueinander parallelen Sätze von Induktionsheizvorrichtungen,1 shows the front view of a nozzle with the associated heating device with the end plate removed, F i g. 2 shows a partial plan view of the nozzle according to FIG. 1 and the arrangement of the two with respect to one another parallel sets of induction heating devices,

F i g. 3 die perspektivische Ansicht einer der Induktionsheizvorrichtungen gemäß Fig. 2 und F i g. 4 einen Querschnitt durch die in F i g. 3 gezeigte Induktionsvorrichtung.F i g. 3 is a perspective view of one of the induction heating devices according to FIG. 2 and FIG. 4 shows a cross section through the in FIG. 3 shown Induction device.

Der feste Düsenkörper 100 weist ein Paar ebene. Flächen 102 und 103 auf. Durch den mittigen Zuführungskanal 105 wird der Kunststoff zwecks Extrusion durch eine in einer feststehenden Lippe 107 vorgesehene Aussparung 106 zugeleitet. Die Lippe 107 bildet einen Extrusionsschlitz 108 mit einer einstellbaren Düsenlippe 109. . Zur Erhitzung des Düsenkopfes einschließlich der Aussparung 106 und der Lippen 107 und 109 sind mehrere Induktionsheizvorrichtungen 110 vorgesehen, die sich entlang den Oberflächen 102 und 103 erstrecken. Es werden mithin zwei parallele Reihen von Heizvorrichtungen gebildet. Mit der Heizung können die obengenannten Düsenteile auf bestimmten hohen Extrusionstemperaturen gehalten werden. Jede Heizvorrichtung 110, die im Schnitt in Fig. 4 dargestellt ist, weist insgesamt mit 112 bezeichnete Magnetschenkel zur Führung des Magnetflusses aus zusammengesetzten Blechen auf mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Körper 113 und nach unten ragenden Schenkeln 114 und 115, deren Länge gleich ist.The fixed nozzle body 100 has a pair of planes. Surfaces 102 and 103 . The plastic is fed through the central feed channel 105 for the purpose of extrusion through a recess 106 provided in a fixed lip 107. The lip 107 forms an extrusion slot 108 with an adjustable nozzle lip 109 . To heat the nozzle head including the recess 106 and the lips 107 and 109 , a plurality of induction heating devices 110 are provided, which extend along the surfaces 102 and 103 . Two parallel rows of heating devices are therefore formed. With the heater, the above-mentioned nozzle parts can be kept at certain high extrusion temperatures. Each heating device 110, which is shown in section in Fig. 4, has a total of 112 designated magnetic legs for guiding the magnetic flux from assembled sheets with a longitudinally extending body 113 and downwardly extending legs 114 and 115, the length of which is the same.

Die elektrischen Heizspulen für die Heizvorrichtungen 110, die aus einem Paar von Heizspulen 120 und 121 bestehen, werden von dem Körper 113 jeder der Magnctschenkel 112 getragen und erstrecken sich um diesen herum. Die Spulen 120 und 121 bil-The electric heating coils for the heaters 110, which consist of a pair of heating coils 120 and 121 , are carried by and extend around the body 113 of each of the magnet legs 112. The coils 120 and 121 form

den einen Zwischenraum 125 zwischen der Unterseite derselben und der benachbarten Oberfläche 102 bzw. 103 der Düse 100. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sämtliche Windungen der Spulen 120 und 121 als Torus um den Körper 113 der Magnetschenkel auf eine Phenolharzisolationsformthe one gap 125 between the underside of the same and the adjacent surface 102 or 103 of the nozzle 100. In the embodiment shown, all turns of the coils 120 and 121 are torus around the body 113 of the magnet legs on a phenolic resin insulation mold

126 aufgewickelt und durch Isolationsabstandsstücke 126 wound up and through insulation spacers

127 voneinander getrennt. Das Formstück 126 stellt eine Ispliereinrichtung dar, die eine. unmittelbare Berührung der Spulen mit dem Körper der Magnetschenkel vermeidet. Die Spulen können entweder in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden, je nach der zur Verfügung stehenden Spannung. 127 separated from each other. The shaped piece 126 is an isolating device, the one. direct contact of the coils with the body of the magnet leg avoids. The coils can either be connected in series or in parallel, depending on the voltage available.

Durch die beschriebene Anordnung wird der Wärme erzeugende Induktionsfluß von den Spulen 120 und 121 jeder Heizvorrichtung 110 durch die Magnetschenkel in die Düse hineingeleitet. In den Düsenteilen wird infolge der Wirbelströme und der Hystereseverluste eine Erhitzung hervorgerufen.As a result of the arrangement described, the induction flux generating heat is conducted from the coils 120 and 121 of each heating device 110 through the magnet legs into the nozzle. The eddy currents and the hysteresis losses cause heating in the nozzle parts.

Zur Isolierung der Spulen gegenüber einer übermäßigen Erhitzung bzw. einer hohen Temperatur sind der Zwischenraum 125 und ein Isolierstoffstreifen 130 aus Isolierwerkstoff vorgesehen, wobei je einer dieser Streifen für jede- der in F i g. 3 ersichtlichen Heizvorrichtungen 110 vorgesehen ist. Die Magnetschenkel 112 der Vorrichtungen 110 werden mit den Oberflächen 102 und 103 durch Haltejoche 135 in inniger Berührung gehalten. Die Schenkel derselben können kurze, seitlich angeschweißte Blöcke 136 aufweisen, die mit den Fußplatten 138 der Joche 135 in Berührung stehen. Die Platten 138 sind miteinander durch eine Stange 139 verbunden, und die Stange ihrerseits wird durch Kappenschrauben 140 nach unten in Richtung auf die Düse gedrückt.To isolate the coils from excessive heating or a high temperature, the space 125 and an insulating strip 130 made of insulating material are provided, one of these strips for each of the in FIG. 3 apparent heating devices 110 is provided. The magnetic legs 112 of the devices 110 are held in intimate contact with the surfaces 102 and 103 by holding yokes 135. The legs of the same can have short, laterally welded blocks 136 which are in contact with the foot plates 138 of the yokes 135. The plates 138 are interconnected by a rod 139 and the rod in turn is urged downwardly towards the nozzle by cap screws 140.

Zur Erreichung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung ist es außerdem günstig, die an den Zuführungskanal 105 angeschlossene, nicht dargestellte Zuleitung ebenfalls induktiv zu erhitzen. Zu diesem Zweck kann eine in den Zeichnungen nicht dargestellte spezielle Heizvorrichtung vorgesehen sein, die ähnlich wie bekannte Induktionsheizungen aufgebaut sind.In order to achieve a uniform temperature distribution, it is also advantageous to also inductively heat the supply line (not shown) that is connected to the supply channel 105. For this purpose, a special heating device, not shown in the drawings, can be provided, which is constructed similarly to known induction heaters.

Heizvorrichtungen der oben beschriebenen Art begünstigen die Herstellung -von ebenen Kunststofffolien entweder als Überzug oder als selbsttragende Folien. Die Folien werden oberhalb einer bekannten und daher nicht dargestellten Abschreckwalze extru-· diert, auf der sie sich abstützen. Die Düse kann auch zur Extrudierung eines Überzuges auf die Außenscite eines sich bewegenden Streifens, beispielsweise Papier, verwendet werden und kann im Zwischenraum zwischen einem Paar von einander benachbarten Walzen angeordnet sein. Auf die Trageinrichtungen für die Düsenkörper braucht hier nicht näher ίο eingegangen zu werden, da sie einfach und in üblicher Weise aufgestellt werden können. Es sei noch erwähnt, daß die Düsenteile vorzugsweise aus eisenhaltigem Metall bestehen.Heating devices of the type described above favor the production of flat plastic films either as a cover or as self-supporting foils. The slides are known above a and therefore not shown quenching roller on which they are supported. The nozzle can also for extruding a coating onto the outside of a moving strip, for example Paper, can be used and can be in the space between a pair of adjacent one another Be arranged rollers. The support devices for the nozzle body do not need any further details here ίο to be entered into as they are simple and in common Way can be set up. It should also be mentioned that the nozzle parts are preferably made of ferrous Made of metal.

Claims

Patent claims:

1. Heating device for a slot nozzle with an elongated nozzle body containing an elongated cavity and a from this nozzle opening extending essentially over the entire length of the body for the production of a plastic film and with individual heating devices, which extend in the longitudinal direction of the body are arranged so that they contain the contents of the cavity and the nozzle opening hold at a desired extrusion temperature, characterized by the use of upstream of the spray nozzles Heating sections arranged magnetic core inductors, now in adaptation to the elongated nozzle shape by placing the poles of a series of magnetic cores' onto the elongated Nozzle openings or the elongated cavity parallel outer surfaces of the nozzle body itself placed and the induction coils from the yoke parts of the magnet bodies that extend in the direction of the nozzle, spaced apart from the outer surfaces in a heat-insulating manner.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that adjacent pairs of magnetic core legs are attached to the nozzle body by common brackets (135).

1 sheet of drawings