DE1629431B2

DE1629431B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schlauchfolien bahnen aus thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE1629431B2
Application number: DE19661629431
Authority: DE
Inventors: Bernard Keith Bolton Lancashire Bigland (Großbritannien)
Original assignee: General Engineering Co. (Radcliffe) Ltd., Radcliffe, Manchester, Lancashire (Grossbritannien)
Priority date: 1965-06-15
Filing date: 1966-06-15
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3577488A; DE1629431A1; GB1119552A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schlauclifolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem ein aus einer Ringschlitzdüse ausgeformter Kunststoffschlauch über einen Kalibrierdorn gezogen und abgequetscht wird und bei dem in den Kunststoffschlauch Kühlluft so eingeführt wird, daß sie in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn einen Ringspalt zwischen der innenwand des Kunststoffschlauches und dem Kalibrierdorn durchströmt und anschließend aus dem Kunststoffschlauch ausströmt.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (französische Patentschrift 1 372 395) tritt der Nachteil auf, daß sich zwischen dem Kalibrierdorn und der Stelle, an der der Kunststoffschlauch abgequetscht wird, ein stagnierendes, erhitztes Luftvolumen bildet. Dort kann sich nämlich die Kühlluft sammeln, nachdem sie den Kalibrierdorn unter Bildung eines Luftkissens und unter Aufnahme von Wärme überströmt hai. Da nun der Bereich zwischen dem Kalibrierdorn und der Stelle, an der der Schlauch abgequetscht wird, die eigentliche Kühlzone darstellt, ist die Ansammlung erwärmter Luft gerade in diesem Bereich besonders nachteilig. Damit wird nämlich die Kühlzeit verlängert und gleichzeitig die Produktionsgeschvvindigkeii herabgesetzt. Außerdem bleibt die Schlauchfolienbahn über eine lange Strecke und aber eine lange Zeit in verformbarem Zustand, was zu Qualitätsminderungen führen kann.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben angedeuteten Nachteile eine Möglichkeit zur Herstellung von Schiauchfolienbahnen zu schaffen, bei der der fertige Kunststoffschlauch rasch und wirksam direkt anschließend an seine Verformung gekühlt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschlauch vor dem Abquetschen über einen zweiten Kalibrierdorn gezogen wird und weitere Kühlluft in den Kunststoffschlauch so eingeführt wird, daß sie entgegen der Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn einen Ringspalt zwischen der innenwand des Kunststoffschlauches und dem zweiten Kalibrierdorn durchströmt und anschließend aus dem Kunststoffschlauch abgesaugt wird.

Bei diesem Verfahren bildet sich hinter dem ersten Kalibrierdorn, auf dessen Höhe die Verformung stattfindet, eine erste Kühlzone, die sowohl von der Kühlluft des ersten als auch von der Kühlluft des zweiten Kalibrierdorns durchströmt wird. Dabei übernimmt die den zweiten Kalibrierdorn passierende Luft einen wesentlichen Teil der Kühlung, da sie nicht in der Nähe der Ringschlitzdüse unter entsprechender Erwärmung in den Schlauch eintritt. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist ein frühzeitiges und schnelles Abschrecken des Kunststoffschlauches möglich, wobei unter dein Ausdruck »Abschrecken« ein Abkühlen der Folie aus ihrem nahezu flüssigen Anfangszustand auf einen Zustand zu verstehen ist, bei dem die Kunststoffoberflächen nicht mehr aneinander kleben.

Die in den Raum zwischen dem zweiten Kalibrierdorn und der Stelle, an der der Kunststoffschlauch abgeklemmt wird, einströmende Luft hat bei dem Verfahren nach der Erfindung keinen der Kalibrierdorne überströmt und hat sich dementsprechend auch nicht erwärmt. Sie wirkt daher nicht in der Weise, daß eine erhöhte Temperatur des Schlauches • aufrechterhalten wird, sondern führt einen tatsächlichen Kühleffekt herbei.

Die Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens gerichtet. Ausgegangen wird von einer Vorrichtung mit einer Ringschlitzdüse, deren den inneren Rand des Düsenschlitzes bildendes Einsatzstück zu einer in den ausgeformten Kunststoffschlauch hineinragenden Säule ausgebildet ist, an der in einem

ίο Abstand von dem Düsenschlitz ein Kalibrierdorn angeordnet ist und die zwischen dem Düsenschlitz und dem Kalibrierdorn eine Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Folienschlauch und, in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn gesehen, hinter dem Kalibrierdorn eine Einrichtung zum Abführen von Kühlluft aufweist. Diese Vorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Säule, in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn gesehen, hinter der Einrichtung zum Abführen der Kühlluft eine zweite Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Folienschlauch aufweist, wobei an der Säule zwischen der zweiten Einrichtung zum Einführen und der Einrichtung zum Abführen der Kühlluft ein zweiter Kalibrierdorn angeordnet ist, und daß an die Einrichtung zum Abführen von Kühlluft eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Kunststoffschlauch aus einem aus dem zweiten Kalibrierdorn in Abzugsrichtung der Schlauchfolien bahn herausragenden offenen Rohr besteht und daß die Säule, in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn gesehen, hinter dem zweiten Kalibrierdorn weitere Einrichtungen zum Abführen für Kühlluft aufweist, an welche eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist. Mit diesem Merkmal wird dafür gesorgt, daß in dem Raum zwischen dem zweiten Kalibrierdorn und der Stelle, an der der Kunststoffschlauch abgequetscht wird, eine besonders günstige Luftzirkulation entsteht. Die Kühlluft wird in Richtung auf die Abquetschstelle geblasen und anschließend umgelenkt. Ein Teil der Luft strömt dann direkt aus dem Schlauch heraus, während der andere Teil unter Bildung eines Luftkissens über den zweiten Kalibrierdorn geleitet wird.

Vorzugsweise sind die Kalibrierdorne nach der Erfindung aufblähbar, da dies zu einer besonders einfachen Konstruktion und Arbeitsweise der Vorrichtung führt.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung wird das Verfahren nach der Erfindung näher erläutert, und zwar an Hand von Ausführungsbeispielen der Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung;

F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab eine Teilansicht der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung;

F i g. 3 zeigt in ähnlicher Darstellung wie F i g. 2 eine abgeänderte Ausführungsform des oberen Teiles der Vorrichtung.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besitzt die Vorrichtung eine Ringschlitzdüse 10, die von einer (nicht dargestellten) Strangpreßvorrichtung für Kunststoff mit kontinuierlicher Zuführung her mit Kunststoffmaterial beschickt wird.

Oberhalb der Ringschlitzdüse 10, die so ausgebildet ist, daß sie einen Schlauch mit einem Durchmesser von beispielsweise 35 mm — nach dem

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Dehnen — erzeugt, sind aufblasbare Kalibrierdorne erläutert. Ein allgemein mit 35 bezeichneter Luft-11 und 12 angeordnet, die von einer zusammen- kühlungsring (Fig. 1) ist an der Außenseite der gesetzten Säule 21 getragen werden, durch welche Schlauchfolienbahn 36 etwa in Höhe des ersten sich Luftdurchtrittsöffnungen erstrecken, welche in toroidförmigen Körpers 11 α in einem Abstand von F i g. 2 näher dargestellt sind. Die beiden Kalibrier- 5 diesem angeordnet, wobei seine ringförmige Auslaßdorne 11, 12 haben einen Abstand von etwa 60cm. öffnung auf den Körper 11« gerichtet ist (vgl. Fig. 1). Oberhalb des oberen Kalibrierdornes 12 sind Greif- Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im Betrieb beim walzen 13, 14 vorgesehen, die einen Teil einer Extrudieren einer dünnwandigen zylindrischen üblichen Abziehvorrichtung bilden. Schlauchfolienbahn 36, die zwischen den Greifwalzen

Wie in F i g. 2 gezeigt, ist ein zylindrisches Rohr io 13 und 14 durchläuft.

16 vorgesehen, das einen Dorn 15 der Ringschlitz- Der Zweck und die Wirkungsweise der verschie-

düse 10 trägt und sich durch diesen hindurch er- denen Bestandteile der Vorrichtung ergeben sich

streckt. Das zylindrische Rohr 16 steht in Verbindung aus folgender Beschreibung.

mit einer Basis 17 des oberen Teiles der zusammen- Zu Beginn sind die Luftzuführungen zu dem gesetzten Säule 21, und die Basis 17 sitzt ihrerseits 15 Luftkühlungsring 35, dem Lufteinlaß 20 und dem im Inneren eines Einsatzstückes 18. Die Basis 17 ist Rohr 28 abgeschlossen, und ferner sind die Rohre 24 kegelförmig und mit sowohl radial als auch axial und 25 verschlossen, so daß die toroidförmigen voneinander entfernten, schräg nach oben gerichteten Körper 11a und 12a ihre nicht aufgeblasene, in Durchlässen 19 versehen. Das untere Ende der kegel- * F i g. 2 gestrichelt angedeutete Stellung einnehmen, förmigen Basis 17 ist über das zylindrische Rohr 16 20 Auch der Auslaß 30 ist verschlossen. Die Material- und mittels eines geeigneten Lufteinlasses 20 mit zufuhr durch die Strangpreßvorrichtung wird in einem (nicht dargestellten) Gebläse oder Kompressor Betrieb gesetzt, und die verhältnismäßig dickwandige verbunden. Der Hauptteil der zusammengesetzten Schlauchfolienbahn 36 von größerem Durchmesser Säule 21 ruht auf der kegelförmigen Basis 17. An als die nicht aufgeblasenen toroidförmigen Körper den Hauptteil der zusammengesetzten Säule 21 sind 25 Ha, 12 a wird durch die Ringschlitzdüse 10 extruzwei zylindrische Körper 22, 23 befestigt, die an diert. Die Schlauchfolienbahn 36 wird zwischen dem ihren Enden verschlossen sind und deren Innen- Luftkühlungsring 35 und dem toroidförmigen Körper durchmesser größer ist als der Durchmesser der 11a nach oben und über den toroidförmigen Körper zusammengesetzten Säule 21. Die zylindrischen Kör- 12a geführt. Sie wird danach zu einem vorextrudierper22, 23 tragen je einen aufblasbaren toroidför- 30 ten Folienstück zusammengelegt, welches durch die migen Körper 11a und 12a, welche die Kalibrier- Greifwalzen 13, 14 in der üblichen Abziehvorrichtung dorne 11 und 12 bilden (F i g. 1). Von jedem geführt wird. Danach wird die Zuführung zu dem toroidförmigen Körper Ha, 12 a erstrecken sich Rohr 28 geöffnet, so daß Luft durch das Rohr 28 Rohre 24, 25 nach unten durch den Hauptteil der in die obere Kammer 32 strömen und durch die zusammengesetzten Säule 21, durch den Dorn 15 der 35 ringförmige Austrittsöffnung 33 und die Durchtritts-Ringschlitzdüse 10 und durch eine Abschlußkappe öffnungen 34 ausströmen kann. Geichzeitig wird der 26, die Rohre 27 und 28 verbindet. Am unteren Ende Lufteinlaß 20 geöffnet, so daß Luft durch den Ringsind die Rohre 24 und 25 über geeignete Steuer- raum zwischen den Rohren 16 und 27 strömen und ventile mit einer Druckluftquelle verbunden (nicht dann durch die Durchlässe 19 ausströmen kann. Die dargestellt). Zwischen den beiden zylindrischen Kör- 40 Richtung der Luftströme hat allgemein den durch pern 22 und 23 ist eine Anzahl von in radialen und die Pfeile in F i g. 2 gezeigten Verlauf,
axialen Abständen angeordneten Schlitzen 29 vor- Nunmehr ist die Vorrichtung zur Inbetriebsetzung gesehen, die durch die Wand der zusammengesetzten bereit. Eine gesteuerte Luftmenge wird in jedes der Säule 21 hindurchtreten, so daß eine Verbindung Rohre 24 und 25 eingeführt, wodurch die toroidzu dem Ringraum zwischen dem Rohr 27 und dem 45 förmigen Körper Ha und 12a aufgeblasen werden, Rohr 28 geschaffen wird, die es gestattet, Luft durch so daß beim Beginn des Extrudierens der Durchdie Schlitze 29 abzusaugen, wenn eine geeignete Ab- messer der ankommenden weichen Schlauchfoliensaugvorrichtung am Auslaß 30 angeschlossen wird. bahn 36 vergrößert wird, was eine Verdünnung ihrer Es können Mittel vorgesehen sein, um die Wand Wand zur Folge hat. Danach kann die Luftzufuhr des Rohres 27, welche die kühle Zufuhrluft von der 50 zu dem Luftkühlungsring 35 (F i g. 1) in Gang gesetzt heißen Abluft trennt, zu kühlen, beispielsweise durch werden, während gleichzeitig das am Auslaß 30 ange-Kühlschlangen, die an der Innenseite des Rohres schlossene Ansaugsystem geöffnet wird, so daß heiße 27 befestigt sind. Luft aus dem Innern der extrudierten Schlauch-Arn oberen Ende des Hauptteiles der zusammen- rollenbahn 36 zwischen den toroidförmigen Körpern gesetzten Säule 21 ist eine Kappe 31 angeordnet, die 55 11a, 12 a entfernt wird. Die Richtung der abgesaugten eine Kammer 32 bildet, welche eine ringförmige Luftströme ist in F i g. 2 ebenfalls angedeutet. Die Austrittsöffnung 33 frei läßt und in der in radialen Schlauchfolienbahn 36 gleitet dann über die auf- und axialen Abständen schräg nach unten gerichtete geblasenen toroidförmigen Körper Ha und 12 a, Durchtrittsöffnungen 34 vorgesehen sind. Eine Ver- wobei sie auf einem Luftkissen schwimmt. In der bindung zu der Kammer bildet das Rohr 28, welches 60 Zeichnung ist ein übertriebener Abstand gezeigt, um sich durch den Hauptteil der zusammengesetzten das Vorhandensein dieses Luftkissens anzudeuten, Säule 21 und den Dorn 15 der Ringschlitzdüse 10 wobei das Luftkissen selbst normalerweise nur eine erstreckt und mit einem (nicht darsestellten) Gebläse Dicke in der Größenordnung von weniger als V-,., mm oder Krompressor verbunden ist. Da der Durchmesser hat. Zu diesem Zeitpunkt kann nun die Luftzufuhr des Rohres28 kleiner ist als der des Rohres27, wel- 65"zu dem Lüftkühlun«srinö; 35 verstärkt werden, um ches seinerseits kleiner ist als das Rohr 16, werden große Mengen von Kühlluft auszustoßen, ohne daß zwischen den Rohren ringförmige Kanäle für das dadurch die Schlauchfolienbahn 36 verzogen wird, Durchströmen von Luft gebildet, wie nachstehend da diese auf der Innenseite von den beiden Luft-

kissen an den toroidförmigen Körpern 11α, 12 α abgestützt ist. Auch die Luftströme durch die Durchlässe 19 und die Durchtrittsöffnungen 34 und die Austrittsöffnungen 33 können verstärkt werden mit einer entsprechenden Verstärkung der Absaugleitung. Dies ergibt eine bessere Wirksamkeit der inneren und äußeren Kühlung der extrudierten Schlauchfolienbahn 36, als dies bisher möglich war, und infolgedessen kann das Kunststofimaterial bei wesentlich höheren Temperaturen extrudiert werden, was eine größere Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht und zu einer besseren Qualität des Produktes führt. Ferner kann während der Herstellung eine sehr exakte Kontrolle durchgeführt werden, da der Durchmesser der Schlauchfolienbahn 36 in einfacher Weise dadurch korrigiert werden kann, daß je nach Bedarf kleine Luftmengen dem einen und/oder dem anderen toroidförmigen Körper 11a, 12 a entnommen ' oder zugeführt werden.

Beim Abschalten der Vorrichtung werden dieselben Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist das obere Ende der zusammengesetzten Säule 21 abgeändert, wobei die Kammer 32 weggelassen ist und das Rohr 28 um etwa 30 cm verlängert ist. An seinem Ende ist das Rohr 28 offen, so daß es Luft in den Raum der extrudierten Schlauchfolienbahn 36 oberhalb des toroidförmigen Körpers 12 a bläst. Ferner sind Einrichtungen 37 zum Abführen der Kühlluft am oberen Ende der zusammengesetzten Säule 21 vorgesehen, die sich in den Absaugkanal zwischen den Rohren 27 und 28 erstrecken.

Bei Betrieb wird Luft am oberen Ende des Rohres 28 ausgeblasen, die eine raschere Entfernung der Luft aus dem oberen Ende der extrudierten Schlauchfolienbahn 36 oberhalb des zweiten toroidförmigen Körpers 12 α bewirkt, wo die Luft bisher zum Stagnieren neigte. Dieses Einblasen und teilweise Absaugen der Luft aus dem Bereich oberhalb des oberen Kalibrierdornes 12 kann bewirkt werden, ohne den Druck in diesem oberen Bereich zu verstärken, was zu einer weiteren unerwünschten Dehnung der extrudierten Schlauchfolienbahn 36 führen könnte. Ein Teil der Luft bildet das Luftkissen, in dem sie, wie bei der vorherigen Ausführunasform, nach unten über den toroidförmigen Körper 12 a strömt, um die Schlitze 29 zu erreichen. Der restliche Teil der Luft strömt unmittelbar durch die Einrichtungen 37 zum Auslaß 30.

Abweichend von der obigen Beschreibung können die toroidförmigen Körper 11a und 12 a beispielsweise durch eine Flüssigkeit aufgebläht werden, die in ihnen zirkuliert, um eine zusätzliche Kühlung zu ergeben. Auch wäre es möglich, mechanisch ausdehnbare Kalibrierdorne anstatt der aufblasbaren toroidförmigen Körper 11a und 12a zu verwenden.

Ferner könnte die ganze Vorrichtung auch so abgeändert werden, daß die dünnwandige Schlauchfolienbahn 36 nach unten bzw. waagerecht extrudiert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schlauchfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem ein aus einer Ringschlitzdüse ausgeformter Kunststoffschlauch über einen Kalibrierdorn gezogen und abgequetscht wird und bei dem in den Kunststoffschlauch Kühlluft so eingeführt wird, daß sie in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn einen Ringspalt zwischen der Innenwand des Kunststoffschlauches und dem KaIibrierdorn durchströmt und anschließend aus dem Kunststoffschlauch ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschlauch vor dem Abquetschen über einen zweiten Kalibrierdorn gezogen wird und weitere Kühlluft in den Kunststoffschlauch so eingeführt wird, daß sie entgegen der Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn einen Ringspalt zwischen der Innenwand des Kunststoffschlauches und dem zweiten Kalibrierdorn durchströmt und anschließend aus dem Kunststoffschlauch abgesaugt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Ringschlitzdüse, deren den inneren Rand des Düsenschlitzes bildendes Einsatzstück zu einer in den ausgeformten Kunststoffschlauch hineinragenden Säule ausgebildet ist, an der in einem Abstand von dem Düsenschlitz ein Kalibrierdorn angeordnet ist und die zwischen dem Düsenschlitz und dem Kalibrierdorn eine Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Folienschlauch und, in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn gesehen, hinter dem Kalibrierdorn eine Einrichtung zum Abführen von Kühlluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (2\), in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn (36) gesehen, hinter der Einrichtung zum Abführen der Kühlluft eine zweite Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Folienschlauch aufweist, wobei an der Säule (21) zwischen der zweiten Einrichtung zum Einführen und der Einrichtung zum Abführen der Kühlluft ein zweiter Kalibrierdorn (12) angeordnet ist, und daß an die Einrichtung zum Abführen von Kühlluft eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung zum Einführen von Kühlluft in den Kunststoffschlauch aus einem aus dem zweiten Kalibrierdorn (12) in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn (36) herausragenden offenen Rohr (28) besteht und daß die Säule (21), in Abzugsrichtung der Schlauchfolienbahn (36) gesehen, hinter dem zweiten Kalibrierdorn (12) weitere Einrichtungen (37) zum Abführen für Kühlluft aufweist, an welche eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierdorne (11,12) aufblähbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen