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Folienblaskopf zur Herstellung von Schlauchfolien, Die Erfindung
betrifft einen Folienblaakopf zur Heratellung vorzugsweise dickwandiger Schlauchfolien,
vie aie fUr freitragende Kunststoffsäcke und ähnliche Erzeugnisse benötigt werden.
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Ein besonderes Erfordernix fiir die Wirtschaftlichkeit von Schlaudofolien-Herstellungsanlagen
besteht darin, möglichst hohe Aussto#leistungen und entaprechend hohe Abzugsgeschwindigkeiten
zu erreichen, us die Schneckenpreaae, den Spritzkopf und die Abzugsvorrichtungen
optimal ausnutzen und eine groBe Spritzleistung erzielen zu können. Das Hauptprobles
liegt hierbei in einer ansreichenden Abkiihlung der extrdierten Schlauchfolie, damit
dieae nach des Flachlegen und don Abquetschen nicht verbleckt, d. h. miteinander
verklebt, was die Weiterverarbeitung zu Beuteln und Sacken erheblich erschweren
kann. So suß beispielsweise bei Polyäthylen die Temperatur der Folie uater 40°C
liegen, wenn der Schlauch ilachgelegt wird, damit da Vorblooken mit Sicherheit vermieden
werden kann.
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Bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten der Schlauchfolie lt sich dam Mhlproblem
nur beherrachen, wenn auch die Schlauchinnenaeite intensiv gekühlt wird. Entwickelt
wurden hierfür Waaaerkuhlungen
und Luftkühlungen. Bine Wasser-Innenkühlung
durch Kühlbirnen oder Kühlwendel lä#t sich verhältnismä#ig gat einbauen. Die wassergekühlte
Schlauchfolie weist jedoch erhebliche Mongol suri, wie s. B. schlechte Verschwei#barkeit
und geringe Durchste#festigkeit. FEr die im Prinzip bessere Luftkühlung bereitet
es jedoch erhebliche Schwiergkeiten, die iür eine intensive Luftkühlung erforderlichen
Luftmengen durch den Polienblaekopf hindurchzuleiten, ohne diesen unerwünscht abzukühlen.
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Ein weiteree vichtigee Probles beeteht in der Anivicklung der Schlauchfolien,
die su Bellen von mehr als 1200 m Durehmeaeer gevickelt verdet. Die unvermeidlichen
Dickentoleranzen der Schlauchfolie addieren aich beim Wickeln derart, da# die dickeren
Stellen der Folio relate sog. Kelbenringe, auf den Pollen bilden, durch die die
Folio drtlich überdehnt und faltig wird, so dß die Weiterverarbeitung der Schlauchfolie
auf Druckmaschinen und Sackmaechinen empfindlich gestört werden kann.
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Zur Behebung dieses Mangels sind viele vorrichtungen entwickelt worden,
die alle auf don Grund-Vorschlag beruhen, zwischen dem Folienblaskopf und der Abquetsch-
und Aufwickelvorrichtung vine rotierende oder reversierende Belativbewegung vorzusehen,
wodurch die Dickenfehler der Folio gleichmü#ig über die Breite der Folienrolle verteilt
werden.
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Bei einer rxten trappe derartiger Vorrichtungen werden Schneckenpressen
mit senkrecht stehendem Zylinder mit dem fest angebauten Spritzkopf und allez Zubehör,
vie Antriebzmotor und Reglerzehrank, auf eine Drehscheibe gestellt, In einer Abwandlung
diesel Gedankenz ist lediglich der Ferderzylinder nit des daran befestigten Spritzkopf
drehbar gelagert. Kennzeichnend für diese Bauarten ist, da# es sich um Spezialausführungen
handelt, die für udoro Produktionen nicht eingesetzt werden können. Au#erdem ist
die Zuleituag der erforderlichen Heiz- und Antriebsenergie momie von
Kühlmitteln
aufwendig und störanfällig.
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Bei einer zweiten Gruppe der bekannten Vorrichtungen wird die Flachlege-.
Abquetsch-und Wickelvorrichtungen drehbar angeordnet. Abgesehen von einem erheblichen
mechanischen Aufwand und Platzbedarf ist der rollenwechsel bei den genannten großen
Rollendurchmessern problematisch, sumal sich bei den gängigen Auführungen die Wickelvorrichtungen
auf TurngerEsten von etwa 5 Metern Hoche befinden, von denen die Folienrollen auf
den Hallenboden herabgelassen werden müssen.
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Bei einer dritten Gruppe von Vorrichtungen der hier in Rode stehenden
Art, die sich weitgehend durchgesetzt hat, werden normale, zentral eingespeiste
Folienblaskopfe drehbar sit des Förderzylinder der Schnakenpresse verbunden und
entweder in einer Richtung gedreht oder durch eine sog. Reversiervorrichtung hin
und her gedreht. Im ersten Fall uß die tbertragung der Heizleistung sovie der Thermoelement-Me#ströme
über Schleifringkörper und im zweiten Fall mittels Schleppkabel erfolgen. Die tbertragung
mittels Schleifringkörpern ist stets störanfällig und die tbertragung mittels Schleppkabeln
führt auf die Dauer ebenfalls su Störungen.
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Außerdem besteht bei dieser Bauweise nicht die Möglichkeit, eine leistungsfähige
Innenkiihlung fir die Schlauchfolien-Innenseite einzubauen, insbesondere der gro#en
erforderlichen Querschnitte wegen nicht eine Luftkühlung, die in Prinzip günstiger
ist als eine Wasserkühlung, die unter Inkaufnahme Yen aufvendigen und störanfälligen
auf-und abvickelbaren Schlauchzuffihrungen bei der reversierenden Ausführungsform
versucht worden ist. Au#erdem wird der rotierende Teil durch die sich an seiner
Stirnfliche von innen nach außen bevegende Schmelze wie ein Kolben in einen Zylinder
durch den auf seine gesante Stirnfläche wirkenden Druck der Schaelse mit ungeheueren
Kräften belastet, was Stege entsprechend großen Querschnittes erforderlich macht,
die innerhalb des aufsteigenden, zum
Mundstückspalt fuhrenden Ringraumes
angeordnet werdenund wegen ihrer erforderlichen grö#eren lange su Streifeabildnagen
in der Folie flhren, die erstens sichtbar sind und zweitens die Festigkeit der Folie
so stark beeinträchtigen, da# es schen vorgekommen iat, dzB die Folie in entsprechend
viele Lägestreifen bei der geringsten Belastung sorfiel.
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Die Erfindung liegt mm die Aufgabe zugrunde, die Nachtelle der bekanaten
Verrichtungen sur Heretellung von Schlauchfolien su vermeiden und einen Fo@enblaskopf
zu schaffen, der einerseits eine intensive Innen-Luftkühlung des Folienschlauches
zulä#t, anderereeits aber die Dickenschwankungen der Folie gleiehmäBig iber die
Breite der Folienrolle verteilt und die Bildung von qualitätsmindernden Streifen
oder Festigkeitsbesinträchtigungen veraeidet.
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Die Aufgtbenztellung wird geleet durch einen FolienbiM-kopi zur Heratellung
von Kunststoffschlauchfolien, bei welchem erfindungsgemä# die Einspeiseleitung für
die Kunststoffschmelze seitlich in des Folienblaskopf eingeführt ist und in einem
Bingraum mündet, ferner die die Ringdüse des Blaskopfes bildenden Hülsen drehbzr
in des don mimgrzum zufweizenden Blaskopgehäuse gelagert sind und eine gre#e Öffnung
zur axialen Ein- und Rückleitung von Bihlluft zur Innenkühlung des Schlauches umschliessen.
Durch die erfindungsgemä#e Kombination ergibt sich die Möglickeit des Inneneinbaues
der Luftkühlung ohne Becinträchtigung der Qualität des hergestllten Schlauches und
weiter eine wesentliche Verringerung der von den Verbindungsstegen noch aufzunchmenden
Druckkräfte, da die noch nach Art eines Kelbenbodens belastete Ringfläche der einen
Hülse nur einen geringen Bruchteil der gesamten, sich aus dem Au#endurchmesser ergebenden
Kreisfläche darstellt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der im Blaskopfgehäuse
angeerdnete Ringraum für die Kunststoffschmelse unmittelbar in einen durch die beiden
drebaren Hülsen gebildeten Ringraum übergehen, webei im Bereich des Überganges der
Schmelze
von Blaskopfgehäuse zu den rotierenden Innenhülsen die
beiden Hülsen über den Bingraum durchsetzende achsparallele und in Stromungsrichtung
kurze Stege miteinander verbunden sind, wobei die Stege in weiterer Aungestaltung
der Erfindung vorzugsweise einen strömungsgünstigen, sich von au#en aach innen verjiingenden
tropfenförsigen Querschnitt aufweieen. Durch die Schleppwirkung der sich langsas
drehenden Stege wird ein Nachteil vermieden, der bisher stets bei seitlicher Einspeisung
der Kunststoffschmelze in den Blaskopf auftrat. In den die eingespeiste Schmelze
aufnehmenden und weiterleitenden ringförmigen Verteilerkanal bildete sich nämlich
gegenüber der Eintrittsbohrung ein Staupunkt, an des die Kunstotoffochaelze durch
den langeren Kontakt mit den Verteilerkanalwänden in ihrem Gefüge soweit verindert
wird, daß an dieser Stelle in der Folie Längsstreifen entstehen, die nicht nur ein
schlechtes Aussehen, sondern oft auch eine wesentliche Verschlechterung der Festigkeit
der Folie in diesel Bereich bewirken.
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Dieser Streifen aus in Gefüge veränderter Kunststoffschmelze wird
nun durch die Schleppwirkung der langeas vorbeilaufenden Stege gleichmäßig in do=
Ringraum verteilt, so da# eine optische Streifenmarkierung oder Herabsetzung der
Festigkeit der Schlauchfolie nicht mehr auftreten kann. Die die beiden Hülsen verbindenden
Stege trennen zwar den Schmelzzuflu#, jedoch kann die in FluBrichtung gemessene
Steglänge und damit die Trennungsdauer finir die Schmelze so kurz gehalten werden,
daB eine meßbare Schädigung der Schxelze bzw. eine Streifenbildung nicht auftritt.
Die kurze Steglänge ist deswegen möglich, weil die beiden die Bingdüse bildenden
Hdlsen in axialer Richtung gegeneinander bei der erfindungsgemä#en Ausführungsfor
kaus belastet sind und die Stege nur die Zugbelastung aus des Innendruck der zwischen
ihnen liegenden Durchtrittflächen aufzunehmen haben, die an der äußeren Hülse wirksam
wird.
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Vorteilhaft ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wenn
die die Ringdüse des Folienblaskopfes bildenden Hülsen indirekt über das dirket
beheizte Spritzkopfgehäuse aufgeheizt werden, und
vena auch die
Temperaturen der aieh drehenden Hülsen durch Temperaturfühler gemeaaen werden, die
in dem ortsfesten Blaskopfgehäuse angeordnet sind und über federbelastete, gut cirseleitende,
an den Hülsen anliegende Schleifkörper die Temperaturen abnehmen. Hierdurch entfallen
störungsanfällige Schleifringübertrager finir die Thermo-Spannungen und die Heizenergie,
so dafi die Betriebssicherheit erheblich verbeaaert vird. Nach einem weiteren Vorachlag
der Erfindung es die freiliegenden, nicht von beheisten Gehöuseteilen umgebenen
Austrittsseiten der die Ringdan bildenden Hülaen mit wärmeisolierenden Abdockungen
versehen rein, na eine Abkühlung des Spritzkopfes durch die Euhlluft veitgehead
zu vermeiden. Aus dem gleichen Grunde können erfindungsgemä# in der Blaskopfinmenbohrung,
also zwischen dem Külluftstrom und dem Blaskopfgehäuse, Heizelemente angeordnet
sein und das Luftführungsrohr kans durch einen Luftapalt von diesen gegen tac Blaskopfgehäuse
anliegenden Heizelementen getrcnet und mit Reflektorblech umkleidet ein.
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Die Erfindung lot in der nachatohendtn Beaehreibung und anhand der
Zeichnung naher ermutert.
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In der Zeichnung selgens Fig. 1 einen erfindungsgemä#en Folienblaskopf
im Axialschnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3
in schematischer Darstellung eine Folienblasanlage hunter Verwendung des Folienblaskopfes
nach Fig. 1 und go Wio in Fig. 1 dargestellt, ist an dem Förderzylinderl einer nicht
volter dargeatellten Schnckenpresse über ein Anschlu#-atüek 2 dos Folienblasgehäuses
3 bef@@tigt. Die Kunststoffschmelze tritt aeitlich durch die Bohrung 4 in den ringförmigen
verteilerkanal S ein, deaaen Querschnitt an der Eintrittsbohrung 4 am grö#ten
ist
und bis z gegenüberliegenden Stwnpunkt snf beiden Seiten gleichmäßig kleiner wird.
Am Staupunkt ist eine Scheidewand angeordnet, die nach unten zu in eine radial verlaufende
Scheide 6 ausläuft und sich nach oben ru strömungsgünstig verbreitert. Die Teilströme
vereinigen sich somit unterhalt der Scheide 6. Durch die an sich bekannte, in Querschnitt
in wesentlichen keilförmige Scheidewand wird das Verweilen von Kunststoffschmelze
in der Stauzone vernieden. Der in des Verteilerkanal 5 in Umfangsriehtung auftretende
Druckabfall in der Kunststoffschmelze wird vorzugsweise durch den nachfolgenden
Drosselspalt 7a, 7b ausgeglichen, dessen Spaltweite 7a unter der Materialeintrittsbohrung
am kleinsten ist und sich gleichmä#ig bis unter die Schneide 6 erweitert, wie bei
7b dargestellt, so daß in den nachfolgenden Ringraum 8 gleiche Druck-und Flie#geschwindigkeitsverhältnisse
herrschen.
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Die die Ringdüse 9 bildenden Hülsen 10 und 11 sind über die achsparallelen
Stege 12 miteinander verbunden und über das Wälz-oder Gleitlager 13 drehbar in den
Kopfgehäuse 3 gelagert. Die Stege 12 haben einen finir die Strömung von au#en nach
innen günstigen tropfenfömiogen Querschnitt, vie die Fig. 2 zeigt.
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Der Antrieb des drehbaren Einsatzes 10, 11 erfolgt über das Zahnrad
14 durch den Getriebemotor 15, während die Abdichtung des Einsatzes 10, 11 su dem
Ringraum 8 durch die Dichtungselemente 16a, 16b bevirkt wird.
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Der Folienblaskopf wird durch die an den nicht drehenden Kopfteilen
befestigten, schematisch dargestelltem Heizelemente 17a, 17b und 17c beheizt. Die
Temperaturmessung an den sich drehenden Hülsen 10 und 11 erfolgt suber Me#fühler,
die in den federnd angedruckten, ans wärmelitfähigem M@@rial angefertigten Schleifkörpern
18 und 19 untergebracht sind. Die nicht von beheisten Gehäuseteilen umgebenen Flaches
des drehbaren einsatzes 10, 11, 14 sind durch die wärmeisolierten Hauban 20 und
21 abgedockt.
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Die Kühlluftdurchführung erfolgt vorzugsweise durch das zentrale
Innenrohr 22, während die Bihlluft tuber den Bingkanal 23
abgeführt
wird. Eine unerwünschte Abkühlung des Blaskopfes durch die zurückströmende Kühlluft
wird durch den Luftspalt zwischen dem Au#enrohr des Ringkanals 23 und don Heiselesent
17c vermieden und berner dadurch, daB das Außenrohr 23 mit blankem, gewell@em Reflektorblech
umkleidet ist.
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Durch den erfindungsgemä# ausgebildeten Folienblaskopf 3 mit dem
drehbaren Ringdüseneinsatz 10,11 und den koaxialen gro#en Luft-Dnrchtritteoffnungen
22 23 ist eine ausgezeichnete Innenkühlung der extrudierten Schlauchfolie 26 ermöglicht.
Die Zuleitung 22 vird durch ein langes Innen-Leitrohr 24 (Fig. 3) ergänzt, das zur
Erhöhung der Geschwindigkeit der an der Folieninnenseite zurückströmenden Kühlluft
und damit zur Erhöhung der Kühlwirkung in Durchmesser annähernd bis auf den Durchmesser
des Ringdüsenspaltes 9 erweitert ausgeführt sein kann. Die Innenkülluft wird von
einem GeblEse 31 geliefert und tritt schließlich aus der Blaskopf 3 nach unten aus,
nachdem sie den Ringkanal 23 passiert hat. Die AuBenkuhl-$ luft wird von einem Gebläse
30 geliefert und durch einen vorzugsweise mitrotierenden Kuhlring 25a an die Au#enseite
der Folie herangeführt.
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Die Kühlvirkung wird durch einen ußeren Luftleitmantel 25b verstärkt.
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Die Kühlwirkung kann dadurch erheblich genteigert werden, da9 auch
für den äußeren Külluftstrom ein über dem Atmosphärndruck liegender Druck mit der
Maßgabe angewendet wird, daß der Druck der Inaenkiihlluft un den Betrag grö#er al8
der Druck der Außenkühlluft gehalten wird, der zur Aufweitung des Folienschlauches
erforderlich ist.
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Durch diese Anvendung hCherar Kühlluftdrucke ergibt sich ein hibernes
Druckgeii gegeaüber des Außendruek und damit eine grö#ers Luftgeschwindigkeit, die
die erwüschte grö#ere Külleistung herebeiführt.
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Die abgekühlte Schlauchfolie 26 wird dann in bekannter Weise durch
Platten 27 flachgelegt, von dem Walszenpaar 28 abgequetscht sowie sittel der Wickelvorrichtung
29 aufgewickelt.
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In Nachstehenden werden diejenigen Merkmale der erfindungsgemä#en
Blakepf-Konstruktion behandelt, die den Einbau der gro#en
koaxialen
Durchtrittsoffnungen für die Innenkühlluft ermöglichen, ohne daß dabei die Nachteile
der bekannten Blaskopf-Konstruktionen auftreten.
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Der sich hinter der Verteilerkanal-Auslaufschneide 6 bildende Streifen
aux in Gefüge veränderter Kunststoff schmelze wird durch die Schleppwirkung der
langsam vorbeilaufenden Stege 12 gleichmäßig in des Teil des Ringraumes 8 verteilt,
der durch die Hülsen 10 und 11 begrenzt wird, so daß eine optische Streifen-Markierung
oder Herabsetzung der Festigkeit in der austretenden Schlauchfolie nicht auftreten
kann. Die die beiden Ringdüsenhülsen 10 und 11 verbindenden Stege 12 bewirken zwar
eine an sich unerwünschte Trennung des Schmelzzuflusses, jedoch ist die in Fluésrichtung
genessene Steglänge und damit die Trennuagodauer fiir die Schmelze derart kurz,
daß eine sessbare Schädigung der Schmelze bzw. eine Streifenbildung nicht auftritt.
Die in Flußrichtung gev nessene kurze Steglänge wird dadurch erreicht, daß die beiden
Ringdüsen-Hülsen 10 und 11 in axialer Richtung gegeneinander kaus belastet sind
und die Stege 12 nur die Zugbelastung aufzunehmen haben, die sich aus de Innendruck
der zwischen ihnen liegenden Durchtrittsflächen in der Halte 10 ergibt. Die Stege
können daher unter Beachtung einer ausreichenden Gestaltsfestigkeit in Prissip beliebig
klein bemessen werden.
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Die Abdichtungselemente 16a, 16b zwischen den stehenden und sich
drehenden Kopfteilen befinden sich unnittelbar vor des Ringdüsenspalt 9 vo erfahrungsgemä#
der Massedruck erheblich niedriger licgt als vor der Masseeintrittsbohrung in einen
Folienblaskepf, wo üblicherweise bei Reversier-Vorrichtungen sit drehbares Blaskept
die Abdichtungselemente eingebaut erden müssen. Hierdurch und durch die sehr niedrigen
Drehzahl des drehbaren Ringdüseneinsatzes 10, 11 die in der Größenordauag von 0,1
U/min, liegt, ergibt sich eine betriebssichere Abdichtung gegen den Druck der Kunstztoffschmelze.
die Beheizungselemente 17a, b und c des Folienblaskopfes sind ausschlie#lich an
den stehenden Kopfteilen befestigt, ebensc
die Temperaturfühler,
die über die wärmeleitenden Schleifkörper 18, 19 die Temperaturen des sich drehenden
Ringdüseneinsztzes 10, 11 messen. Dadurch entfallen störungsanfällige Schleifringübertrager
für die Thermo-Spannungenund die Heizenergie, so da# die Betriebcsicherheit erheblich
verbessert ist.
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Zur Einatellung eines auf dem gesamten Umfang gleichmässigen Mnndstückspaltes
ist in nicht dturgextellter Weite eine an eich bekanate Zentriermöglichkeit vergeeehen.
Statt des drehförmigen Verteilerkanals mit nachfolgenden, über den Umfang in einer
Weite veränderten Drosselspalte kann ein Umlenkkörper mit hersförrigen Verdrangerinaeln
angewendet werden, wie diea bei Ummantelungspritzköpfen mit seitlichem Material@intritt
üblich ist.
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Diese Ausführungsform würde jedoch den Spritzkopf in Acharichtung
wotantlich verlangern.