DE1729130A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Luftkuehlung des von einem Folienblaskopf geblasenen Kunststoff-Folienschlauches - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Luftkühlung des von einem Folienblaskopf geblasenen Kunststoff-Folienschlauches Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlverfahren und eine Kühlvorrichtung mit hoher KUhlleistung zum Abkühlen stranggepreßter, vorzugsweise dickwandiger Schlauchfolien, vie sie beispielsweise für freitragende Kunststoffsäcke und ähaliche Erzeugnisse benötigt werden.
• Die für eine wirtschaftliche Herstellung derartiger Folien erforderliche hohe Abzugsgeschwindigkeit setzt eine intensiv wirkende Folienschlauchkühlung voraus, um ein Verkleben oder Verblocken der Schlauchfolie durch zu hohe Folientemperaturen zu vermeiden. So muS beispielsweise bei Schläuchen aus Polyäthylenfolie die Temperatur auf unter 40°C verringert sein, bevor sie flachgelegt werden können.
• Die Erzielung der erforderlichen hohen Kühlleistung setzt voraus, daß zusätzlich zu der üblichen Kühlung der Schlauchfolien-Außenseite auch die Schlauch-Innenseite gekühlt wird. Wegen der problematischen Durchführung des Kühlmediums durch den hei#en Folienblaskopf ist bisher in größerem Umfang nur die Innenkühlung der Schlauchfolie durch wassergekühlte Kühlbirnen oder Innen-Rohrwendel bekannt geworden. Es hat sich jedoch herausgestellt, da# auf diese Weise abgekühlte Folien sehr schlechte Materialeigenschaften, vie beispieloweise schlechte VerachweiBbarkeit und geringe DurchatoB-und Schockfeatigkeit, aufweiaen.
• Der Einbau der im Prinzip besseren Innen-Luftkühlung scheiterte bisher vor allemdaran,daBeinerbeliebigemSteigerung des Luftdurchaatzea für die Innenkuhlung die geringe Druekfeatigkeit der noch plaatiachen Schlauchfolie entgegenateht, deren Reckung einen Innendruck von nur 5-10 m Wassersäule erfordert.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe su Grunde, ein Verfahren zur Luftkühlung des von einem Folienblaskopf geblasenen Kunststoff-Folienschlauches und eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche eine intensive Kühlung der Schlauchfolie und damit eine höhere Abzugsgeschwindigkeit zulassen, als sie bisher mit Luftkühlung erzielbar war.
• Dièse Aufgabe wird durch das erfindungsgemä#e Verfahren geloft, indes mittels einer den Folienblaskopf durchsetzenden Kühlluftleitung Kühlluft mit aolchem Druck in den Schlauch eingeführt wird, da8 der Luftdruck in Inneren de Schlauchee gober ist 1 der zwr Recken des noch plastischen Schlauches gegenüber Atmosphärenjdruck erforderliche Blandruck und daB der Sehlauch im Bereich der Kühlstrecke an einer Au#enseite der Einwirkung eines Kühlluftstromes mit einem Druck ausgesetzt wird, der no des Betrag des zum Recken erforderlichen Uberdruckea niedriger ist 1 der Luftdruck im Inneren des Schlauches. Indem der Schlsach durch den gegenüber Atmosphärendruck vergrö#erten Druck der Au#enkühlluft gestützt wird und der Innen-Überdruck nur un den wus Recken des Sehlauehea notwendigen Betrag gober int ala der Au#en-Überdruck, eriolgt dan Bec} en der Schlauchfolie in der biaher üblichen Weise, während aber die Au#en- und Innenkiihlung eine wesentlich intensivere Kühlung zuläßt ala die bisher bekannten Verfahren.
• Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä#en Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, da$ mindeatena ein des Schlauch au#en mit geringem Abstand umschließendes ntelrohr sich vom Blaskopfmundstück über eine mindestens dem abstand der Folienerstarrungslinie vom Mundstück entsprechende Länge erstreckt und an eine Druckluftquelle für die Außen-Kühlluft angeschlossen ist. Vorzugsweise beträgt die Länge des Mantelrohres das Zweibis Dreifache des Abstandes der Folienerstarrungslinie vom Mundstück. Durch dan Mantelrohr wird die Aufrechterhaltung eines den Atmosphärendruck übersteigenden Außen-Kühlluftdruckes und glei hzeitig eine intensive Knhiluftströmung an der Schlauch-Anßenseite ermöglicht. Fur die Zuführung der Innen zühlluft kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein durch das Blaskopfmundstück hindurchgeführtes und sich etwa über die gleiche Länge wie das Mantelrohr erstreckendes Luftzuführungsrohr vorgesehen sein, wobei zwirnen diesem Rohr und der Ringdüse des Blaskopfes eine oder mehrere Luftauslaßöffnungen vorgesehen sind. Die Inneniiihlluft tritt also am oberen Ende des LuftzuführungsrohreE i. a deL Schlauch aux nid streicht entgegen der Bewegungsrichtung der Schlauchfoli- deren Innenwandung entlang, bis sie durch die vorzugsweise als das Luftzuführungsrohr umschließender Ringkanal ausgebildeten Luftausla#öffn@@en aus dem Blaskopf in die Atmosphäre entweicht. Zur'ohung der Luftgeschwindigkeit und damit der Kühlwirkuug an der @ ien-Innenseite kann erfindungsgemä# zweckmä#ig das Luftzuführungorohr sich im AnschluB an den Blaskopf konisch erweitern und sodann bis zu seinem Ende zylindrich ausgebildet sein, wobei der Durohmesser des zylindrischen Teiles etwas geringer ist als der Durchmesser der Ringdüse des Blaskopfes. Auf diese Weise ist beim Anfahren der Anlage des Hochziehen des anfänglich nicht gereckten Folienschlauches noch möglich und für die sich abwärts bewegende Innenkühlluft ein enger Ringraum zwischen Folie und Luftzuführungsrohr geschaffen.
• Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird ein Folienblaskopf mit seitlicher Einspeisung der Kunststoffschmelue verwendet, weil bei diesem die Ein-und Ausleitung der Kühlluft keine Schwierigkeiten bereitet. Ferner kann erfifndungsgemä# die Austrittsöffnung a de des Luftzuführungsrohres tangential angestellte Leitbleche aufweisen, wodurch der abtErte strömenden Luft eine Drehbewegung erteilt wird. Nach eines weiteren Erfindungsvorschlag können innerhalb des Mantelrohres aehrere Stützringe sur Fuhrung des Folienachlauchea angeordnet sein, deren Oberfllche gegenüber des Kunststoffmaterial einen geringen Reibungskeeffizienten aufweist.
• Daa Mantelrohr kann an des Au#en-Kühlring des Folienblaskopfes befestigt sein. E kann aber auch an seine oberen Ende an einen KHhlring befentigt sein und somit im Gegenstrom mit Kühlluft versorgt werden, die unten aua eines Spalt swischen des Mantelrohr und der Blaskopfoberfläche austritt. Nach einem weiteren Erfindungavorachlag kann das Mantelrohr auch zweiteilig ausgebildet sein, derart, da# das auf des äu#eren Kuhlring des Folienblaskopfes befestigte Mantelrohr aich etva über das l 1/2-fache des Abstandes der Folienaratarrungalinie von der Ringdüse des Blaskopfes erstreckt, wahrend ein über dieaem Mantelrohr angeordnetes weitere oberes Mantelrohr von einen an seinem oberen Ende angeordneten Kühlring mit Kuhlluft veraorgt wird, die im Gegenstrom entlang der Schlauchfolie nach unten fließt, wobei die beiden Kühlluftströme durch einen zwischen den beiden Mantelrehren gebildeten Spalt ins Freie treten.
• Die Erfindung ist in der nachatehenden Beschreibung anhand der Zeichnung casher erläutert, in welcher swi Ausführungsbeispiele dargentellt sind. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemä# ausgebildete Vorrichtung zur E retelltag von Kunststoffschlauchfolien schematisch und teilweise in Schnitt und Fig. 2 eine Detaildarstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.
• Die von der Schneckenpresse 1 geförderte Kunststoffschmelze wird durch den Folienblaakepf 9 sa einer Schlauchfolie 3 auagefermt.
• Vorzugsweise ist der Mundstückeinsatz des Folienblaskopfes drehbar angeordnet, was durch den Getriebemotor 4 schematisch angedeutet ist.
• Über dem Folienblaskopf ist der vorzugsweise mit einem drehbaren Innenteil 5a ausgestattete Kühlring 5a, 5b angeordnet, dessen Kühlluft von einem Hochdruckgebläse 6 gefordert wird.
• Auf dem drehbaren Teil 5a des EühlringeF ist ein abnehmbares Mantelrohr 7 angeordnet, das dem Folienschlauch auf einer mindestens dem Abstand der Folienerstarrungslinie von der Blaskopfringdüse entsprechenden, vorzugsweise aber das 2-3-fache dieses Abstandes betragenden Lange mit geringem radialem Abstand umschließt.
• Für die Innenkühlung wird die Kiihlluft eines Gebläses 8 über ein zentrales, den Blaskopf 2 durchsetzendes Innenrohr 9 in ein langes Luftzuführungsrohr 10 geleitet, dessen Länge annähernd gleich der Länge des äußeren Mantelrohres 7 ist und an dessen Ende die Luftaustrittsöffnung mit vorzugsweise tangential angestellten Luftleitblechen 11 angeordnet ist, wodurch der abwärts strömenden Luft eine Drehbewegung erteilt wird. Zur Erhöhung der Luftgeschwindigkeit und damit der Kühlwirkung an der Folien-Innenseite ist das Luftzuführungsrohr 10 innerhalb des Folienschlauches 3 durch ein konisches Ubergangsstück hinter dem Blaskopf im Durchmesser bis annähernd auf den Durchmesser der Ringdüse des Folienblaskopfes erweitert, so daß beim Anfahren der Anlage das Hochziehen der anfänglich nicht gereckten Folienschlauches noch möglich und für die absteigende Innenkühlluft ein nahe der Folie verlaufender Ringraum geschaffen ist.
• Die Kühlluft fließt durch dieses Bingraum um Gegenstrom zur Schlauchfolie abwärts und tritt dann durch den ringförmigen, wärmeisolierten Kanal 12 in dem Blaskopf ins Freie. Innerhalb des äußeren Mantelrohres 7 wird der Folienschlauch durch Stützringe 20 abgestützt, deren Oberfläche gegenüber dem Material des Folienschlauches einen niedrigen Beibungswert aufweist. Nach erfolgter Abkürzung wird der Folieschlauch 3 in bekannter Weise durch die Platten 13 flachgelegt, durch das Walzenpaar 14 abgequetscht und abgezogen sowie durch die Wickelvorrichtung 15 aufgewickelt.
• Durch diese Kombination der Kühlvorrichtungseinrichtungen kann der Luftdruck und damit der Luftdurchsatz und die Kühlwirkung der Innen-und Außenkühlung erheblich gesteigert werden, obwohl der zum Aufblagen, d. h. zum Recken der Schlauchfolie erforderliche Druck nur ca. 5 mm Wassersäule beträgt. Das äu#ere Mantelrohr 7 stützt nämlich durch den sich dort aufbauenden Lnttdrnak die noch plastische Schlauchfolie ab. Es ind lediglich durch nicht dargestellte Drosselelemente an don Gebläsen 6 und 8 die Luftmengen derart einzustellen, daB die Druckdifferenzen zwischen dem Innen- und dem Au#endruck den je nach Foliendicke zan Becken erforderlichen Wert hat, also beispielsweise ca. 5 mm Wassersäule beträgt. Die Luftmengenregelung kann sowohl von Hand als auch automatisch liber Servogeräte erfolgen.
• Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine weitere Verbesserung der Kuhlwirkung vervirklicht. Dan mit dem Kühlringteil 5a mitdrehende Mantelrohr 7 ist in der Zeichaung nicht dargestellt-, mit einer Lange von etwa des 1 1/2-fachen des Abstandes der Folienerstarrungslinie von der Ringdüse des Folienblaskopfes ausgeführt, so da# die Stützung der noch plastischen Schlauchfolie 3 sotie die Drehbewegung des Kuhlringes 5a, des Mantelrohres 7 und damit der Au#en-Kühlluft im kritischen Bereich der Schlauchfolie erhalten bleibt. Ein über des Mantelrohr 7 angeordnetes weiteres oberes Mantelrohr 16 von annähernd der gleichen Lange vie derjenigen des unteren Mantelrohres 7 wird dagegen von einem am oberen Ende desselben angeordneten Kühlring 17 mit der von eines Gebläse 18 geförderten Kuhlluft versorgt, die im Gegenstrom entlang der Schlauchfolie 3 nach unten fließt und durch einen zwischen den beiden Kuhlrohren 7 und 16 gebildeten Spalt sus-en mit der von unten her hochströsenden Kühlluft ins Freie tritt. Vorteilhaft ist hierbei, daß ein Teil der Au#en-Kühlluft in Gegenstrom flieBt.
• Eine weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Abwandlungssöglichkeit besteht darin, daB das gesante Mantelrohr 7 von einen liegenden Kühlring in Gegenstrom mit Kiihlluft versorgt wird, die unten aus einem Spalt zwischen dem Mantelrohr und der Blaskopfoberfläche austritt. Hierbei wird die bestmögliche kühlwirkung erzielt, jedoch liegt der Aufwand noch hoher als bei den Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, insbesondere wenn deroben liegende Kühlring und das Mantelrohr durch einen zusätzlichen Getriebemotor in Drehung versetzt werden solen achteilig ist auderdem bei dieser Ausführung die orobe Luftmenge, die auf den Blaskopf und die benachbarten Schneckenpressenteile auftritt und durch einen erhöhten Beheizungsaufwand kompensiert werden mu#.
• Eine weitere Steigerung der Kiihlleistung ist zu erreichen, wenn statt auf Raumtemperatur befindlicher Luft vorgekühltf juft verwendet wird.
• Selbstverständlich kann die erfindungagemaBe Kühlvorrichtung auch zusammen mit Folienblasköpfen ohne drehbaren Mundstückeinsatz und ohne drehbare Kühlringe und Mantelrohre eingesetzt werd@n, jedoch ist dann mit den bekannten Nacmteilen der Verwendung aolcher Folienblasköpfe zu rechnen, vie Streifenbildung und Schwachstellen auf der Folie sowie am Umfang ungleichr Niger Abkühlung und damit Verschlechterung der Folientoleranzen.

Claims (11)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Luftkühlung des von einem Folienblaskopf geblasenen Kuststoff-Folienschlauches, dadurch gekennzeichnet, da8 mittele einer den Folienblaekopf (2) durcheetzenden Kuhlluftleitung (9) Kiihlluft mit pochez Druck in den Schlaueh (3) eingeführt wird, da8 der Luftdruck im Inneren do* Sehltnchet greNer ist ale der zu Recken des noch plastischen Schlauches gegenüber Atmoepharendruck erforderliche Blasdruck und da# der Schlauch in Bereich der Kühlstrecke an seiner Aßenseite der Einwirkung eine Kühlluftstromes mit einem Druck ausgesetzt wird, der um den Betrag des zum Recken erforderlichen Überdruckes niedriger ist als der Luftdruck im Inneren des Schlauches.
2. 2. Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach Anepruch l, dadurch gekennseichnet, daß mindestens ein den Schlauch (3) avieu mit geringem Abstand umschlie#endes Mantelrohr (7,16) sich vom Blaskopfmundstück ber eine mindestens don Abstand der Folien*' erstarruagalinie sou Mundstück enteprechende Länge erstreckt und an eine Druckluftquelle (6,18) für die Au#en-Kühlluft angeschlossen ist
3. 3. Vorrichtung nach Amspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da# die Lämge de Mantelstückes (7) das Zwei- bis Dreifache des Abstandes der Folienerstarrungslinie vom Mundstück beträgt.
4. 4. Vorrichtung nach Aneprmeh 2 2 eder 3, dadurch gekennzeichet, da# fir die Zuführung der Innen-Kühlluft ein durch des Blaskepfmundstäck (2) hindurchgeführtes und sich etwa über die gleiche Länge wie das Mantelrohe (7) erstreckendes Luftzuführungsrohr (9,10) vergesehen ist, webei zwischen diesem Rehr und der Ringdüse des Bleskepfes (2) eine oder mehrere Luftausla#öffnungen (12) vergesehen @ind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenazeichnet daß das Luftzuführungsrohr (9,10) sich im Anschlu# an den Blaskopf (2) konisch erweitert und sodann bis zu seines Ende zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des zylindrischen Toiles (10) etwas geringer ist ale der Durchmesser der Bingdüse des Blaskopfes (2).
6. 6. Vorrichtung nach eines der Anspruche 2 bis 5t dadurch gekennzeichnet, durch die Vervendung eines Folienblaskopfes (2) mit seitlicher Einspeisung der Kunststoffschmelze.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da# die Anstrittsoffnung an Rude des Luftzuführungsrohres (9, 10) tangential angestellte Leitbleche (11) aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da# innerhalb des Mantelrohres (7,16) mehrere Stützringe (20) zur Führung des Folienschlauches (3) angeordnet sind, deren Oberfläche gegenüber de Kunststoffmaterial einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da# das Mantelrohr (7) an den Außen-Kühlring des Folienblaskopfes (2) befestigt ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da# das Mantelrohr (16) an seines oberen Ende an einem Kuhlring (17) befestigt ist und da# die Kühlluft unten aus einem Spalt zwischen dem Mantelrohr und der Blaskopfoberfläche austritt.
11. 11. Vorrichtung nach eines der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (7,16) zweiteilig ausgebildet ist, und da# das auf dem aü#eren Kühlring des Folienblaskopfes (2) befestigte Mantelrohr sich etwa über das 1 1/2-fache des Abstandes der Folienerstarrungslinie von der Ringdüse des Blaskopfes erstreckt, während das obere Mantelrohr (16) von einem an seines oberen Ende angeordneten Kühlring (17) mit Kuhlluft versorgt wird, wobei die beiden Kühlluftstrome durch einen zwischen den beiden Mantelrohren (7 und 16) gebildeten Spalt ins Freie treten.

    L e e r s e t e