DE1778959C - Vorrichtung zum Abkühlen einer durch Strangpressen hergestellten Schlauchfolienbahn aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abkühlen einer durch Strangpressen hergestellten Schlauchfolienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mit einem die Schlauchfolie umgebenden Kühlring sowie einer ringförmigen, gleichachsig mit dem Kühlring angeordneten Führungswand zum Weiterleiten des aus dem Kühlring austretenden Kühlgases in axialer Richtung längs der Schlauchfolienbahn.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der innerhalb des Kühlringes eine Führungswand für den Kühlgasstrom vorgesehen ist, die durch seitliche Stellschrauben gleichachsig zum Folienschlauch und zum Kühlring zentrierbar ist. Die Führungswand selbst ist starr und in ihren Abmessungen nicht verstellbar. Die Form und Anordnung der Führungswand gegenüber dem Folienschlauch hat jedoch einen erheblichen Einfluß auf den Kühlgasstrom und damit auch auf die gesamte Kühlwirkung der Vorrichtung. Wenn bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art die Arbeitsbedingungen geändert werden und _ao beispielsweise eine neue Strangpreßdüse von anderem Durchmesser oder anderer Breite eingesetzt wird oder die Produktionsgeschwindigkeit bzw. die Temperatur des thermoplastischen Materials beim Auspressen geändert wird bzw. mit anderen Druckverhältnissen beim Aufblasen des Folienschlauches gearbeitet wird, so muß entweder ein anderer Kühlring eingesetzt werden, oder es muß die Führungswand durch eine andere ersetzt werden. Es ist dabei schwierig vorauszusagen, welche Form der Führungswand für diese neuen Betriebsbedingungen am günstigsten ist, um die beste Kühlwirkung zu erzielen. Dies kann nur durch zeitraubende und umständliche Versuche ermittelt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abkühlen einer durch Strangpressen hergestellten Schlauchfolienbahn aus thermoplastischem Kunststoff der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sehr einfach an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art. erfindunesgemnß dadurch gelöst, daß die Abmessungen der Führungswand durch Einstelleinrichtungen verstellbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ergeben sich aus den Unteranspriichen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ohne Auswechseln der Führungswand bzw. des Kühlringes die jeweils zweckmäßigste Form der Führungswand durch Versuche schnell und einfach ermittelt werden. Die Form der Führungswand kann sogar noch während des Strangpressens geändert werden, ohne den Betrieb der Strangpresse zu unterbrechen. Die FUhrungswand kann unabhängig von dem Teil des Kühl- ringes verstellt werden, der mit den Austrittsöffnungen für das Kühlgas versehen ist, also ohne daß hierdurch die Zufuhr des Kühlgases beeinflußt wird. Selbstverständlich wird auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung stets dafür gesorgt, daß die Füh- rungswand stets gleichachsig mit der schlauchförmigen Folie angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

^i g. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Einrichtung zum Herstellen schtauchförmiger Folien im Wege des Strangpressens.

Fig. 2 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 3 und 4 zeigen jeweils einen Teil der Führungswand der Kühlvorrichtung nach Fig. 2 im Grundriß bzw. in einem senkrechten Schnitt.

F i g. 5 und 6 entsprechen F i g. 3 und 4, zeigeu jedoch die Führungswand in einer weiter aufgerichteten Stellung.

Fig. 7 bis 11 zeigen jeweils im Schnitt verschiedene weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kühlvorrichtungen.

In Fig. 1 erkennt man einen Extruder 10, der mit Hilfe einer ringförmigen Düse im Düsenkopf eine schlauchförmige Folie 13 erzeugt. Beim Austreten der schlauchförmigen Folie aus der Düse wird das Erzeugnis mit Hilfe von Druckluft aufgeblasen, die über eine in dem Düsenkopf vorgesehene Leitung zugeführt wird, so daß'sich der Schlauch ausdehnt oder erweitert, während er an seiner Außenfläche mit Hilfe von Küidluft abgekühlt wird, die aus einem gleichachsig mit der schlauchförmigen Folie auf dessen Außenseite angeordneten Kühlring 19 ausströmt. Der Kühlring ist in F i g. 1 insgesamt mit 19 bezeichnet, doch werden für die in den übrigen Figuren dargestellten Kühlringkonstruktionen gegebenenfalls andere Bezugszahlen zur Bezeichnung verwendet. Die abgekühlte und aufgeblasene schlauchförmige Folie 13 wird zwischen zwei zum Flachdrücken der Folie dienenden Flächen 14 zusammengedrückt und durch umlaufende Zugwalzen 15 nach vom gezogen, mitteis deren gleichzeitig die schlauchförmige Folie 13 an dieser Stelle geschlossen penalten wird, damit die zum Aufblasen der Folie 13 dienende Luft nicht entweichen kann.

Der Kühlring 19 ist auf dem den Strangpreßkopf tilgenden Ende des Extruders 10 so angeordnet, daß das heiße Folienmaterial sofort nach dem Verlassen der Düse mit der aus dem Ring 19 austretenden Kühlluft in Berührung kommt. Die Luft wird dem Kühlring 19 über eine Rohrleitung 16 zugeführt. In dem Kühlring 19 wird die Luft gleichmäßig über den Umfang des Rings verteilt, um einen gleichmäßigen Kühlluftstrom in der Umgebung der schlauchförmigen Folie 13 zu erzeugen. Auf ihrem Wege längs der schlauchförmigen Folie wird die Kühlluft durch eine ringförmige Führungswand 11 geführt, die gleichachsig mit der schlauchförmigen Folie 13 angeordnet ist und zusammen mit dieser einen ringförmigen StrömungFweg für die Luft abgrenzt. Die erforderliche Form dieses ringförmigen Strömunaswcges richtet sich nach verschiedenen Faktoren, z. B. der Wandstärke und der Temperatur der thermoplastischen Folie 13, sowie nach dem sogenannten Aufblasverhältnis, d. h, dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser des aufgeblasenen Schläuche und dem Durchmesser der Folie 13 an der Düse des Extruders 10.

Der Kühlring 19 und die Führungswand 11 sind in Fig. 2 gesondert dargestellt. Der Kühlring 19 umfaßt eine ringförmige Kammer 12, an die die Rohrleitung 16 zum Zuführen von Druckluft angeschlossen ist. Die Innenfläche 26 der Kammer 12, die der schlauchförmigen Folie 13 direkt gegenüberliegt, umfaßt einen unteren ringförmigen Luftschlitz 22 und einen oberen ringförmigen Luftschlitz 23. In der Kammer 12 ist eine ringförmige Führungsplatte 20 angeordnet, und außerdem ist ein Ring 21 zum Umlenken des Luftstromes vorgesehen. An der Ober-

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seite des Kühlrings 19 ist ein mit Innengewinde versehener Ring 24 befestigt. In dem Ring 24 ist ein mit Außengewinde versehenes, ringförmiges Bauteil 25, 27 drehbar, das eine ringförmige Innenkante aufweist, die in Berührung mit der Außenfläche der Führungswand 11 steht. Die Führungswand 11 ist an ihrem unteren Ende mit dem Kühlring 19 so verbunden, daß sie eine Fortsetzung der Innenfläche 26 des Kiihlrings 19 bildet. Wie in F i g. 3 und 5 jeweils im Grundriß dargestellt, setzt sich die Führungswand 11 aus einer großen Zahl von trapezförmigen Elementen oder Segmentstücken 28 zusammen, die zu einem kreisrunden Kranz vereinigt sind. Die kurzen und die langen parallelen Kanten der Segmentstücke 28 bilden Sie Unterkante bzw. die Oberkante der Führungswant! 11. Die Segmentstücke 28 sind so angeordnet, daß sie sich an ihren nicht parallelen Kanten überlappen, so daß die Segmentstücke 28 insgesamt eine geschlossene ringförmige Führungswand 11 bilden, die die schlauchförmige Folie Ϊ3 umschließt. Jedes Segmentstück 28 ist für sich an seinem unteren Ende fest mit dem Kühlring 19 verbunden. Die Segmentstücke 28 sind normalerweise als dünne Elemente aus Blech ausgebildet, die sich elastisch an der ringförmigen Innenkante des Bauteils 25, 27 abstützen. Als geeignete Werkstoffe für die Segmentstücke 28 seien weicher Stahl oder Berylliumkupfer genannt. Wenn das Bauteil 25, 27 z. B. mit Hilfe eines daran befestigten Griffs 29 gedreht wird, wird die mit den Segmentstücken 28 in Berührung stehende innere Kante senkrecht bewegt, so daß sich die oberen Enden der Segmentstücke 28 infolge ihrer Elastizität nach außen bewegen können, oder daß sie veranlaßt werden, sich in Richtung auf die schlauchförmige Folie 13 zu bewegen; dies richtet sich jeweils danach, ob das Bauteil 25, 27 weiter in den Ring 24 eingeschraubt oder aus diesem herausgeschraubt wird. Die über die Rohrleitung 16 zugeführte Kühlluft wird über die Luftschlitze 22 und 23 abgegeben und strömt dann durch den ringförmigen Kanal, der durch die Innenfläche 26 und die Führungswand 11 einerseits und die Außenfläche der schlauchförmigen Folie 13 andererseits abgegrenzt wird. Dieser ringförmige Kanal umfaßt eine Einschnürung bzw. einen engsten Querschnitt 17, der auf ähnliche Weise zur Wirkung kommt, wie die Einschnürung eines Venturirohrs, so daß der diesen engsten Querschnitt passierende Kühlluftstrom eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht und in der Umgebung der schlauchförmigen Folie 13 an dem engsten Querschnitt eine Zone erzeugt, in der ein niedrigerer Druck herrscht, der bewirkt oder dazu beiträgt, daß sich die schlauchförmige Folie 13 erweitert. Auf diese Weise wird das Aufblasen der schlauchförmigen Folie 13 bewirkt oder unterstützt. Die Abmessungen und die Lage des engsten Querschnitts 17 sind für die richtige Abkühlung der Folie 13 von großer Bedeutung; die an Hand von F i g. 2 beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, die Abmessungen des engsten Querschnitts 17 innerhalb eines großen Bereichs stufenlos zu variieren. Das Bauteil 25, 27 kann während des Betriebs des Extruders 10 gedreht werden, so daß es möglich ist, die am besten ge* eignete Form der Fühningswand 11 zu ermitteln. In F i g. 3 und 4 sowie in F i g. 5 und 6 ist die Stellung der Segmentstücke 28 für den Fall dargestellt, daß sich das Bauteil 25, 27 in einer unteren Stellung bzw. in einer oberen Stellung befindet.

F i i(. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Segmentstücke 28 mit ihren unteren Enden an einem oberen Ring 32 befestigt sind, der ein Außengewinde aufweist, das mit einem Innengewinde des Kühl rings 19 zusammenarbeitet. Die oberen Enden dir Segmentstücke 28 sind fest mit einer ringförmigen Platte 31 verbunden, die mit Hilfe von Gewindebolzen 30 mit dem oberen Ring 32 verbunden ist. Wenn die Gewindebolzen 30 weiter in den oberen

ίο Ring3>2 hineingeschraubt oder aus diesem herausgeschraubt werden, verlagern sich die oberen Enden der Segmentstücke 28 in einer senkrechten Richtung. Bei einer ortsfesten Anordnung der oberen Enden der Segmentstücke 28 ist es möglich, die durch die Segmentstücke 28 gebildete Profilform dadurch zu variieren, daß ein Einstellring 33, der in Gewindeverbindung mit dem obere; Xing 32 steht, nach oben oder unten geschraubt wird. D^;e elastischen Segment stücke 28 sind so angebracht, daß sie sich am innc-

ao ren Rand 34 des Einstellrings 33 abstützen, wenn der Ring 33 seine unterste Stellung einnimmt. Wenn man ιϊξπ Einstellring 33 nach oben schraubt, bleiben die Segmentstücke 28 in Berührung mit dem inneren Rand 34 des Einstellrings 33, und hierbei bilden die

as Segmentstücke 28 jeweils eine Profilform, wie sie in F i g. 7 für drei weitere Stellungen des Einstellrings 33 mit gestrichelten Linien angedeutet ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 8 dargestellt. Bei dieser Konstruktion werden die Segmentstücke 28 zwischen ihren Enden durch Scharniere 35 unterstützt, die Schwenkbewegungen der Segmentstücke 28 an diesen Lagerungen in einer senkrechten Ebene zulassen. Die Scharniere 35 sind an einem ringförmigen Einstellteil 36 Engebracht. Die unteren Enden der Segmentstücke 28 sind verschiebbar in einem ringförmigen Trog 37 gelagert, der am unteren Ende der Innenfläche des Kühlrings 19 ν
gesehen ist. Die oberen Enden der Segmentstücke 28 arbeiten mit einem oberen Einsteilring 39 zusammen, und ein unterer Einstellring 3?· berührt die Segmentstücke 28 zwischen ihrem unteren Ende und dem durch ein Scharnier 35 unterstützten Teil. Der obere Einstcllring 39 steht in Gewindeverbindung mit dem ringförmigen Einstellteil 36, und das Einstellteil 36 steht seinerseits in Gewindeverbindung mit dem unteren Einsteliring 38. Schließlich ist der untere Einstellring 38 auf ein Außengewinde des Kiihlrings 19 aufgeschraubt. Die verstellbaren Bauteile 39, 36 und 38 können sich somit jeweils in einer senkrechten Richtung bewegen. Es sei bemerkt, daß ein Ver stellen irgendeines der verstellbaren Teile 39, 36 und 38 bewirkt, daß die jeweils höher angeordneten verstellbaren Teile ebenfalls nach oben oder unten bewegt werden, während die Lage der jeweils darunter angeordneten Teile unverändert bleibt. Wenn man z. B. das die Scharniere 35 tragende Einstellteil 36 verstellt, bewegt sich der obere Einstellring 39 zusammen mit Einstellteil 36, während der untere Einstellring 38 leine Stellung gegenüber dem Kühlring 19 beibehält.

F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Führungswand durch ein einziges Bauelement gebildet wird, und zwar durch einen spiralförmig aufgewickelten Matcrialstreifen 41 aus elasti-

schem Metall. Die verschiedenen Windungen des Streifens 41 überlappen sich derart, daß sie eine geschlossene Wand bilden. Das untere Ende des Streifens 41 ist fest a/i einer oberen Platte 18 des Kühl-

rings 19 angebracht, während das obere Ende des Streifens 41 mit einem ringförmigen Bauteil 40 verbunden ist, das auf den Kühlring 19 so aufgeschraubt ist. daß es möglich ist, das obere Ende des Streifens 41 in senkrechter Richtung zu verstellen. Eier Strei- s fen 41 ist so angeordnet, daß bei einer Drehung des Bauteils 40, die das obere Ende des Streifens 41 veranlaßt, sich nach unten 211 beiregen, der Streifen 41 in stärkerem MaBe aufgewickelt wird, so daß die Gefahr, daß sich der Streifen 41 lockern könnte, und to daß Abstände zwischen seinen Windungen entstehen, wenn der Streifen 41 ic senkrechter Richtung zusammengedrückt wird, dadurch beseitigt wird, daß der Streifen 41 eine größere Zahl von Windungen bildet. Es sei jedoch bemerkt, daß man im allgemeinen einen Meinen Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen zulassen kann.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausföhrungsfonn der Erfindung mit zwei ringförmigen Kammern 42 und 43. die auf dem Kühlring 19 übereinander angeord- *> net sind. Die Innenwand der beiden Kammern 42 und 43. die der schlauchfönnigen Folie 13 zugewandt ist. besteht aus einem flexiblen und elastischen Flachmaterialstück, das z. B. aus Gummi hergestellt nt Das von dem Flachmaterialstück gebildete Wandteil 1$ 44 ist an seinem oberen Rand mit der oberen Platte der oberen Kammer 42 und an seinem unteren Rand an der unteren Platte der unteren Kammer 43 befestigt Außerdem ist das Flachmaterialstück mit der mittleren Wand verbunden, die den beiden Kam- 3d mem 42 und 43 gemeinsam ist Jede der beiden Kammern 42 und 43 ist gesondert mit einer Ouelle verbunden, mittels deren nach Bedarf ein Überdruck oder ein Unterdruck erzeugt werden kann. Durch Regeln des Drucks in den Kammern 42 und 43 ist es möglich, die Profilfqpn des Wandteils 44, das die Führungswand für die aus dem Schlitz 45 austretende Kühlluft bildet, zu variieren.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausfühningsfonn der Erfindung, die ebenfalls eine Fühnmgswand umfaßt welche durch ein flexibles und elastisches Flachmaterialstück 50 gebildet wird, das auf seiner Außenseite in gleichmäßigen Ümfangsabständen mit einem Satz von elastischen, streifenförmigen Stützen 49 verbunden ist die sich in senkrechten Ebenen erstrek- ken. Die unteren Enden der Stützen 49 sind mit dem Kühlring 19 fest verbunden, und mit ihren oberen Enden sind die Stützen 49 gegenüber dem Kiihlring 19 ebenfalls ortsfest angeordnet. Zwischen den beiden Enden jeder Stütze 49 ist jede Stütze gelenkig mit einem Ende eines Lenkers 48 verbunden, und die anderen Enden der Lenker 48 sind mit senkrecht bewegbaren Einstellteilen 47 gelenkig verbunden. Die an beiden Enden der Lenker 48 vorgesehenen Gelenke ermöglichen es, die Lenker 48 jeweils in einer senkrechten Ebene zu schwenken. Die Einstellteile 47 sind mit ihren unteren Enden in einer waagerechten Ringnut eines Einstellrings 46 gelagert, der gegenüber dem Kühlring 19 senkrecht nach oben oder unten geschraubt werden kann. Die Einstellteile 47 drehen sich nicht zusammen mit dem Ring 46. doch bewegen sie sich zusammen mit dem Ring 46 nach oben oder unten, so daß die Lenker 48 betätigt werden, um die Form des Flachmaterialstücks 50 zu verändern.

Vorstehend wurden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben, doch liegt es auf der Hand, daß man zahlreiche andere Konstruktionen vorsehen könnte, ;:. B. Konstruktionen, bei denen Merkmale όζτ in den verschiedenen Figuren dargestellten Kühlvorrichtungen miteinander kombiniert sind. Beispielsweise könnte man die Führungswand an ihrem unteren und oder oberen Ende oder zwischen diesen Enden ortsfe«;' anordnen. Ferner kann die Führungswand gelenkig mit senkrecht bewegbaren Verstellorgancn verbunden sein, wie es in Fig.8 gezeigt ist, oder sie kann in der aus F i g. 11 ersichtlichen Weise an schwenkbaren Armen angelenkt sein.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abkühlen einer durch Strangpressen hergestellten Schlauclifolienbahn aus thermoplastischem Kunststoff min einem die Schlauchfolie umgebenden Kühlring sowie einer ringförmigen, gleichachsig mit dem Kühlring angeordneten Führungswand zum Weiterleiten des aus dem Kühlring austretenden Kühlgases in axialer Richtung längs der Schlauchfolienbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Führungswand (11) durch Einstelleinrichtungen verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einstelleinrichtungen die radialen Abmessungen verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (11) aus mehreren längs des Umfangs der Führungswand (11) nebeneinander angeordneten, verstellbaren. elastischen Segmentstücken (28) zusammengesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich benachbarte Seementstücke (28) überlappen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Segmentstücke (28) jeweils die Form eines Trapezes haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Segmentstücke (28) zwischen ihren Enden in gleitender Berührung mit einem Bauteil (25, 27) der Einstei.-einrichtungen stehen, das in Richtung der Achse der Führungswand (11) verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch eekennzeichnet, daß die dem Kühlring (19) am nächsten liegenden Bereiche det Segmentstücke (28) gegenüber dem Kühlring (19) ortsfest angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Ansprach 3 bis 6. dadurch gekennzeichnet daß die Seementstücke (28) über Scharniere (35) mit einenf Einstellteil (36) der Einstelleinrichtungen verbunden sind und daß das Einstellte« (36) in Richtung der Achse der Führungsband (11) bewegbar ist/

9. Vorrichtung nach Anspruch 8Γ dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentstücke (28) mit dem Einstellteil (36) jeweils an einem Punkt gelenkig verbunden sind, der zwischen einem konkav gekrümmten und einem konvex gekrümmten Teil jedes Segmentstücks (28) liegt

10. Vorrichtung nach Ansprach 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (11) durch einen spiralförmig gewickelten elastischen Matenalstreifen (41) gebildet ist, dessen dem Kühirina

(19) am nächsten iiegender Bereich gegenüber dem Kühlring (19) ortsfest angebracht ist, und dessen dem Kühlring (19) fernst liegender Bereich an einem ringförmigen Bauteil (40) der Einstellev.tftchtungen befestigt ist, das in Riehtung der Achse der Führiingswand (11) verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ftihrungswand (11) durch Wandteile (44) von mindestens zwei übereinander angeordneten, ringförmigen Kammern (42, 43) gebildet ist, daß die Wandteile (44) aus einem flexiblen und elastischen Flachmaterial bestehen,

und daß der Luftdruck für jede der ringförmigen Kammern (42, 43) getrennt verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (11) durch ein flexibles und elastisches Flachmaterialstück (50) gebildet ist, das an mehreren Stützen (49) befestigt ist, die sich in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Führungswand (11) verteilt in axialen Ebenen der Führungswand (11) erstrecken und gelenkig über Lenker (48) mit einem Einstellteil (47) der Einstelleinrichtungen verbunden sind, das in Richtung der Achse der Führungswand (11) bewegbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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