-
Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung des von einem Folienblaskopf
geblasenen Xunststoff-Folienschlauches.
-
Zusatz zu Patent ....<Pat.-Anm0 P 17 29 130.4) Das Hauptpatent
betrifft ein Verfahren zur Luftkühlung des von einem Folienblaskopf geblasenen Kunststoff-Folienschlauch##s#
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mittels einer den Folienblaskopf durchsetzenden
Kühlluftleitung Kühl luft mit solchem Druck in den Schlauch eingeführt wird, dass
der Luftdruck im Inneren des Schlauches grösser ist als der zum Recken des noch
plastischen Schlauches gegenüber Atmosphären druck erforderliche Blasdruck und dass
der Schlauch im Bereich der Kühlstrecke an seiner Aussenseite der Einwirkung eines
Kühlluftstromes mit einem Druck ausgesetzt wird, der um den Betrag des zum Recken
erforderlichen Uberdruckes niedriger ist als der Luftdruck im Inneren des Schlauches.
-
Die Erfindung des Hauptpatentes trägt der Tatsache Rechnung, dass
die Leistungssteigerung von Blasfolienanlagen in erster Linie von der Beherrschung
und damit der möglichen Intensivierung der Folienabkühlung bis zum Flachlegen des
Flachschlauches abhängt, da alle verwendeten thermoplastischen Kunststoffe schlechte
Wärmeleiter sind.
-
Vor der Anmeldung des Hauptpatentes war es bereits bekannt geworden,
zum Zwecke der intensiven Kühlung die Schlauchfolie vertikal abwärts in ein Wasserbad
zu blasen und zum Abstützen und Kühlen der Schlauch-Innenseite durch entsprechende
Rohrleitungen durch den Blaskopf hindurch Wasser
in den Schlauch
einzulei#en.#Problematisch war hierbei die spätere Trocknung der Schlauch-Innenseite.
In einer Abwandlung dieses Gedankens war die Schlauchftlie auch schon innerhalb
des Wasserbeckens an zwei gegenüberliegenden Stellen in Längsrichtung aufgeschnitten
und beiderseits als Flachfolie herausgeführt worden. Von Nachteil hierbei war aber,
dass zur Sackherstellung als zusätzlicher Arbeitsgang eine Schlauchbildung aus der
Flachfolie durch eine geklebte oder geschweisste Länge naht erforderlich wurde.
-
Bei Foiienblasanlagen mit vertikal nach oben gebl-senes Schlauch
waren auch schon Kühlsysteme bekannt geworden, die entweder durch Sprühdüsen Kühlwasser
auf die Folien-Aussenseite spritzen oder bei denen die Schlauchfolie durch Wasser
gekühlte Kontakt-Kühlmäntel gezogen wird.
-
Gemeinsamer Nachteil der beschriebenen wassergekühlten Folienkühlvdrrichtungen
ist, dass die Folie durch das Einfrieren von Spannungen, beispielsweise der durch
die Flie~sdeformationen der Kunststoff-Schmelze beim Durchtritt durch den Düsenspalt
infolge der stark unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten an den Düsenwandungen
gegenüber der Düsenmitte (Fließparabeln) entstehenden Spannungen, unausgeglichene
Festigkeitseigenschaften sowie eine sehr schlechte Verschweissbarkeit durch Strahlungsschweissung
zeigt.
-
Durch die nicht so schroff wirkende Folienkühlung mit Luft wurden
diese Nachteile vermieden, da sich die durch die Ausformung in der Blasdüseentstandenen
Spannungen in der Folie während der längeren Abkühlungszeit ausgleichen können.
-
Ferner ergibt sich durch die Luftkühlung eine ganz geringe Rauhigkeit
auf der Folienoberfläche, die sich für den Durchlauf der Folie durch die Konfektioniermaschinen
günstig auswirkt, während in der Regel wassergekühlte Folien eine glänzend glatte
Oberfläche aufweisen.
-
Während nun wegen der nur begrenzt zu steigernden Wärmeübergangszahlen
der Kühlluft. die Kühlleistung in dblichen Folienblasonlagen über ein bestimmtes
Maß hinaus nicht gesteigert wert den konnte und deshalb ,#ur Leistungssteigerung
sehr hohe Kühlstrecken von etwa 10 Höhe oder Kälteaggregate, zur Kühlung der Schlauchfolien-Kühlluft
ausgeführt wurden, bei denen zudem die Luftkühlun,g nur auf die Schlauch£ollen-Aussenseite
wirkt, wurde durch die Erfindung des Hauptpatentes erstmals eine# intensive Luftkühlung
bei normalen Abzugshöhen von etwa 5 - 6 m und mit normal temperierter Kühlluft ermöglicht
und dabe i eine erhebliche Steigerung--der Ausstossleistungen erreicht. Als besonderer
Vorteil-wird durch ~den ständigen Austausch grosser Luftmengen eine völlige-Blockfreiheit,
d.h. Verklebungsfreiheit, der flachgelegten Schlauchfolie erreicht, so dass die
Verarbeitung derartiger Schlauchfolien auf den Konfektioniermaschinen erheblich
verbessert wurde.
-
Erfindungsgemäss wird nun zur weiteren Vervollkommnung les Verfahrens
nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, zur Steigerund der Kühlleistung und damit der
Ausstossleistung der Blasfolienanlage auf den Schlauch zur zusätzlichen Kühlung
jenseits der Folienerstarrungslinie Wasser aufzusprtihen. Indem das Wasser erst
in dem Bereich aufgesprüht wird, in dem die Folie bereits unter ihre Schmelztemperatur
abgekühlt ist, so dass sich die in der Folie vorliegenden Spannungen bereits weitgehend
ausgleichen konnten, werden die beschriebenen Nachteile der Schlauchfolienkühlsysteme
mit Wasserkühlung vermieden. Ausserdem wird durch die Art der Kühlluftführung eine
sichere Trocknung der Schlauchfolie sowohl auf der Aussenseite als auch auf der
Innenseite erreicht Vorteilhaft, ist es, wenn der Schlauch in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung sowohl von aussen wie auch vun innen durch aufgesprühtes Wasser zusätzlich
gekühlt wird.
-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent
mit mindestens einem den Schlauch aussen mit geringem Abstand umschliessenden Mantelrohr,
das sich vom Blaskopfmundstuck über eine mindestens dem Abstand der Folienerstarrungslinie
vom Mundstück entsprechende Länge erstreckt und an eine r>ruckluftquelle für
die Aussen-Kühlluft angeschloss ist, sowie einem für die Zuführung der, Innen-Kühlluft
durch das Blaskopfmundstück hindurch geführten und sich etwa über die gleiche Länge
wie das Mar.telrohr erstreckenden Luftzuführunqsrohr, wobei zwischen diesem Rohr
und der Ringdüse des Blaskopfeseine oder mehrere Luftauslassöffnungen vorgesehen
sind, wird erfindungsgomäss dadurch weiter ausgebildet, dass innerhalb des äusseren
Mantelrohres und an der Aussenseite des inneren Luftzuführungsrohres je ein Ringdüsensystem
so angeordnet ist, dass das Ringdüsensystem des Aussenmanteis die Schlauchaussenseite
oberhalb der Folienerstarrungslinie und das Ringdüsensystem des inneren Luftführungsrohres
die Schlauchinnenseite im Abstand von der Austrittsöffnung des Luftzuführungsrohres,
aber auch in erheblichem Abstand von der Folienerstarrungslinie, besprüht. Durch
den Einbau der inneren Ringdüse mit erheblichem Abstand von der Folienerstarrungslinie
wird vermieden, dass Spritzwasser bis an die noch weichplastbche Schlauchfolie gelangt.
Die eingespritzte und sich entgegen der Folienlaufrichtun nach unten bewegende Tiassermenge
kann auf diese Weise verdampft werden, bevor sle die erstarrungslinie erreicht,
so dass eine direkte Benetzung unterhalb derselben ausgeschlossen ist. Anderc seits
wird durch den Abstand der inneren Ringdüse von dem Ende des Luftzuführungsrohres
sichergestellt, dass die feuchte Schlauchfolien-Innenseite durch die einströmende
Frischluft auf dem Wege bis zum Ende des Luftzuführungsrohres getrocknet wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die beiden Ringdüsansysteme
in ihrer Höhe einstellbar sein, um die Kühlvorrichtung auf verschiedene Foliendicken
optimal einstellen zu können. Ferner ist es möglich, an den Austrittsöffnungen fr
die
Aussen- und Innenkühlluft Feuchtigkeitsmesser anzuordnen, welche zur selbsttätigen
Regelung der aufgesprühten Wassermenge entsprechende Regelventile steuern.
-
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung
näher erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Der besseren
Übersichtlichkeit halber sind an dem Folienblaskopf die Heizelemente, die Einstel;
barkeit des Düsenspaltes sowie die Zerlagbarkeit des Kopfes nicht dargestellt, ebenso
die Halterungen der verschiedenen Elemente der Kühlstrecke.
-
Von der bei 1 angedetteten Strangpresse wird die Kunststoffschmelze
durch die Bohrung 2 des Anschlusstückes in den Ringverteilerkanal 3 des Folienblaskopfes
4 gefördert. In dem Düsenspalt 5 wird die Schlauchfolie 6 ausgeformt, die nach dem
Passieren der Kühlstrecke von den angedeuteten Flachlegeplatten 7 flachgelegt, von
dein iZalzenpaar 8 abgezogen und über Umlenkwalzen 9 einem nicht dargestellten Folienwickler
zugeführt wir Die Kühlstrecke auf der Folienaussenseite ist aus dem wärmeisoliert
auf den Folienblaskopf 4 aufgelegten Kühlring lo mit dem Luftleitmantel 11 , dessen
Länge vorzugsweise einem Mehrfachen des Abstandes der Folienerstarrungslinie 12
von dem Düsenspalt 5 entspricht, aufgebaut. Die Folienerstarrungslinie 12 liegt
in dem Bereich, in dem der Folienschlauch seinen endgültigen Umfang erreicht. Stützringe
13 verhindern ein Flattern des Folienschlauches aufgrund der grossen Kühlluft mengen.
Die Kühlluft für den unteren Kühlring lo wird von dem Gebläse 14 gefördert; sie
strömt durch den Kühlring lo und zwischen dem Luftleitmantel 11 und dem Folienschlauch
6 nach oben und tritt dort ins Freie. Erfindungsgemäss wird durch eine oder mehrere
Ringdüsen 15 Kühlwasser in der Höhe der Folienerstarrungslinie unmittelbar hinter
dieser an die Folie 6 gesprüht. Das Kühlwasser wird durch eine tgaserleitung 16
mit dem Regelventil 17 durch den Kühlring lo hindurch in die Ringdüse 15 geleitet.
Durch einen zweiten LuftkUhlrin4 18 mit dam zugehörigen
Gebläse
19 und dem Luftleitmantel 2Q erfolgt eine äussere Nachkühlung und Trocknung des
Folienschlauches 6.
-
Die Innenkühlung des Folienschlauches 6 erfolgt durch die von dem
Gebläse 14 des unteren Kühlringes lo abgezweigte, Kühlluft, die über das zentral,
durch den Blaskopf, 4 hindurch geführte Luftrohr 21 in den Folienschlauch geleitet
wird, Durch Verstellung der Innenluftruenge an der Drosselklappe 22 f wird das Auftlasverhältnis
des-Folienschlauches 6 gesteuert.
-
Die Innenkühlluft wird dann durch das sich erweiternde Luft zuführungsrohr
23 bis etwa in die Höhe der Abzugsvorrichtung 7, 8 geleitet . Am Ende 24 des Luftzuführungsrohr#s
strömt die Luft radial nach, aussen und anschliessend zwischen dem Folienschlauch
6 und dem Luftzuführungsrohr 23 nach unten, bis sie schliesslich durch den Ringkanal
25, der mit einem düsenartigen Einlaufstück 26 versehen ist, ins Freie tritt.
-
Erfindungsgemäss wird weit oberhalb der Folienerstarrungslinie 12,
jedoch in einem gewissen Abstand unterhalb des Endes 24 des Luftzuführungsrohres
23 durch eine oder mehrere Ringdüsen 27 Kühlwasser an die Folieninnenseite gesprüht.
Das Kühlwasser für die Innenseite wird über die Wasserleitung 28 mit dem Regelventil
29 innerhalb des Luftzuführungsrohres 23e zu der Ringdüse 27 geführt.
-
Durch den Einbau der Ringdüse 27 weit oberhalb der Folienerstarrungslinie
12 wird vermieden, dass Spritzwsser bis an die noch weichplastische Schlauchfolie
gelangt. Die Wassermenge ist derart einzuregulieren, dass die eingespritzte und
sich entgegen der Folienlaufrichtung nach unten bewegende Wassermenge bis zum Erreichen
der Erstarrungslinie 12 verdampft ist, so dass eine direkte Benetzung unterhalb
derselben ausgeschlossen bleibt, da eine solche Benetzung die Nachteile mit sich
bringen würde, wie sie eingangs für die bekannte Folien-Wasserkühlung beschrieben
sind. Durch den Abstand der Ringdüse 27 von dem Ende 24 des Luftzuführungsrohres
23 wird andererseits sichergestellt, dass die feuchte Schlauchfolien-Innenseite
durch die einströmende
Frischluft auf dem wege bis zum Luftleitrohrende
getrocknet wird.
-
Durch die erfindungsgemässe Ausstattung der Schlauchfolien-Kühlvorrichtung
bleiben alle Vorteile der Folienluftkühlung erhalten, während durch das Einspritzen
des Kühlwassers oberhalb der Folienerstarrungslinie durch direkte Benetzung d#r
bereits erstarrten Folie und durch Kühlung der Kühl luft durch Verdampfen des eingespritzten
Wassers eine wesentliche Steigerung der Ausstossleistung der Folienblasanlage erreicht
wird.
-
Nicht dargestellt ist in dem in der Zeichnung ausgefUhrten Beispiel
einer Folienkühlstrecke nach der Erfindung die Absaugung der austretenden Kühlluftmengen,
mit der eine zu hohe Luftfeuchtigkeit in der Aufstellungshalle vermieden werden
kann.
-
Ferner ist es ohne grossen Aufwand möglich, die Regelventile 17 bzw.
29 durch Feuchtigkeitsmesser mit Verstärker so zu steuern, dass die eingespritzte
Wassermenge selbsttätig goregelt wird. Die Feuchtigkcitsm#sser sind hierzu am oberen
Ende des Luftleitmantels 11 und am Austritt des Ringkanals 25 anzubringen.
-
Um die Kühlvorrichtung auf verschiedene Foliendicken optimal einstellen
zu kennen, können vorteilhaft die Ringdüsen 15 und 27 in ihrer Höhe verstellhar
sein.