DE19503891C2 - Kühlvorrichtung für einen Plastifizierzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftblasvorrichtung für einen Plastifi­ zierzylinder mit Kühlelementen, die auf dem Plastifizierzylinder auf­ liegen und radial ausgerichtete Ringe aufweisen, wobei ein Ringmantel die Kühlelemente umgreift und im unteren Mittelbereich des Mantels ein Kanal zum Einblasen von Kühlluft vorgesehen ist.

Eine Kühlvorrichtung mit Kühlelementen der genannten Art ist in der EP 0 246 250 B1 beschrieben. Die als Kühllamellen ausgebildeten Kühlelemente bewirken eine gute Wärmeabfuhr, was für eine optimale Prozeßführung wichtig ist. Besonders bei Plastifizierzylindern an Ex­ trudern wird durch die Plastifizierung der Masse viel Wärme frei, die abgeführt werden muß. Die Kühllamellen werden durch Luft gekühlt. Die Kühlelemente oder Kühlkörper bestehen aus einem Stoff hoher Wärmeleit­ fähigkeit wie Aluminium oder Kupfer.

Die DE 41 03 221 A1 beschreibt eine Kühlvorrichtung der gattungs­ gemäßen Art, bei der mehrere Reihen von Kühlelementen in axialer Richtung hintereinander innerhalb des Mantels angeordnet sind. Die in den Mantel eingeblasene Kühlluft strömt weitgehend unkontrolliert zwischen den Kühlelementen hindurch, so daß die Kühlwirkung wenig effektiv ist.

Aufgabe der Erfindung ist eine optimale Ausnutzung der Kühlluft und damit eine effektive Kühlung.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß erste, die Außenseiten der Kühllamellen übergreifende Ringwände eines Kühl­ mantels jeweils einen schmalen Ringspalt zu dem Plastifizierzylinder freilassen und daß zwischen den radialen Schenkeln der Kühllamellen zweite Ringwände des Kühlmantels unter Bildung von schmalen Ringspalten gegenüber dem Heizelement und/oder den Kühllamellen angeordnet sind.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Kühlluftströmung unter mehrfacher zwangsweiser Umlenkung durch die Ringwände im wesentlichen in axialer Richtung geführt wird. Dadurch kommt eine erhöhte Kühlwirkung zustande. Die Erfindung ist bei Plastifizierzylindern an Spritzgießmaschinen und besonders an Extrudern anwendbar. Durch eine Optimierung der Temperaturführung läßt sich die Extruderleistung erhöhen. Ein Heizelement kann unmittelbar gekühlt werden. Die Heizelemente können im wesentlichen ununterbrochen in axialer Richtung angeordnet sein. Man kann so den Plastifizierzylinder abschnittsweise optimal Heizen und Kühlen. Damit kann man sowohl beim An­ fahren des Plastifizierzylinders und Extruders wie auch im kontinuier­ lichen Betrieb und bei Änderungen der Betriebsabläufe eine optimale Temperaturführung und damit Materialaufbereitung sicherstellen.

Eine Anpassung an die abschnittsweise Temperatursteuerung des Pla­ stifizierzylinders ist dadurch möglich, daß ein Gehäuse mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete Kühlmäntel umgibt und mit Luftleiteinrichtungen zum Einblasen von Luft in den Mittelbereich jeden Kühlmantels ausgestattet ist.

Die Führung der Abluft wird dadurch verbessert, daß zwischen be­ nachbarten Kühlmänteln jeweils ein radialer, in das Gehäuse mündender Spalt vorgesehen ist.

Schließlich ist vorgesehen, daß das Gehäuse eine radiale Aus­ trittsöffnung aufweist, daß zwischen den radialen Schenkeln der Kühlla­ mellen weitere zweite Ringwände unter Bildung von schmalen Ringspalten gegenüber dem Heizelement und/oder den Kühllamellen angeordnet sind und daß die ersten Ringwände jeweils einen schmalen Ringspalt zu dem Plastifizierzylinder freilassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 eine Kühlvorrichtung in teilweise aufgebrochener perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Heizkühlgruppe und

Fig. 3 eine Kühlvorrichtung für einen Kühlkörper.

In Fig. 1 ist schematisch der Mantel eines Plastifizierzylinders 1 angegeben. Der Plastifizierzylinder 1 gehört zu einer Spritzgießma­ schine oder einem Extruder. Der Plastifizierzylinder 1 dient der Auf­ bereitung eines Thermoplasten, der durch Wärme in einen extrusionsfä­ higen Zustand aufgeschmolzen wird. Der Plastifizierzylinder 1 muß mindestens während der Startphase beheizt werden, wofür bandförmige Heizelemente 2 vorgesehen sind. Die Aufbereitung der Masse erfolgt mittels einer Schnecke, die die Plastifizierung bewirkt und der Masse durch Reibung Wärme zuführt. Während des kontinuierlichen Betriebs wird durch die Schnecke soviel Wärme erzeugt, daß eine Kühlung not­ wendig ist.

Zur Kühlung sind Kühllamellen 3 mit axialen Schenkeln 4 und ra­ dialen Schenkeln 5 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind die Kühlla­ mellen 3 als U-förmige Bügel ausgebildet, wobei die axialen Schenkel 5 den Steg des Bügels bilden. Die Schenkel 4 oder Stege sind durch das Heizelement 2 überdeckt. Die Kühllamellen 3 bestehen aus einem Werk­ stoff hoher Wärmeleitfähigkeit wie Al oder Cu.

Ein Kühlmantel 6 umschließt die Kühllamellen 3 und übergreift mit radialen ersten Ringwänden 7 die Außenseiten der radialen Schenkel 5 der Kühllamellen 3. Jede erste Ringwand 7 läßt zu der Mantelfläche des Plastifizierzylinders 1 einen schmalen Ringspalt 9 frei. Zwischen den radialen Schenkeln 5 und denselben benachbart sind zweite Ringwände 8 angeordnet, die einen schmalen Ringspalt 10 gegenüber dem Heizelement 2 und/oder den Kühllamellen 3 freilassen. In den inneren Ringraum zwischen den zweiten Ringwänden 8 mündet ein Kanal 11 zur Zufuhr von Kühlluft.

Diese Kühlluft erfüllt den inneren Ringraum und strömt durch den Ringspalt 10 und umspült dann die radialen Schenkel 5 der Kühllamellen 3. Schließlich tritt die Kühlluft durch den Ringspalt 9 in axialer Richtung aus und wird abgeführt.

Fig. 2 zeigt eine Kombination von mehreren in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Heizvorrichtungen mit je einem Kühlmantel 6. Zwischen benachbarten Kühlmänteln 6 bleibt je ein radialer Spalt 15 frei. Ein Gehäuse 14 umgibt die gesamte Anordnung. Eine Luftleitein­ richtung 16 in dem Gehäuse 14 führt die Luft über die Kanäle 11 den verschiedenen Kühlmänteln 6 zu. Die sich in dem Gehäuse 14 sammelnde Abluft wird durch eine Austrittsöffnung 17 oder eine Austrittsleitung abgeführt. So kann man eine abschnittsweise Temperaturöffnung des Plastifizierzylinders aufbauen.

Fig. 3 zeigt diskontinuierlich in Abständen angeordnete Heizvor­ richtungen 2, zwischen denen jeweils ein Kühlkörper 3 angeordnet ist. Der Kühlkörper 3 hat eine Mehrzahl von durch Schlitze 12 getrennten Ringen 13. Der Kühlmantel 6 hat mehrere Ringwände 8, die jeweils in einen Schlitz 12 eintauchen. So erhält man ebenfalls eine Luftströmung mit axialer Komponente.

Die Spaltbreite muß nach den jeweiligen Strömungsverhältnissen und Luftmengen festgelegt werden. Einerseits soll eine Luftumlenkung erreicht werden, andererseits soll der Strömungswiderstand ausreichend klein sein, damit die Kühlwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Claims (4)

1. Luftblasvorrichtung für einen Plastifizierzylinder mit Kühlelementen, die auf dem Plastifizierzylinder aufliegen und radial ausgerichtete Ringe aufweisen, wobei ein Ringmantel die Kühlelemente umgreift und im unteren Mittelbereich des Mantels ein Kanal zum Einblasen von Kühlluft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß erste, die Außenseite der Kühllamellen (3) übergreifende Ringwände (7) eines Kühlmantels (6) jeweils einen schmalen Ringspalt (9) zu dem Plastifizierzylinder (1) freilassen und daß zwischen den radialen Schenkeln (5) der Kühllamellen (3) zweite Ringwände (8) des Kühlmantels (6) unter Bildung von schmalen Ringspalten (10) gegenüber dem Heizelement (2) und/oder den Kühllamellen (3) angeordnet sind.

2. Luftblasvorrichtung nach Vorrichtung 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (14) mehrere in axialer Richtung hintereinander ange­ ordnete Kühlmäntel (6) umgibt und mit Luftleiteinrichtungen (16) zum Einblasen von Luft in den Mittelbereich jedes Kühlmantels ausgestattet ist.

3. Luftblasvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Kühlmänteln (6) jeweils ein radialer, in das Gehäuse (14) mündender Spalt (15) vorgesehen ist.

4. Luftblasvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) eine radiale Austrittsöffnung (17) aufweist.