DE19536893A1

DE19536893A1 - Breitschlitzdüse mit variabler Schlitzbreite

Info

Publication number: DE19536893A1
Application number: DE19536893A
Authority: DE
Inventors: Dragan Dipl Ing Djordjevic
Original assignee: ER WE PA DAVIS STANDARD GmbH
Current assignee: ER WE PA DAVIS STANDARD GmbH
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse mit variabler Schlitzbreite gemäß der Merkmale des Oberbegriffs des Pa tentanspruchs 1.

Derartige Breitschlitzdüsen sind beispielsweise aus einem Fir menprospekt der Firma Jyohoku Seikosho Co., Ltd. aus dem Novem ber 1985 oder auch aus der Druckschrift EP 0 579 142 A1 bekannt. In beiden Fällen werden von jeder Düsenseite jeweils drei unter schiedliche Begrenzungselemente durch die Seitenwände des Düsen körpers in jeweils unmittelbar hintereinanderliegende Bereiche des Düsenraumes ein- oder ausgefahren, und zwar zum einen ein oberes Begrenzungselement in den Bereich der transversalen Ver breiterung des Kunststoffstromes, zum zweiten ein inneres Be grenzungselement in die Beruhigungszone des verbreiterten und in seiner Höhe eingeschnürten Kunststoffstromes und abschließend ein - nur stabförmiges - unteres Begrenzungselement an der Grenze zwischen der Beruhigungszone und der in Fließrichtung des Kunststoffstromes unmittelbar vor dem Austrittsspalt in Form ei ner Einschnürung befindlichen Druckverlust-Kompensationszone, wobei die Einfahrtiefe jeweils separat einstellbar ist. Das obere und das innere Begrenzungselement sind dabei an ihren dem Kunststoffstrom zugewandten Enden in spezieller Weise einmal konkav und einmal konvex ausgebildet, um je nach verwendetem Kunststoffmaterial in einer speziellen Relativstellung zueinan der eine vorgegebene Stromverbreiterung zu erzeugen, die das üblicherweise an Breitschlitzdüsen der in Rede stehenden Art auftretende Phänomen einer Kantenverdickung der erzeugten Folie nach Verlassen des Austrittsspaltes weitgehend verhindert. Das untere Begrenzungselement unterstützt diesen Effekt weiterhin und bewirkt insbesondere die Festlegung der endgültigen Breite der austretenden Folie, wobei allerdings auch hier noch vor dem Erreichen des Austrittsspaltes eine seitliche Einschnürung er folgt.

Mit den vorgenannten Düsen ist es in erheblichem Umfang möglich, den sonst bei Breitschlitzdüsen üblichen Materialverlust zu ver meiden, der dadurch entsteht, daß die erzeugte Folie eine erheb liche Kantenverdickung aufweist, die normalerweise bereits vor dem Aufwickeln auf eine Rolle, auf jeden Fall aber vor jedweder Art von Weiterverarbeitung abzuschneiden und dann nur in Ausnah mefällen wieder- oder weiterverarbeitbar ist. Allerdings sind die vorgenannten Düsenanordnungen dadurch, daß die Begrenzungs elemente zwar vom seitlichen Außenraum der Düse her betätigt werden, jedoch letztlich nur im Inneren des weitgehend geschlos senen Düsenkörpers arbeiten, einerseits schwer kontrollierbar und andererseits nur mit größerem Aufwand für Wartungs- und/oder Reparaturzwecke zugänglich. Dies insbesondere unter dem Ge sichtspunkt, daß die einzelnen zusammenwirkenden Begrenzungsele mente auf jeweils einer Seite der vorliegenden Düse einerseits möglichst dicht nebeneinanderliegen sollen, um keine toten Räume für die Kunststoffschmelze auszubilden, andererseits aber einen gewissen Abstand voneinander einhalten müssen, um gegenseitige Reibungsverluste beim Justieren der Begrenzungselemente vor je dem Lauf der Anlage zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Breitschlitzdüse zur Verfügung zu stellen, die zwar ebenfalls Begrenzungselemente verwendet, jedoch solche, die mit einem deutlich geringerem Aufwand sowohl einer Sichtkontrolle als auch einer Wartung und/oder Reparatur zugänglich sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des Patentanspruchs 1.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß ein Paar von Begrenzungselementen von beiden Seiten der Düse in deren Au ßenraum unmittelbar vor dem Austrittsspalt verfahrbar und mit Einrichtungen zum Verschließen der jeweils abgedeckten Ab schnitte des Austrittsspaltes versehen ist und mindestens ein weiteres Paar von Begrenzungselementen durch die Seitenwände der Düse in den hinter dem Austrittsspalt liegenden Düsenraum ein- und ausfahrbar ist, weil damit jedenfalls eines der Paare von Begrenzungselementen unmittelbar zugänglich ist und außerdem nach dem Beiseitefahren dieses ersten Paares von Begrenzungsele menten auch noch das unmittelbar dahinter angeordnete Paar von Begrenzungselementen zumindest in der Grenzfläche zum ersten Paar ohne weiteren Aufwand von außen zugänglich ist.

Als vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsge mäßen Breitschlitzdüse anzusehen, bei der die vor dem Austritts spalt verfahrbaren Begrenzungselemente einen T-förmigen Quer schnitt aufweisen, wobei der Längssteg der T-Form in den jeweils abgedeckten Abschnitt des Austrittsspaltes sowie in den unmit telbar dahinterliegenden Düsenraum ragt und diesen ohne unmit telbare Berührung der Wandflächen weitgehend ausfüllt und daß die Seitenwände der Düse den Längsstegen der T-Form entspre chende Schlitze aufweisen, da in diesem Fall einerseits ein ein deutiger Verschluß der abgedeckten Abschnitte des Austritts spaltes ohne Ausbildung von toten Räumen oder unerwünschten Bypass-Wegen für die Kunststoffschmelze erreicht wird und ande rerseits die Möglichkeit gegeben ist, die Längsstege der T-förmigen Begrenzungselemente an ihren gegeneinander zugekehrten Enden so auszuformen, daß sie neben der Aufgabe, das aus dem Stand der Technik bekannte untere Begrenzungselement zu erset zen, zumindest teilweise auch die Aufgabe eines weiteren der drei aus dem Stand der Technik bekannten Paare von Begrenzungs elementen übernehmen können, nämlich den Kunststoffstrom so zu führen, daß die vorgenannte Kantenverdickung weitgehend vermie den wird. Zumindest in speziellen Fällen kann dann ein Paar der bekannten drei Paare von Begrenzungselementen gänzlich in Fortfall kommen, was die Zugänglichkeit der gesamten Düsen anordnung weiter verbessert. Dies wird noch zusätzlich in vorteilhafter Weise unterstützt, wenn außerdem die jeweils ein ander zugewandten Enden der vor dem Austrittsspalt verfahrbaren Begrenzungselemente außerhalb des Austrittsspaltes in Richtung auf das jeweils andere Ende ihres Begrenzungselementes verjüngt sind.

Als vorteilhaft erweist sich auch eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Düse, bei der Führung und Antrieb der vor dem Austrittsspalt verfahrbaren Begrenzungselemente seitlich des Düsenkörpers angeordnet sind, da auf diese Weise die entspre chenden Konstruktionselemente unmittelbar in der Bewegungs richtung der Begrenzungselemente wirken können. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Düse kann es dagegen von Vorteil sein, wenn Führung und Antrieb der vor dem Aus trittsspalt verfahrbaren Begrenzungselemente auf dem Düsenkörper angeordnet sind, da damit eine wesentlich größere Flexibilität der gesamten Anlage bezüglich der Anpassung an spezielle Platzverhältnisse am Einsatzort dieser Anlage erreichbar ist.

Vorteilhaft ist darüber hinaus eine Weiterbildung der erfin dungsgemäßen Düse, bei der die vor dem Austrittsspalt verfahr baren Begrenzungselemente mit Heizvorrichtungen versehen sind, weil dann auch solche Kunststoffmaterialien verarbeitet werden können, die möglicherweise kritisch auf die Tatsache reagieren würden, daß die äußeren Begrenzungselemente aufgrund ihrer Konstruktion und Verbindung mit dem Düsenkörper kühler sind als der Düsenkörper selbst. Eine solche Heizvorrichtung kann beispielsweise in vorteilhafter Weise mittels bekannter Heiz stäbe verifiziert werden, die in oder an den in Rede stehenden Begrenzungselementen installiert werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Düse ist auch dann gegeben, wenn die durch die Seitenwände der Düse in den Dü senraum ein- und ausfahrbaren Begrenzungselemente den von ihnen jeweils eingenommenen Teil des Düsenraumes ohne unmittelbare Berührung der Wandflächen weitgehend ausfüllen, da sie dann einerseits leicht justierbar sind, andererseits aber keine toten Räume für die Kunststoffschmelze ausbilden können, in die diese unerwünschterweise abfließt und dann dort mit der Zeit - auch bei ausreichender Temperatur - nachteiligen Zersetzungs- und/oder Vernetzungsprozessen unterliegt. Statt dessen kann vorteilhafterweise auch noch vorgesehen werden, daß die dem Inneren des Düsenraumes zugewandten Enden der in diesen ein- und ausfahrbaren Begrenzungselemente jeweils eine spezielle Ausformung zur gezielten Führung des vorbei strömenden Kunst stoffmaterials aufweisen, um einerseits den Kunststoffstrom in vorgegebener Weise an den Begrenzungselementen vorbei zuführen und andererseits auch noch die aus dem Stand der Technik bekann ten Effekte der weitgehenden Verminderung der Ausbildung einer Kantenverdickung zu erzielen.

Als vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der in Rede ste henden Düse anzusehen, bei der Führung und Antrieb der in den Düsenraum ein- und ausfahrbaren Begrenzungselemente seitlich des Düsenkörpers angeordnet sind, da dann auch hier - wie bereits oben angegeben - die entsprechenden Konstruktionselemente unmittelbar in der Bewegungsrichtung der Begrenzungselemente wirken können und es sich außerdem um eine bekannte und bewährte Konstruktionsweise handelt.

Als vorteilhaft erweist sich auch eine Ausführungsform der er findungsgemäßen Düse, bei der die Führung der Begrenzungs elemente mittels im Raum fixierter Gewinde- oder Zahnstangen erfolgt, wobei insbesondere die Gewinde- oder Zahnstangen von Hand oder von einem Elektromotor über eine Spindel oder ein Zahnrad betätigt werden, da dies einen Rückgriff auf bewährte und bekannte Bauelemente bedeutet, deren Verwendung keinerlei Probleme erwarten läßt. Dasselbe gilt allerdings auch, wenn statt dessen in ebenfalls sehr vorteilhafter Weise die Begren zungselemente mittels am Düsenkörper fixierter pneumatischer oder hydraulischer Kolben-Zylinder-Anordnungen betätigt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Düse ist dann gegeben, wenn die Schlitze und Durchführungen für die Begrenzungselemente in den Seitenwänden des Düsenkörpers mit Dichtungen versehen sind, da damit zusätzlich dafür gesorgt wird, die Kunststoffschmelze nur auf dem vorgegebenen Weg durch die und aus der Düse strömen zu lassen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 Aufsicht auf eine schematisch und teilweise durchbro chen dargestellte Breitschlitzdüse mit erfindungs gemäßen Begrenzungselementen zur Veränderung der Breite ihres Austrittsspaltes bei gleichzeitiger Beeinflussung des Kunststoffstromes innerhalb des Düsenraumes insbesondere in seinen seitlichen Rand bereichen.

Fig. 2 Schnitt A-A aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 zeigt zunächst in schematischer und teilweise durch brochener Darstellung eine Breitschlitzdüse 1 mit einem Düsen körper 2, die von einem Extruder 3 über ein Leitungssystem 4 mit einer plastifizierten Kunststoffschmelze beaufschlagt wird. Das Leitungssystem 4 ist über eine Zuleitung 5 mit dem Düsenraum 6 verbunden, der sich im einzelnen aus einem Bereich 7 zur transversalen Verbreiterung bei gleichzeitiger Höheneinschnürung des Kunststoffstromes, der hier als sogenannter Kleiderbügel- Raum ausgeformt ist, jedoch auch durch jeden anderen gleich wirkenden Raum ersetzt werden kann, einer Beruhigungszone 8 und einer Druckverlust-Kompensationszone 9, die über eine Ein schnürung 10 an die Beruhigungszone 8 anschließt und in Fließrichtung des Kunststoffstromes unmittelbar vor dem Austrittsspalt 11 liegt. Zur Veränderung der Breite des Austrittsspaltes 11 ist die Breitschlitzdüse 1 im dargestellten - jedoch nicht zwangsläufigen Fall - mit zwei Paaren von von den Seiten her vor den Austrittsspalt 11 bzw. in den Düsenraum 6 ein- und ausfahrbaren Begrenzungselementen 12, 13 versehen, von denen das Paar der Begrenzungselemente 12 einen - wie der Fig. 2 im einzelnen zu entnehmen ist - T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Querstege 14 jedes T-förmigen Begrenzungselements 12 vor dem Austrittsspalt 11 parallel zu diesem verfahrbar sind, während der jeweilige Längssteg 15 gleichzeitig in den Aus trittsspalt 11 und den dahinterliegenden Bereich des Düsenraums 6 - hier insbesondere in die Druckverlust- Kompensationszone 9 - hineinragt, und das Paar der Begrenzungselemente 13 im unmittelbaren Anschluß an die Begrenzungselemente 12 durch die Seitenwände 16 des Düsenkörpers 2 in den Düsenraum 6 - hier insbesondere die Beruhigungszone 8 und den Auslauf des Bereichs 7 zur transversalen Verbreiterung des Kunststoffstroms ein- und ausfahrbar gestaltet ist. Das Verfahren der Begrenzungselemente 12, 13 erfolgt mittels hier nur symbolisch angedeuteter Antriebseinheiten 17, 18 bekannter Art, beispielsweise von Hand oder einem Elektromotor angetriebenen Spindel- oder Zahnstan genantrieben, durch pneumatische oder hydraulische Kolben- Zylinder-Einheiten oder durch elektrohydraulische Schubeinhei ten. Zum Durchlaß der Längsstege 15 und der Begrenzungselemente 12, 13 durch die Seitenwände 16 des Düsenkörpers 2 weisen diese entsprechende Schlitze bzw. Durchlaßöffnungen auf, die gegebenenfalls mit geeigneten Dichtungen versehen sind. Auf eine explizite Darstellung dieser Einzelheiten wird hier jedoch - da allgemein bekannt - verzichtet. An ihren dem Düsenraum 6 zugewandten Enden 19, 20 weisen die Begrenzungselemente 12, 13 im übrigen spezielle Ausformungen auf, die der Beeinflussung des Schmelzestroms insbesondere mit dem Ziel dienen, eine Kantenverdickung der entstehenden Folie nach dem Verlassen des Austrittsspaltes 11 weitgehend zu verhindern. Zur weiteren Beeinflussung des Schmelzestroms sind im vorliegenden Fall die Begrenzungselemente 12 mit Heizstäben 21 versehen - was jedoch auch nicht zwangsläufig ist.

Die Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei hier insbesondere der T-förmige Aufbau der Begrenzungselemente 12 ersichtlich ist, die auch hier des vollständigen Vergleichs mit der Fig. 1 wegen mit den Heizstäben 21 versehen sind. Zusätzlich ist hier auch eine mögliche Formgebung des Querschnitts der Begrenzungselemente 13 gezeigt, der jedoch in jedem Einzelfall der tatsächlichen Gestaltung des Düsenraums 6 anpaßbar ist, wobei die Begrenzungselemente 13 selbstverständlich auch in mehrere parallele Begrenzungselemente aufteilbar sind, wenn dies sinnvoll ist. Dabei können die Antriebe - einschließlich dessen für die Begrenzungselemente 12 - auch so gestaltet sein, daß nur ein Hauptantrieb alle Begrenzungselemente ein- und aus fährt und im übrigen nur Vorrichtungen zur Festlegung der gegenseitigen Relativstellungen der Begrenzungselemente untereinander vorhanden sind.

Bezugszeichenliste

1 Breitschlitzdüse
2 Düsenkörper
3 Extruder
4 Leitungssystem
5 Zuleitung
6 Düsenraum
7 Bereich der transversalen Verbreiterung des Schmelzestroms
8 Beruhigungszone
9 Druckverlust-Kompensationszone
10 Einschnürung
11 Austrittsspalt
12, 13 Paare von Begrenzungselementen
14 Querstege der Begrenzungselemente 12
15 Längssteg der Begrenzungselemente 12
16 Seitenwände des Düsenkörpers
17, 18 Antriebseinheiten
19, 20 Dem Düsenraum zugewandte Enden der Begrenzungselemente
21 Heizstäbe

Claims

1. Breitschlitzdüse mit variabler Schlitzbreite, die mittels von den Seiten parallel zum Austriebsspalt in den Ausgangs bereich der Düse eingefahrener Begrenzungselemente an die gewünschte Breite der zu erzeugenden Kunststoffbahn anpaß bar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar von Begrenzungselementen (12) von beiden Sei ten der Düse (1) in deren Außenraum unmittelbar vor dem Austrittsspalt (11) verfahrbar und mit Einrichtungen zum Verschließen der jeweils abgedeckten Abschnitte des Austrittsspaltes (11) versehen ist und
mindestens ein weiteres Paar von Begrenzungselementen (13) durch die Seitenwände (16) der Düse (1) in den hinter dem Austrittsspalt (11) liegenden Düsenraum (6) ein- und aus fahrbar ist.

2. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vor dem Austrittsspalt (11 verfahrbaren Begren zungselemente (12) einen T-förmigen Querschnitt (14, 15) aufweisen, wobei der Längssteg (15) der T-Form in den jeweils abgedeckten Abschnitt des Austrittsspaltes (11) sowie in den unmittelbar dahinterliegenden Düsenraum (6) ragt und diesen ohne unmittelbare Berührung der Wandflächen weitgehend ausfüllt und
daß die Seitenwände ( ) der Düse ( ) den Längsstegen der T-Form entsprechende Schlitze ( ) aufweisen.

3. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einander zugewandten Enden (19, 20) der vor dem Austrittsspalt (11) verfahrbaren Begrenzungselemente (12) außerhalb des Austrittsspaltes (11) in Richtung auf das jeweils andere Ende ihres Begrenzungselementes (12) verjüngt sind.

4. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Führung und Antrieb (19) der vor dem Austrittsspalt (11) verfahrbaren Begrenzungselemente (12) seitlich des Düsenkörpers (2) angeordnet sind.

5. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Führung und Antrieb (19) der vor dem Austrittsspalt (11) verfahrbaren Begrenzungselemente (12) auf dem Düsenkörper (2) angeordnet sind.

6. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem Austrittsspalt (11) verfahrbaren Begren zungselemente (12) mit Heizvorrichtungen (21) versehen sind.

7. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Seitenwände (16) der Düse (1) in den Dü senraum (6) ein- und ausfahrbaren Begrenzungselemente (13) den von ihnen jeweils eingenommenen Teil des Düsenrau mes (6) ohne unmittelbare Berührung der Wandflächen weitge hend ausfüllen.

8. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Inneren des Düsenraumes (6) zugewandten Enden (19, 20) der in diesen ein- und ausfahrbaren Begrenzungsele mente (13) jeweils eine spezielle Ausformung zur gezielten Führung des vorbeiströmenden Kunststoffmaterials aufweisen.

9. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Führung und Antrieb (20) der in den Düsenraum (6) ein- und ausfahrbaren Begrenzungselemente (13) seitlich des Düsenkörpers (2) angeordnet sind.

10. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der Begrenzungselemente (12, 13) mittels im Raum fixierter Gewinde- oder Zahnstangen erfolgt.

11. Breitschlitzdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde- oder Zahnstangen von Hand oder von einem Elektromotor über eine Spindel oder ein Zahnrad betätigt werden.

12. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungselemente (12, 13) mittels am Düsenkörper (2) fixierter pneumatischer oder hydraulischer Kolben- Zylinder-Anordnungen betätigt werden.

13. Breitschlitzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze und Durchführungen für die Be grenzungselemente (12, 13) in den Seitenwänden (16) des Düsenkörpers (2) mit Dichtungen versehen sind.