DE19707712C1 - Verfahren und Kühlmitteltank zum Kalibrieren und Kühlen eines extrudierten Kunststoffprofils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren und Kühlen eines extrudierten Kunststoffprofils in einem Kühl­ mitteltank durch kontinuierlich zu- und abgeführtes Kühl­ mittel, sowie einen Kühlmitteltank zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und ein zu dessen Durchführung geeigneter Kühlmitteltank sind aus der DE 195 04 981 A1 bekannt. Der Kühlmitteltank hat auch Kalibrierfunktion, enthält zumindest in diesem Fall eine Anzahl von Stützblen­ den für das Profil, von denen zumindest einige eine Kali­ brieröffnung haben und wird deshalb häufig auch als Kali­ briertank bezeichnet.

Ein übliches Kühlverfahren besteht darin, dem Kunststoff­ profil die Wärme in einem als Sprühtank ausgebildeten Kühl­ tank durch Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit zu entziehen. Dieses Verfahren bewirkt eine rasche Abkühlung, benötigt aber eine erhebliche Kühlmittelmenge und hat den weiteren Nachteil, daß die Sprühdüsen sich häufig zusetzen und dann mit großem Aufwand gereinigt werden müssen.

Demgegenüber arbeiten die aus der DE 195 04 981 A1 und aus der EP 0 659 537 A2 bekannten Kühlverfahren mit einem mit Kühlmittel gefluteten, ggf. unter einem leichten Vakuum gehaltenen Tank, in dem das Kühlmittel das Kunststoffprofil in Form einer turbulenten Strömung umspült. Zur Erzeugung der turbulenten Strömung ist eine aufwendige Tankkonstruk­ tion notwendig, die schwer zu reinigen ist. Außerdem erfor­ dert das Verfahren einen beträchtlichen Kühlmitteldurchfluß, ohne daß eine wesentliche Verbesserung der Kühlwirkung im Vergleich zu Verfahren und Tanks, die mit laminarer Strömung des Kühlmittels arbeiten, festgestellt werden konnte. Das letztgenannte Verfahren hat zwar den Vorteil eines ver­ gleichsweise geringeren Kühlmittelbedarfs, erlaubt aber keine kontrollierte Temperaturführung, weil der Kühlmittel­ strom nicht gezielt an die Oberfläche des Kunststoffprofils herangeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das eine kon­ trollierte Temperaturführung im Kühlmitteltank ermöglicht. Weiterhin ist es das Ziel der Erfindung, einen Kühlmittel­ tank zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, der beson­ ders einfach konstruiert ist und sich deshalb problemlos warten läßt.

Verfahrensmäßig ist die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel an mehreren vorgegebenen, längs des Profils verteilten Stellen mit einem definierten Durch­ fluß zugeführt wird. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet also im Prinzip mit einem laminaren Kühlmittelstrom, jedoch wird dieser in mehrere definierte Teilströme aufgeteilt, mit der Möglichkeit, die Durchflußmengen für jeden Teilstrom un­ terschiedlich festzulegen.

Dementsprechend werden nach einer Weiterbildung des Ver­ fahrens die Kühlmitteldurchflüsse an den vorgegebenen Stel­ len entsprechend der an den betreffenden Profilbereichen ge­ wünschten Kühlwirkung unterschiedlich groß gemacht. Auf diese Weise läßt sich die Abkühlung des Profils steuern und optimieren, so daß das fertige Profil definierte Eigenspan­ nungen und damit eine verbesserte Qualität hat.

Ausgehend von einem Kühlmitteltank mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung für das Profil sowie einem Kühlmit­ telzufuhr- und einem Kühlmittelabfuhrstutzen wird die ge­ stellte Aufgabe dadurch gelöst, daß sich parallel zum Boden des Tanks über zumindest den größeren Teil dessen ganzer Länge mindestens ein Kühlmittelkanal erstreckt, in den der Kühlmittelzufuhrstutzen mündet und der an vorgegebenen, voneinander beabstandeten Stellen Öffnungen definierter Größe hat, über die das Kühlmittel in den Tank strömt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Tanks zeichnet sich dadurch aus, daß der Kanal von dem Boden des Tanks, einem zu diesem parallelen und von diesem beabstanden, mit den Öffnungen für den Durchtritt des Kühlmittels versehenen Verteilerblech und den dazwischenliegenden Seitenwandab­ schnitten des Tanks begrenzt wird.

Nach einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann das Verteilerblech im Querschnitt U-förmig sein und mit den freien Enden seiner U-Schenkel auf dem Boden des Tanks aufstehen.

Soweit ein Tank mit Stützblenden, von denen zumindest einige kalibrierend wirken können, verwendet wird, können diese Stützblenden gleichzeitig als Niederhalter für das Vertei­ lerblech wirken.

Das Verfahren und der Kühlmitteltank nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematisch vereinfachten Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht des Tanks,

Fig. 2 eine geschnittene Aufsicht auf den Tank und

Fig. 3 bis 5 Querschnitte durch unterschiedliche Ausfüh­ rungsformen des Tanks.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellt Kühlmitteltank 1 hat einen Boden 1.1, eine Frontplatte 1.2 und eine Endplatte 1.3 mit jeweils einer Durchtrittsöffnung für ein extrudiertes Kunststoffprofil 2, sowie zwei Seitenwände 1.4 und einen Deckel. Im Inneren enthält der Tank eine Anzahl von Stütz­ blenden 3, von denen wenigstens einige zur Kalibrierung des Kunststoffprofils 2 dienen. An einem Ende des Tanks tritt Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, über einen Kühlmittelzu­ fuhrstutzen 6.1 ein. Der Kühlmittelzufuhrstutzen 6.1 mündet jedoch nicht unmittelbar in das Innere des Tanks sondern in einen Kühlmittelkanal 5, der von dem das Kunststoffprofil 2 enthaltenden Teil des Tanks durch ein Verteilerblech 4 getrennt ist, das in Abständen mit Öffnungen 4.1 versehen ist. Über diese Öffnungen 4.1, die gegebenenfalls unter­ schiedlich große Querschnitte haben, tritt das Kühlmittel aus dem Kanal 5 in den eigentlichen Tankinnenraum über, kühlt das Kunststoffprofil 2 bevorzugt in den den Öffnungen 4.1 nächstliegenden Bereichen und strömt dann über einen Kühlmittelabfuhrstutzen 6.2 ab, der sich nahe dem Deckel des Tanks befindet und gleichzeitig für einen im wesentlichen konstanten Kühlmittelfüllstand in dem Tank 1 sorgt. Über den angedeuteten Stutzen 7 kann im Inneren des Tanks ein Unter­ druck erzeugt werden.

Die Lage des Kühlmittelzufuhrstutzens 6.1 und diejenige des Kühlmittelabfuhrstutzens 6.2 relativ zur Frontplatte 1.2 und zur Endplatte 1.3 des Tanks sind grundsätzlich beliebig, da die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittelkanal 5 und in dem eigentlichen Tankinnenraum an allen Stellen längs des Tanks im wesentlichen die gleiche ist. Ebenso sind die in Fig. 2 gezeigte Anordnung von je zwei Öffnungen in derselben Quer­ schnittebene symmetrisch zur Achse des Profils 2, die Quer­ schnitte und die Abstände der Öffnungen nur beispielhaft. Die konkrete Dimensionierung richtet sich nach der Art des Kunststoffprofils 2 und dem gewünschten Verlauf dessen Abkühlung. Im Extremfall könnte daher das Verteilerblech 4 ein Lochblech oder sogar ein Gitter sein.

Der Kühlmitteltank 1 zeichnet sich durch seine einfache Konstruktion aus. Wie Fig. 3 zeigt, kann das Verteilerblech 4 sich auf je einer Stufe an der Innenseite jeder der Sei­ tenwände 1.4 abstützen. Alternativ kann das Verteilerblech 4 gemäß Fig. 4 einen U-förmigen Querschnitt haben und mit den freien Enden seiner U-Schenkel auf dem Tankboden 1.1 aufstehen. Auch die umgekehrte, in Fig. 5 veranschaulichte Lösung ist denkbar. Hierbei hat der Tankboden 1.1 einen U-förmigen Querschnitt und das Verteilerblech 4 liegt auf den freien Enden der U-Schenkel auf. Zur Lagefixierung des Ver­ teilerblechs 4 können in allen drei Fällen die Stützblenden 3 dienen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kalibrieren und Kühlen eines extrudier­ ten Kunststoffprofils in einem Kühlmitteltank durch kontinuierlich zu- und abgeführtes Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel an mehreren vor­ gegebenen, längs des Profils verteilten Stellen mit einem definierten Durchfluß zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmitteldurchflüsse an den vorgegebenen Stellen entsprechend der an den betreffenden Profilbereichen gewünschten Kühlwirkung unterschiedlich groß gemacht werden.

3. Kühlmitteltank mit einer Eintritts- und einer Aus­ trittsöffnung für das Profil (2) sowie einem Kühlmit­ telzufuhr- und einem Kühlmittelabfuhrstutzen (6.1, 6.2) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich parallel zum Boden (1.1) des Tanks (1) über zumindest den größeren Teil dessen ganzer Länge mindestens ein Kühlmittelka­ nal (5) erstreckt, in den der Kühlmittelzufuhrstutzen (6.1) mündet und der an vorgegebenen, voneinander be­ abstandeten Stellen Öffnungen (4.1) definierter Größe hat, über die das Kühlmittel in den Tankinnenraum strömt.

4. Tank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkanal (5) von dem Boden (1.1), einem zu die­ sem parallelen und von diesem beabstandeten, mit den Öffnungen (4.1) versehenen Verteilerblech (4) und den dazwischenliegenden seitenwandabschnitten (1.4) des Tanks (1) begrenzt wird.

5. Tank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerblech (4) im Querschnitt U-förmig ist und mit den freien Enden seiner U-Schenkel auf dem Boden (1.1) des Tanks (1) aufsteht (Fig. 4).

6. Tank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1.1) des Tanks (1) im Querschnitt U-förmig ist und daß das Verteilerblech (4) auf den freien Enden der U-Schenkel des Bodens (1.1) des Tanks (1) auf­ liegt.

7. Tank mit Stützblenden, nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützblenden (3) Niederhalter für das Verteilerblech (4) bilden.