DE19842778A1 - Verfahren und Werkzeuganordnung zur Herstellung einer Schlauchfolie - Google Patents
Verfahren und Werkzeuganordnung zur Herstellung einer SchlauchfolieInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Werkzeuganordnung zur Herstellung einer Schlauchfolie aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei der Kunststoff in thermoplastischem Zustand aus einer ringförmigen Düse austritt und auf seiner Außen- und Innenseite mit äußerer bzw. innerer Kühlluft beaufschlagt und zu einer Schlauchfolie aufgeblasen wird und ein Dickenprofil der Schlauchfolie über deren Umfang gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und die Temperatur der die Innenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden inneren Kühlluft segmental nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schlauchfolie aus
einem thermoplastischen Kunststoff, bei welchem der Kunststoff in
thermoplastischem Zustand aus einer ringförmigen Düse austritt und auf
seiner Außen- und Innenseite mit äußerer bzw. innerer Kühlluft beaufschlagt
und zu einer Schlauchfolie aufgeblasen wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Werkzeuganordnung zur Herstellung einer
Schlauchfolie aus einem thermoplastischen Kunststoff durch Aufblasen eines
Kunststoffschlauches in thermoplastischem Zustand mit einer Düse mit
Düseninnenteil und Düsenaußenteil, die einen Ringspalt für den Austritt des
aufzublasenden Kunststoffs bilden und mit einer Einrichtung zur Zuführung
und Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft und
einem auf die Düse aufsetzbaren und die aus der Düse austretende
Schlauchfolie unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes umgebenden
Kühlring zur Zuführung und Beaufschlagung der Außenseite der Schlauchfolie
mit äußerer Kühlluft.
Die Herstellung einer Schlauchfolie aus einem aus einem Ringspalt einer Düse
in thermoplastischem Zustand austretenden Kunststoff, der mittels innen- und
außenseitiger Beaufschlagung mit Kühlluft zu einem Schlauch aufgeblasen,
hierbei verstreckt und nachfolgend flachgelegt und aufgewickelt wird, ist
vielfältig bekannt und wird häufig auch als Schlauchfolienextrusion bezeichnet.
Insbesondere bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Schlauchfolien wird
hierbei ein möglichst gleichförmiges und an einen vorgebbaren Sollwert
möglichst eng angenähertes Dickenprofil der so erhaltenen Schlauchfolien
angestrebt, wobei insbesondere das über den Umfang der aufgeblasenen
Schlauchfolie und quer zur Austrittsrichtung desselben aus der Düse
gemessene sogenannte Querdickenprofil optimiert und die zugehörige
Querdickentoleranz zum vorgebbaren Sollwert möglichst minimiert werden
soll.
Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik bereits verschiedene
Verfahren und Werkzeuganordnungen zur Beeinflussung von
Querdickentoleranzen im Schlauchfolienextrusionsprozess vorgeschlagen
worden, bei denen das Querdickenprofil der Schlauchfolie über deren Umfang
von einer geeigneten Meßeinrichtung, beispielsweise einem kapazitiven
Meßkopf oder anderen, z. B. radiometrisch arbeitenden und die Dicke der
Schlauchfolie messenden Meßeinrichtungen ermittelt wird und in Abhängigkeit
vom erhaltenen Meßergebnis eine Regelung der Querdickentoleranzen
vorgenommen wird.
Aus der DE 42 18 995 C2 ist es zu diesem Zweck bekannt, den äußeren
Kühlluftstrom, der aus dem Kühlring austritt und die Außenseite der
Schlauchfolie nach deren Austritt aus der Düse beaufschlagt, segmentweise in
Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie hinsichtlich
seines Volumenstroms zu regeln. In Umfangsbereichen der Schlauchfolie, in
denen diese in Bezug auf den vorgebbaren Sollwert eine zu geringe Dicke
aufweist, kann dementsprechend ein stärkerer Kühlluftstrom auf die
Außenseite der Schlauchfolie appliziert werden, wodurch eine schnellere
Erstarrung des thermoplastischen Kunststoffs und dadurch eine geringere
Verstreckung und Ausdünnung bewirkt wird. Umgekehrt ist es möglich, an
Umfangsbereichen der Schlauchfolie, die eine zu große Dicke in Bezug auf den
vorgebbaren Sollwert aufweisen, die Menge an zugeführtem äußeren
Kühlluftstrom zu verringern, so daß diese Bereiche weniger stark abgekühlt
werden und beim Aufblasen der Schlauchfolie stärker verstreckt werden, so
daß auch ihre Dicke verringert wird.
Aus der EP 05 08 167 B1 ist es bekannt, die auf der Außenseite der
Schlauchfolie auftreffende Kühlluft mittels geeigneter im Kühlring
angeordneter Temperierelemente in ihrer Temperatur lokal in Abhängigkeit
vom gemessenen Querdickenprofil der Schlauchfolie zu verändern, so daß auf
diese Weise Einfluß auf den Grad der Abkühlung der aus der Düse
austretenden Schlauchfolie über die äußere Kühlluft genommen werden kann
und von daher die Dicke der Schlauchfolie über deren Umfang sektorenweise
veränderbar ist.
Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist es jedoch, daß durch die
Veränderung des Volumenstromes oder der Temperatur der die Außenseite der
Schlauchfolie beaufschlagenden äußeren Kühlluft eine Beeinflussung der Dicke
der erhaltenen Schlauchfolie nur in sehr engen Grenzen vorgenommen werden
kann und diese Verfahren einer aufwendigen Regelung bedürfen. Durch die
insbesondere bei sehr leistungsfähigen und großen Schlauchfolien
extrusionsanlagen erforderlichen großen Mengen an zuzuführender äußerer
Kühlluft und die dadurch hervorgerufenen turbulenten Strömungen tritt zudem
eine gegenseitige Beeinflussung von aneinander angrenzenden Bereichen des
Kühlringes, die entsprechend dem gemessenen Dickenprofil hinsichtlich des
durchgeleiteten Volumenstromes bzw. der Temperierung der äußeren Kühlluft
unterschiedlich angesteuert werden, auf, was zu Regelungsungenauigkeiten
und anderen unerwünschten Erscheinungen führt.
Die Erfindung hat sich von daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine
Werkzeuganordnung zur Herstellung einer Schlauchfolie vorzuschlagen, womit
die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden und eine möglichst
einfache und effektive Regelung der Dicke der Schlauchfolie ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße
Werkzeuganordnung zur Lösung der gestellten Aufgabe ist Gegenstand des
Patentanspruches 8.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer Schlauchfolie aus einem thermoplastischen Kunststoff der
eingangs genannten Art vor, bei welchem ein Dickenprofil der Schlauchfolie
über deren Umfang gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert
verglichen wird und die Temperatur der die Innenseite der Schlauchfolie
beaufschlagenden inneren Kühlluft segmental nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird.
Die Erfindung lehrt, daß durch die segmentale Regelung der Temperatur der
die Innenseite beaufschlagenden inneren KühlLuft eine besonders wirksame
Beeinflussung und eine präzise den jeweils gewünschten Bereich des
Schlauchfolienumfanges beeinflussende Regelung der Schlauchfoliendicke
ermöglicht wird. Die zur Schaffung einer leistungsfähigen Herstellung von
Schlauchfolie erforderliche große Menge an äußerer Kühlluft kann problemlos
vom die Schlauchfolie umgebenden Kühlring bereitgestellt werden, während
die zur Beeinflussung der Dicke der Schlauchfolie gewünschte Regulierung der
Abkühlungsgeschwindigkeit der aus der ringförmigen Düse austretenden
Schlauchfolie über eine Steuerung der Temperatur der die Innenseite der
Schlauchfolie beaufschlagenden inneren Kühlluft bewirkt wird. Die
Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft erfolgt
dabei sehr gleichförmig, so daß die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung
von einander angrenzenden Segmenten, aus denen die innere Kühlluft in
Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie unterschiedlich
temperiert austritt, auf ein Minimum reduziert wird. Ferner hat sich im Rahmen
der Erfindung gezeigt, daß über eine Beeinflussung der Temperatur der inneren
Kühlluft in Abhängigkeit vom Querdickenprofil der erhaltenen Schlauchfolie
eine besonders wirksame Regelung der Querdickentoleranz ermöglicht wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, daß sowohl die Temperatur der
die Innenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden inneren Kühlluft als auch
die Temperatur der die Außenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden
äußeren Kühlluft segmental nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des
Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird, um das
Dickenprofil der Schlauchfolie auf einen vorgegebenen Sollwert einzuregeln.
Durch diese gleichzeitig erfolgende Regelung der Temperatur der die
Schlauchfolie sowohl auf ihrer Innenseite als auch auf der Außenseite
beaufschlagenden Kühlluft kann insbesondere bei sehr leistungsfähigen
Schlauchfolienextrusionsanlagen die Wirksamkeit der Regelung und das
bewirkte Regelergebnis, bei welchen auftretende Abweichungen der Dicke der
Schlauchfolie vom vorgegebenen Sollwert durch eine entsprechende
Beeinflussung der Temperatur der Kühlluft ausgeregelt werden, erheblich
verbessert werden, wie auch die Größe der erforderlichen Temperaturänderung
der Kühlluft verringert werden kann, so daß gegenseitige Beeinflussung von
aneinander angrenzenden Segmenten weiter verringert wird.
Dies liegt darin begründet, daß durch die erfindungsgemäße Regelung der
Temperatur der inneren Kühlluft bereits eine bedeutende Verbesserung der
Querdickentoleranzen der erhaltenen Schlauchfolie erzielt wird, die durch die
gleichzeitige Regelung der Temperatur der äußeren Kühlluft weiter optimiert
wird.
Je nach Ausführungsform und Anwendungsfall des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann zur erfindungsgemäßen Veränderung der Temperatur der
äußeren bzw. inneren Kühlluft in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil
sowohl eine Erwärmung der Kühlluft mittels geeigneter Heizelemente als auch
eine Kühlung der Kühlluft mittels geeigneter Kühlelemente vorgenommen
werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können zur Veränderung der
Temperatur der inneren Kühlluft segmental Zusatzkühlluftströme der inneren
Kühlluft zugemischt werden und jeweils die Menge des zugemischten
Zusatzkühlluftstromes und/oder die Temperatur des Zusatzkühlluftstromes
nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Dickenprofils der
Schlauchfolie vom Sollwert verändert werden. Durch diese Zumischung von
Zusatzkühlluftströmen in einzelnen Segmenten wird eine segmental
unterschiedliche Temperatur der inneren Kühlluft erreicht, die die gewünschte
Beeinflussung des Dickenprofils der erhaltenen Schlauchfolie bewirkt. Die
zugeführte Zusatzkühlluft weist dazu eine von der inneren Kühlluft vor der
Mischung abweichende Temperatur auf, die je nach Anwendungsfall höher
oder niedriger als die der inneren Kühlluft ist. Durch die entsprechende
Regelung der Menge oder der Temperatur des zugemischten
Zusatzkühlluftstromes wird die gewünschte Veränderung der nachfolgend
erhaltenen und die Schlauchfolie auf der Innenseite beaufschlagenden inneren
Kühlluft bewirkt.
Auch ist es möglich, daß zur Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft
segmental Teilluftströme aus der inneren Kühlluft abgezweigt werden und
oberhalb der Düse in das Innere der Schlauchfolie geleitet werden, und die
Menge des abgezweigten Teilluftstromes nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird.
Auf diese Weise ist es möglich, segmental die auf die aus der Düse
austretende Schlauchfolie innenseitig einwirkende innere Kühlluft in ihrem
Volumen mehr oder weniger zu verändern, wodurch die Kühlleistung und
damit die Temperatur der Schlauchfolie nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung vom Sollwert in weiten Grenzen veränderbar sind. Die
abgezweigten Teilluftströme werden oberhalb der Düse in das Innere der
Schlauchfolie geleitet, wo sie keinen bedeutenden Einfluß auf die Dicke der
aus der Düse austretenden Schlauchfolie mehr nehmen. Wesentlich ist jedoch,
daß das Gesamtvolumen an innerer Kühlluft, welches sich aus tatsächlich auf
die Schlauchfolie gerichteter innerer Kühlluft und abgezweigten Teilluftströmen
zusammensetzt, innerhalb der Schlauchfolie konstant bleibt, so daß die Größe
der von der Schlauchfolie gebildeten Folienblase unverändert bleibt und die die
Schlauchfolie stützende Funktion der inneren Kühlluft bestehen bleibt.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft Temperierelemente
vorgesehen sind, die segmental im Strömungsweg der inneren Kühlluft
angeordnet sind und von dieser umströmt werden und nach Maßgabe der
gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert
temperiert werden. Beispielsweise ist es möglich, mittels elektrischem Strom
erwärmbare Heizstäbe segmental im Strömungsweg der inneren Kühlluft
anzuordnen, so daß in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil eine
segmentale Veränderung der die Innenseite der Schlauchfolie
beaufschlagenden inneren Kühlluft bewirkbar ist.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, eine segmentale Temperierung
von die innere Kühlluft führenden Oberflächen nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert vorzunehmen.
In analoger Weise ist es auch möglich, neben der Veränderung der Temperatur
der inneren Kühlluft in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der
Schlauchfolie auch die Temperatur der die Außenseite der Schlauchfolie
beaufschlagenden äußeren Kühlluft gemäß einer der vorgenannten Weisen zu
verändern.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zur
Veränderung der Temperatur der äußeren Kühlluft nach Maßgabe der
gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert
segmental Teilluftströme der äußeren Kühlluft abgezweigt und über
temperierbare By-Pass-Leitungen geführt werden, in denen die Temperatur des
Teilluftstromes verändert, beispielsweise erhöht wird und nachfolgend der
Teilluftstrom dem übrigen segmentalen äußeren Kühlluftstrom vor der
Beaufschlagung der Schlauchfolie wieder zugeführt wird. Hierbei kann die
Größe der in der By-Pass-Leitung bewirkten Temperaturänderung des
Teilluftstromes in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der
Schlauchfolie verändert werden, um die erfindungsgemäße Regelung zu
bewirken.
Auch ist es möglich, den Volumenstrom des abgezweigten und über die By-
Pass-Leitung geführten Teilluftstromes an äußerer Kühlluft in Abhängigkeit
vom gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie zu verändern, um die
erfindungsgemäße Regelung zu bewirken.
Sofern es die Platzverhältnisse zu lassen, ist es in analoger Weise auch
möglich, derartige temperierbare By-Pass-Leitungen, über die segmental
Teilluftströme abgezweigt und nach Maßgabe der gemessenen Abweichung
des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert temperiert werden, auch zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft vorzusehen.
Die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Werkzeuganordnung zur
Herstellung einer Schlauchfolie umfaßt eine Düse mit Düseninnenteil und
Düsenaußenteil, die einen Ringspalt für den Austritt des aufzublasenden
Kunststoffes bilden und mit einer Einrichtung zur Zuführung und
Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft und
einem auf die Düse aufsetzbaren und die aus dem Ringspalt austretende
Schlauchfolie unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes umgebenden
Kühlring zur Zuführung und Beaufschlagung der Außenseite der Schlauchfolie
mit äußerer Kühlluft, wobei die Einrichtung zur Zuführung und Beaufschlagung
der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft in
Kühlluftführungssegmente unterteilt ist, die einen in radialer Richtung zur
Innenseite der Schlauchfolie verlaufenden Strömungskanal für die innere
Kühlluft bilden und auf ihrer der Schlauchfolie abgewandten Seite an einen
Zuführkanal für die innere Kühlluft angeschlossen sind und in jedem
Kühlluftführungssegment unabhängig voneinander steuerbare
Temperierelemente für eine segmentale Veränderung der Temperatur der
inneren Kühlluft nach Maßgabe einer gemessenen Abweichung eines
Dickenprofils der erhaltenen Schlauchfolie von einem vorgebbaren Sollwert
vorgesehen sind.
Entsprechend des von der geeigneten Dickenmeßeinrichtung ermittelten
Dickenprofils der Schlauchfolie und der zugehörigen Abweichung von einem
vorgebbaren Sollwert können somit zur Regelung der Schlauchfoliendicken in
jedem Kühlluftführungssegment über die darin angeordneten und unabhängig
voneinander ansteuerbaren Temperierelemente unterschiedliche Temperaturen
für die innere Kühlluft erzeugt werden und von daher auf einfache Weise das
Dickenprofil der erhaltenen Schlauchfolie an den vorgegebenen Sollwert
segmental angenähert werden. Diese Regelung der Dicke der erhaltenen
Schlauchfolie über eine Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft
erfolgt unabhängig von der aus dem Kühlring austretenden äußeren Kühlluft,
die die Außenseite der Schlauchfolie beaufschlagt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Werkzeuganordnung kann vorgesehen sein, daß die Temperierelemente
innerhalb des Strömungskanals der einzelnen Kühlluftführungssegmente
angeordnet und von der durch den Strömungskanal strömenden inneren
Kühlluft umströmt werden. Die Temperierelemente können hierbei
beispielsweise als mittels elektrischem Strom beaufschlagbare Heizstäbe
ausgebildet sein, die die an ihrer Oberfläche vorbeiströmende innere Kühlluft
entsprechend erwärmen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle von die innere Kühlluft
erwärmenden Heizstäben solche Temperierelemente vorzusehen, die als in den
Strömungskanal der Kühlluftführungssegmente hineinragende Kühlelemente
ausgebildet sind und die durch den Strömungskanal strömende innere Kühlluft
abkühlen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Werkzeuganordnung sieht vor, daß jedes Kühlluftführungssegment eine in den
Strömungskanal einmündende Zuführleitung für einen Zusatzluftstrom mit von
der im Zuführkanal zugeführten Kühlluft abweichenden Temperatur aufweist
und in der Zuführleitung für den Zusatzluftstrom Regelelemente, wie
Proportionalventile, Klappen, Schieber als Temperierelemente vorgesehen sind,
mittels derer der Mengenanteil des in den Strömungskanal zugeführten
Zusatzluftstromes steuerbar ist. Hierbei kann wiederum vorgesehen sein, den
Zusatzluftstrom mit einer höheren Temperatur zur Erwärmung der inneren
Kühlluft oder mit einer niedrigeren Temperatur zur Kühlung der inneren
Kühlluft zuzuführen. Die jeweils vorgenommene Veränderung der Temperatur
der inneren Kühlluft in jedem Kühlluftführungssegment in Abhängigkeit vom
gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie erfolgt durch die Ansteuerung der
Regelelemente, die eine mehr oder weniger große Menge an Zusatzluftstrom in
den Strömungskanal einströmen lassen und von daher eine mehr oder weniger
starke Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft in diesem
Kühlluftführungssegment bewirken. Vorteilhaft wird die Temperatur der den
Kühlluftführungssegmenten zugeführten Zusatzluftströme einen möglichst
großen Temperaturunterschied zu der im Zuführkanal zugeführten Kühlluft
aufweisen, so daß bereits geringe Mengen an zugeführtem Zusatzluftstrom
ausreichen, um die innere Kühlluft im jeweiligen Kühlluftführungssegment
einer deutlichen Temperaturänderung zu unterwerfen.
Alternativ dazu ist es auch möglich, daß jedes Kühlluftführungssegment eine
aus dem Strömungskanal zur Oberseite der Düse führende Abzweigleitung
aufweist, über die ein Teilluftstrom der durch den Strömungskanal strömenden
inneren Kühlluft abzweigbar ist und in der Abzweigleitung als
Temperierelemente dienende Regelelemente vorgesehen sind, mittels derer der
Mengenanteil der aus dem Strömungskanal abgezweigten inneren Kühlluft
steuerbar ist.
Auch auf diese Weise ist eine effektive Regelung der Querdickentoleranzen der
erhaltenen Schlauchfolie ermöglicht. Je größer der Anteil an über die
Abzweigleitung abgezweigter innerer Kühlluft in einem
Kühlluftführungssegment ist, desto weniger innere Kühlluft gelangt noch an
die Innenseite der Schlauchfolie, so daß eine höhere Temperatur der
Schlauchfolie bewirkt wird. Die abgezweigte innere Kühlluft tritt an der
Oberseite der Düse in das Innere der Schlauchfolie aus, wo sie keinen großen
Einfluß mehr auf die Dicke desselben nehmen kann. Gleichzeitig bleibt aber
das Gesamtvolumen an innerer Kühlluft im Inneren der Schlauchfolienblase
konstant, so daß die die Schlauchfolienblase stützende Funktion der inneren
Kühlluft als sogenannte Stützluft vollständig erhalten bleibt und von der
erfindungsgemäßen Regelungstätigkeit unbeeinflußt ist.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Werkzeuganordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Temperierelemente,
z. B. elektrisch erwärmbare Heizpatronen segmental innerhalb eines den
Strömungskanal der Kühlluftführungssegmente begrenzenden Bauteiles
angeordnet sind, so daß eine Temperierung der den Strömungskanal
begrenzenden Oberflächen des Bauteiles, an welchen die innere Kühlluft
vorbeiströmt, bewirkbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die
Temperierelemente segmental in einem den Strömungskanal der
Kühlluftführungssegmente begrenzenden unteren Ausblasring angeordnet sind,
was eine besonders einfache und kompakte Anordnung der Temperierelemente
ermöglicht.
Zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussungen von aneinander angrenzenden
Kühlluftführungssegmenten und einer darauf beruhenden Verfälschung des
Regelvorganges kann der untere Ausblasring im Übergangsbereich zwischen
zwei aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmenten auf der dem
Strömungskanal abgewandten Seite eine Ausnehmung für eine thermische
Trennung dieser Kühlluftführungssegmente voneinander aufweisen. Durch
diese Ausnehmungen wird eine unerwünschte Wärmeleitung zwischen den
aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmenten minimiert.
Auch ist es möglich, zur Minimierung der gegenseitigen Einflüsse der
angrenzenden Kühlluftführungssegmente entlang des Strömungsweges durch
den Strömungskanal im Übergangsbereich zwischen angrenzenden
Kühlluftführungssegmenten Trennstege vorzusehen, die eine Verwirbelung von
Kühlluft eines Kühlluftführungssegmentes mit der des angrenzenden
Kühlluftführungssegmentes verhindern. Weitere Maßnahmen zur Minimierung
der gegenseitigen Beeinflussung im vorgenannten Sinne sind ebenfalls
denkbar.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Werkzeuganordnung sind im Strömungskanal für die innere Kühlluft und
vorzugsweise jedem Kühlluftführungssegment zugeordnet Staustufen
vorgesehen, die eine intensive Verwirbelung der durch den Strömungskanal
strömenden inneren Kühlluft bewirken. Hierdurch wird eine vorteilhafte
Vergleichmäßigung der Temperatur der inneren Kühlluft im jeweiligen
Kühlluftführungssegment erreicht, was sich positiv auf das Regelergebnis der
erfindungsgemäßen Werkzeuganordnung auswirkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß sowohl
die Einrichtung zur Zuführung und Beaufschlagung der Innenseite der
Schlauchfolie mit innerer Kühlluft als auch der Kühlring zur Zuführung und
Beaufschlagung der Außenseite der Schlauchfolie mit äußerer Kühlluft in
Kühlluftführungssegmente unterteilt ist, wobei die Kühlluftführungssegmente
des Kühlringes einen in radialer Richtung zur Außenseite der Schlauchfolie
verlaufenden Strömungskanal mit Austrittsöffnung für die äußere Kühlluft
bilden und auf ihrer der Schlauchfolie abgewandten Seite an einen Zuführkanal
für die äußere Kühlluft angeschlossen sind und jedes Kühlluftführungssegment
des Kühlringes unabhängig voneinander steuerbare Temperierelemente für eine
segmentale Veränderung der Temperatur der äußeren Kühlluft nach Maßgabe
der gemessenen Abweichung des Dickenprofiles der erhaltenen Schlauchfolie
vom vorgegebenen Sollwert aufweist. Durch diese vorgeschlagene Ausbildung
des äußeren Kühlringes wird dieser ebenfalls in die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Regelung der Dicke der Schlauchfolie in Abhängigkeit vom
erhaltenen Dickenprofil derselben miteinbezogen, indem die aus dem Kühlring
austretende und die erhaltene Schlauchfolie auf der Außenseite
beaufschlagende äußere Kühlluft analog zu der bereits erläuterten inneren
Kühlluft segmental in ihrer Temperatur verändert wird, um die Dicke der
Schlauchfolie zu beeinflussen.
Hierbei sind wiederum verschiedene Möglichkeiten der Veränderung der
Temperatur der äußeren Kühlluft in jedem Kühlluftführungssegment des
Kühlringes möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß jedes
Kühlluftführungssegment des Kühlringes eine aus dem Strömungskanal
herausführende und vor der Austrittsöffnung wieder in den Strömungskanal
zurückführende By-Pass-Leitung aufweist, in die ein Teilstrom der im
Strömungskanal geführten äußeren Kühlluft abzweigbar ist und nachfolgend
wieder zurückführbar ist. In der By-Pass-Leitung sind die Temperierelemente
für die segmentale Veränderung der Temperatur der durch die By-Pass-Leitung
geführten Teilstromes vorgesehen, so daß durch eine entsprechende
Veränderung der Temperatur und/oder des Volumenstroms der durch die By-
Pass-Leitung geführten Teilstromes und das anschließende Zurückführen in
den Strömungskanal der äußeren Kühlluft an der Austrittsöffnung jedes
Strömungskanals ein äußerer Kühlluftstrom mit entsprechender
Mischungstemperatur erhalten wird, wodurch die Dicke der Schlauchfolie
beeinflußbar ist.
Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die By-Pass-Leitungen einen
vorzugsweise elektrisch beheizbaren Rohrabschnitt als Temperierelement
umfassen, innerhalb dessen der durch die By-Pass-Leitung geführten Teilstrom
der äußeren Kühlluft entsprechend der gemessenen Abweichung des
Dickenprofils der erhaltenen Schlauchfolie vom vorgegebenen Sollwert
erwärmt wird und nachfolgend zur Erzielung einer geeigneten
Mischungstemperatur der aus dem Kühlluftführungssegment austretenden
äußeren Kühlluft dem Strömungskanal wieder zugeführt wird. Auch ist es
möglich, als Temperierelement einen Wärmetauscher für den durch die By-
Pass-Leitung strömenden Teilluftstrom vorzusehen, der ein Teilstück der By-
Pass-Leitung bildet. Anstelle der in der By-Pass-Leitung vorgenommenen
Erwärmung des durch die By-Pass-Leitung geführten Teilstromes an äußerer
Kühlluft kann selbstverständlich auch eine entsprechende Abkühlung mittels
des Wärmetauschers vorgenommen werden.
In analoger Weise kann auch die Einrichtung zur Zuführung innerer Kühlluft zur
Innenseite der Schlauchfolie temperierbare By-Pass-Leitungen für die
Temperierung eines segmentalen Teilluftstromes der inneren Kühlluft
aufweisen, der vor der Austrittsöffnung dem übrigen Kühlluftstrom wieder
zugemischt wird.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden
nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Extrusionsanlage zur
Herstellung einer Schlauchfolie,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Düse zur Herstellung einer
Schlauchfolie aus einem thermoplastischen Kunststoff,
Fig. 3 in schematisierter Darstellung die Aufsicht gemäß Pfeil V in Fig.
2,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen Kühlring gemäß der Erfindung,
Fig. 5 die Aufsicht auf den Kühlring gemäß Pfeil T in Fig. 4.
Die Fig. 1 zeigt eine Extrusionsanlage zur Herstellung einer Schlauchfolie in
schematischer Darstellung. Sie umfaßt einen Extruder 100 mit einer daran
anschließenden Düse 1 und einem oberseitig sich an die Düse anschließenden
und diese außenseitig umgebenden Kühlring 2, eine Flachlegung 101 mit
Abquetschwalzen 102a, Umlenkwalzen 102b sowie eine Aufwickelvorrichtung
103.
In dem Extruder 100 wird ein Kunststoff-Rohmaterial aufgeschmolzen und
plastifiziert und tritt anschließend über die Düse 1 und den diese umgebenden
Kühlring 2 aus und wird in an sich bekannter Weise zu einer Schlauchfolie F
aufgeblasen. Über die Flachlegung 101 und die Abquetschwalzen 102a sowie
Umlenkwalzen 102b gelangt die Folie schließlich zur Aufwickelvorrichtung
103 und wird zu einem sogenannten Coil aufgewickelt.
Für ein gutes Produktions- und Wickelergebnis der Schlauchfolie F ist eine
gleichmäßige Dicke rings in Bezug auf das sogenannte Querdickenprofil und
die zugehörige Querdickentoleranz von entscheidender Bedeutung. Diese
Querdickentoleranz wird über Regelelemente in Düse 1 und Kühlring 2
beeinflußt, was in den weiteren Figuren näher dargestellt ist.
In den Fig. 2 und 3 ist die Düse 1 zur Herstellung der Schlauchfolie aus
einem thermoplastischen Kunststoff näher dargestellt.
In an sich bekannter Weise umfaßt die Düse 1 ein in Bezug auf die Mittelachse
MA der Schlauchfolie F gesehen inneres Düsenteil 10 und ein äußeres
Düsenteil 12, die gemeinsam einen Ringspalt 14 begrenzen, aus welchem der
Kunststoff, der in thermoplastischem Zustand von dem Extruder 100
zugeführt wird, ringförmig über den Ringspalt 14 als Schlauch austritt.
Der aus dem Ringspalt 14 als Schlauch austretende Kunststoff wird
nachfolgend in an sich bekannter Weise mittels innerer und äußerer Kühlluft zu
der Schlauchfolie F mit Mittelachse MA aufgeblasen.
Zur Zuführung und Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie F mit
innerer Kühlluft ist eine in der Fig. 2 näher dargestellte Einrichtung
vorgesehen, während die Zuführung der die Außenseite der Schlauchfolie F
beaufschlagenden äußeren Kühlluft mittels eines in der Fig. 4 näher
dargestellten und die Schlauchfolie F unter Belassung eines umlaufenden
Ringraumes R umgebenden Kühlringes 6 erfolgt.
Die in der Fig. 2 näher dargestellte Einrichtung zur Zuführung und
Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie F mit innerer Kühlluft umfaßt
einen unteren Ausblasring 3, der auf dem inneren Düsenteil 11 aufliegt und
einen oberen Ausblasring 5, der beabstandet vom unteren Ausblasring 3 unter
Ausbildung eines umlaufenden Strömungskanals 42 für innere Kühlluft
gehaltert ist.
Auf seiner der Schlauchfolie F abgewandten Seite ist der Strömungskanal 42
an einen Zuführkanal 40 für die innere Kühlluft angeschlossen, über welchen
ein Luftstrom L1 von einem nicht näher dargestellten Gebläse herangeführt
wird, der als innerer Kühlluftstrom in den Strömungskanal 42 einströmt.
Der als innerer Kühlluftstrom dienende Luftstrom L1 wird über den
Strömungskanal 42 zwischen dem unteren Ausblasring 3 und dem oberen
Ausblasring 5 zu einer von Lippenprofilen 31, 50 begrenzten Austrittsöffnung
43 geleitet, von wo aus der innere Kühlluftstrom auf die Innenseite der
Schlauchfolie F auftrifft und eine Abkühlung, Verstreckung und das Aufblasen
des thermoplastischen Kunststoffschlauches zu der Schlauchfolie F bewirkt.
Gegebenenfalls kann das Aufblasen der Schlauchfolie F in bekannter Weise
noch durch hier nicht dargestellte Zuführung sogenannter innerer Stützluft in
die Schlauchfolie F unterstützt werden.
Über eine hier nicht näher dargestellte Saugleitung wird nachfolgend aus
einem oberen Bereich der aufgeblasenen Schlauchfolie F der gesamte innere
Kühlluftstrom L1 und gegebenenfalls zusätzlich eingebrachte Stützluft über
den mit L2 gekennzeichneten Strom wieder aus dem Inneren der Schlauchfolie
F abgesaugt.
Um die auf diese Weise aufgeblasene Schlauchfolie F hinsichtlich ihrer Dicke
über ihren Umfang zu regeln, ist der untere Ausblasring 3, wie schematisch in
der Fig. 3 angedeutet, in eine Vielzahl aneinander angrenzender
Kühlluftführungssegmente, z. B. die stellvertretend dargestellten Kühlluft
führungssegmente S1, S2, S3 etc. unterteilt, die jeweils den in der Fig. 1
dargestellten Aufbau aufweisen. In jedem dieser Kühlluftführungssegmente
weist der untere Ausblasring 3 eine von der dem Strömungskanal 42
abgewandten Unterseite her eingebrachte Aufnahmebohrung 34 auf, in die ein
Temperierelement in Form einer elektrisch erwärmbaren Heizpatrone 32
eingesetzt ist, die mittels über Bohrungen 15 geführte Anschlußleitungen 33
mit einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden ist.
Von einer hier nicht dargestellten und an sich bekannten Einrichtung zur
Messung der Dicke der Schlauchfolie über deren Umfang wird des weiteren
ein Dickenprofil der Schlauchfolie F, das sogenannte Querdickenprofil quer zur
Abzugsrichtung A der Schlauchfolie erstellt. In Abhängigkeit vom erhaltenen
Dickenprofil und der gemessenen Abweichung von einem vorgegebenen
Sollwert werden sodann die einzelnen in den Kühlluftführungssegmenten S1,
S2, S3 angeordneten Heizpatronen 32 mit elektrischem Strom beaufschlagt
und bewirken eine entsprechende Erwärmung der der Führung des inneren
Kühlluftstromes L1 dienenden Oberfläche 30 des unteren Ausblasringes 3, die
den Strömungskanal 42 begrenzt. Somit ist es möglich, über eine
entsprechende segmentale Steuerung der als Temperierelemente dienenden
Heizpatronen 32 des unteren Ausblasringes 3 in Abhängigkeit vom
gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie F die in den jeweiligen
Kühlluftführungssegmenten S1, S2, S3 auf die Innenseite der Schlauchfolie F
geleitete innere Kühlluft in ihrer Temperatur durch eine mehr oder weniger
große Erwärmung der Oberfläche 30 des unteren Ausblasringes 3 zu
verändern.
Wird bei der Messung des Dickenprofils der Schlauchfolie F eine Abweichung
von einem vorgebbaren Sollwert dahingehend ermittelt, daß die Schlauchfolie
in einem Bereich ihres Umfanges eine zu große Dicke aufweist, wird im
entsprechenden Kühlluftführungssegment, z. B. Kühlluftführungssegment S1
mittels der dort vorgesehenen Heizpatrone 32 eine Erwärmung der den
Strömungskanal 42 der inneren Kühlluft L1 begrenzenden Oberfläche 30 des
unteren Ausblasringes 3 bewirkt, in deren Folge der aus diesem
Kühlluftführungssegment austretende und die Innenseite der Schlauchfolie F
beaufschlagende Kühlluftstrom L3 eine höhere Temperatur erhält. Hierdurch
wird in dem dem jeweiligen Segment zugeordneten Umfangsbereich der
Schlauchfolie F der Grad der Abkühlung aufgrund des inneren Kühlluftstromes
L1 verringert, so daß die Schlauchfolie beim Aufblasen länger in
thermoplastischem Zustand verbleibt und einer stärkeren Dehnung und
Ausdünnung unterworfen ist. Die zuvor ermittelte zu große Dicke der
Schlauchfolie F wird auf diese Weise beseitigt.
Ebenso ist es im umgekehrten Fall bei der Ermittlung einer zu geringen Dicke
der Schlauchfolie F möglich, durch Verringerung der Temperatur der die innere
Kühlluft führenden Oberfläche 30 des unteren Ausblasringes 3 oder gar
Kühlung derselben in dem entsprechenden Kühlluftführungssegment die innere
Kühlluft in ihrer Temperatur soweit zu verringern, so daß in dem
entsprechenden Bereich des Umfanges der Schlauchfolie F eine stärkere
Abkühlung erzielt wird. In deren Folge wird eine frühzeitigere Erstarrung der
Schlauchfolie F nach ihrem Austritt aus dem Ringspalt 14 bewirkt, so daß die
Schlauchfolie F hierbei eine geringere Verstreckung und Ausdünnung erfährt.
Die zuvor ermittelte zu geringe Dicke der Schlauchfolie F wird auf diese Weise
beseitigt.
Die Steuerung der Temperierelemente, z. B. Heizpatronen 32 kann vorteilhaft
von einem geeigneten Prozeßrechner parallel für alle
Kühlluftführungssegmente S1, S2, S3 usw. in Abhängigkeit vom gemessenen
Dickenprofil der Schlauchfolie F bewirkt werden.
Damit sich die einzelnen aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmente,
z. B. S2 und S3 gegenseitig möglichst wenig beeinflussen, wenn die darin
angeordneten Heizpatronen 32 entsprechend des gemessenen Dickenprofils
der Schlauchfolie F die jeweilige Oberfläche 30 und damit die innere Kühlluft
L1 unterschiedlich stark erwärmen, ist in jedem Übergangsbereich zwischen
den aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmenten eine Ausnehmung
35 vorgesehen.
Diese Ausnehmungen 35 sind von der der Oberfläche 30 abgewandten Seite
des unteren Ausblasringes 3 her in radialer Erstreckung in diesen eingebracht
und bewirken eine Verringerung des für Wärmeleitung zwischen den
Kühlluftführungssegmenten verantwortlichen Materials des unteren
Ausblasringes 3 in jedem Übergangsbereich. Auf diese Weise wird mittels der
radial angeordneten Ausnehmungen 35 zwischen aneinander angrenzenden
Kühlluftführungssegmenten eine weitestgehende thermische Trennung
erreicht, die gegenseitige Beeinflussungen und damit Verfälschungen des
Regelergebnisses in den einzelnen Kühlluftführungssegmenten minimiert.
Es hat sich gezeigt, daß diese Veränderung der Temperatur der die Innenseite
der Schlauchfolie F beaufschlagenden inneren Kühlluft sehr genau auf das
jeweilige Kühlluftführungssegment begrenzt werden kann, innerhalb dessen
eine Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft L1 aufgrund des
gemessenen Dickenprofils der Schlauchfolie F erwünscht ist.
Auch auf der Außenseite der Schlauchfolie F wird im dargestellten
Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der Veränderung der Temperatur der die
Innenseite der Schlauchfolie F beaufschlagenden inneren Kühlluft eine
entsprechende Veränderung der Temperatur der die Außenseite der
Schlauchfolie F beaufschlagenden äußeren Kühlluft vorgenommen, um in
Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der Schlauchfolie F segmental
eine Veränderung der Dicke der Schlauchfolie F zu bewirken, was in Fig. 4
ersichtlich ist.
Hierzu ist ein an sich bekannter und die Außenseite der Schlauchfolie F unter
Belassung eines Ringspaltes R umgebender Kühlring 6 vorgesehen, der der
Zuführung der äußeren Kühlluft zu der Außenseite der aus dem Ringspalt 14
austretenden Schlauchfolie F dient. Von einem hier nicht näher dargestellten
Gebläse tritt dazu Kühlluft K über Zuführstutzen 60 in einen äußeren
Verteilraum 61 ein, von wo aus ein Teil der eintretenden Luft gemäß Pfeilen
K1 in an sich bekannter Weise radial durch den Kühlring 6 über teilweise
mäanderförmig verlaufende Strömungskanäle 62 in Richtung der Außenseite
der Schlauchfolie F geführt wird. Über ein verstellbares Düsenteil 63 wird
diese äußere Kühlluft K1 in Kühlluftströme K1.1 und K1.2 aufgeteilt und in
Richtung auf die Außenseite der Schlauchfolie F geleitet, wodurch eine
Kühlung und Führung der Schlauchfolie F nach ihrem Austritt aus dem
Ringspalt 14 auf ihrer Außenseite bewirkt wird.
Zur Veränderung der Temperatur der äußeren Kühlluft in Abhängigkeit von
dem Dickenprofil der erhaltenen Schlauchfolie F ist auch der Kühlring 6 in eine
Vielzahl aneinander angrenzender Kühlluftführungssegmente KR unterteilt, die
den in der Fig. 3 exemplarisch dargestellten Aufbau aufweisen und die
äußere Kühlluft radial über einen im Kühlring umlaufend ausgebildeten
Strömungskanal 62 zur Außenseite der Schlauchfolie F führen. Der Einfachheit
halber ist in der Fig. 3 lediglich ein Kühlluftführungssegment KR dargestellt,
die Aufteilung erfolgt jedoch analog zu der in der Fig. 2 dargestellten
Aufteilung am unteren Ausblasring 3 mit den Kühlluftführungssegmenten S1,
S2, S3.
Wie in der Fig. 3 dargestellt, ist in jedem Kühlluftführungssegment KR auf der
Oberseite des Kühlringes 6 eine By-Pass-Leitung 600 vorgesehen, die aus dem
äußeren Verteilraum 61 über einen Anschluß 65 mit Durchgangsbohrung 65a
im By-Pass zum Strömungskanal 62 für die Kühlluft K1 geführt ist und vor der
Austrittsöffnung 68 für die äußere Kühlluft in den Strömungskanal 62 über ein
Anschlußstück 67 und ein ringförmiges Lippenteil 7 mit Durchgangsbohrungen
70 wieder zurückgeführt wird. Wie auch aus der Fig. 5 ersichtlich, weist
jedes Kühlluftführungssegment KR des Kühlringes 6 eine solche By-Pass-
Leitung 600 auf, die entsprechend der Anordnung der
Kühlluftführungssegmente KR sternförmig in radialer Richtung auf der
Oberseite des Kühlringes 6 angeordnet sind. Ein Teil der über den Zuführkanal
60 in den Verteilraum 61 eintretenden äußeren Kühlluft K strömt nun nicht
gemäß Pfeil K1 über den Strömungskanal 62 direkt zur Schlauchfolie F,
sondern tritt als Teilluftstrom K2 der äußeren Kühlluft über den Anschluß 65
in die By-Pass-Leitung 600 ein. Der Teilluftstrom K2 gelangt hierbei über den
Anschluß 65 in einen elektrisch beheizbaren Rohrabschnitt 66, der einen Teil
der By-Pass-Leitung 600 bildet. Der elektrisch beheizbare Rohrabschnitt 66 ist
mittels Anschlußleitungen 69 mit einer entsprechenden hier nicht dargestellten
Steuereinrichtung, z. B. einem Prozeßrechner verbunden.
Es ist von daher möglich, in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der
Schlauchfolie F den durch den im jeweiligen Kühlluftführungssegment KR
angeordneten elektrisch beheizbaren Rohrabschnitt 66 strömenden
Teilluftstrom K2 mehr oder weniger stark innerhalb des elektrisch beheizbaren
Rohrabschnittes 66 zu erwärmen, wozu eine entsprechende Ansteuerung der
Rohrabschnitte 66 durch den Prozeßrechner erfolgt.
Der solchermaßen in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der
Schlauchfolie erwärmte Teilluftstrom K2 tritt über das Anschlußstück 67 und
das ringförmige Lippenteil 7 wieder in den Strömungskanal 62 des jeweiligen
Kühlluftführungselementes KR ein und vermischt sich im Bereich der
Austrittsöffnung 68 des Kühlringes 6 mit der übrigen über den
Strömungskanal 62 geführten Kühlluft gemäß Pfeil K1. Im Ergebnis tritt somit
aus der Austrittsöffnung 68 ein Strom äußerer Kühlluft K3 aus, der aus einer
Mischung der Kühlluftströme gemäß Pfeilen K1 und K2 erzeugt wird und eine
dementsprechende Mischungstemperatur aufweist.
Es ist von daher möglich, in jedem Kühlluftführungssegment KR des Kühlringes
6 über eine Steuerung der Menge und der Erwärmung der über die By-Pass-
Leitung 600 geführten Teilströme K2 segmental Kühlluftströme K3 mit
unterschiedlicher Temperatur zu erzeugen, mittels derer eine Beeinflussung der
Dicke der Schlauchfolie in der bereits erläuterten Weise erfolgen kann.
Im Zusammenspiel mit der in der Fig. 1 dargestellten Veränderung der
Temperatur der inneren Kühlluft kann somit auch bei sehr leistungsfähigen
Anlagen zur Herstellung einer Schlauchfolie eine effektive Beeinflussung des
Dickenprofils der Schlauchfolie F mit besonders geringer gegenseitiger
Beeinflussung der einzelnen Kühlluftführungssegmente bewirkt werden.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausbildung des Kühlringes gemäß Fig. 4
und 5 ist es, daß die zusätzlich vorgesehene By-Pass-Leitungen 600 an nahezu
jedem Kühlringbautyp auf einfache Weise installierbar ist. Insbesondere ist
auch eine nachträgliche Ausrüstung von Kühlringen 6 mit solchen
segmentweise angeordneten By-Pass-Leitungen 600 möglich, um eine
Regelung des Querdickenprofils der Schlauchfolie F in der vorangehend
erläuterten Weise zu ermöglichen.
Hierzu ist es lediglich erforderlich, eine Zahl von Bohrungen 65a in das
Kühlringgehäuse einzubringen, ein geeignetes Lippenteil 7 mit Bohrungen 70
Hierzu ist es lediglich erforderlich, eine Zahl von Bohrungen 65a in das
Kühlringgehäuse einzubringen, ein geeignetes Lippenteil 7 mit Bohrungen 70
vorzusehen und die Bohrungen 65a und 70 jedes Segmentes über
entsprechende außen am Kühlring befestigbare By-Pass-Leitungen 600 zu
verbinden. Die Bildung der einzelnen Kühlluftführungsssegmente KR des
Kühlringes 6 erfolgt somit durch Vorsehen einer By-Pass-Leitung 600. Weitere
konstruktive Maßnahmen, wie Luftleitbleche im Inneren des Strömungskanals,
um Segmente voneinander abzuteilen, sind nicht erforderlich, können aber
vorgesehen werden.
Da jede By-Pass-Leitung 600 von den benachbarten By-Pass-Leitungen 600 in
jedem Kühlluftführungssegment KR räumlich und thermisch getrennt ist, ist
auch eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen By-Pass-Leitungen 600
verhindert.
Ein wesentlicher Vorteil der vorangehend erläuterten Ausrüstung des
Kühlringes 6 mit By-Pass-Leitungen 600, wodurch Kühlluftführungssegmente
KR für eine Dickenregelung der Schlauchfolie F geschaffen werden, ist die
weitgehende Unabhängigkeit von der konkreten konstruktiven Gestaltung des
Kühlringes, wie Lippenzahl etc. Hierdurch ist insbesondere auch die bereits
erwähnte Nachrüstbarkeit von Kühlringen mit By-Pass-Leitungen 600
problemlos ermöglicht.
Ferner sind durch die lediglich vorübergehend auf dem Weg zur
Austrittsöffnung 68 der Kühlluft bewirkte Aufteilung des Kühlluftstromes in
die Teilluftströme K1 und K2 keine Zusatzaggregate für die Zuführung weiterer
Kühlluft nötig, was die Anlagenkosten niedrig hält.
Die mit einem Kühlring 6 mit By-Pass-Leitungen 600 ausgerüstete
Schlauchfolienextrusionsanlage weist zudem unproblematische
Betriebseigenschaften auf. Da durch die Aufteilung des Kühlluftstromes in
Teilluftströme K1 und K2 und nachfolgendes Zusammenführen zum
Kühlluftstrom K3 stets die gesamte Menge an zugeführter Kühlluft K auch der
Schlauchfolie F zugeführt wird, bleibt das Gesamtvolumen der äußeren
Kühlluft konstant und es ergeben sich trotz deutlicher Regelungstätigkeit in
Bezug auf die Dicke der Schlauchfolie F gleichbleibende
Strömungsverhältnisse.
Bei Ausfall eines beheizbaren Rohrabschnittes 66 einer By-Pass-Leitung 600
oder auch beim Anfahren der Schlauchfolienextrusionsanlage kann die
gesamte Regelungstätigkeit in den By-Pass-Leitungen 600 abgeschaltet
werden. Der Kühlring 6 verhält sich dann wie ein bekannter Kühlring ohne By-
Pass-Leitungen 600, da am Gesamtvolumen der zugeführten äußeren Kühlluft
K keine Veränderungen erfolgen.
Schließlich kann noch durch eine vom Fachmann entsprechend des jeweiligen
Anwendungsfalles vorzunehmende Auswahl der Position der Zumischung des
temperierten Kühlluftstromes K2 aus der By-Pass-Leitung 600 in den
Kühlluftstrom K1 im Strömungskanal 42 eine Variation des Übergangs
zwischen den einzelnen aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmenten
KR bewirkt werden. Eine Zumischung nahe der Austrittsöffnung 68 für die
gemischte Kühlluft K3 bewirkt eine scharfe Trennung zwischen den
Kühlluftführungssegmenten. Eine in größerem Abstand vor der
Austrittsöffnung 68 bewirkte Zumischung hingegen gestattet leichte
Vermischungen der Kühlluftströme K3 der einzelnen Kühlluftführungssegmente
KR vor deren Austritt aus dem Kühlring, so daß ein unschärferer Übergang
zwischen diesen erzielt werden kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, lediglich auf der Innenseite der
Schlauchfolie F, d. h. bei der die Innenseite der Schlauchfolie F
beaufschlagenden inneren Kühlluft eine segmentale Veränderung der
Temperatur derselben zu bewirken, um das Dickenprofil der erhaltenen
Schlauchfolie F zu beeinflussen.
Daneben ist es auch möglich, die innere und/oder äußere Kühlluft auf andere
als die hier dargestellte Weise in ihrer Temperatur zu beeinflussen, so daß eine
Veränderung der Dicke der Schlauchfolie F in der gewünschten Weise bewirkt
werden kann.
Claims (20)
1. Verfahren zur Herstellung einer Schlauchfolie aus einem thermoplastischen
Kunststoff, bei welchem der Kunststoff in thermoplastischem Zustand aus
einer ringförmigen Düse austritt und auf seiner Außen- und Innenseite mit
äußerer bzw. innerer Kühlluft beaufschlagt und zu einer Schlauchfolie
aufgeblasen wird und ein Dickenprofil der Schlauchfolie über deren Umfang
gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und die
Temperatur der die Innenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden inneren
Kühlluft segmental nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des
Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die
Temperatur der die Innenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden inneren
Kühlluft als auch die Temperatur der die Außenseite der Schlauchfolie
beaufschlagenden äußeren Kühlluft segmental nach Maßgabe der
gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert
verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft segmental
Zusatzkühlluftströme der inneren Kühlluft zugemischt werden und jeweils
die Menge des zugemischten Zusatzkühlluftstromes und/oder die
Temperatur des Zusatzkühlluftstromes nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft segmental Teilluftströme
aus der inneren Kühlluft abgezweigt werden und oberhalb der Düse in das
Innere der Schlauchfolie geleitet werden und die Menge des abgezweigten
Teilluftstromes nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des
Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft Temperierelemente
vorgesehen sind, die segmental im Strömungsweg der inneren Kühlluft
angeordnet sind und von dieser umströmt werden und nach Maßgabe der
gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert
temperiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft eine segmentale
Temperierung von die innere Kühlluft führenden Oberflächen nach
Maßgabe der gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie
vom Sollwert bewirkt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Veränderung der Temperatur der äußeren Kühlluft nach Maßgabe der
gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert
segmental Teilluftströme der äußeren Kühlluft abgezweigt und über
temperierbare By-Pass-Leitungen geführt werden, in denen die Temperatur
des Teilluftstromes verändert wird und nachfolgend der Teilluftstrom dem
übrigen äußeren Kühlluftstrom vor der Beaufschlagung der Schlauchfolie
wieder zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der in
der By-Pass-Leitung bewirkten Temperaturänderung des Teilluftstromes
nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Dickenprofils der
Schlauchfolie vom Sollwert veränderbar ist.
9. Werkzeuganordnung zur Herstellung einer Schlauchfolie aus einem
thermoplastischen Kunststoff durch Aufblasen eines Kunststoffschlauches
in thermoplastischem Zustand, mit einer Düse mit Düseninnenteil und
Düsenaußenteil, die einen Ringspalt für den Austritt des aufzublasenden
Kunststoffes bilden und mit einer Einrichtung zur Zuführung und
Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft und
einem auf die Düse aufsetzbaren und die aus dem Ringspalt austretende
Schlauchfolie unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes umgebenden
Kühlring zur Zuführung und Beaufschlagung der Außenseite der
Schlauchfolie mit äußerer Kühlluft, wobei die Einrichtung zur Zuführung
und Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft in
Kühlluftführungssegmente (S1, S2, S3) unterteilt ist, die einen in radialer
Richtung zur Innenseite der Schlauchfolie (F) verlaufenden Strömungskanal
(42) für die innere Kühlluft bilden und auf ihrer der Schlauchfolie
abgewandten Seite an einen Zuführkanal (40) für die innere Kühlluft
angeschlossen sind und in jedem Kühlluftführungssegment (S1, S2, S3)
unabhängig voneinander steuerbare Temperierelemente (32) für eine
segmentale Veränderung der Temperatur der inneren Kühlluft nach
Maßgabe einer gemessenen Abweichung eines Dickenprofils der erhaltenen
Schlauchfolie von einem vorgebbaren Sollwert vorgesehen sind.
10. Werkzeuganordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperierelemente (32) innerhalb des Strömungskanals (42) der
Kühlluftführungssegmente (S1, S2, S3) angeordnet und von der durch den
Strömungskanal (42) strömenden inneren Kühlluft umströmt werden.
11. Werkzeuganordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Kühlluftführungssegment (S1, S2, S3) eine in den Strömungskanal
(42) einmündende Zuführleitung für einen Zusatzluftstrom mit von der im
Zuführkanal (40) zugeführten Kühlluft abweichenden Temperatur aufweist
und in der Zuführleitung für den Zusatzluftstrom als Temperierelement
dienende Regelelemente, wie Proprotionalventile, Klappen, Schieber,
vorgesehen sind, mittels derer der Mengenanteil des in den
Strömungskanal zugeführten Zusatzluftstromes und/oder die Temperatur
steuerbar ist.
12. Werkzeuganordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Kühlluftführungssegment (S1, S2, S3) eine aus dem Strömungskanal
(42) zur Oberseite der Düse führende Abzweigleitung aufweist, über die ein
Teilluftstrom der durch den Strömungskanal (42) strömenden inneren
Kühlluft abzweigbar ist und in der Abzweigleitung als Temperierelement
dienende Regelelemente vorgesehen sind, mittels derer der Mengenanteil
der aus dem Strömungskanal (42) abgezweigten inneren Kühlluft steuerbar
ist.
13. Werkzeuganordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperierelemente segmental innerhalb eines den Strömungskanal (42)
der Kühlluftführungsegmente (S1, S2, S3) begrenzenden Bauteiles
angeordnet sind, so daß eine Temperierung der den Strömungskanal
begrenzenden Oberfläche des Bauteiles bewirkbar ist.
14. Werkzeuganordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperierelemente segmental in einem den Strömungskanal (42) der
Kühlluftführungssegmente (S1, S2, S3) begrenzenden unteren Ausblasring
(3) angeordnet sind.
15. Werkzeuganordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der untere Ausblasring (3) im Übergangsbereich zwischen zwei aneinander
angrenzenden Kühlluftführungssegmenten auf der dem Strömungskanal
(42) abgewandten Seite eine Ausnehmung (35) für eine thermische
Trennung der Kühlluftführungssegmente voneinander aufweist.
16. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Kühlluftführungssegment (S1, S2, S3) im
Strömungskanal (42) für die innere Kühlluft mindestens eine Staustufe
aufweist, mittels derer eine Verwirbelung der durch den Strömungskanal
(42) strömenden inneren Kühlluft bewirkbar ist.
17. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl die Einrichtung zur Zuführung und
Beaufschlagung der Innenseite der Schlauchfolie mit innerer Kühlluft als
auch der Kühlring (6) zur Zuführung und Beaufschlagung der Außenseite
der Schlauchfolie mit äußerer Kühlluft in Kühlluftführungssegmente
unterteilt ist, wobei die Kühlluftführungssegmente (KR) des Kühlringes (6)
einen in radialer Richtung zur Außenseite der Schlauchfolie (F) verlaufenden
Strömungskanal (62) mit Austrittsöffnung (62) für die äußere Kühlluft
bilden und auf ihrer der Schlauchfolie (F) abgewandten Seite an einem
Zuführkanal (60) für die äußere Kühlluft angeschlossen sind und jedes
Kühlluftführungssegment (KR) des Kühlringes unabhängig voneinander
steuerbare Temperierelemente für eine segmentale Veränderung der
Temperatur der äußeren Kühlluft nach Maßgabe der gemessenen
Abweichung des Dickenprofils der erhaltenen Schlauchfolie (F) vom
vorgegebenen Sollwert aufweist.
18. Werkzeuganordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Kühlluftführungssegment (KR) des Kühlringes (6) eine aus den
Strömungskanal (62) herausführende und vor der Austrittsöffnung (68)
wieder in den Strömungskanal (62) zurückführende By-Pass-Leitung (600)
aufweist, in die ein Teilstrom der im Strömungskanal (62) geführten
äußeren Kühlluft abzweigbar ist und nachfolgend wieder zurückführbar ist,
und in der By-Pass-Leitung (600) die Temperierelemente für die segmentale
Veränderung der Temperatur der durch die By-Pass-Leitung geführten
äußeren Kühlluft vorgesehen sind.
19. Werkzeuganordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die By-Pass-Leitungen (600) einen vorzugsweise elektrisch beheizbaren
Rohrabschnitt (66) als Temperierelement umfassen.
20. Werkzeuganordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die By-Pass-Leitungen (600) einen Wärmetauscher als Temperierelement
umfassen.
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