DE20317931U1

DE20317931U1 - Luftmesser

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Publication number: DE20317931U1
Application number: DE20317931U
Authority: DE
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2013-11-21

Abstract

Luftmesser-Anordnung insbesondere zum Anlegen von Kunststofffilmen an einem Kühlkörper wie einer Kühlwalze, mit folgenden Merkmalen:
– das Luftmesser umfasst ein Gehäuse bzw. einen Luftmesserkörper (3),
– mit einer oder mehreren zum Luftmesser (1) führenden Druck-Zuführleitungen (7),
– mit einem sich in Längsrichtung des Luftmessers (1) erstreckenden Luftaustrittsspalt (31),
– mit einer Randverstelleinrichtung (39), worüber die wirksame Länge des Luftaustrittsspaltes (31) einstell- oder veränderbar ist,
– mit zumindest einer im Gehäuse bzw. in dem Luftmesserkörper (3) integrierten Luftausgleichskammer (5), die zum einen zumindest mittelbar mit der einen oder den mehreren Druck-Zuführleitungen (7) und zum anderen mit dem Luftaustrittsspalt (31) in Verbindung steht,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
– das Luftmesser (1) besteht aus einem Hochdruck-Luftmesser,
– die Schlitzbreite des Luftaustrittsspaltes (31) beträgt weniger als 200 μ, insbesondere weniger als 100 μ, und
– es ist eine Druckerzeugungs- und/oder Druckzuführeinrichtung vorgesehen, worüber ein Luftaustrittsdruck am Luftaustrittsspalt (31) von über 1 bar erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftmesser zum Anlegen von Kunststofffilm-Schmelzen an einen Kühlkörper, insbesondere eine Kühlwalze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Insbesondere bei der Herstellung von Kunststofffilmen, beispielsweise Filmen aus Polymereschmelzen, ist es grundsätzlich üblich, den aus einer Breitschlitzdüse austretenden Schmelzfilm mittels eines sogenannten Luftmessers unter Erzeugung einer ausreichenden Luftgeschwindigkeit (Staudruck) an eine Kühlwalze anzupressen. Das Luftmesser erstreckt sich dabei in seiner Längserstreckung quer über die Breite des Schmelzfilmes, also quer zur Abzugsrichtung der Kunststofffolie, wobei über einen durchgehenden Austrittschlitz (oder eine Vielzahl dicht beabstandet nebeneinander liegender Austrittsöffnungen) unter Erzeugung einer entsprechenden Luftgeschwindigkeit Luft in Richtung des Schmelzfilmes austreten kann.
Neben dem Erzeugen eines Luftdruckes, worüber die Schmelzfahne an den Kühlkörper angedrückt wird, ist es alternativ oder ergänzend auch möglich, einen Unterdruck zu erzeugen, der zwischen der Walze und der Schmelzefahne an den Kühlkörper angedrückt wird. Ferner ist es alternativ oder ergänzend auch möglich, einen Unterdruck zu erzeugen, der zwischen der Walze und der Schmelzefahne in dem sogenannten "Zwickelbereich" der auftreffenden Schmelze erzeugt wird. Schließlich ist aber auch das Anlegen des Schmelzfilmes mittels elektrostatischer Flächenkräfte zumindest unterstützend möglich. Beim Anlegen der Schmelzefahne an den Kühlkörper ist darauf zu achten, dass ein möglichst guter Wärmeübergang zwischen der Polymereschmelze und dem Kühlkörper erreicht wird, vor allem ohne Lufteinschlüsse. Ansonsten würde dies zu einer ungleichmäßigen Dickenverteilung des herzustellenden Filmes führen. Ferner käme es zu einem ungleichmäßigen Wärmetransport und damit zu einer ungleichmäßigen Kristallisation der Folie.
Ein gattungsbildendes Luftmesser ist beispielsweise aus der DE 196 18 716 A1 bekannt geworden. Es weist einen Gehäusekörper auf, mit einer zentral inneren Luftzuführkammer, worüber die zugeführte Druckluft dann letztlich über einen in Richtung Film weisenden Luftaustrittsspalt austreten kann. Da der Schmelz- oder Castfilm, der aus einer Schlitzdüse austritt und auf einen Kühlkörper, in der Regel eine Kühlwalze gegeben wird, in seiner Breite einen sogenannten Einsprung erfährt (neck-in), ist es u.a. notwendig, eine Randverstellung bzw. eine Randeinstellung für das Luftmesser vorzusehen. Bei dieser Art des vorbekannten Luftmessers kommt es wegen des erhöhten Volumenstromes, der überwiegend seitlich über den Schmelzrand abfließt, zum Flattern der Folienränder. Deshalb muss das Luftmesser am Rand des Castfilmes abgeschottet werden. Die wirksame Länge des aus der vorstehend genannten Veröffentlichung bekannten Luftmessers kann dabei leicht an die jeweilige Breite des Castfilmes angepasst werden.
Bei einer aus der EP 0 051 699 B1 bekannten Vorrichtung wird ein Luftmesser beschrieben, welches mehrere einzelne Kammern umfasst, die getrennt mit Luft versorgt werden können. Dadurch ist eine Anpassung an die Arbeitsbreite der Schmelzefahne möglich, d.h. das Luftmesser kann in seiner wirksamen Länge (quer zur Abzugsrichtung der Folienbahn) eingestellt werden. Diese Einzelkammerverteilung, insbesondere deren Trennwände, wirken sich allerdings negativ auf die Drucklinienverteilung aus, und zwar insbesondere dann, wenn das Luftmesser auf sehr geringe Abstände zur Schmelzefahne eingestellt wird. Von daher muss die aus der vorstehend genannten Vorveröffentlichung bekannte Messeranordnung auf vergleichsweise große Abstände von etwa 3 bis 6 mm zu dem Castfilm eingestellt werden, um die Drucklinienverteilung durch Vermischung der austretenden Druckluft zu verbessern. Dies hat allerdings zur Folge, dass die Anpresskräfte weiter abfallen. Aus dieser Vorveröffentlichung ist ferner zu entnehmen, dass die Schlitzbreite des Luftmessers etwa 0,75 mm beträgt, wobei die Austrittsgeschwindigkeiten relativ gering sind.
Aus der FR 2 697 198 A1 ist ebenfalls ein Luftmesser mit Radialventilatoren und Seitenkanalverdichtern als bekannt zu entnehmen. Gemäß der US 2003/0 025 237 A1 wird ein Anlegeverfahren beschrieben, bei dem zwischen einer rauen Kühlwalze und dem Schmelzfilm eine Luftschicht eingebracht wird, wobei das Luftmesser als Regeleinrichtung für dieses Luftkissen verwendet wird.
Insbesondere dann, wenn die Arbeitsbreiten aufgrund größerer Folienbreiten zunehmen, hat dies mehrere nachteilige Folgen, nämlich:

– Mit zunehmender Arbeitsbreite führt dies zu höheren Volumenströmen in den Radialventilatoren und Seitenkanalverdichtern.
– Mit zunehmender Breite erfordert dies noch höhere Anforderungen an die Luftgleichmäßigkeit über die gesamte Arbeitsbreite.
– Schließlich wird das Problem der Vermeidung von Reibungsverlusten und Temperaturanstiegen in den Zuleitungen immer schwerer umsetzbar.
– Schließlich müssen aufgrund der höheren Volumenströme und den größer zu dimensionierenden Radialventilatoren und Seitenkanalverdichtern in der Regel auch zusätzliche Maßnahmen zur Verringerung des Lärmpegels durchgeführt werden.
– Zudem nimmt der mechanische Aufwand zu, um die Düsen entsprechend zu justieren und zu halten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftmesser zu schaffen, mit welchem es möglich ist, einen Schmelzfilm oder eine Schmelzefahne noch besser an einen Kühlkörper, insbesondere an eine Kühlwalze, anzulegen. Somit ist das Ziel der Anmeldung unter anderem die Anpresskraft auf die Schmelzfahne zu erhöhen bzw. darüber auch das Dickenprofil der Vorfolie zu beeinflussen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechen den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß eine Hochdruckdüse verwendet, die im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik bekannten Luftmessern mit Arbeitsdrücken arbeitet, die über 1 bar liegen und beispielsweise durchaus eine Größenordnung von etwa 10 bar und mehr erreichen können.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schlitzdüsenbreite der Luftmesser-Anordnung nicht wie beim Stand der Technik etwa 300 bis 400 [μm] wie beispielsweise bei der EP 0 051 699 B1 beschrieben 750 [μm]), sondern deutlich weniger beträgt, beispielsweise 100 [μm] und weniger.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es also möglich, die Anpresskraft auf eine Schmelzefahne, also einen Castfilm gegenüber dem Stand der Technik deutlich zu erhöhen, wodurch das Dickenprofil der Vorfolie ebenfalls positiv beeinflusst und die ferner beim Stand der Technik auftretenden und oben erläuterten Nachteile vermieden werden.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Düse mit einer Schwenkvorrichtung versehen. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, den Drehpunkt so anzuordnen, dass er in der Mitte des Düsenaustrittes zu liegen kommt.
Das erfindungsgemäße Hochdruck-Luftmesser zum Anlagen insbesondere von Polymereschmelzen wird bevorzugt über die Arbeitsbreite des Luftmessers mit Hochdruckzuleitungen ausgestattet, die bevorzugt einzeln über Drosseln eingestellt werden können, um die Luftgleichmäßigkeit über die Arbeitsbreite zu gewährleisten und damit das Dickenprofil der Vorfolie positiv zu beeinflussen. Schließlich ist, wie auch beim Stand der Technik vorgesehen, eine Randeinstellung an dem erfindungsgemäßen Hochdruck-Luftmesser vorgesehen, um sicherzustellen, dass insbesondere im Randbereich des Castfilmes kein Abheben der Schmelzefahne eintreten kann.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
1: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Luftmesser-Anordnung (quer zur Längsrichtung des Luftmessers);
2: eine schematische Direkt-Ansicht auf einen Castfilm und ein sich quer darüber erstreckendes erfindungsgemäßes Luftmesser mit einer Vielzahl von Hochdruck-Zuleitungen;
3: eine schematische Querschnittsdarstellung durch das erfindungsgemäße Luftmesser zur Erläuterung einer Randabdeckung;
4: eine Querschnittsdarstellung durch das erfindungsgemäße Luftmesser mit einer Prinzipdarstellung zur Veränderung des Austrittsspaltes;
5: eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Luftmessers in Querschnittsdarstellung zur Verbesserung der Luftableitung; und
6: eine Ergänzung zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 5 unter Verwendung zweier Kondensationsfallen.
Die schematischen Darstellungen gemäß 1 und 2 umfassen eine Luftmesser-Anordnung mit einem Luftmesser 1, welches ein längliches Gehäuse, bzw. einen länglichen Luftmesser-Körper 3 aufweist.
Im Inneren des Luftmesser-Gehäuses 3 ist zumindest eine Luftkammer 5 vorgesehen, die nach Art einer integrierten Vorkammer ausgebildet ist und teilweise auch als "Lamination-Box" bezeichnet wird. Diese integrierte Vorkammer 5 dient der Vergleichmäßigung der eingespeisten Druckluft über die Gesamtlänge des Luftmessers.
Wie aus der Quersicht gemäß 2 zu ersehen ist, führen eine Vielzahl von Druck-Zuführleitungen 7 zum Luftmesser 1, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel allen Druck-Zuführleitungen 7 jeweils eine Drossel 9 zugeordnet ist, um den über die Druck-Zuführleitung 7 zugeführten Luftdruck einzeln einzustellen oder zu regeln. Obgleich alle Zuführleitungen 7 zu einer gemeinsamen integrierten Vorkammer 5 im Luftmesser-Gehäuse 3 führen, kann hierüber gleichwohl eine Feinjustierung der über den Luftaustrittsspalt des Luftmessers austretenden Druckluft eingestellt werden.
In 1 ist ferner in schematischer Weise die Aufbereitung, Zubereitung und Zuführung der Druckluft mit dargestellt. Die gesamte Einrichtung umfasst insoweit einen Kompressor 13, der beispielsweise motorisch (beispielsweise mit einem Elektromotor) angetrieben werden kann, und der zugeführte Luft komprimiert und einem Druckbehälter 15 (Druckkammer) zuführt. Die Druckluftaufbereitung ist dabei grundsätzlich so aufgebaut, dass völlig öl-,wasser- und/ oder partikelfreie Luft verwendet wird. Dies ist mit erforderlich, um bei den schmalen Schlitzbreiten ein Zusetzen der Schlitzdüse zu verhindern.
Über eine vom Druckbehälter 15 oder der Druck-Verbindungsleitung zwischen Kompressor 13 und Druckbehälter 15 abzweigenden und letztlich zu den Zuführleitungen 7 führenden Druckleitung 17 kann beispielsweise eine erste vorzugsweise regel- oder einstellbare Drossel 19, eine oder mehrere nachfolgende weitere ebenfalls einstell- oder regelbare Drosseln 9 und ein dazwischen befindliches Druck- und/oder Durchflussmessgeräte 23 angeschlossen sein (beispielsweise über eine Druck-Zweigleitung 17'), dessen Messdaten letztlich wiederum einer Regelung 27 zuführbar sind, worüber die erwähnten, den einzelnen Zuführleitungen 7 vorgeordneten Drosseln 9 steuerbar sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist zwischen der ersten Drosselanordnung 19 und der zweiten Drosselanordnung 9 noch eine weitere Druckkammer 16 mit einer sogenannten Laminat-Kammer gezeigt, die der Optimierung der Druckverteilung dient.
Bei der Darstellung gemäß 1 ist nur eine Drossel 9 gezeigt, die dann über eine nachfolgende Zuführleitung 7 der integrierten Vorkammer 5 dem Luftmesser 1 zugeordnet ist. Bevorzugt wird aber die Druckleitung 17 über einen Verteiler mit einer Vielzahl parallel geschalteter Druckleitungen 7 verbunden, in denen jeweils eine einstell- oder regelbare Drossel 9 vorgesehen ist, wie dies aus 2 ersichtlich ist. Mit anderen Worten können die dort gezeigten Drossel-Zuführleitungen 7' über einen Verteiler mit einer einzelnen Druckleitung 17 verbunden sein.
Die Zahl der Drosseln und/oder zusätzlichen Druckkammern kann in weiten Bereichen beliebig variieren, so dass anstelle von nur einer zusätzlichen Druckkammer auch zwei, drei, vier weitere Druckkammern etc. oder zusätzliche Druck- und/oder Durchflussmessgeräte an verschiedenen Stellen vorgesehen sein können.
Durch die erwähnten Druck- und/oder Durchflussmessgeräte sowie die darüber gesteuerten Drossel- oder Durchflusseinrichtungen kann letztlich eine Optimierung des Anpressdruckes und unmittelbar eine Regelung des dicken Profils des herzustellenden und zu verarbeitenden Kunststofffilmes über die gesamte Arbeitsbreite vorgenommen werden.
Wie aus 1 und 2 auch zu ersehen ist, ist das Luftmesser 1 quer, d.h. insbesondere senkrecht zur Abzugsrichtung eines Castfilmes 29, der nachfolgend teilweise auch als Schmelzefahne bezeichnet wird, in geringem Abstand oberhalb der Schmelzefahne 29 angeordnet. An der Unterseite des Luftmessers ist die bereits erwähnte Luftaustrittsdüse 31 vorgesehen, die in Form einer schmalen Schlitzdüse gebildet ist, die in Richtung Schmelzefahne ausgerichtet ist. Die Schmelzefahne wird dabei üblicherweise auf eine Kühlwalze 33 angelegt, die sich in Abzugsrichtung des Filmes gemäß der Pfeildarstellung 35 dreht, wobei an der Anlegelinie 37 das Luftmesser 1 angeordnet und so ausgerichtet ist, dass der über den Austrittsspalt austretende Luftstrom den Castfilm 29 möglichst vollflächig ohne Lufteinschlüsse auf der Oberfläche der Kühlwalze 33 anpresst und anlegt.
Um letztlich bezüglich des aus 2 ersichtlichen Einsprunges (neck-in) der Polymereschmelze eine entsprechende Anpassung der wirksamen Länge des Luftmessers (also bezogen auf die entsprechend wirksame Breite des Castfilmes) vorzunehmen, ist es notwendig, eine entsprechende Randverstellungseinrichtung 39 vorzusehen. Ohne eine derartige Randverstellungseinrichtung würde aufgrund des Bernoulli-Effektes die Schmelzefahne von der Kühlwalze abgehoben werden. Dabei kann die Randverstellung auch mit der Anzugs- bzw. Abzugsgeschwindigkeit korreliert werden. Bevorzugt wird dabei ebenfalls eine motorische Einstellung der Randabdeckung vorgenommen, so dass also eine entsprechender Ansteuerung, insbesondere auch automatische Ansteuerung und/oder steuerbare Veränderungen jederzeit bei Bedarf gesteuert vorgenommen werden können.
Gemäß der schematischen Querschnittsdarstellung nach 3 kann die Randverstellungseinrichtung 39 durch Verwendung einer Randabdeckung 39a gebildet sein, die beispielsweise auf der zu den Zuführleitungen 7 gegenüberliegenden Begrenzungswand 3a des Luftmesserkörpers 3 im äußeren Endbereich des Gehäuses 3 des Luftmessers 1 (also im Bereich des Folienrandes 29') vorgesehen und verankert, aber in Längsrichtung des Luftmessers 1 verschiebbar ist, wobei diese Randabdeckung 44 gemäß der Querschnittsdarstellung nach 3 den unteren Luftaustrittspalt 31 völlig überdeckt und schließt. Je nach Axialverstellung gemäß den Pfeildarstellungen 43 in 2 kann nunmehr diese Randabdeckung 39a mehr nach außen oder weiter nach innen geschoben werden, wodurch nunmehr exakt eine Anpassung insoweit vorgenommen werden kann, dass unter Hochdruck stehende Luft über den Luftaustrittspalt 31 ausgepresst wird. Dabei wird die erwähnte Randabdeckung 44 und damit die axiale Verlängerung oder Verkürzung des wirksamen Luftaustrittsspaltes 31 in Abhängigkeit vom Einsprung, der u.a. auch von der Abzugsgeschwindigkeit des Castfilmes abhängt, entweder manuell oder über eine Regelung 27 nachgeführt, um dabei letztlich ein Abheben der Schmelzefahne 29 von der Oberfläche der Kühlwalze zu verhindern.
Das gewünschte Drucklinienprofil entlang der Arbeitsbreite wird dabei über die einzelnen Zuleitungselemente, d.h. in der Regel den erwähnten Drosseln 9 eingestellt. Dies erlaubt eine Optimierung der Anlegekraft über die Arbeitsbreite.
Wegen der schmalen Schlitzbreite von beispielsweise weniger als 200 μ (0,2 mm) und weniger, beispielsweise in einer Größenordnung von lediglich 100 μ oder sogar nur 50 μ und weniger ist ferner darauf zu achten, dass die Druckluftversorgung partikel- und damit schmutzfrei erfolgt.
Allgemein kann angemerkt werden, dass die Schlitzbreite jeden beliebigen Wert unterhalb von 200 μ aufweisen kann, bis zu Werten von beispielsweise 10 μ und weniger.
Der austretende Luftstrom steht dabei unter Drücken von über 1 bar, d.h. er kann Werte von beispielsweise bis zu 10 oder sogar 15 bar und mehr erreichen.
Um die Anlegekraft über die Arbeitsbreite des Luftmessers und damit auch das Dickenprofil eines herzustellenden Kunststofffilmes zu beeinflussen, ist nicht nur eine Veränderung des zugeführten Luftdruckes und/oder der zugeführten Luftmenge über die erwähnten Drosseln 9 möglich, sondern beispielsweise auch über eine gegebenenfalls zusätzlich vorgesehene Düsenlippenverstellung 45 (4). Die Düsenlippen 47 begrenzen den dazwischen befindlichen Luftaustrittsspalt 31. Gemäß der schematischen Darstellung nach 4 ist zumindest eine Düsenlippe 47a über die erwähnte Düsenlippenverstelleinrichtung 45 verstellbar, nämlich im Wesentlichen quer zur Ebene des Luftaustrittsspaltes 31, so dass darüber die Breite des Luftaustrittsspaltes 31 veränderbar ist. Dabei kann die zunächst eine erwähnte Düsenlippe 47a beispielsweise direkt oder über eine Hebelverstellung 45a (im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Wippenhebel 45b und zwei an den gegenüberliegenden Enden des Wippenhebels 45b angreifenden Verstellhebel 45c und 45d) über einen oder mehrere Aktoren 49 unterschiedlich eingestellt und dadurch optimiert werden. Die Aktoren können dabei mechanisch, elektromechanisch, elektrochemisch, pneumatisch, hydraulisch oder in sonstiger beliebiger Weise betätigbar sein. Die Aktoren sind dabei an einer Befestigung 50 entsprechend abgestützt und können (gegebenenfalls sogar manuell) betätigt werden.
Bevorzugt ist ebenfalls wieder eine Vielzahl von Aktoren über die Längsrichtung des Luftmessers versetzt zueinander angeordnet, so dass die Breite des Luftaustrittspaltes 31 über die Länge des Luftmessers 1 sogar unterschiedlich eingestellt werden kann, um darüber eine Optimierung der Anlegekraft über die gesamte Arbeitsbreite vornehmen zu können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei der Wippenhebel 45b an einer Wippenabstützung 46 verschwenkbar gelagert, wobei die Wippenabstützung 46 im gezeigten Ausführungsbeispiel am Luftmesserkörper 3 verankert ist. Die Aktorenbefestigung befindet sich entweder direkt an dem Düsenkörper (Luftmesser 1) oder beispielsweise auf einem gesonderten Träger. Es ist ferner eine Düsenlippenverstelleinrichtung (45) vorgesehen ist, worüber der Luftaustrittsspalt (31) in seiner Breite unterschiedlich einstellbar ist, vorzugsweise unter Korrelation mit der Abzugsgeschwindigkeit.
Da häufig die Düsenlippenverstellung der Schmelzdüse, aus der der Castfilm 49a austritt, aufgrund des viskoelastischen Verhaltens der Schmelze, wodurch auch der sogenannte Einsprung erzeugt wird (neck-in) nach der Schmelzdüse noch nicht ausreicht, das Deckenprofil vollständig im gewünschten Sinne zu beeinflussen, lässt sich durch die erwähnte Düsenlippenverstellung am Luftmesser 1 diese zusätzliche Nachregelung zur Optimierung der herzustellenden Folie bewirken.
Die erfindungsgemäß gegenüber herkömmlichen Lösungen geringeren Volumenströme bei gleichzeitiger deutlicher Steigerung der Anpresskraft tragen ebenfalls dazu bei, dass durch die abgelenkten Luftströme das im Stand der Technik auftretende dramatische Flattern der Schmelzefahne vermindert wird. Dabei wird das erläuterte Hochdruck-Luftmesser 1 in geringem Abstand zum Film justiert. Da zudem das erfindungsgemäße Luftmesser in dessen Querrichtung nur einen geringen Bauraum beansprucht, trägt dies ebenfalls mit dazu bei, dass die freie Weglänge der Schmelzefahne 29 nach dem Austritt aus der in 1 nicht gezeigten Schmelzdüse bis zum Auftreffen auf der Kühlwalze ver gleichweise kurz gehalten werden kann. Auch dies wirkt einem möglichen Flattern des Castfilmes entgegen. Schließlich ist auch eine Winkelverstellung für das Luftmesser 1 vorgesehen, deren Drehachse (wie aus der vergrößerten Detail-Querschnittsdarstellung gemäß 5 zu ersehen ist) im Düsenaustrittsmittelpunkt liegt. Dies trägt ebenfalls wiederum dazu bei, dass die aus der Luftaustrittsdüse 31 austretenden und dann abgelenkten Luftströme die Schmelzefahne nur gering beeinflussen.
Eine weitere Verbesserung kann auch dadurch erzielt werden, dass gemäß der schematischen Querschnittsdarstellung nach 5 zusätzlich Leitbleche 51 verwendet werden, die bevorzugt in Abzugsrichtung vor und hinter dem Luftmesser quer zur Kunststofffolienbahn unmittelbar benachbart zum Luftmesser bzw. zum Luftmesserkörper 3 angeordnet sind und mit ihrer dem Castfilm nächstliegendsten Leitblechkante 51a etwa in Höhe des Austrittsspaltes 31 am unteren Ende der Düsenlippen 47 seitlich dazu versetzt liegend enden. Wird in dem Bereich V zwischen den Leitblechen 51 und der jeweils benachbarten Seite des Gehäuses 3 des Luftmessers 1 ein Unterdruck erzeugt, so können darüber die abgelenkten Luftströme gemäß Pfeildarstellung 53 über den zwischen den Leitblechen 51 und der angrenzenden Begrenzung der Düsenlippe 47 gebildeten Weg abgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend können in den Düsenlippen 47 noch Mantelströmungsbohrungen 55 eingebracht sein, bevorzugt über die gesamte Länge des Luftmessers 1. Die Mantelströmungs-Bohrungen dienen dabei der Lärmverminderung.
Bei Luftmessern des Standes der Technik führen die benötigten hohen Volumenströme in Verbindung mit der großen Bauform dazu, das die Luftströmung im engen Bauraum zwischen Düse und Walze nicht schnell genug abgeführt werden können, weshalb die Schmelzefahne zum Flattern gebracht wird.
Die Hochdruckdüsen generieren aufgrund Bernoulli eine Mantelströmung, die wesentlich zur Geräuschminderung beiträgt. Dieser Effekt kann durch den erwähnten Einbau von Mantelströmungsbohrungen und Leitblechen ebenfalls noch weiter verbessert werden. Bei Düsen des Standes der Technik führt der hohe Volumenstrom in Verbindung mit den breiten Düsenschlitzen zu einer erheblichen Lärmbelastung.
Da für die schmalen Düsenschlitze partikelfreie Luft verwendet wird, und die moderne Luftfilterung in Kompressoren mittels Kondensation erfolgt, steht kalte, wasser- und ölfreie Druckluft zur Verfügung, die in Verbindung mit dem Joule Thompson Effekt außerdem für eine zusätzliche Kühlung der beaufschlagten Schmelzeoberfläche sorgt, und somit die Kristallisation verbessert.
Da insbesondere bei der Verarbeitung von Polyamid eine starke Ausdampfung flüchtiger Bestandteile zu beobachten ist, die zum Beschlagen der äußeren Flächen des Luftmessers 1 und insbesondere der Bereiche um die Düsenlippen 47 führen kann, sind sogenannte Kondensationsfallen 59 vorgesehen. Wie aus der schematischen Querschnittsdarstellung gemäß 6 zu ersehen ist, bestehen diese Kondensations fallen beispielsweise aus zwei parallel zum Luftmesser angeordneten Rohren oder Leitungen, die bevorzugt in Höhe der Düsenlippe 47 angeordnet sind, d.h. zumindest eine Leitung oder ein Rohr 59a in Abzugsrichtung vor der Düsenlippe 47 und ein weiteres Rohr oder eine weitere Leitung 59b in Abzugsrichtung des Castfilmes 29 nach der Düsenlippe 47. Diese Leitung 59a und 59b werden bevorzugt mit Kühlwasser oder Kühlluft durchströmt. Dies trägt dazu bei, dass sich nunmehr das Kondensat an diesen Kondensationsfallen 59 niederschlägt. Während der Reinigungsintervalle kann dann diese Kondensationsanordnung leichter gereinigt werden als das gesamte Luftmesser.

Claims

Luftmesser-Anordnung insbesondere zum Anlegen von Kunststofffilmen an einem Kühlkörper wie einer Kühlwalze, mit folgenden Merkmalen: – das Luftmesser umfasst ein Gehäuse bzw. einen Luftmesserkörper (3), – mit einer oder mehreren zum Luftmesser (1) führenden Druck-Zuführleitungen (7), – mit einem sich in Längsrichtung des Luftmessers (1) erstreckenden Luftaustrittsspalt (31), – mit einer Randverstelleinrichtung (39), worüber die wirksame Länge des Luftaustrittsspaltes (31) einstell- oder veränderbar ist, – mit zumindest einer im Gehäuse bzw. in dem Luftmesserkörper (3) integrierten Luftausgleichskammer (5), die zum einen zumindest mittelbar mit der einen oder den mehreren Druck-Zuführleitungen (7) und zum anderen mit dem Luftaustrittsspalt (31) in Verbindung steht, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale: – das Luftmesser (1) besteht aus einem Hochdruck-Luftmesser, – die Schlitzbreite des Luftaustrittsspaltes (31) beträgt weniger als 200 μ, insbesondere weniger als 100 μ, und – es ist eine Druckerzeugungs- und/oder Druckzuführeinrichtung vorgesehen, worüber ein Luftaustrittsdruck am Luftaustrittsspalt (31) von über 1 bar erzeugbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustrittsspalt (31) eine Breite von 10 μ bis 160 μ, insbesondere zwischen 20 μ bis 80 μ aufweist.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustrittsspalt (31) eine Breite von 40 μ bis 60 μ aufweist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düsenlippenverstelleinrichtung (45) vorgesehen ist, worüber der Luftaustrittsspalt (31) in seiner Breite unterschiedlich einstellbar ist, vorzugsweise unter Korrelation mit der Abzugsgeschwindigkeit.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenlippenverstelleinrichtung (45) über die Längsrichtung des Luftmessers mehrere versetzt zueinander angeordnete Aktoren (49) umfasst, die vorzugsweise getrennt betätig- oder ansteuerbar sind, worüber der Luftaustrittsspalt (31) an in Längsrichtung des Luftmessers (1) versetzt zueinander liegenden Stellen unterschiedlich einstellbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoren (49) mechanisch, elektromechanisch, elektrochemisch, pneumatisch, hydraulisch oder dergleichen ein- oder verstellbar sind.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoren (99) über eine Regeleinrichtung (27) automatisch ansteuerbar sind.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenlippeneinstellung (45) so aufgebaut ist, dass darüber zumindest eine der beiden den Luftaustrittspalt (31) bildenden Düsenlippen (47a) quer zur gegenüberliegenden Düsenlippe unter Vergrößerung oder Verringerung des Luftaustrittspaltes (31) verstellbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (49) über ein Hebel- und/oder Wippengestänge (45a-45e, 46) mit der zumindest einen verstellbaren Düsenlippe (47a) verbunden ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine oder die vorzugsweise mehreren Aktoren (49) am Gehäuse bzw. am Luftmesserkörper (3) oder einem separaten Träger (49a) verankert und/oder gehalten sind.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kondensationsfalle (59) vorgesehen ist.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationsfalle (59) aus einem Kühlkörper besteht, der auf zumindest einer oder vorzugsweise auf zumindest beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Luftmessers in dessen Längsrichtung verläuft.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationsfalle (59) aus mit Kühlmittel durchströmbaren Leitungen oder Rohren bestehen.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randverstelleinrichtung (39) vorgesehen ist, worüber die wirksame Länge des Luftaustrittspaltes (31) einstellbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverstelleinrichtung (39) eine Randabdeckung (39a) umfasst, die in Axial- oder Längsrichtung des Luftmessers (1) so verstellbar ist, dass darüber der Luftaustrittspalt (31) in den in Längsrichtung gegenüberliegenden Endbereichen des Luftmessers (1) in unterschiedlicher Weise abdeck- und verschließbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckregeleinrichtung (27) vorgesehen ist, worüber der Druck der dem Luftmesser (1) über eine Vielzahl von Drosseln (7) zugeführten Luft über die Arbeitsbreite des Luftmessers regelbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, worüber der Düsenaustrittsspalt (31) über die Arbeitsbreite des Luftmessers einstellbar, vorzugsweise über die Arbeitsbreite des Luftmessers unterschiedlich einstellbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass über die unterschiedliche Regelung der über die Arbeitsbreite des Luftmessers zu geführten Luftmenge und/oder Luftdruckes und/oder über die Regelung der Schlitzbreite des Luftmessers das Dickenprofil des Castfilmes (29) über die Arbeitsbreite veränderbar oder variabel einstellbar ist.
Luftmesser-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung bezüglich des Castfilm-Dickenprofils über die Arbeitsbreite des Castfilmes (29) und/oder die Arbeitsbreite des Luftmessers in Abhängigkeit einer mittels einer Dickenprofil-Messeinrichtung durchführbaren Dickenprofilmessung durchführbar ist.