DE2359975B2 - Kühlvorrichtung für Schlauchfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien, die aus sich in Schlauchbewegungsrichtung als verjüngende regelmäßige Trapeze ausgebildeten, mit Kühlmittel beaufschlagen Kühlkörpern besteht, welche einen die Schlauchfolie umgebenden geschlossenen Hohlraum als Kül·! trecke bilden und sowohl quer zur Achse als auch in ihrem Neigungswinkel gegen die Achse des Hohlraumes verstellbar angeordnet sind.

Eine derartige Kühlvorrichtung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 66 06 634 bekannt. Dabei wird die Vorrichtung aus vier, jeweils eine plane Innenfläche aufweisenden Kühlkörpern von verschiedener Länge gebildet. Da die vier zu einem Hohlraum angeordneten Platten ohne Überlappung und berührungslos zueinander angeordnet sind, und mit diesem Hohlraum eine dem Schlauch entsprechende Zylinderform bzw. Kegelstumpfform nicht erreicht wird, ist nicht nur die Gefahr einer Längsmarkierung im fertigen Folienschlauch gegeben, sondern es ist auch ein vollständiger Kontakt zwischen geblasenem Schlauch und Kühlplatten — die Voraussetzung für eine gute Kühlwirkung — nicht gewährleistet.

Ferner ist aus den deutschen Offenlegungsschriften 20 03 289 und 20 04 881 eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien bekannt, die aus bogenförmig ausgebildeten Kühlsegmenten besieht, die eine die Schlauchfolie umgebende zylinderförmige Kühlstrecke bilden. Der Umfang des Hohlraumes ist jedoch nur bei relativ engen Einstellungen völlig geschlossen. Bei jeder Verstellung zu größeren Durchmessern bzw. weiteren Schlauchumfängen werden zwangsläufig quer zur Schlauchachse Durchbrüche gebildet. Beim Durchgang des Schlauches durch die Kühlstrecke kommt es daher zu einer ständigen Unterbrechung der Kontaktberührung des Schlauches mit den Kühlsegmenten, wodurch dieser eine ungleichmäßige Abkühlung erfährt. Die Anordnung der bogenförmigen Kühlsegmente in gegeneinander längs versetzten Reihen hat ferner zur Folge, daß die erste Kontaktberührung des vom Extruder in die Kühlvorrichtung einlaufenden Schlauches nicht in gleicher Höhe des Schlauches und damit auch nicht im gleichen Wärmebereich erfolgt; ungleichmäßige Abkühlung des ausgestoßenen, zähflüssigen Folienschlauches führt aber zu äußerst nachteiligen Spannungszi¹-ständen im fertigen Schlauch.

Schließlich ist im deutschen Gebrauchsmuster 69 14 359 und im deutschen Gebrauchsmuster 6 J 36 805 eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien beschrieben, die aus rechteckförmigen Platten bzw. aus Kühlrohren gebildet ist. Bei dieser Vorrichtung wird ein geschlossener Hohlraum als Kühlstrecke — wenn überhaupt — nur bei einer bestimmten Stellung der Kühlelemente erreicht

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien zu schaffen, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist, mit der also insbesondere eine große Kühlleistung erzielt wird und bei der es zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung des Aussehens und der gewünschten physikalischen Eigenschaften der fertigen Schlauchfolie kommt.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlvorrichtung aus mindestens 6 Kühlkörpern mit jeweils gleicher Länge entsprechend der Länge der Kühlstrecke besteht, wobei die Hälfte der Kühlkörper eine bogenförmig ausgebildete Innenfläche besitzen und die Kühlkörper mit der planen Innenfläche abwechselnd auf den Kühlkörpern mit der bogenförmigen Innenfläche aufliegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kühlkörper mit bogenförmiger Innenfläche eine Verstellvorrichtung auf und die Kühlkörper mit planer Innenfläche sind so angeordnet, daß sie beim Verstellen der Kühlkörper mit bogenförmiger Innenfläche zwangsläufig mitverstellt werden. Die Kühlkörper mit planer Innenfläche werden im folgenden als Plattenkühlkörper, jene mit bogenförmiger Innenfläche als Segmentkühlkörper bezeichnet.

Die Segmentkühlkörper stellen vorzugsweise an der Innenfläche bogenförmig ausgebildete Segmentplatten mit verjüngend verlaufenden, zugespitzten Außenkanten dar, wobei die Rückseite zwei sich jeweils bis zu den Außenkanten erstreckende, plane, gleich große und unter einem rechten oder größeren Winkel zusammenstoßende Flächen aufweist, womit gewährleistet wird, daß die Außenkanten an den Plattenkühlkörpern satt anliegen.

Denkt man sich die Segmentkörper in die Ebene projiziert, so erhält man ein regelmäßiges Trapez. Der spitze Innenwinkel dieses Trapezes soll mit β bezeichnet werden. Dieser Winkel drückt den Grad der Verjüngung der Außenkanten der Segmentkühlkörper aus.

Die Plattenkühlkörper besitzen eine plane, regelmäßig trapezförmige Innenfläche. Vorzugsweise sind es allseitig plane Platten, die die Form eines regelmäßigen Trapezes aufweisen. Der spitze Winkel zwischen der Basisseite und einer Schenkelkante wird als Winkel γ bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung besteht aus mindestens drei Plattenkühlkörpern und mindestens drei Segmentkühlkörpern, vorzugsweise aus drei bis zehn Plattenkühlkörpern und drei bis zehn Segmentkühlkörpern, insbesondere aus vier Plattenkühlkörpern und vier Segmentkühlkörpern. Die beiden Kühlkörper sind in abwechselnder Reihenfolge zu einem in seinem Umfang geschlossenen Hohlraum angeordnet, wobei

die Verjüngung der Seitenkanten der Kühlkörper in Schlauchbewegungsrichtung weist und die Länge des Hohlraumes bzw. der Kühlstrecke durch die Länge der Kühlkörper gegeben ist

Die Kühlkörper der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung können nicht nur einen in seinem Umfang geschlossenen und stufenlos veränderbaren zylindrischen Hohlraum, dessen kleinster Radius dem Radius der Segmentköhlkörper entspricht, sondern auch einen ebenfalls geschlossenen, in Schlauchbewegungsrichtung ι ο verlaufenden kegelsüimpfförmigen Hohlraum umschließen. Der kegelstumpfförmige Hohlraum kann sowohl seinem Umfang als auch seinem Konvergenzwinkel nach symmetrisch zur Achse stufenlos vergrößert und verkleinert werden.

Die Größe des Umfangs des kegelstumpfförmigen Hohlraumes richtet sich nach dem Durchmesser des extrudkrten Schlauches.

Unter Konvergenzwinkel wird definitionsgemäß der spitze Winkel λ (Neigungswinkel) zwischen der gedachten Grundfläche des kegelstumnfförmigen Raumes und seiner Mantellinie verstanden.

Der Neigungswinkel λ ist bestimmt durch die Länge der Kühlstrecke (Kühlkörper) sowie durch die Größe der Durchmesserdifferenz zwischen der gedachten kreisförmigen Grund- und Deckfläche des kegelstumpfförmigen Raumes. Die kleinste Einstellung des Winkels ix wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß der Größenunterschied der Durchmesser nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 3% beträgt. Insbesondere wird der Winkel λ so eingestellt, daß der genannte Größenunterschied zwischen 0,5 und 2% liegt. So ergibt sich bei einer Kühlvorrichtung mit einem Durchmesser der gedachten kreisförmigen tingangsfiäche des kegelstumpfförmigen Hohlraumes von 500 mm und einer Kühlstreckenlänge von 200 mm bei einer Durchmesserdifferenz zwischen der gedachten kreisförmigen Ein- und Ausgangsfläche des kegelstumpfförmigen Hohlraumes von 1% ein Winkel α von 89° 17' und bei einer Dr^chmesserdifferenz von von 3% ein Winkel <x von 87° 51'. Beträgt die Kühlstreckenlänge beispielsweise 700 mm statt 200 mm, so lauten die Werte von α entsprechend 89° 48' bei 1% und 89° 24' bei 3% Durchmesserdifferenz.

Die obengenannten spitzen Winkel β und γ der Segmentkühlkörperbzw.der Platte !kühlkörper richten sich in ihrer Größe nach der Größe des Neigungswinkels 89° 48' bei 1% und 89" 24' Segmentkühlkörper mu3 kleiner sein, vorzugsweise um 0,5 bis 2°, als die kleinste Einstellung vcr· a; der spitze Winkel γ der Plaüenkühlköi'per kann gleich, vorzugsweise soll er aber kleiner,beispielsweise um 03 bis I",als die kleinste Einstellung <x sein.

Die Verstellung der Segmentkühlkörper erfolgt beispielsweise dadurch, daß diese an Zahnstangen befestigt sind, denen zweiteilig ausgebildete Antriebswellen zugeordnet sind, wobei die Antriebswellen mittels Zahnketten miteinander verbunden sind und eine Antriebswelle als Hauptantriebsvvelle fungiert, während die Plattenkühlkörper an mit Federn versehenen Wellen befestigt sind Durch die Federn werden die Plattenkörper an die Segmentkörper angedrückt. Werden durch die Hauptantriebswelle die Segmentkörper im Hinblick auf eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Hohlraumes oder zur Einstellung eines bestimmten Winkels λ verstellt, so werden dabei durch die Segmentkühlkörper «elbst bzw. mit Hilfe der Federn auch die Plattenkühlkörper mitverstellt. Die Einstellung eines bestimmten Winkels α ist beispielsweise dadurch möglich, daß die zweiteilig ausgebildeten Antriebswellen durch eine Kupplung gekoppelt sind. Durch Auskoppeln ist es möglich, die Kühlkörper auf den gewünschten Neigungswinkel einzustellen.

Die Kühlkörper sind zweckmäßigerweise hohl ausgebildet und mit einem Kühlmittelzu- und abfluß versehen. Das Kühlmittel kann aber auch auf der Rückseite der Kühlkörper in zu diesem Zweck angebrachten Aufsätzen geführt werden. Zur Verhinderung des Anklebens der Schlauchfolie an die Kühlwandung sind an den Kühlkörpern Bohrungen angebracht, durch die Kühlluft auf die Schlauchwand beim Durchgang des Schlauches durch die Kühlstrecke geblasen wird.

Die Kühlkörper werden zweckmäßigerweise aus Metall hergestellt, sie können aber auch vorzugsweise aus thermostabilen Kunststoffen gebildet sein.

Die erfindungsgemä3e Kühlvorrichtung eignet sich für die Herstellung von Blasfolien b^w. Schläuchen aus thermoplastischen Kunststoffen. vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyvinylchlorid.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zeichnet sich gegenüber den bekannten Kühlvorrichtungen durch besondere Vorteile aus.

Duich die geschlossene kegelstumpfförmige Ausbildung der Kühlstrecke wird eine schnelle und gleichmäßige Kühlung der Folie erreicht. Eine derartige Kühlstrecke gewährleistet einen ständigen Kontakt der Kühlkörper mit dem Schlauch bei seinem Durchgang durch die gesamte Kühlstrecke, da sich die Form der Kühlstrecke dem jeweiligen Durchmesser des Schlauches anpaßt. Diese Anpassung läßt sich leicht und einwandfrei einstellen.

Der vom Extruder kommende Schlauch legt sich mit seiner Außenwand an die Kühlkörper an und erfährt während des Durchlaufens der ganzen Kühlstrecke (insbesondere auch beim Einlaufen) in seinem vollen Umfang und im jeweils gleichen Wärmebereich eine gleichmäßige Abkühlung. Dadurch wird ein von unterschiedlichen Spannungen freier unJ somit in seiner Endquali'ät wesentlich verbesserter Schlauch bzw. Folie erhalten. Ferner berührt der Schlauch beim Durchlaufen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Segmentkühlkörperkanten beim Übergang von Jnem Ssgrnentkühlkörper zum anderen jeweils nur an einem Punkt seiner Außenwand, womit die Gefahr einer Längsmarkierung im fertigen Schlauch ausgeschaltet ist.

Durch die gleichmäßige und schnelle Kühlwirkung sowie durch die exakte Anpassung der Kühlkörper an die Schlauchform über die gesamte Kühlstrecke wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine holte Produktionsgeschwindigkeit erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es 2eigt

Fig. 1 eine Kühlvorrichtung bei kleirvstmöglichem Hohlraum in der Draufsicht.

Fig.2 eine kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 bei größtmöglichem Hohlraum in der Draufsicht.

Fig. 3 den Längsschnitt A-Bdurch die Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1.

F i g. 4 einen Segmentkühlkörper in Draufsicht.

F i g. 5 einen Plattenkühlkörper in Draufsicht.

F i g. 6 einen Seg: ,lentkühlkörper in Vorderansicht.

F i g. 7 einen Plattenkühlkörper in Vorderansicht.

Die Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig.2 besteht aus vier Plattenkühlkörpern 1 und vier

Segmentkühlkörpern 2. Sie bilden in Schlauchbewegungsrichtung einen kegelstumpfförmigen Raum 3 mit dem Konvergenzwinkel λ, wobei durch Verstellen der Kühlkörper 2 sowohl der Umfang des Raumes 3 als auch der Winkel <x vergrößert oder verkleinert werden kann.

Die Plattenkühlkörper 1 sind gemäß Fig. 5 und Fig. 7 allseitig plane Platten mit der Form eines regelmäßigen Trapezes, wobei der spitze Winkel γ von der großen Grundkante und einer Schenkelkante gebildet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel γ 88,5°. Die einzelnen Platten I, 2 weisen Bohrungen 4 auf zur Durchführung der Kühlluft an die Schlauchwand.

Die Kühlluft wird durch die eingespeisten Rohrstutzen 6 in die Kammern 5 geführt, von wo sie durch Bohrungen 4 auf die Schlauchwand trifft. Die Plattenkühlkörper 1 sind ferner mit Zu- und Abführsiui/en 7 für das Kühlmedium versehen.

Die Segmeriiküiiikörper 2 Meilen geiiiäG r ι g. 4 uiiu Fig. 6 an der Innenfläche bogenförmig ausgebildete Segmentplatten mit spitzen, verjüngend verlaufenden Außenkanten dar. Die Verjüngung der Segmentplatten 2, ausgedrückt durch den Winkel ß, beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform 88° 30'. Die Rückseite der Segmentplatten 2 weist zwei plane mit einem Winkel von 90" zusammenstoßende Flächen auf.

Die einzelnen Segmentplatten 2 besitzen, wie in Fig. 3 gezeigt wird, ebenfalls Zu- und Abführstutzen 7 für Kühlwasser und Bohrungen 4 zur Führung von Kühlluft an die Schlauchwand; die Kühlluft wird über die Rohrstutzen 6 und die Kammern 5 herangeführt.

Die Scgmentplatten 2 sind an Zahnstangenwellen 8 befestigt, 'Jenen die Antriebswellen 9 zugeordnet sind, die durch eine Zahnkette 10 miteinander verbunden sind und von denen eine als Hauptantriebswelle 11 wirkt.

Die Plattenkühlkörper 1, die an den Führungswellen 13 mittels eines Kugelgelenks 14 befestigt sind, werden durch die Federn 12 an die Sepmentkühlkörper 2 ίο gepreßt und dadurch bei deren Verstellung zwangsweise mit vcrslcllt.

Die Haiiptantriehswellc Il sowie die Antriebswellen 9 sind zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Teile durch eine Kupplung l"> verbunden sind. Durch ι-, Auskuppeln ist es möglich, die Scgmcntplaiten 2 in Winkelstellung zur F.xtrusionsachse zu stellen, wobei zwangsweise auch die planen Platten I mit verstellt werden. Somit kann durch Verstellung der SegmentkÜMikOrpCT 2 ünu 7WaMgSiVCiSC MitVCrSicitüHg *.icT Plattenkühlkörper I der von den Kühlkörpern 1. 2 eingeschlossene Hohlraum sowohl quer zur Kxtrusionsachse als auch im Winkel dazu verändert werden.

Der vom F.xtruder kommende Kunststoffschlauch .S legt sich mit seiner Außenwand an die Kühlkörper I, 2 der Kühlvorrichtung, wird durch diese hindurchgeführl und anschließend wie üblich flachgelegt und aufgewik kelt. riachlcgung und Aufwicklung sind nicht dargestellt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung für Schlauchfolien, die aus sich in Schlauchbewegungsrichtung als verjüngende regelmäßige Trapeze ausgebildeten, mit Kühlmittel beaufschlagten Kühlkörpern besteht, welche einen die Schlauchfolie umgebenden geschlossenen Hohlraum als Kühlstrecke bilden und sowohl quer zur Achse als auch in ihrem Neigungswinkel gegen die Achse des Hohlraumes verstellbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung aus mindestens 6 Kühlkörpern (1, 2) mit jeweils gleicher Länge entsprechend der Länge der Kühlstrecke besteht, wobei die Hälfte der Kühlkörper (2) eine bogenförmig ausgebildete Innenfläche besitzen und die Kühlkörper (1) mit der planen Innenfläche abwechselnd auf den Kühlkörpern (2) mit der bogenförmigen Innenfläche aufliegen.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (2) mit bogenförmiger Innenfläche eine Verstellvorrichtung aufweisen, und die Kühlkörper (1) mit planer Innenfläche so angeordnet sind, daß sie beim Verstellen der Kühlkörper (2) mit bogenförmiger Innenfläche zwangsläufig mitverstellt werden.