DE2359975C3 - Kühlvorrichtung für Schlauchfolien - Google Patents

Kühlvorrichtung für Schlauchfolien

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Description

Die Erfindung bctriffi eine Kuhlvorrichtung fur m Schlauchfolien, die aus sich in Schlauchbewcgungsrichlung als verjüngende regelmäßige Trapeze ausgebildeten, mit Kühlmittel beaufschlagten Kühlkörpern besteht, welche einen die 5-AhlaucU.olic umgebenden geschlossenen Hohlraum als Kühlstrecke bilden und ti sowohl quer zur Achse als auch in ihi in 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 l.iinge gebildet. Da die vier zu einem Hohlraum angeordneten Platten ohne Überlappung und berührungslos zueinander angeordnet sind, und mit diesem Hohlraum eine « 1^?" Schlauch entsprechende Zylinderform bzw. Kegelstumpfform nicht erreicht wird, ist nicht nur die Gefahr einer Längsmarkicrung im fertigen folienschlauch gegeben, sondern es ist auch ein vollständiger Kontakt zwischen geblasenem Schlauch und Kühlplat- v> ten — die Voraussetzung für eine gute Kühlwirkung — nicht gewährleistet.
Ferner ist aus den deutschen Offenlegungsschriflcn 20 03 289 und 20 04 881 eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien bekannt, die aus bogenförmig ausgcbil- v> deten Kühlsegmenten besteht, die eine die Schlauchfolie umgebende zylindcrförmigc Kühlstrecke bilden. Der Umfang des Hohlraumes ist jedoch nur bei relativ engen Einstellungen völlig geschlossen. Bei jeder Verstellung zu größeren Durchmessern bzw. weiteren Schlauchurn- fco fangen werden zwangsläufig quer zur Schlauchachsc Durchbräche gebildet. Beim Durchgang des .Schlauches durch die Kühlstrecke kommt es daher zu einer ständigen Unterbrechung der Kontaktbcrührung des Schlauches mit den Kühlsegmcnlcn, wodurch dieser μ eine ungleichmäßige Abkühlung erfährt. Die Anordnung der bogenförmigen Kühlscgmcnte 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 Wärmebereieh erfolgt; ungleichmäßige Abkühlung des ausgestoßenen, zähflüssigen Folienschlauches führt aber zu äußerst nachteiligen Spannungszuständen im fertigen Schlauch.
Schließlich ist im deutschen Gebrauchsmuster 69 14 359 und im deutschen Gebrauchsmuster 69 36 805 eine Kühlvorrichtung für Schlauchfolien beseht «eben, 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 Kühlelemenlc 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 mitvcrstcllt werden. Die Kühlkörper mit planer Innenfläche werden im folgenden als Pluiicnkühlkörper. jene mit bogenförmiger Innenfläche als Scgmcntkühlkörpcr bezeichnet.
Die .Segmentkühlkörper siellen vorzugsweise an der Innenfläche bogenförmig ausgebildete Segmeritplatten mit verjüngend verlaufenden, zugespitzten Außcnkanlcn 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 gewährleisiei wird, daß die Außenkanten an den Plattcnktihlkörpcrn sau anliegen.
Denkt man sich die .Segmentkörper in die Fbcnc projiziert, so erhall man ein regelmäßiges Trapez. Der spitze Innenwinkel dieses Trapezes soll mit ji bezeichnet werden. Dieser Winkel drück! den Grad der Verjüngung der Außenkanten der Scgmcnlkiihlkörper aus.
Die Plaltcnkühlkörper besil/cn eine plane, regelmäßig trapezförmige Innenfläche. Vorzugsweise sind es allseitig plane Platten, die die Form eines regelmäßigen Trapezes aufweisen. Der spitze Winkel /wischen der Basisscitc und einer SchcnkelkantL wird als Winkel γ bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung besteht aus mindestens drei PlaUcnkühlkofpcfn und mindestens drei Scgmcnlkühlkörpern, vorzugsweise aus drei bis zehn Plattcnkühlkörpcrn und drei bis zehn Scgmcnlkühlkörpern, insbesondere aus vier Plalienkühlkörpern und vier Segmcntkühlkörpern. 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 Segmentkühlkörper entspricht, sondern auch einen ebenfalls geschlossenen, in Schlauchbewegungsrichtung to verlaufenden kegelstumpfförmigen Hohlraum umschließen. Der kegelsiumpfförmige 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 dewi Durchmesser des extrudierten Schlauches.
Unter Konvergenzwinkel wird definitionsgemäß der spitze Winkel ix (Neigungswinkel) zwischen der gedachten Grundfläche des kegelstumpfförmigen Raumes und seiner Maniellinic verstanden.
Der Neigungswinkel λ ist bestimmt durch di^ Länge der Kühlstrecke (Kühlkörper) sowie durch die Größe der Durchmesserdifferenz zwischen der gedachten kreisförmigen Grund- und Deckflächc 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, so Insbesondere wird der Winkel /x so eingestellt, daß der genannte Größcnunlcrschied zwischen 0,5 und 2% liegt. So ergibt sich bei einer Kühlvorrichtung mit einem Durchmesser der gedachten krei ;förmigcn Eingangsfläche des kegelstumpfförmigen Hohlraumes von 500 mm « und einer Kiihlstrcckenlänge von 200 mm bei einer Durchmcsserdifferenz zwischen der gedachten kreisförmigen Ein- und Ausgangsflächc des kegelsiumpfförmigen Hohlraumes von 1% ein Winkel λ von 89" 17' und bei einer Durchmesserdifferenz von von 3% ein Winkel ix von 87" 5Γ. Beträgt die Kühlsireckenlänge beispielsweise 700 mm statt 200 mm. so lauten die Werte von <x entsprechend 89° 48' bei 1% und 89° 24' bei 3% Durchmesserdifferenz.
Die obengenannten spitzen Winkel β und )· der 4S Segmcntkiihlkörper bzw. der Plallenkühlkörper richten sich in ihrer Größe r;ach der Größe ci:s Neigungswinkels 89' 48' bei 1% und 89" 24' Segmcntkühlkörpcr muß kleiner sein, vorzugsweise um 0.5 bis 2". als die kleinste Einstellung von ix: der spitze Winkel )r der Plalienkühlkörpcr kann gtaich. vorzugsweise soll er aber kleiner, beispielsweise um 03 bis I", als die kleinste Einstellung η sein.
Die Verstellung der Scgmenlkühlkorpcr erfolgt beispielsweise dadurch, daß diese an Zahnstangen s"» befestigt sind, denen zweiteilig ausgebildete Antriebswellen zugeordnet sind, wobei die Antriebswellen mittels Zahnkcllcn miteinander verbunden sind und eine Antriebswelle als Hauptantricbswclle fungiert, während die Plailcnkühlkörpcr an mit Federn versehe- w> nen Wellen befestigt sind. Durch die Federn werden die Plaltcnkorpcr an die Segmentkörper angedrückt. Werden durch die Hauplanlricbswclle die Scgmcntkörper im Hinblick auf eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Hohlraumes oder zur Einstellung eines hr> bestimmten Winkels λ verstellt, so werden dabei durch die Segmcnlkühlkörpcr selbst bzw. mit Hilfe der Federn auch die Plattcnkühlkörpc" mitvcrslclll. Die Einstellung eines bestimmten Winkels λ 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 Schlauehwand 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 erfindungsgemäße Kühlvorrichtung eignet sieh für die Herstellung von Blasfolicn bzw. Schläuchen aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyvinylclorid.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zeichnet sich gegenüber den bekannten Kühlvorrichtungen durch besondere Vorteile aus.
Durch die geschlossene kegclstumpfförinige 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 %'ollcn Umfang und im jeweils gleichen Wärmebrreich eine gleichmäßige Abkühlung. Dadurch wird ein von unterschiedlichen Spannungen freier und somit in seiner Endc-ialilät wesentlich verbesserter Schlauch bzw Folie erhalten. Ferner berührt der Schlauch beim Durchlaufen der erfindungsgemäücn Kühlvorrichtung die Segmentkühlkörperkantcn beim Übergang von einem Scgmenlkühlkorpcr zum anderen jeweils nur an einem {'unkt seiner Außenwand, womit die Gefahr einer l.ängsniarkicrung im fertigen Schlauch ausgeschaltet ist.
Durch die gleichmäßige und schnelle Kühlwirkimg sowie durch die exakte Anpassung der Kühlkörper an die Schlauchform über die gesamte Kühlstrecke wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine hohe Produkt !Gasgeschwindigkeit erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt
Fig. I eine Kühlvorrichtung bei klcinsimöglichem Hohlraum in der Draufsicht.
Fig. 2 eine Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 bei größtmöglichem Hc !llraum in der Draufsicht.
Fig.3 den Längsschnitt A-Bdurch die Kühlvorrichtung gemäß Fig. I.
F i g. 4 einen Segmcntkühlkörpcr in Draufsicht.
F i g. 5 einen Plattenkühlkörper in Draufsicht.
F i g. 6 einen Segmcntkühlkörper in Vorderansicht.
Fig. 7 einen Platici.L'ihlkörpcr in Vorderansicht.
Die Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus vier PlaitenkühlkörDcrn I und vier
Segnientkühlkörpern 2. Sic bilden in Schlauehbewegungsriehuing einen kcgclstunipfförmigcn Kaum J mil dem Konvcrgcn/winkel tx, wobei durch Verstellen der Kühlkörper 2 sowohl der Umfang des Raumes 3 als auch der Winkel λ vergrößert oder verkleinert werden kann.
Die Plattcnkühlkörper 1 sind gemäß F i g. 5 und Fig. 7 allseitig plane Platten mit der Form eines regelmäßigen Trape/es, wobei der spitze Wink.' ■. η der großen Grundkante und einer Schu,,'^,*.!,...· 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 I sind ferner mit Zu- und Abführstutzen 7 für das Kühlmedium versehen.
Die Segmenlkühlkörpcr 2 stellen gemäß Fig. 4 und Fig. 6 an der Innenfläche bogenförmig ausgebildete Segmentplatten mit spitzen, verjüngend verlaufenden Außenkanten dar. Die Verjüngung der Scgmentplattcn 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 Segmcntplatten 2 besitzen, v.ie in Fig. 3 gezeigt wird, ebenfalls Zu- und Abführsiut/en 7 für Kühlwasser und Bohrungen 4 zur Führung von Kühlluft an die Schlauehwand: «lie Kühlluft wir«l iihri die Rohrstutzen 6 und die Kammern 5 herangeführt.
Die Segmenlplalten 2 sind an Zahnstangcnwellen f befestigt, denen die Antriebswellen 9 zugeordnet sind die durch eine Zahnkette 10 miteinander verbunden siru und von denen eine als I lauptanlriebswellc 11 wirkt.
Die Plattcnkühlkörpcr I. die an den Iührungswelk-r 13 mittels eines Kugelgelenks 14 befestigt sind, »erder durch die Federn 12 an die Segmenlkühlkörpcr ί
ίο gepreßt und dadurch bei deren Verstellung zwangswei se mit verstellt.
Die Mauptantricbswellc Il sowie die Antriebswcller 9 sind zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Tcili durch eine Kupplung 15 verbunden sind. Durch
ι, Auskuppeln ist es möglich, die Scgmentplattcn 2 ir Winkelstellung zur Fxtrusionsachsc zu stellen, wöbe zwangsweise auch die planen Platten I mit verstell· werden. Somit kann durch Verstellung der Segment kühlkörper 2 und zwangsweise Mitversiellting det Plaltenkühlkörpcr I der von den Kühlkörpern I, 1 eingeschlossene Hohlraum sowohl quer zur F.xlrusions achse als auch im Winkel dazu verändert werden.
Der vom F.xtruder kommende Kunststoffschlauch .' legt sich mit seiner Außenwand an die Kühlkörper 1, ί der Kühlvorrichtung, wird durch diese hindtirchgcfühn und anschließend wie üblich flachgelegt und aufgcwik kelt. I lachlegung und Aufwicklung sind nicht dargestellt.
lliei/i: ί Hhiü Zek-hnuncen

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, to dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung aus mindestens 6 Kühlkörpern (I, 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 (I) mit der planen Innenfläche abwechselnd auf den Kühlkörpern (2) mit der bogenförmigen Innenfläche aufliegen.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (2) mit bogenförmiger Innenfläche eine Verstellvorrichtung aufweisen, und dk: Kühlkörper (1) mit planer Innenfläche so angeordnet sind, daß sie beim Verstellen der Kühlkörper (2) mit bogenförmiger Innenfläche zwangsläufig mitverstellt werden.
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