DE2429788B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem Kunststoff gemäß
Oberbegriff des Patentanspruchs I bzw. des Patentanspruchs 2(GB-PS 12 71 694 und 12 84 321).
Bei der Herstellung von solchen Rohren treten erhebliche Dickenschwankungen der Rohrwandung auf.
Bisher wurde angenommen, daß Schwankungen im Dickenprofil in erheblichem Ausmaß von den geometrischen
Merkmalen der Ringschlitzdüse abhängen, so daß bisher Verbesserungen vorgesehen wurden, die sich
entweder auf die Geometrie der Düse bezogen oder die ein Drehen der Düseneinheit und der Aufwickeleinhcit
vorschlugen, so daß Dickenschwankungen zwar nicht beseitigt, jedoch gleichförmig über die Fläche der aus
dem Rohr gefertigten Folie verteilt wurden. So ist ein System bekannt (DE-OS 17 79 903), bei dem ein äußerer
Satz von axial fluchtenden Rollen so angeordnet ist, daß er mit einem inneren Rollensatz zusammenarbeitet,
wobei beide Rollensätze in Umfangsrichtung drehbar sind, so daß das Rohr um seine Längsachse verspannt
wird. Ein solches System ist verhältnismäßig kompliziert und löst nicht das eigentliche Problem der Dickonschwankungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches
I sowie des Patentanspruchs 2 so weiterzubilden, daß Dickcr.schwankungen der Rolirwandungen beseiligt
oder doch erheblich reduziert werden und das fertige Material ein möglichst ebenes Dickenprofil
besitzL
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch ">
die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst. Diese Maßnahmen basieren auf der Feststellung,
daß Profilschwankungen auf der Ungleichförmigkeit
ίο der Kühlung unmittelbar im Anschluß an das Auspressen
des Rohrs beruhen. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen sollen die Ungleichförmigkeiten der
Kühlung dadurch beseitigt werden, daß durch Querverscizen
des ausgepreßten Rohres dieses örtlich mehr
'' oder weniger nahe an die Kühlfläche herangeführt wird.
Hierbei ist es auf denkbar einfacherweise möglich, in erheblichem Umfang das Auftreten von Profilschwankungen
zu beseitigen, ohne daß die Ringschlitzdüse beeinträchtigt wird.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Untcranspruchcn.
Das Stützen eines frisch ausgepreßten Rohrs auf der Außenseite und/oder der Innenseite des Rohrs mittels
Rollen bzw. federnd nachgiebigen Zwischenstützen ist
2r> bekannt (GBPS I28432I, 1271 694, 942085) wobei
diese Stützvorrichtungen zum Abziehen des Rohres von der Düse bzw. zu.n Abdichten des Rohrinneren in
Richtung auf die Düse dienen. Die Querversetzung eines frisch ausgepreßten Rohrs mittels Rolle ist aus dem
i" DE-GM 18 40 630 bekannt. In diesem Fall wird ein
horizontal ausgepreßtes Rohr gegenüber der Auspreßachse angehoben, um im Rohrinneren ein flüssiges
Kühlmittel aufzustauen.
Die Erfindung kann nicht nur zum Kühlen von
Die Erfindung kann nicht nur zum Kühlen von
>ί Rohren aus jeglichen rohrbildenden Materialien angewendet
werden, sondern vorteilhaft auch für die Herstellung von Schlauchfolien aus jeglichen thermoplastischen
Materialien und insbesondere für die Herstellung von Folien und Rohr;n aus Kristallinen
·") Polymeren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. I zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines
orientierten Rohrs unter Verwendung eines inneren Kalibrierkorpers;
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Stützvorrichtung der
Vorrichtung nach F i g. I entlang der Linie 11-11 in
Fig. I;
'jo F i g. 3 ist eine der F i g. I entsprechende Ansicht einer
Vorrichtung bei Verwendung eines äußeren Kalibrierkörpers.
Gemäß Fig. I wird aus einer Ringschlitzdüse 2 ein
Rohr 1 aus thermoplastischem Kunststoff ausgepreßt und mit Hilfe einer Abzugseinrichtung in Form zweier
gegenläufig rotierenden Klemmrollen 3 abgezogen, deren Breite kleiner als diejenige des zusammengelegten
Rohrs 1 ist. Die Rollen 3 ziehen das Rohr 1 mit einer Geschwindigkeit ab, die größer als die Auspreßgeschwindigkeit
ist, so daß das Rohr 1 auf den innerhalb des Rohrs 1 befindlichen als Dorn ausgebildeten
Kalibrierkörper 4 gezogen wird. Zwischen dem Rohr 1 und dem Dorn wird eine Kühlmittelschicht aus Wasser
aufrechterhalten, indem im Raum 5 am Kopfende des Dorns 4 ein kleiner Wasservorrat beibehalten wird. Es
wird daher zwischen dem Dorn 4 und dem Rohr 1 Wasser abwärts getragen, wodurch von dem Rohr 1
Wärme auf den Dorn 4 abgeführt wird, der seinerseits
durch ein inneres Umlaufsystem von Kühlwasser gekühlt wird; das mitgetragene Wasser rinnt in den
zwischen dem Boden des Dorns 4 und einem federnd nachgiebigen Dichtkörper 7 gebildeten Raum 6 und
wird aus diesem Raum 6 über eine nicht gezeigte Leitung entfernt, die durch die Mitte des Dorns 4 läuft.
Unterhalb des Dichtkörpers 7 befindet sich ein kreisförmiger Schwamm 8, der die Innenseite des Rohrs
1 berührt und iegliche Feuchtigkeit sammelt, die die Dichtung 7 passiert, wobei diese Feuchtigkeit durch iu
Anlegen von Unterdruck über eine nicht gezeigte Sauglciiung aus dem Schwamm 8 entfernt wird.
In der Praxis wird zwischen dem Dichtkörper 7 und dem Schwamm 8 gewöhnlich ein Zwischendichtkörper
zusammen mit einer Einrichtung angeordnet, um in H diesem Bereich das Rohr 1 unter Druck zu setzen und
das Ausmaß zu steuern, indem Wasser aus dem Raum 6 zwischen dem Dorn 4 und dem Rohr 1 durchtritt, jedoch
wurden diese Einzelheiten zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen. jo
deich der innenkühlung wird das Rohr 1 auf der
Außenseite gekühlt, indem es durch ein W?.;serbao 9
läuft, daß das Rohr umgibt. Dem Wasserbad 9 wird über eine Leitung 10 kontinuierlich Wasser zugeführt, das
über eine Leitung 11 abfließt. Nach dem Durchlauf r> durch das Wasserbad 9 wandert das Rohr 1 durch eine
Kammer 12, in der über eine Leitung 13 ein Unterdruck
angelegt wird, um von der Außenseite des Rohrs I Überschußwasser abzuführen.
Das gekühlte Rohr 1 wird durch eine Stützvorrich- jd
tung abgezogen, die allgemein mit 14 bezeichnet ist,
wobei das Abziehen mit Hilfe der Klemmrollen 3 erfoljen, die die Laufgeschwindigkeit des Rohrs 1
steuern; anschließend wandert das Rohr 1 durch Reihen von Infraroterhitzern 15 und 16, die die Temperatur des ·α
Rohrs 1 auf die für das Strecken erforderliche Temperatur erhöhen. Das Rohr 1 wird dann quer zu
seiner Strangpreßrichtung mit Hilfe von Druckluft gestreckt, die über die Leitung 17 in das Innere des
Rohrs 1 eingeführt wird, wobei gleichzeitig eine w
Längsstreckung mit Hilfe eines Paars von Klemmrollen (nicht gezeigt) erfolgt, die quer über das Rohr 1 einen
luftdichten Abschluß herstellen und das Rohr 1 mit einer Geschwindigkeit abziehen, die größer ist als diejenige
ist. mit der das Rohr 1 durch die Klemmrollen 3 von der Ringschlitzdüse weggezogen wird.
Die Stützvorrichtung 14 wird zweckmäßig anhand der Fig. 2 erläutert; sie besteht aus einem Ring von
zwölf unabhängig von einander drehbaren Nylonrollen 20, die sich gegen die Rrhroberfläche stützen und die w
zwischen zwölf Lagerböcken 21 gestützt sind, welche an einer achteckigen Stahlgrur.dplatte 22 befestigt sind, die
eine Ringöffnung 23 besitzt, durch die das gekühlte Rohr 1 läuft. Die Strahlgrundplatte 22 befindet sich in einem
starr montierten, rechtwinkligen Rahmen aus Stahlstre- κ
ben aus Winkelschienen 24 mit rechtem Winkel; es sind Maßnahmen getroffen, um seitliche Verschiebung oder
Versetzung des Rollenrings gegenüber dem Rahmen und damit gegenüber dem Rohr zu bewirken, wofür vier
Stellschrauben 25 vorgesehen sind, die sich jeweils in <>o
einem Gewindeblock 26 befinden, der auf der Oberfläche der Grundplatte 22 befestigt ist, wobei dns
Vorderende jeder Schraube 25 sich gegen einen hochstehenden Flansch 27 des Rahmens abstützt. Durch
richtiges Einstellen der Schrauben 25 können die Grundplatte 22 und damit der darauf befindliche
Rollenring in einer Ebene normal zur Achse des Rohrs 1 seitlich bewegt werden.
Wenn gemäß F i g. 1 der Rollenring zur rechten Seite der Zeichnung verschoben wird, verschwenkt das
relativ starre Rohr 1 um den als Zwischenstufe wirkenden Dichtkörper 7, der — obwohl er aus einem
federnd nachgiebigen Material wie Siliconkautschuk besteht — ausreichend starr ist, um als Schwerpunkt
dienen zu können, wobei der rechts liegende Bereich des Rohrs 1 näher an den Dorn 4 heranrückt und dadurch in
diesem Bereich wirksamer gekühlt wird.
Fig. 3 zeigt ein Rohr aus thermoplastiEchem
Kunststoff 31, das aus einer Ringschlitzdüse 32 ausgepreßt und mit Hilfe eines Paarc von gegenläufig
rotierenden Klemmrollen 33 abgezogen wird, die das Rohr 31 teilzusammenlegen, das durch einen ringförmigen
Kalibrierkörper 34 und dann durch ein Stützrollensystem 35 der Bauart nach F i g. 2 läuft. Anschließend
wird das Rohr 31 erhitzt, aufgeblasen und zusammengelegt, wKi es anhand der F i g. 1 erläutert wurde.
Der Kalibrierkörper 34 besitzt eine ringförmige Kühlfläche 36, die eng die Außenfläche des Rohrs 31
erfaßt, wobei der am oberen E;ide des Mantels befindlichen Ringkammer 38 Kühlwasser über eine
Förderleitung 37 zugeführt wird; das Kühlwasser fließt als dünne Wärmeübertragungs- und Schmierhülle
zwischen dem Rohr 31 und der Kühlfläche 36 zur Kammer 39 abwärts, wo es sich oberhalb einer
ringförmigen federnd nachgiebigen Siliconkautschukdichtung 40 ansammelt, die sich mit der Rohroberfläche
in Arbeitsberührung befindet; von dort wird das Wasser über die Leitung 41 entfernt. Überschußfeuchtigkeit, die
an der Dichtung 40 vorbeigelangt, wird in der oberhalb der federnd nachgiebigen Ringdichtung 43 gelegenen
Kärrner 42 eingefangen und durch Anlegen von Unterdruck an die Leitung 44 entfernt. Zusätzliches
Kühlwasser wird durch die Leitung 45 der Ringkammer 46 zugeführt, die die Kühlfläche 36 umgibt, wobei dieses
Wasser über das Rohr 47 entweicht.
Bevorzugtes Kühlen eines ausgewählten Bereichs des Rohrs wird durch geeignete seitliche Verschiebung der
Stützvorrichtung 35 bewirkt, wodurch das relativ starre Rohr 31 um die Dichtungen 40, 43 als Zwischenstufe
verschwenkt wird, um ausgewählte Bereiche der Rohroberfläche in unmittelbarer Berührung mit der
ringförmigen Kühlfläche 36 zu bringen.
Für das Querversetzen der Stützvorrichtung 14 können auch andere Systeme, z. B. hydraulische oder
pneumatische Systeme Anwendung finden. Das Einstellen kann von Hand erfolgen oder auch automatisch, z. B.
in Antwort auf Signale, die von einem Fühler übertragen werden, der geeignete Parameter, wie z. B. die
Temperatur oder d'·". seitliche Lage des Rohres oder des aus dem Rohr geblasenen Films bestimmt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Kühlen von Schlauchfolien oder
Rohren aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem man das frisch ausgepreßte Rohr gegen eine
zylindrische Kühlfläche kühlt und dabei zwischen dieser und dem Rohr eine Kühlmittelschicht
aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kühlmittelschicht in Abhängigkeit
von der Temperatur oder eines temperaturempfindlichen Parameters des Rohres verändert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Ringschlitzdüse mit
anschließendem Kalibrierkörper als Kühlfläche und diesem nachgeschalteter Abzugseinrichtung, wobei
in dem Raum zwischen Kalibrierkörper und Rohr eine Kühlmitielschicht gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß stromab des Kalibrierkörpers (4, 34) eine zum axialen Führen des Rohres (1)
bekannte stützvorrichtung (14, 35) verwendet wird, die zusätzlich quer zur Strangprcßrichtung versetzbar
ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (14, 34) in
bekannter Weise aus einer Vielzahl von Rollen (20) besteht, die ringförmig und tangential zum Rohr (1)
angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise
zwischen Stützeinrichtung (14) und dem als Dorn ausgebildete ·· Kalibrierkörper (4) eine innere,
federnd nachgiebige Zwischcnstützc (7) mit einer gegenüber dem Ende des Domes größeren Querschnittsabmessurig
vorgesehen 'st, wobei die Stütze (7) als Schwenkpunkt für das Kohr (1) vcrwcndei
wird.
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