DE3211833C2

DE3211833C2 - Blaskopf für die Herstellung einer Kunststoffblasfolie durch Flachlegen eines Blasfolienschlauches

Info

Publication number: DE3211833C2
Application number: DE3211833A
Authority: DE
Inventors: Hans 5210 Troisdorf Reifenhäuser
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1985-09-26
Also published as: SE8301731L; DE3211833A1; NL8300963A; GB2121719B; FI73171C; NL186300B; NO160339B; BE896151A; FI830896A0; SE8301731D0; NO831081L; NL186300C; SE462025B; FR2524376B1; US4488861A; GB8307116D0; FR2524376A1; GB2121719A; FI73171B; FI830896L

Abstract

Blaskopf für die Herstellung einer Kunststoffblasfolie durch Flachlegen eines Blasfolienschlauches. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Verteiler und das Blaswerkzeug aus Dorn und Mundstück. In zumindest einem Blaskopfbereich befindet sich zumindest ein Wärmetauscher. Dieser besteht aus einem die Blaskopfachse umgebenden Ringspalt, der im wesentlichen parallel zum Massestrom des thermoplastifizierten Kunststoffes erstreckt ist. Der Ringspalt ist lediglich teilweise mit einem im Arbeitstemperaturbereich des Blaskopfes verdampfbaren und wieder kondensierbaren Wärmeaustausch medium gefüllt. Er arbeitet als autogener Temperaturausgleicher praktisch adiabatisch und bewirkt, daß sich gegenüber der bekannten Ausführungsform Foliendickstellen und/oder Foliendünnstellen nicht mehr oder nur noch im reduzierten Ausmaß ausbilden.

Description

liv abweichende Temperaturen ausgleichen, wobei ein ausgleichender Wärmetranspori selbsttätig funktioniert. Bei einem Ringspalt, der wie beschrieben angeordnet ist, führen über die Ringspalthf Lc und/oder über den Umfang die beschriebenen Schwankungen zu Temperaturschwankungen, die dadurch ausgeglichen werden, daß das Wärmeaustausche edium in heißeren Ringspaltbereichen verdampft und an kühleren Stellen wieder kondensiert Durch geeignete Auswahl des Wärmeaustauschmediums läßt sich dieser Transporieffekt, der die Vordampfungsenergie und die Kondensationsenergie ausnutzt überraschenderweise so einrichten, daß er schon bei kleinsten Temperaturunterschieden voll wirksam wird. Der so erreichte Wärmetransport ist um einen Faktor von mehr als 10³ höher als bei der üblichen Wärmeleitung in MetalL Von autogenen Temperaturausgleichern wird gesprochen, weil die Wärmetauscher an einen zugeordneten Kühlkreislauf oder Heizkreislauf und einen entsprechenden Regelkreis nicht angeschlossen sind. Der gesamte Wärmeaustauschvorgang ist vielmehr in erster Näherung adiabatisch, wobei die adiabatischen Zusammenhänge lediglich durch Wärmeabgabe an die Umgebung gestört sind. Diese Störung ist so klein, daß sie sich auf die angestrebte Vergleichsmäßigung der Temperatur des Schmelzestromes, rotationssymmetrisch gesehen, nicht auswirkt Der Schmelzestrom besitzt über seinem gesamten Ausgleich die gleiche Viskosität Wo sich Foliendickstellen und/oder Foliendünnstellen aus geometrischen Gründen ausbilden, sind sie wesentlich geringer als bei der bekannten Ausführungsform. Die Verteilung der unvermeidbaren inneren Spannungen ist sehr homogen. Grundsätzlich ist es bei der Blasfolienherstellung bekannt (DE-OS 16 29 798), die Verdampfungswärme eines Kühlmediums zur Verbesserung der Kühlung eines Folienschlauches einzusetzen. Dazu wird Kühlgas mit nebelartiger Flüssigkeit in den Folienschlauch eingeführt. Hier verdampft die Flüssigkeit und über diese Verdampfung wird eine Verbesserung der Kühlung des Folienschlauches erreicht Das hat zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bisher nichts beigetragen.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Ringspalt im übrigen möglichst vollständig evakuiert ist. Im einfachsten Falle kann als Wärmeaustauschmedium destilliertes Wasser vorgesehen sein. Die Verwendung von Wasser als Kühlmedium bei Blasköpfen ist an sich bekannt (DE-OS 23 48 010). Dabei handelt es sich jedoch um eine übliche Durchlaufkühlung. Hat ein erfindungsgemäßen Blaskopf mehrere Wärmetauscher, so können zumindest einige dieser Wärmetauscher durch Verbindungskanäle gekoppelt sein.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Blaskopf,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab ein Schema zur Erläuterung der Funktion des Wärmetauschers bei einem erfindungsgemäßen Blaskopf.

Der in F i g. 1 dargestellte Blaskopf dient zur Herstellung einer Kunststoffblasfolie durch Flachlegen eines Blasfolienschlauches 1. Im grundsätzlichen Aufbau besteht der Blaskopf aus einem im Ausführungsbeispiel mehrteiligen Verteiler 2 unü einem Blaswerkzeug aus Dorn 3 und Mundstück 4. Der Blaskopf wird auf eine nicht gezeichnete Kunststoffschneckenpresse aufgesetzt Aus dem Austrittsringspalt 5 zwischen Dorn 3 und Mundstück 4 tritt zunächst ein Schlauch 6 aus dem thermoplastifizierten Kunststoff aus, der danach zu einem Blasfolienschlauch 1 aufgeblasen wird. Das geschieht mit Hilfe der Blasluft, die über die Blasluftkanäle 7, 8 zugeführt bzw. abgeführt wird Der Blasfolienschlauch 1

ίο wird später flachgelegt Im allgemeinen ist die Anordnung so getroffen, daß zwischen Dorn 3 und Mundstück 4 ein kreisringförmiger, zur Blaskopfachse 9 konzentrischer Austrittsringspalt 5 für den thermoplastifizierten Kunststoff besteht In der Figur ist angedeutet, daß auf den dargestellten Verteiler 2 unterschiedliche Blaswerkzeuge 3,4 aufgesetzt werden können, die Austrittsringspalte 5 unterschiedlichen Durchmessers definieren. Daher erkennt man links in der Figur einen Kanal 10 für den Massestrom, der gleichsam konisch erweitert ist, ehe er aus dem Austrittsringspalt 5 austritt während er rechts in der Figur praktisch zylindrisch geführt ist Die Anordnung ist so getroffen, daß in zumindest einem Blaskopfbereich zumindest ein Wärmetauscher zur Beeinflussung von um die Blaskopfachse 9 unterschiedlich sich ausbildenden Foliendickstellen und/oder Foliendünnstellen angeordnet ist Dieser Wärmetauscher besteht nach der Lehre der Erfindung aus einem die Blaskopfachse 9 umgebenden Ringspalt 11, der sich im wesentlichen parallel zum Massestrom des thermoplastifizierten Kunststoffes erstreckt Insbesondere in der schematisierten F i g. 2 erkennt man, daß der Ringspalt 11 lediglich teilweise mit einem im Arbeitstemperaturbereich des Blaskopfes 3,4 verdampfbaren und wieder kondensierbaren Wärmeaustauschmedium 12 gefüllt sowie im übrigen druckdicht verschlossen und dadurch als autogener Temperaturausgleicher ausgebildet ist, der im eingangs erläuterten Sinne adiabatisch arbeitet. Bei der Fig.2 mag es sich um den in bezug auf die Blaskopfachse 9 vervollständigten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach F ig. 1 handeln. Man erkennt den kreisförmig umlaufenden Ringspalt 11, der vollständig abgeschlossen und in seinem unteren Bereich mit dem Wärmeaustauschmedium 12 gefüllt ist. Man erkennt fernerhin den Kanal 10, durch den der thermoplastifizierte Kunststoff in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 13 fließt. Bei 14 befindet sich ein Bereich erhöhter Temperatur, weil dieser Bereich mit dem strömenden Kunststoff gleichsam zuerst in Berührung kommt. Demgegenüber mögen sich Bereiche reduzierter Temperatür bei 15 und 16 befinden. Der Temperaturunterschied braucht nur gering zu sein. Dann erfolgt in diesem autogenen Temperaturausgleicher in dem Bereich 14 der höheren Temperatur eine Verdampfung und in den angegebenen Bereichen 15,16 niedrigerer Temperatur eine Kondensation mit dem Ergebnis des angestrebten Temperaturausgleichs, wobei der Dampf des verdampften Wärmeaustauschmediums 12, wie in Fig.2 angedeutet, so strömt, wie es die strichpunktierten Linien D andeuten. Er kann auch gleichsam bogenförmig strömen. Jedenfalls läßt sich erreichen, daß die Dickentoleranzen, die durch die Foliendickstellen und/oder Foliendünnstellen definiert sind, im Bereich von weniger als 5% (gegenüber bisher etwa ±8%) liegt.
Zu besonders günstigen Verhältnissen bezüglich des Wärmeaustausches und damit des Temperaturausgleiches kommt man, wenn der lediglich teilweise mit dem Wärmeaustauschmedium 12 gefüllte, verschlossene Ringspalt 11 im übrigen möglichst vollständig evakuiert

ist, also von Luft praktisch frei ist. Bei den Temperaturverhältnissen, die bei den üblichen thermoplastischen Kunststoffen auftreten, kann mit destilliertem Wasser als Wärmeaustauschmedium 12 gearbeitet werden.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 besitzt der Blaskopf das schon beschriebene Blaswerkzeug mit Dorn 3 und Mundstück 4 und einen zweiteiligen Verteiler 2 mit oberem Wendelverteiler 17 und vorgeschaltetem Linearverteilerkanal 18. Man erkennt, daß sowohl im Mundstück 4 als auch im Dorn 3 ein Ringspalt U als autogener Temperaturausgleicher angeordnet ist. Darüber hinaus ist aber auch der Verteiler 2 mit solchen Ringspalten 11 ausgerüstet. Ein zusätzlicher autogener Wärmetauscher 19 befindet sich im Ausführungsbeispiel im Kern des Verteilers 2. Man erkennt hier, konzentrisch zur Blaskopfachse 9, einen kegelförmigen Raum la, der lediglich teilweise mit einem bei Arbeitstemperatur des Blaskopfes verdampfbaren und wieder kondensierbaren Wärmeaustauschmedium 12 gefüllt sowie im übrigen druckdicht verschlossen und evakuiert dadurch in der beschriebenen Weise als Temperaturausgleicher und Wärmetauscher 19 ausgebildet ist. Nicht gezeichnet wurde, daß die verschiedenen Wärmetauscher 19 auch verbunden sein können.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 der Wasserdampferzeuger beigestellt und angeschlos- Patentansprüche: sen werden muß. Da sich die ringspaltförmigen Räume Ober den Umfang des Blaswerkzeuges erstrecken, ist

1. Blaskopf für die Herstellung einer Kunststoff- innerhalb dieser umfangsmäßigen Erstreckung eine difblasfolie durch Flachlegen eines Blasfolienschlau- s ferenzierte Beeinflussung der Temperatur und damit eiches. mit einteiligem oder mehrteiligem Verteiler ne Korrektur von infolge unterschiedlicher Umfangsund Blaswerkzeug aus Dorn und Mundstück, wobei temperaturen sich ausbildenden Foliendickstellen und/ um die Blaskopfachse ein oder mehrere als Ringspalt oder Foiiendünnstellen nicht möglich. Sie ist auch nicht bzw. als kegelförmiger Raum im Falle der Anord- vorgesehen und kann allein durch Verwendung von nung des Wärmetauschers im Kern des Verteilers io Wasserdampf als Wärmeaustauschmedium kaum herausgeführte Wärmetauscher zur Beeinflussung von beigeführt werden. Entsprechend liegen die Verhältnisum die Blaskopfachse unterschiedlich sich ausbilden- se bei einer ähnlichen Ausführungsform (CH-PS den Foliendickstellen und/oder Foiiendünnstellen 5 07 085), die ebenfalls mit einem Wärmetauscher arbeiangeordnet sind, von denen sich wenigstens eine tet, der als Ringspalt ausgeführt ist Wirkungsfläche im wesentlichen parallel zum Mas- 15 Bei einem anderen bekannten Blaskopf (DE-OS sestrom des thermoplastischen Kunststoffes er- 29 47 293) versucht man über eine den Umfang differenstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß je- zierte Kühlung zur Beeinflussung von Foliendickstellen der Wärmetauscher druckdicht verschlossen ist, und und/oder Foiiendünnstellen. Bei dieser Ausführungsdaß jeder Wärmetauscher teilweise mit einem im form sind die Wärmetauscher in Umfangsrichtung Arbeitstemperaturbereich des Blaskopfes ver- 20 schmale Kammern, die Kammer für Kammer um die dampfbaren und wieder kondensierbaren Wärme- Blaskopfachse verteilt sind. Die Kammern sind Kühlaustauschmedium (12) gefüllt ist kammern und dazu an entsprechende Kühlkreisläufe

2. Blaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn- angeschlossen. Sie sind einzeln beeinflußbar und werzeichnet, daß der Ringspalt (U) im übrigen mög- den von dem Wärmeaustauschmedium durchströmt, liehst vollständig evakuiert ist 25 welches mit Hilfe von einer oder mehreren Pumpen

3. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 und 2, gefördert wird. Durch meß- und regeltechnische Maßdadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeaustausch- nahmen mit einer Vielzahl von den einzelnen Kammern medium (12) im Wärmetauscher (11) destilliertes zugeordneten Stellgliedern versucht man, die Abwei-Wasser vorgesehen ist chungen, die durch die Foliendickstellen und/oder Fo-

4. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit 30 liendünnstellen definiert sind, möglichst klein zu halten, mehreren Wärmetauschern, dadurch gekennzeich- Die so erreichbare Genauigkeit befriedigt in der Praxis net, daß zumindest einige dieser Wärmetauscher (U, nicht Darüber hinaus ist der meß- und regeltechnische 19) durch Verbindungskanäle gekoppelt sind. Aufwand erheblich. Je nach Werkzeuggröße benötigt

man unter Umständen hundert und mehr verschiedene,

35 um die Blaskopfachse verteilte Kammern mit den entsprechenden Stellgliedern. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen gründe, einen gattungsgemäßen Blaskopf so weiter aus-Blaskopf für die Herstellung einär Kunststoffblasfolie zubilden, daß über den Umfang des Blaskopfes verteilt durch Flachlegen eines Blasfolienschlauches, — mit ein- 40 eine differenzierte Korrektur der Foliendickstellen und teiligem oder mehrteiligem Verteiler und Blaswerkzeug der Foiiendünnstellen der fertigen Kunststoffolie eraus Dorn und Mundstück, wobei um die Blaskopfachse folgt, und zwar unter Verzicht auf besondere über Leiein oder mehrere als Ringspalt bzw. als kegelförmiger tungssysteme, Pumpen und Wärmetauscher geführte Raum im Falle der Anordnung des Wärmetauschers im Wärmeaustauschmedien und unter Verzicht auf auf-Kern des Verteilers ausgeführte Wärmetauscher zur 45 wendige regeltechnische Maßnahmen. Beeinflussung von um die Blaskopfachse unterschied- Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß lieh sich ausbildenden Foliendickstellen und/oder Fo- jeder Wärmetauscher druckdicht verschlossen ist und liendünnstellen angeordnet sind, von denen sich wenig- daß jeder Wärmetauscher teilweise mit einem in Arstens eine Wirkungsfläche im wesentlichen parallel zum beitstemperaturbereich des Blaskopfes verdampfbaren Massestrom des thermoplastischen Kunststoffes er- 50 und wieder kondensierbaren Wärmeaustauschmedium streckt. Es mag sich um einen Blaskopf für die Herstel- gefüllt ist. — Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, lung von einschichtigen oder mehrschichtigen Kunst- daß bei einer Kunststoffschneckenstrangpresse der dem stoffolien handeln. — Die Foliendickstellen und die Fo- Blaskopf zugeführte thermoplastifizierte Kunststoff liendünnstellen bilden das sogenannte Toleranzprofil trotz der Aufbereitung in der Schneckenstrangpresse der fertigen Kunststoffteile. An das Toleranzprofil wer- 55 Viskositätsunterschiede aufweist, die im Blaskopf Fließden in zunehmendem Maße strengere Anforderungen unterschiede bewirken. Daraus resultiert ein Effekt der gestellt Darüber hinaus verlangt die Praxis, daß in der bei den Blasköpfen des beschriebenen Aufbaues einen fertigen Kunststoffolie unvermeidbare innere Spannun- oder mehrere partielle Gleichgewichtszustände ergen in möglichst homogener Verteilung vorliegen. Fo- zeugt. Das bedeutet, daß Masseströme mit niedrigerer liendickstellen und Foiiendünnstellen stören die Weiter- 60 Viskosität und damit höherer Temperatur das Werkverarbeitung der Kunststoffolie, zeug partiell auf ein höheres Temperaturniveau brin-

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Blaskopf (US- gen, wodurch wiederum die Viskosität an dieser Stelle

PS 29 37 402) werden die Wärmetauscher mit Wasser- erniedrigt wird. Ein Gleichgewicht wird dann über die

dampf beheizt Sie sind dazu als ringspaltförmiger oder Wärmeleitfähigkeit des Metallkörpers, aus dem der

kegelförmiger Raum ausgeführt, welche Räume durch 65 Blaskopf besteht, gegen benachbarte Abschnitte und

Wasserdampfeintrittsbohrungen und Wasserdampfaus- nach außen bestimmt. Erfindungsgemäß arbeilen die

trittsbohrungen offene Räume sind. Das ist zunächst in Wärmetauscher als autogene Temperaturausgleicher,

apparativer Hinsicht aufwendig, weil ein entsprechen- die partiell auftretende, vom Sollwert positiv oder nega-