DE3336181A1

DE3336181A1 - Vorrichtung zum kuehlen eines aus insbesondere einem extruderspritzkopf austretenden thermoplastischen folienschlauches

Info

Publication number: DE3336181A1
Application number: DE3336181A
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl.-Ing. 2820 Bremen Becker
Original assignee: OVERBECK GmbH AND Co
Current assignee: OVERBECK GmbH AND Co
Priority date: 1983-10-05
Filing date: 1983-10-05
Publication date: 1985-04-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines aus insbesondere einem Extruderspritzkopf austretenden thermoplastischen Folienschlauches gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden üblicherweise vor der Aus trittsdüse eines Extruders angeordnet. Die Vorrichtung umgibt den aus dem Extruder austretenden Folienschlauch konzentrisch, ohne ihn jedoch zu berühren. Zwischen dem

noch heißen Folienschlauch und der (Kühl-)Vorrichtung entsteht auf diese Weise ein ringförmiger Luftstrom' . Dieser Luftstrom wird ausgenutzt zur Luftkühlung des noch heißen Folienschlauches. Dazu wird aus der Kühlluftvorrichtung Kühlluft auf den gesamten äußeren Umfang des Folienschlauches geblasen. Zur Vergleichmäßigung der Kühlung über den gesamten FoIienschlauchumfang wird häufig die gesamte Vorrichtung relativ zum Folienschlauch verdreht. Durch all diese Maßnahmen sollen sowohl die Produktionsleistung des Extruders als auch die Qualität der gefertigten Folien bzw. des FoIienschlauchs verbessert werden.

Im Prinzip sind derartige Kühl 1uftvorrichtungen zwar bekannt, sie führen jedoch nicht zu der erwarteten Leistungssteigerung des Extruders, zumindest dann nicht, wenn eine einwandfreie Oberfläche des geblasenen FoIienschlauchs verlangt wird. Des weiteren führt bei Vorrichtungen dieser Art, die drehbar ausgeführt sind, der Anschluß der (nicht drehbaren) Luftzufuhrstutzen zu einer erheblichen Vergrößerung des Bauvolumens solcher Vorrichtungen. Schließlich sind diese aufwendigen Vorrichtungen recht teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die

eine wirkungsvolle Abkühlung des aus dem Extruder austretenden Folienschlauches und eine saubere, gleichmäßige Oberfläche desselben gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vor-

richtung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 auf.

Erfindungsgemäß liegt also die Längsrichtung der Luftzufuhrstutzen einerseits in der Ringebene des Gehäuses, andererseits aber weder in Tangentialrichtung des äußeren Gehäusemantels noch in Radialrichtung desselben. Vielmehr

sind die Luftzufuhrstutzen "quasi - tangentialgerichtet". Eine solche Mündungsrichtung der Luftzufuhrstutzen in das Gehäuse der Vorrichtung hat in erster Linie strömungstechnische Vorteile. Es wird nämlich eine gleichmäßige Füllung des Gehäuses erreicht mit einem Minimum an am Gehäuseumfang verteilten Luftzufuhrstutzen. Je nach Größe der Vorrichtung bzw. Durchmesser des Gehäuses können bereits drei Luftzufuhrstutzen für eine gleichmäßige Luftzufuhr ausreichend sein. Auch ein annähernd gleichmäßiger Druckverlauf am äußeren Umfang des Gehäuses im Bereich der Luftzufuhr wird durch derartig angeordnete Luftzufuhröffnungen erreicht. Diese kommt dadurch zustande, daß die Luft beim Eintritt in das Gehäuse in eine wirbelähnliche Rotation versetzt wird, wobei ein Druckausgleich entsteht. Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Richtung der Luftzufuhrstutzen eine Luftzufuhr in das Gehäuse ohne erhebliche Druckverluste möglich. Schließlich ermöglichen die schräg zum äußeren Gehäusering verlaufenden Luftzufuhrstutzen einen platz- ' sparenden Anschluß der Luftzufuhr leitungen . Diese können eng an das Gehäuse anliegend geführt werden und tragen somit zur platzsparenden Bauweise der Vorrichtung bei.

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, das Gehäuse mehrteilig auszubilden mit einem relativ zum Extruderspritzkopf stillstehenden Gehäusestator und einem relativ dazu bewegbaren Gehäuserotor . Letzterer bildet größtenteils die zylindrische äußere Mantelfläche des Gehäuses. Dem Gehäusering sind in diesem Fall die Lüftzufuhrstutzen des Gehäuses zugeordnet. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zur Verwendung an Extrudernmit sich drehenden Spritzköpfen. Der Gehäusestator dreht sich dann mit dem Spritzkopf des Extruders mit, d. h. er steht relativ zu demselben still. Der verdrehbar am Gehäusestator angeordnete Gehäusering kann auf diese Weise absolut gesehen stillstehen, um ein Sich-Mitdrehen bzw. Umwickeln der Luftanschlußschläuche um die Vorrichtung zu verhindern.

Konstruktionsbedingt ist im inneren Hohlraum des Gehäuses eine (aufrechte) Zwischenwand angeordnet. Diese ist mit einer Mehrzahl gleichmäßig auf ihrem Umfang verteilter Durchbrüche versehen. Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, diese Durchbrüche durch mindestens ein Gitter abzudecken. Zweckmäßigerweise geschieht dies durch einen umlaufenden Gitterring ,-der den äußeren Umfang der Zwischenwand teilweise umgibt bzw. überdeckt. Vorzugsweise ist das Gitter aus einem gelochten Blech hergestelIf, kann aber auch aus einem Geflecht oder sonstigem durchlässigen Material, beispielsweise Kieselgur, bestehen. In erster Linie dient ein solches Gitter zur Polarisierung des hinter den Luftzufuhrstutzen rotierend umlaufenden Luftstromes, d. h. zur Umorientierung der Luftzufuhrrichtung hinter den Gittern in eine zum Mittelpunkt der Vorrichtung f1ießende Strömung .

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Richtung zum Inneren der Vorrichtung der Zwischenwand eine Schikanewand zugeordnet. Diese ist ebenfalls umlaufend im Gehäuse angeordnet, und zwar in Verbindung mit einem extruderseitig angeordneten Teil des Gehäusestators. Die Schikanewand und die Zwischenwand im Gehäuse verlaufen mit Abstand voneinander annähernd parallel, wobei die Höhe der Schikanewand derart bemessen ist, daß sie geringfügig über die Höhe der Durchbrüche in der Zwischenwand hinausgeht. Die durch das Gitter und die Durchbrüche an bzw. in der Zwischenwand hindurchströmende Luft strömt somit zunächst gegen die Schikanewand,von wo aus sie umgelenkt und entsprechend in das Innere der Vorrichtung weitergeleitet wird. Diese Maßnahme dient zur weiteren Vergleichmäßigung des zufließenden Luftstroms in der Vorrichtung, nämlich zum Druckausgleich. Eventuelle Luftanhäufungen während des Hindurchströmens derselben durch die Durchgänge in der Zwischenwand werden hierdurch ausgeglichen.

Des weiteren sieht die Erfindung die Anordnung mindestens einer Drossel vor einer Luftaustrittsdüse der Vorrichtung vor. Besonders wirkungsvoll ist die Zuordnung einer ringförmigen Drossel zu einer in Extrusionsrichtung hinten liegenden Luftaustrittsdüse, d. h. an derjenigen Luftaustrittsdüse, die am dichtesten am Blaskopf des Extruders liegt. Durch die Drossel erfährt die im Inneren des Gehäuses der Vorrichtung turbulent fließende Luft eine Beruhigung, derart, daß die Luft aus der hinteren Austrittsdüse laminar austritt. Die Kühlluft fließt dann laminar an dem zu kühlenden Folienschlauch entlang bzw. mit dem in Extrusionsrichtung bewegten Folienschlauch mit bis zur vornliegenden ( zweiten ) Luftaustrittsdüse. Dort trifft auf den (noch) laminaren Luftstrom weitere, jedoch turbulente Kühlluft.

Nach einem weiteren Vorschlag ist am Austritt des Folienschlauches aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine vorzugsweise umlaufende Abrißkante vorgesehen. Diese bewirkt eine Zirkulation des insbesondere turbulent fließenden Kühlluftstromes, bevor dieser den Raum zwischen der Vorrichtung und dem Außenmantel des Folienschlauches verläßt. Geleitet durch die Abrißkante zirkuliert die Luft derart, daß sie am Außenmantel des Folienschlauches entgegengesetzt zur Extrusionsrichtung desselben gerichtet ist. Es kommt

_oc hierdurch zu einem "Abscheren" der inzwischen erhitzten Grenzschicht laminarer Luftströmung am Folienschlauch. Gleichzeitig erfährt der Schlauch ,bevor er die Kühlvorrichtung verläßt,nochmals eine intensive Abkühlung durch einen intensiven Kühl luftaustausch an der zu kühlenden Folie.

Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die konstruktive Ausgestaltung des Gehäuses, insbesondere des Gehäusestators und des Gehäuserotors, sowie die Lagerung und Ausbildung der zur Bildung der Kühlluft dienenden Einsätze.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:
5

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung im Halbschnitt,

Fig. 2 eine verkleinerte Draufsicht der Vorrichtung gemäß der Fig. 1,

Fig. 3 die geschnittene, rechte Hälfte der Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 4 eine Einzelheit IV aus der Fig. 3 einer Wälzlagerung zwischen dem Gehäuserotor und einer Hälfte des Gehäusestators.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine kreisrunde Kühlvorrichtung gezeigt, die konzentrisch vor einen in der Fig. 1 schematisch dargestellten Blaskopf 10 eines nicht dargestellten Extruders schraubbar ist. Die vorliegende Vorrichtung weist zwei Luftaustrittsdüsen auf, nämlich eine in Extrusionsrichtung (Pfeil 11) vornliegende, runde Luftdüse 13 und eine hintenliegende Luftdüse kleineren Durchmessers. Die Luftdüse 13 wird durch zwei Einsätze 14 und 15 gebildet, die an einem gemeinsamen Verstellring 16 gelagert sind, der wiederum an einem Gehäuse 17 der Vorrichtung gelagert ist. Letzteres wird durch einen Gehäusestator 18 und einen Gehäuserotor gebildet. Letzterer weist in diesem Ausführungsbeispiel

vier gleichmäßig am äußeren Umfang verteilt angeordnete

Luftzufuhrstutzen 20 auf.

Mit der unteren Hälfte des Gehäusestators 18 ist die Vorrichtung unverdrehbar vor dem Blaskopf 10 des Extruders befestigt. Zu diesem Zweck v/eist der Gehäusestator 18 an seiner Unterseite 21 drei gleichmäßig am Umfang verteilte Sockel 22 auf, in denen jeweils eine Zentrierschraube 23

mit parallel zur Unterseite 21 verlaufender Längsachse sitzt.

Die Fig. 2 läßt die Anordnung von vier Luftzufuhrstutzen 20 am Gehäuserotor 19 der schematisch dargestellten Vorrichtung erkennen. Die Längsrichtung (Pfeil 24) sämtlicher Luftzufuhrstutzen 20 liegt in der Längsmittelebene des Gehäuses 17. In bezug auf die Tangential richtung des Umfangs des Gehäuses 17 sind die Längsrichtungen 24 der Luftzufuhrstutzen 20 im vorliegenden Ausführungsbeispiel um etwa 45° geneigt angeordnet. An den freien Enden der Luftzufuhrstutzen 20 sind in bekannter Weise von einem Gebläse, beispielsweise einem Mitteldruckgebläse, kommen-.

de-Druckluftleitungen anschließbar.

Der mehrteilige Aufbau des Gehäuses 17 geht anschaulich aus der Fig. 3 hervor. Demnach besteht der Gehäusestator 18 aus zwei scheibenförmigen, parallel mit Abstand voneinander angeordneten Stirnwandungen 2-5 und 26. Letztere sind verbunden durch eine in etwa aufrechte Zwischenwand 27. Dazu ist die Zwischenwand 27 an die obere, von dem.Blaskopf 10 weggerichtete Stirnwand 25 angeformt und andererseits mit einer Stirnfläche 28 mit der unteren, am ßlaskopf 10 anliegenden Stirnwandung 26 verschraubt. Zur Zentrierung der beiden Stirnwandungen 25 bzw. 26 zueinander weist die (untere) Stirnwandung 26 einen umlaufenden, an der Innenseite der Zwischenwand 27 anliegenden Absatz 29 auf. Die Stirnwandung 26 ist hier zweiteilig ausgebildet, besteht nämlich aus einem Außenring 30 und einem Innenring 31. Über eine Zentrierung 32 und eine hier nicht dargestellte Verschraubung sind der Außenring 30 und der Innenring

. GOPY

zueinander ausgerichtet und verbunden.

Die Stirnwandung 25 und die Stirnwandung 26 bzw. der Außenring 30 weisen gegenüber der Zwischenwand 27 vorstehen-' de, umlaufende Kragen 33 und 34 auf. Zwischen den Kragen 33, 34 ist der zylindrische Gehäuserotor 19 verdrehbar gelagert, und zwar derart, daß die beiden mit Abstand voneinander liegenden, äußeren Ränder des Gehäusestators 18 in etwa bündig mit dem Außenmantel des Gehäuserotors 19 abschließen. Die Lagerung zwischen Gehäusestator 18 und Gehäuserotor 19 geschieht hier durch zwei Wälzlager, nämlich Kugellager 36. Ein Kugellager 36 ist jeweils zwischen, einer der beiden Stirnflächen des Gehäuserotors 19 und der gegenüberliegenden Innenseite des Kragens 33 bzw. 34 angeordnet.

Der Aufbau der Kugellager 36 geht aus der in der Fig. 4 gezeigten Einzelheit hervor. Demnach ist in jedem Kragen 33 bzw. 34 mit Abstand vom äußeren Rand eine umlaufende

^O Nut 37 mit rechteckförmigem Querschnitt angeordnet. Die Nut 37 nimmt im wesentlichen die Kugeln 38 der Kugellager 36 auf. Sowohl die Grundflächen der Nuten 37 in den Kragen 33, 34 als auch die Stirnflächen 35 des Gehäuserotors 19 weisen darüber hinaus umlaufende Kugelbahnen 39 bzw. 40 mit in etwa kreisabschnittförmigem Querschnitt auf. Auf den Kugelbahnen 39 und 40 walzen sich die Kugeln 38 der Kugellager 36 zwischen dem Gehäusestator 18 und dem Gehäuserotor 19 ab. Die Kugelbahnen 39 und 40 dienen aber auch in Verbindung mit den Kugeln 38 zur formschlüssigen Lagerung des Gehäusestators 18 gegenüber dem Gehäuserotor 19 in radialer Richtung. Die Kugellager 36 dieses Ausführungsbeispiels der Vorrichtung weisen keinen Kugelkäfig auf. Bei Bedarf kann jedoch auch ein Kugelkäfig Verwendung finden. Ebenso können anstelle der Kugeln 38 als Wälzkörper auch andere Wälzkörperformen für die Lagerung zwischen dem Gehäusestator 18 und dem Gehäuserotor 19

der Vorrichtung Verwendung finden.

Der Gehäuserotor 19 ist gegenüber dem Gehäusestator 18 zusätzlich zu der durch die Kugellager 36 geschaffene Zentrierung durch eine Anlauffläche 41 an der unteren Stirnwandung 26, nämlich an dessen Außenring 30, zentriert.

Den Kugellagern 36 zwischen dem Gehäusestator 18 und dem Gehäuserotor 19 ist jeweils eine umlaufende, innenliegende Dichtung 42 zugeordnet. Die Dichtungen 42 sind in einer rechteckförmigen Nut 43 in den Kragen 33 bzw. 34 untergebracht. Sie sollen einen Austritt der in das Innere des Gehäuses 17 durch die Luftzufuhrstutzen 20 geblasenen Luft durch die Lagerstellen zwischen dem Gehäusestator 18 und dem Gehäuse 17 hindurch verhindern.

Aus der in der Fig. 3 erkennbaren, äußeren, ringartigen Luftkammer 44 im Gehäuse 17 gelangt die nach dem Einströmen rotierende Luft durch in der Zwischenwand 27 angeordnete Durchbrüche 45 in eine zweite, weiter innen in der Vorrichtung liegende Luftkammer 46. Die Durchbrüche 45 sind gleichmäßig auf dem Umfang der Zwischenwand 27 verteilt angeordnet, und zwar ausgehend von der Stirnfläche 28 der Zwischenwand 27.

Überdeckt sind die Durchbrüche 45 an der nach außen gerichteten Seite der Zwischenwand 27 durch ein Gitter eines umlaufenden Gitterringes 47. Letzterer ist hier aus einem dünnen Blechring gebildet, der eine Lochung aufweist, die beispielsweise über einen Lochdurchmesser von 2,5 mm und einer Teilung von ca.6,5 mm verfügt. Der Gitterring 47 kann mit der Zwischenwand 27 verschraubt sein, oder auch - wie hier - formschlüssig gehalten sein durch eine Ausnehmung

48 am äußeren Umfang der Zwischenwand 47. 35

In Richtung zum Inneren der Vorrichtung ist der Zwischenwand 27 eine mit Abstand parallel dazu verlaufende Schikanewand 49 vorgeordnet. Die Schikanewand 49 ist mit der unteren Stirnwandung 26, und zwar mit dem Außenring 30 des Gehäusestators 18 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schikanewand 49 und der Außenring 30 einstückig ausgebildet. Die Höhe der Schikanewand 49 ist größer als diejenige der Ausnehmungen 48. Dadurch wird der aus den Ausnehmungen 48 konzentriert austretende, bereits auf'die Mittelachse der Vorrichtung gerichtete Luftstrom zum Druckausgleich umgelenkt, und turbulent. Oberhalb der Schikanewand 49 verläßt nun der Luftstrom die innen 1 iegende Luftkammer 46 des aus dem Gehäusestator 18 und dem Gehäuserotor 19 gebildeten Teils des Gehäuses 17. 15

Die Luft tritt nun in eine am Ausgang des Gehäuses 17 liegende Gehäusevorkammer 50 ein. Hierin findet eine Teilung der Luftströmung statt. Während ein Teil der Druckluft durch eine Drossel 51 zur in Extrusionsrichtung 11 hinten-

liegenden Luftdüse 12 strömt, strömt der restliche Teil der Druckluft durch eine kammartig ausgebildete Öffnung 52 am unteren Rand des Verstel1 ringes 16 hindurch zur in Extrusionsrichtung 11 vornliegenden Luftdüse 13.

Die Drossel 51 wird von einem aufrechten, äußeren Teil der Schikanewand 49 am unteren Teil des Gehäusestators 18 und einer parallel dazu verlaufenden, aufrechten Wandung eines unteren Einsatzes 14 gebildet.. Ein dadurch entstehender, in etwa kreisringförmiger Spalt bildet auf diese Weise die

Drossel 51. Hiernach passiert die Luft einen sich in Normalstellung des Einsatzes 14 leicht erweiternden Strömungsraum 53, der in der Ebene der Unterseite 21 des Gehäusestators 18 liegt. Die Drossel 5I mit dem daran anschließenden Strömungsraum 53 erreicht einen laminaren Strömunqs-

verlauf der Druckluft, die anschließend laminar in Richtung zur Längsmittelachse der Vorrichtung aus der Luftdüse

^ 12 austritt. Letztere wird gebildet durch eine innere aufrechte Führungswandung 54 an der unteren Stirnwandung 26, und zwar an deren Innenring 31. Parallel zur Führungswandung 54 verläuft mit Abstand hiervon, also mit größerem Durchmesser, eine ebenfalls aufrechte Zylinderwandung des Einsatzes 14. Gehalten ist der untere Einsatz 14 an einem außenliegenden Kragen 55 an einer unteren Stirnseite 56 des in etwa zylindrischen Verstellrings 16. Dieser wiederum ist über ein Außengewinde 57 an seinem oberen, zylindrischen Teil durch ein korrespondierend ausgebildetes Gewinde mit der oberen Stirnwandung 25 des Gehäusestators 18 verbunden. Durch Verdrehung des Verstellrings 16 und des daran befestigten unteren Einsatzes 14 ist in Axial richtung der Vorrichtung eine Verstellung desselben möglich. Zu diesem Zweck sind am oberen Rand des Verstel lringes 16 zwei gegenüberliegende Handgriffe 58 angeordnet. Die Axialverstellung des Einsatzes 14 ermöglicht eine Veränderung des Druckluftaustrittsquerschnitts an der Luftdüse 12. Eine untere, innere Kante 59 des Einsatzes 14 ist hierzu nämlieh in Richtung der Innenfläche des Innenrings 31 des Gehäusestators 18 veränderbar. Um Schaden beim Auffahren des Einsatzes 14 auf den Innenring 31 zu verhindern, ist die Kante 59 am Einsatz 14 leicht abgerundet.

In besonderer Weise ist die kammartig ausgebildete Öffnung 52 zwischen der Stirnseite 56 des Verstellrings 16 und dem Kragen 55 am Einsatz 14 ausgebildet. Die Öffnung 52 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nämlich aus mit Abstand nebeneinander angeordneten Zylindern 60 gebildet, die gleichmäßig auf den Umfang des Verstellrings 16 verteilt sind. Die Höhe und der Durchmesser der Zylinder 60 sind hier in etwa gleich bei einem untereinander gleichen Abstand, der wiederum dem Durchmesser der Zylinder 60 entspricht. Eine Zentrierung zwischen dem Einsatz 14 und dem Verstellring 16 bildet ein Absatz 61 an der Oberseite des Kragens 55 am Einsatz 14. Durch die beschriebenermaßen einfach gußtech-

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nisch herzustellende Öffnung 52 am Verste11 ring 16 fließt der restliche Teil der aus der Gehäuse vorkammer 5o austretenden Druckluft in eine Vorkammer 62, durch die ein Austritt der Druckluft aus der in bezug auf die Extrusionsrichtung 11 vornliegende Luftdüse 13 erfolgt. Im Gegensatz zum laminaren Austritt der Druckluft aus der Luftdüse 12 tritt diese aus der Luftdüse 13 turbulent aus.

Die Luftdüse 13 wird durch einen innenliegenden, aufrechten Ring 63 an der Oberseite des Einsatzes 14 und einen parallel dazu verlaufenden, ebenfalls aufrechten Außenring 64 am oberen Einsatz 15 gebildet. Der obere Einsatz 15 ist ebenfalls am Verstellring 16 gelagert, und zwar durch ein mit einem Innengewinde 65 am oberen Rand des Verstellrings 16 zusammenwirkendes Gewinde. Durch diese Lagerung ist der Einsatz 15 relativ zum Einsatz 14 in Längsrichtung der Vorrichtung verstellbar. Zu diesem Zweck sind auch am oberen Rand des Einsatzes 15 zwei gegenüberliegende Handgriffe 66 angeordnet. Dadurch ist auch der Luftaustrittsspalt an der Luftdüse 13 vergrößer- bzw. verringerbar. Die Luftdüse 13 ist dadurch ebenfalls schließbar.

Die derart gelagerten Einsätze 14 und 15 lassen folgende Verstellung zu:

Durch Drehen am Handgriff 58 ist der Verstellring 16 mit beiden Einsätzen 14 und 15 gleichzeitig gegenüber dem Gehäuse 17 höhenverstellbar. Dadurch ist der Spalt der Luftdüse 12 zu verändern, ohne daß der Spalt der Luftdüse 13 sich ändert. Dagegen ist mit den Handgriffen 66 lediglich

³^ der obere Einsatz 15 gegenüber dem unteren Einsatz 14 und den übrigen Teilen der Vorrichtung verstellbar, wobei die Luftdüse 13 verstellbar ist, nicht aber die Luftdüse 12. Die zylindrischen, zueinander annähernd parallelen Begrenzungsflächen der Luftdüsen 12 und 13 sowie der Drossel 51 verändern während der Verstellung der Einsätze 14 und 15 sowie des Verste11 rings 16 ihren Abstand und ihre Richtung

nicht. Dadurch ist die Wirkung der Drossel 51 unabhängig von der Verstellung der Einsätze 14 bzw. 15 annähernd gleich. Ebenfalls ändert sich die Ausströmrichtung der

Druckluft aus den Luftdüsen 12 und 13 durch die Versteift

lung der Einsätze 14 bzw. 15 prinzipiell nicht, d. h. die Luft strömt in Extrusionsrichtung 11 aus den Luftdüsen 12 und 13 aus.

Die Neigungen der innenliegenden Flächen der Einsätze 14 und 15 richten sich nach dem Aufblasverhältnis des aus dem Blaskopf 10 des Extruders austretenden, in der Fig. 1 strichpunktiert dargestellten Folienschlauches 67. Bei großem Aufblasverhältnis verlaufen die Innenflächen der Einsätze 14 und 15 relativ stark geneigt, während bei geringem Aufblasverhältnis die Innenflächen der Einsätze 14 und 15 steller verlaufen können.

In besonderer Weise ist der obere, innere Rand des oberen Einsatzes 15 ausgebildet. Dieser weist hier eine umlaufende Abrißkante 68 auf. Diese besteht aus einem nach innen verlaufenden Bogen, der am.oberen, inneren Rand des Einsatzes 15 einen Vorsprung bildet. Im vorliegenden Fall läuft der Bogen an einer schmalen, aufrechten Fase 69 der oberen Stirnfläche des Einsatzes 15 aus. Alternativ kann der Bogen auch scharfkantig an der Oberseite eines Einsatzes auslaufen, so daß dort eine spitze Abrißkante entsteht.

In der Fig. 3 ist eine besonders gestaltete Unterseite 21 des Gehäusestators 18 gezeigt. Hier weist die Unterseite einen kreisringförmigen Ansatz 70 auf, mit dem die Vorrichtung am Blaskopf 10 des Extruders anliegt. Die Anlagefläche 71 des Ansatzes 70 am Blaskopf 10 ist mit einer Profilierung versehen, die hier aus zentrisch, also zum Mittelpunkt der Vorrichtung gerichteten Rillen 72 besteht. Die derartige Ausbildung der Unterseite 21 des Gehäusestators 18 hat im wesentlichen zwei Gründe. Erstens soll zwischen der Vorrichtung und dem Blaskopf 10 des Extruders Luft hindurch-

treten können, die eine Unterdruckbildung zwischen dem Folienschlauch 67 und der Kühlvorrichtung verhindert, wenn Druckluft aus den Luftdüsen 12 und 13 am äußeren Umfang des FoIienschlauchs 67 entlanggeblasen wird. Zweitens wird die Auflagerfläche des Gehäuses 17 der Kühlvorrichtung am beheizten Blaskopf 10 des Extruders verringert und so wirkungsvoll eine Wärmeübertragung vom Extruder auf die Kühlvorrichtung verhindert. Die Kühlvorrichtung bleibt dadurch relativ kalt, so daß die aus der Kühlvorrichtung austretende Druckluft keine unerwünscht hohe Erwärmung erfährt, d. h. eine wirkungsvolle Kühlung gewährleistet ist. Gegebenenfalls kann zwischen der Kühlvorrichtung und dem Blaskopf 10 zusätzlich noch ein Isolierring aus gering wärmeleitfähigem Material angeordnet sein.

Die hier beschriebene Kühlvorrichtung ist vorzugsweise aus einem Aluminium-Gußwerkstoff hergestellt. Bei größeren Kühlringen für Blasköpfe zur Herstellung von Folienschläuchen größeren Durchmessers kann aus Stabilitätsgründen ein Teil der Vorrichtung, insbesondere der Gehäusestator 18, aus Stahl bzw. Stahl- oder Grauguß gefertigt sein.

Meissner & Bolte

Patentanwälte

Anmelder:

Overbeck GmbH & Co. Duckwitzstraße 39

2800 Bremen 1

-Ur

Bremen, den 4. Oktober 1983/9119

Bezugszeichenl iste

10	Blaskopf	41	Anlauffläche
11	Pfeil - Extrusionsrichtung	42	Dichtung
12	Luftdüse	43	Nut
13	Luftdüse	44	Luftkammer
14	Einsatz	45	Durchbruch
15	Einsatz	46	Luftkammer
16	Verstellring	47	Gitterring
17	Gehäuse	48	Ausnehmung
18	Gehäusestator	49	Schikanewand
19	Gehäuserotor	50	Gehäusevorkammer
20	Luftzufuhrstutzen	51	Drossel
21	Unterseite	52	Öffnung
22	Sockel	53	Strömungsraum
23	Zentrierschraube	54	Führungswandung
24	Pfeil - Längsrichtung	55	Kragen
25	Stirnwandung	56	Stirnseite
26	Stirnwandung	57	Außengewinde
27	Zwischenwand	58	Handgriff
28	Stirnfläche	59	Kante
29	Absatz	60	ZyIinder
30	Außenring	61	Absatz
31	Innenring	62	Vorkammer
32	Zentrierung	63	Ring
33	Kragen	64	Außenring
34	Kragen	65	Innengewinde
35	Stirnfläche	66	Handgriff
36	Kugellager	67	Folienschlauch
37	Nut	68	Abrißkante
38	Kugel	69	Fase
39	Kugelbahn	70	Ansatz
40	Kugelbahn	71	Anlagefläche
		72	Rille

Claims

Ansprüche 10

1. Vorrichtung zum Kühlen eines aus insbesondere einem Extruderspritzkopf austretenden thermoplastischen Folienschlauches mittels von außen zugeführter (Kühl-)Luft, mit einem mindestens einen äußeren Luftzufuhrstutzen aufweisenden, vorzugsweise kreisförmigen Gehäuse, in dem wenigstens ein Einsatz zur Bildung eines oder mehrerer kreisringförmiger (Kühl-)Luftdüsen mit verstellbarer Spaltbreite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet daß die Luftzufuhrstutzen (20) bezüglich ihrer Durchströmungsrichtung bzw. Längsrichtung (24) schräg zur Tangentialrichtung einer äußeren Mantelringfläche des Gehäuses (17) gerichtet sind.

COPY

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrstutzen (20) auf ungefähr halber Höhe des Mantels im Gehäuse (17) münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrstutzen (20) zylindrisch ausgebildet sind .

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Mantelfläche relativ zum Gehäuse (17) drehbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gehäuse (17) mehrteilig ausgebildet ist mit einem (feststehenden) Gehäusestator (18) und einem drehbar an demselben gelagerten Gehäuserotor (19), in den die Luftzufuhrstutzen (20) münden.
20

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusestator (18) zweiteilig ausgebildet ist mit Stirnwandungen (25, 26), die durch eine ringförmige Zwischenwand (27) miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (27) mit Abstand von einem äußeren Rand an der (oberen) Stirnwandung (25) des Gehäusestators (18) angeordnet ist, derart, daß an jeder Stirnwandung (25,26) ein (außen) überstehender Kragen (33, 34) entsteht, und zwischen den Kragen (33, 34) der Gehäuserotor (19) drehbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserotor (19) zwischen den Kragen (33, 34) der Stirnwandungen (25, 26) durch Wälzlager (Kugellager

36) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Stirnfläche (35) des Gehäuserotors (19) und einer angrenzenden Innenwand des jeweiligen Kragens (33 bzw. 34) der Stirnwandungen (25, 26) des Gehäusestators (18) ein Wälzlager- insbesondere ein Kugellager (36) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kugellager (36) eine umlaufende Kugelbahn. (39) in jeder Stirnfläche (35) des Gehäuserotors (19) und in den Kragen (33 bzw. 34) der Stirnwandungen (25, 26) des Gehäusestators (18) aufweist, zwischen denen eine Mehrzahl von als Wälzkörper dienenden Kugeln (38) formschlüssig gehalten angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Kugelbahnen (39 bzw. 40) einen als Kreisabschnitt ausgebildeten Querschnitt aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kugelbahnen (39) in den Stirnwandungen (25, 26) des Gehäusestators (18) im Boden einer rechteckförmigen Nut (37) angeordnet sind zur Aufnahme des größten Teils der Kugeln (38) .
35

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Stirnwandung (25, 26) des Gehäusestators (18) und dem Gehäuserotor (19) mindestens eine Dichtung

(42) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß -die Dichtungen (42) in bezug auf die Kugellager (36)

".Ό innenliegend im Gehäuse (17) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (42) umlaufend ausgebildet sind und in einer kreisförmig umlaufenden Nut (43) mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt in jeder Stirnwandung (25, 26) des Gehäusestators (18) angeordnet sind, derart, daß die Dichtung (42) mit der ihr jeweils zugeordneten Stirnfläche (35) des Gehäuserotors (19) zusammenwirkt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den in der ringförmigen Zwischenwand (27) vorzugsweise gleichmäßig am Umfang verteilten Durchbrüchen (45) wenigstens ein siebartiges Gitter (Gitterring 47) angeordnet i st.

17. Vorrichtung nach Anspruch 17 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter als ein kreisförmiger Gitterring (47) ausgebildet ist, der die nach außen gerichtete Seite der Zwischenwand (27) umgibt zur überdeckung aller Durchbrüche (45) in der Zwischenwand (27).

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gitterring (47) eine Perforation aus quergerichteten Löchern aufweist, vorzugsweise mit einem Durchmesser von etwa 2,5 mm und einer Teilung von etwa 6,5 mm.

19. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Gitterring (47) und die Durchbrüche (45) in der Zwischenwand (27) hindurchtretende Luftstrom im

Inneren des Gehäuses (17) umlenkbar ist. IO

20. Vorrichtung nach Anspruch 19 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im Gehäuse (17) durch eine ringförmige Schikanewand (49) umlenkbar ist, die zum Inneren des Gehäuses

(17) mit-Abstand vor den Durchbrüchen (45) in der Zwischenwand (27) in etwa parallel zu derselben verlaufend angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schikanewand (49) größer als die Höhe der Durchbrüche (45) in der Zwischenwand (27) des Gehäuses (17) ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanewand (49) an der (unteren) Stirnwandung (26) angeordnet ist, vorzugsweise einstückig an derselben angeformt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder meh reren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer ringförmigen Luftdüse (12 bzw. 13) eine Drossel (51) zugeordnet ist zur Regulierung des Luftstrom austrittes.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (51) einer in Richtung zum Blaskopf (10) des Extruders liegenden Luftdüse (12) zugeordnet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (51) als ringförmiger Spalt mit vorzugsweise konstanter Breite ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 25 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spalts der Drossel (51) derart gewählt ist, daß dessen Breite unabhängig von der Breite der eingestellten Luftaustrittsöffnungen der Luftdüsen (12, 13) annähernd konstant bleibt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (12 und 13) derart ausgebildet sind, daß sie einen annähernd in Extrusionsrichtung (11) gerichteten (Druck-)Luftstrom erzeugen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Luftdüsen (12 bzw. 13) einen kreisringförmigen Spalt aufweisen, den aufrechte, vorzugsweise parallele Seitenwände der Einsätze (14, 15) bzw. der (unteren) Stirnwandung (26) bilden.
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29. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Luftdüse (12 bzw. 13) eine (Luft-)

Abrißkante (68) zugeordnet ist.
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30. Vorrichtung nach Anspruch 29 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer in Extrusionsrichtung (11) vorderen Luftdüse

(13) eine Abrißkante (68) nachgeordnet ist. 5

31. Vorrichtung nach Anspruch 30 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrißkante (68) umlaufend ausgebildet ist durch eine entlang eines Bogens verlaufende Einschnürung des Durchmessers im oberen Bereich des Einsatzes (15).

32. Vorrichtu-ng nach Anspruch 31 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Bogens der Abrißkante (68) eine umlaufende, aufrechte Fase (69) zur Entschärfung der Abrißkante (68) angeordnet ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (21) der an den Blaskopf (10) anliegenden Stirnwandung (26) des Gehäusestators (18) mindestens eine radialgerichtete Belüftungsleitung (Rille 72) angeordnet ist zum Ausgleich eines eventuell zwischen dem Außenmantel des Folienschlauches (67) und den.mit Abstand dazu verlaufenden Wandungen des Gehäuses (17) bzw. der Einsätze (14, 15) entstehenden Unterdrucks.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33 sowie einem oder

mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Belüftungsleitungen als in einem Ansatz (70) unterhalb der Unterseite (21) der Stirnwandung (26) angeordnete:. Rillen (72) ausgebildet sind.

Meissner & Bolte

Patentanwälte 35

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