DE3436881C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 nach Patent 33 35 334.

Die Kühlvorrichtung nach dem Hauptpatent ermöglicht ohne schäd­ liche Einwirkung auf die Folienblase eine derart große Abkühlung des Folienschlauches über die Länge der durch die Innenkühlringe gebildeten Kühlstrecke, daß der Folienschlauch im Anschluß an diese Kühlstrecke mit großem Aufblasverhältnis zu der Folien­ blase aufgeblasen werden kann. Damit lassen sich mit der Kühl­ vorrichtung nach dem Hauptpatent beispielsweise Blasfolien aus Polyäthylen niederer oder angehobener Dichte mit großer Festig­ keit herstellen, weil der extrudierte Folienschlauch über die Länge der Kühlstrecke, in der er eine flaschenhalsförmige Form aufweist in Längsrichtung ausgezogen und anschließend mit großem Aufblasverhältnis zu einer Folienblase aufgeblasen wer­ den kann. Dieses große Aufblasverhältnis läßt sich aufgrund der hohen Kühlleistung im Bereich des Folienhalses unterhalb der Folienblase erreichen. Bei der Kühlvorrichtung nach dem Haupt­ patent stabilisieren die etagenförmig übereinander angeordneten Innenkühlringe mit konvexen Luftleitflächen den Folienschlauch im Bereich seiner Flaschenhalsform so gut, daß er von außen mit einem scharfen, diesen zylindrisch einhüllenden Luftstrahl mit unvermeidbaren Turbulenzen angeblasen werden kann. Eine Zerstö­ rung der Folienblase durch diesen scharfen Kühlluftstrahl wird durch die Prallplatte oder Blende verhindert, die den Außenkühl­ luftstrom radial nach außen ableitet und dadurch die Folienblase schützt. Der zwischen dem Lochrand und der Prallplatte oder Blende und dem Folienschlauch gebildete Ringspalt ist so bemes­ sen, daß durch diesen lediglich noch ein Luftstrahl mit verrin­ gerter Energie hindurchtreten kann, der zur weiteren Kühlung der Schlauchfolie im Aufblasbereich beiträgt. In dem Ringspalt wird der Luftstrom gedrosselt und gleichzeitig geglättet, so daß er die Folienblase nicht zu beschädigen, sondern nur zu kühlen vermag.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühlvorrichtung nach dem Hauptpatent derart zu verbessern, daß sich Blasfolien mit noch größerer Festigkeit herstellen lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die das sich bis in den Bereich der Folienblase erstreckende Rohr zum Abführen der Kühl- und Aufblasluft konzentrisch einfassenden Innenkühlringe in ihrem Durchmesser ausgehend von dem untersten Innenkühlring, der in seinem Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Extrusionsringdüse entspricht, in der Weise abnehmen, daß der extrudierte Folienschlauch vor seinem Aufblas­ bereich eine sich nach oben hin verjüngende kegelstumpfartige Form mit kleinem Kegelwinkel annimmt. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung gestattet es dem extrudierten Folienschlauch im Bereich des Schlauchfolienhalses vor dem Aufblasen, sich auf einen geringeren Schlauchdurchmesser zusammenzuziehen, was eine Festigkeitssteigerung gegenüber einem Schlauch zur Folge hat, der vor seinem Aufblasen etwa den gleichen Durchmesser aufweist wie die Extrusionsringdüse. Unter dem Kegelwinkel wird der Win­ kel zwischen den Kegelmantellinien im Axialschnitt verstanden. Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung kommen­ den Innen- und Außenkühlsysteme ermöglichen trotz der kegelstumpf­ förmigen Verjüngung des extrudierten Schlauches im Bereich des Schlauchfolienhalses eine so gute Kühlung, daß sie der Folien­ schlauch mit großem Aufblasverhältnis zu einer Folienblase auf­ blasen läßt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Steigerung des Kühlluftdurchsatzes vorgesehen, daß das Rohr zum Abführen der Kühl- und Aufblasluft im Bereich der Innenkühlringe derart aus Rohrabschnitten, die nach oben hin in ihrem Durchmesser abneh­ men, besteht, daß zwischen jeweils zwei Rohrabschnitten ring­ spaltförmige Eintrittsöffnungen gebildet sind. Die einzelnen Rohrabschnitte können dabei teleskopartig ineinandergreifen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Folienblaskopf und die Kühlvorrichtung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Innenkühlring in vergrößerter Darstellung.

Die Kunststoffschmelze 1 wird in Richtung des Pfeils 2 von einem nicht dargestellten Extruder über den Anschlußflansch 3 in das Blaskopfgehäuse 4 mit dem ringförmigen Schmelzekanal 5, der in der aus der DE-PS 20 09 914 bekannten Weise ausgebildet sein kann, seitlich eingespeist. Aus der Extrusionsringdüse 6 des Folienblaskopfes wird die Schlauchfolie 7 ausgeformt, die über die Höhe H von mindestens dem fünffachen Durchmesser der Extru­ sionsringdüse 6 eine sich verjüngende, kegelstumpfartige Form annimmt.

Die Schlauchfolie 7 tritt im Bereich des obersten Kühlringes 8 durch die lochartige Öffnung der Irisblende 9 hindurch und wird anschließend in der kurzen radialen Aufweitungszone 10 auf den vollen Durchmesser der Folienblase 11 ausgereckt. Der zu der Folienblase 11 aufgeblasene Folienschlauch wird anschließend flachgelegt, abgezogen und aufgewickelt.

Die Innenkühlringe 8 nehmen ausgehend von dem untersten Innen­ kühlring nach oben hin von Innenkühlring zu Innenkühlring in ihrem Durchmesser ab, so daß die über die Innenkühlringe 8 abgezogene Schlauchfolie 7 über die Länge der durch die Innen­ kühlringe 8 gebildeten Kühlstrecke eine kegelstumpfförmige Form annimmt. Der Durchmesser der Schlauchfolie 7 kann sich im Be­ reich des Endes der Kühlstrecke bis etwa auf die Hälfte des Durchmessers der Extrusionsringdüse verringern.

In Höhe der Folienerstarrungslinie 12 ist auf der Außenseite der Folienblase 11 die Folienkalibriervorrichtung 13 mit den Stütz­ elementen 14 angeordnet.

Im Zentrum des seitlich eingespeisten Folienblaskopfes 4 ist eine große Durchlaßbohrung 15 angeordnet, die zusammen mit dem Auslaßrohr 16 den konzentrischen Ringkanal 17 bildet, in den von einem nicht dargestellten Gebläse die Kühlluft in Richtung des Pfeils 18 eingeblasen wird. Die Kühlluft tritt aus dem Ringkanal 17 über Kühlluftleitrohre 19 in die schematisch angedeuteten Innenkühlringe 8 ein, die im Abstand voneinander etagenartig übereinander angeordnet und durch die Rohre 19 miteinander ver­ bunden sind. Die Innenkühlringe 8 weisen eine aerodynamische Profilierung ihrer äußeren Luftleitflächen in der Weise auf, daß diese einen radial nach innen gerichteten Saugeffekt auf die weich-plastische Schlauchfolie 7 ausüben. Die Ausgestaltung der einzelnen Innenkühlringe 8 ist aus Fig. 2 ersichtlich.

Im Bereich der durch die Innenkühlringe 8 gebildeten Kühlstrecke ist das Auslaßrohr 16 in Rohrabschnitte 16′, 16′′, 16′′′, 16′′′′ unterteilt, die nach oben hin in ihrem Durchmesser abnehmen und derart über kurze Strecken teleskopartig ineinandergreifen, daß zwischen jeweils zwei Rohrabschnitten ringspaltförmige Eintritts­ öffnungen gebildet sind. Die einzelnen Rohrabschnitte können über speichenartige Stege miteinander und ggf. auch mit den Innenkühlringen verbunden sein.

Der in Fig. 2 im teilweisen Längsschnitt dargestellte Innen­ kühlring 8 weist auf seiner der Innenwandung der extrudierten Schlauchfolie 7 zugewandten Seite eine in Form der Saugseite eines Flugzeugflügels konvex gekrümmte Luftleitfläche 20 auf. In Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Luftleitring 8 ist ein vorflügelförmiger Ring 21 angeordnet, der das vordere Ende des Luftleitrings 8 überlappt und mit diesem einen Ringspalt 22 bil­ det, der in Anströmrichtung der tragflügelförmig ausgebildeten Luftleitfläche des Kühlrings 8 weist und damit im spitzen Winkel zur Folienwandung 7 steht. Der kühlende Bereich des Kühlrings 8 mit dem vorflügelartigen Ring 21 ist durch die strichpunktier­ te Begrenzungslinie 23 kenntlich gemacht und entspricht im wesentlichen in seiner Ausgestaltung der Oberfläche eines Flug­ zeugtragflügels mit Junkers-Vorflügel.

Aus dem Spalt 22 zwischen dem vorflügelförmigen Ring 21 und dem Luftleitring 8 wird der Hauptluftstrom ausgeblasen, wobei dieser aufgrund der durch seine hohe Geschwindigkeit erzeugten Saugwir­ kung stabilisierend auf die zu kühlende Schlauchfolie 7 wirkt. In bezug auf die Schlauchfolie 7 weist der Kühlring 8 mit vor­ flügelförmigem Ring 21 insgesamt eine ringflügelartige Ausge­ staltung auf.

Durch den Injektoreffekt des Luftstrahls 24 wird über den vor­ flügelförmigen Ring 21 ein Zusatzluftstrom 25 angesaugt, der die Kühlung und Luftführung unterstützt.

Nach dem zugrundegelegten Tragflügelprinzip strömt am Ende der Luftleitfläche 20 die Kühlluft von dem Kühlring 8 mit vernach­ lässigbarer Turbulenz in Richtung der Pfeile 26 ab, wobei von der tragflächenförmigen Unterseite die unter Unterdruck befind­ liche Luft 27 wirbelfrei in die Strömungsrichtung umgelenkt wird und als Luftstrahl 28 in Richtung der Kühlluft strömt.

Die Folienaußenkühlung wird durch den Außenkühlring 30 bewirkt, in den von einem nicht dargestellten Gebläse in Richtung des Pfeils 31 Außenkühlluft eingeleitet wird. Diese Außenkühlluft tritt aus dem Außenkühlring 30 über den Austrittsspalt 32 mit aufgerichteten Austrittslippen in Form eines scharfen Luftstrah­ les 33 konzentrisch und achsparallel zu dem kegelförmigen Folien­ schlauch 7 aus.

In Höhe des obersten Innenkühlrings 8 ist die Halterung 34 der Irisblende 9 angeordnet, die über Bolzen 35 od. dgl. auf dem Außenkühlring 30 abgestützt ist. Die lochartige Öffnung der Irisblende 9 begrenzt gegenüber dem schlanken Schlauchfolienhals einen ringförmigen Durchtrittsspalt 36, durch den der Restluft­ strom 37 der Außenkühlluft hindurchtritt und den Folienschlauch in der Aufweitungszone 10 kühlt. Die Hauptmenge der Außenkühl­ luft 33 wird durch die Irisblende 9 in Richtung der Pfeile 38 radial nach außen abgelenkt.

Nach Passieren der Innenkühlringe 8 tritt die erwärmte Innen­ kühlluft in die Schlauchfolienblase 11 ein und wird als erwärmte Luft über das zentrale Rohr 16 mittels eines nicht dargestellten Gebläses zur Erhöhung der Kühlleistung abgesaugt.

Beim Anfahren der Blasfolienanlage kann zum Einziehen des Schlauchfolienanfangs die Irisblende vollständig geöffnet werden. Je nach Extruderausstoßleistung bzw. Folienabzugsge­ schwindigkeit wird die Irisblende so weit geschlossen, daß eine ausreichende Restkühlmenge für die Kühlung der Aufweitungszone 10 durch den Ringspalt hindurchtreten kann. Zur Anpassung der Irisblende an veränderte Ausstoßleistungen oder Abzugsgeschwin­ digkeiten kann deren Höhe über den Düsenspalt 6 auch verändert werden.

Die dargestellte Kühlvorrichtung ermöglicht den Einsatz eines Außenkühlrings mit einem aus diesem mit hoher Geschwindigkeit austretenden Kühlluftstrom, der entlang des langen, schlanken Folienhalses geblasen wird. Trotz entstehender Turbulenzen ver­ mag dieser scharfe Außenkühlluftstrom die noch weichplastische Schlauchfolie nicht zu beschädigen, weil diese durch die beson­ ders profilierten, etagenförmig übereinander angeordneten Innen­ kühlringe stabilisiert wird, die auf diese einen radial nach innen gerichteten Saugeffekt ausüben.

Der scharfe Blasluftstrom der Außenkühlung vermag die Folien­ blase 11 nicht zu beschädigen, weil dieser auf die Irisblende 9 trifft, die den Hauptstrom nach außen ableitet und nur noch eine der Kühlung dienende Restluftmenge hindurchtreten läßt.

Claims (2)

1. Kühlvorrichtung für aus einem Folienblaskopf extrudierte Kunststoffschlauchfolien mit Luftkühlung, bestehend aus den Folienblaskopf axial durchsetzenden koaxialen Rohren zum Zuführen der Kühl- und Aufblasluft und zu deren Abfüh­ ren aus der Folienblase und aus im Abstand voneinander in Extrusionsrichtung hinter der Extrusionsringdüse des Folienblaskopfes im wesentlichen konzentrisch zur Achse des extrudierten Folienschlauches etagenförmig angeordne­ ten Innenkühlringen mit von Ringen gebildeten Düsenspalten und mit der Schlauchwand zugewandten Luftleitflächen, die im Längsschnitt der Innenkühlringe konvex gekrümmt sind und über die bei Betrieb der Vorrichtung die aus den Düsenspalten ausgeblasene Kühlluft streicht, wobei die Strömung der aus diesen Düsenspalten ausgeblasenen Kühl­ luft etwa parallel oder spitzwinkelig zur Laufrichtung der Schlauchfolienwandung ist, und mit einem konzentrisch zur Achse des extrudierten Folienschlauches angeordneten, den Folienschlauch umfassenden, aus einem Außenkühlring beste­ henden Außenkühlsystem mit ringförmigem Düsenspalt, dessen Blasrichtung etwa parallel zum Mantel des Folienschlauches ist, das in dem an die Extrusionsringdüse anschließenden Bereich angeordnet ist und das im Bereich des Endes der durch die Innenkühlringe gebildeten Kühlstrecke unterhalb des Aufblasbereiches des Folienschlauches ein den Folien­ schlauch umfassendes Abschlußteil aufweist, das mit dem Mantel des Folienschlauches einen Ringspalt begrenzt und aus einer Prallplatte oder Blende besteht, die in ihrer axialen Projektion auf die Folienblase zumindest deren inneren Aufblasbereich abdeckt, nach Patent 33 35 334, dadurch gekennzeichnet, daß die das sich bis in den Bereich der Folienblase (11) erstreckende Rohr (16) zum Abführen der Kühl- und Aufblas­ luft konzentrisch einfassenden Innenkühlringe (8) in ihrem Durchmesser ausgehend von dem untersten Innenkühlring, der in seinem Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Extrusionsringdüse (6) entspricht, in der Weise abnehmen, daß der extrudierte Folienschlauch (7) vor seinem Aufblas­ bereich (10) eine sich nach oben hin verjüngende kegel­ stumpfartige Form mit kleinem Kegelwinkel annimmt.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohr (16) zum Abführen der Kühl- und Auf­ blasluft im Bereich der Innenkühlringe (8) derart aus Rohr­ abschnitten (16′, 16′′, 16′′′, 16′′′′), die nach oben hin in ihrem Durchmesser abnehmen, besteht, daß zwischen je­ weils zwei Rohrabschnitten ringspaltförmige Eintrittsöff­ nungen gebildet sind.