DE3436881C2 - - Google Patents
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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.
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