DE3834719C2 - Vorrichtung zur Spaltverstellung einer Düsenanordnung - Google Patents
Vorrichtung zur Spaltverstellung einer DüsenanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Spaltverstellung einer Düsenanordnung
mittels Thermobolzen, die von heiz- und kühlbaren Rohrheizkörpern umschlossen
und an einem Ende mit Klauen ausgerüstet sind, die mit einem riegelförmigen
Düsenvorsprung, der nahe der oberen Düsenlippe über die Breite der
Düsenanordnung verläuft, durch mechanische Verbindungsstücke spielfrei
verbunden sind.
Bei der Herstellung von flächigen Gebilden aus Kunststoffen, wie beispielsweise
Folien oder Platten, formt im allgemeinen eine Breitschlitzdüse die
Kunststoffschmelze von einem kreisförmigen bzw. ovalen in einen annähernd
rechteckigen Querschnitt um. Die Forderung nach einem planen Querdickenprofil
der Endfolie, bei der es sich um biaxial orientierte Folien aus Polypropylen oder
Polyester handelt, die durch Längsstreckung über Walzen und Querstreckung in
einem Querstreckrahmen verformt werden, setzt ein Vorfolienprofil mit nicht exakt
rechteckförmigem Querschnitt voraus, das von der Breitschlitzdüse geliefert wird.
Dieses häufig konvexe Profil wird nach dem Stand der Technik durch
entsprechende mechanische Verbiegung der Düsenlippe und Regulierung des
Düsenspalts eingestellt. Dies geschieht entweder durch manuelle Verstellung von
Bolzen, die Druck oder Zug auf den Düsenlippenbereich ausüben oder durch
thermische Verstellung des Düsenlippenbereichs mit Hilfe sogenannter
Thermobolzen, die im allgemeinen elektrisch beheizt sind und entsprechend der
zugeführten elektrischen Leistung sich stärker oder weniger
stark ausdehnen und somit Druck oder Zug auf den Düsen
lippenbereich ausüben.
Während des Betriebs einer Folien- bzw. Plattenanlage
unterliegt das Endfolienprofil gewissen Schwankungen,
bedingt einerseits durch Rohstoffinhomogenitäten der
Kunststoffschmelze und andererseits durch Sollwertab
weichungen der Verfahrensparameter. Damit dennoch ein
planes Querdickenprofil der Endfolie erreicht wird,
sind Eingriffe an der Düsenlippe erforderlich. Diese im
laufenden Betrieb vorgenommen Eingriffe erfolgen im
wesentlichen auf zwei unterschiedliche Arten, nämlich
- (1) Beeinflussung des Dickenprofils durch unterschied liche Beheizung des Düsenkörpers der Breitschlitz düse, vornehmlich im Bereich der Düsenlippe, wo durch die Schmelzeviskosität geändert wird, wobei eine örtliche geringere Viskosität zu einem ver ringerten Reibungswiderstand und damit bei glei chem Druckfall zu einem höheren Massendurchsatz führt, und
- (2) Beeinflussung des Dickenprofils durch Verstellen von Düsenbolzen, die die Düsenspaltbreite verän dern. Diese Verstellung erfolgt, wie schon zuvor erwähnt, entweder manuell, über Stellmotoren oder über Thermobolzen.
Eine Düsenlippenbeheizung ist nur bei solchen Polymeren
wirksam, die eine starke Temperaturabhängigkeit der Viskosität aufweisen und
deren Temperaturleitzahl groß ist.
Aus der älteren DE 37 31 961 A1 ist eine Vorrichtung zur Spalteinstellung einer
Düse bekannt, bei der die mit den Thermobolzen verschraubten Klauen über eine
Unterlegscheibe und eine Mutter auf den Thermobolzen gekontert sind und die
unteren Klauenenden hakenförmig ausgebildet sind. Die Klauen umfassen einen
Düsensteg nahe der oberen Düsenlippe.
Aus der US-PS 4,454,084 ist ein Thermobolzensystem zum Fernverstellen des
Düsenspalts einer Breitschlitzdüse bekannt, bei dem der einzelne Thermobolzen von
innen in der Weise beheizt wird, daß in eine axiale Bohrung des Thermobolzens
eine Patronenheizung eingelassen ist. Die Kühlung der Thermobolzen erfolgt
äußerlich durch freie Konvektion der Luft. Zur Vergrößerung der wärmeabgebenden
Fläche ist der Bolzen außen mit Rippen versehen. Jeder Thermobolzen ist durch ein
Außenteil hindurchgeführt, das mit einer Düsenklaue über eine Reihe von Haltern
verbunden ist, die sich von der Klaue aus nach außen erstrecken. Ein Längsteil des
Thermobolzens erstreckt sich durch ein Führungsloch in einen Außenteil der
einstellbaren Klaue, getrennt durch eine offene Fläche von einem Teil, der
benachbart zu dem Düsenspalt bzw. der Düsenlippe ist. Das innere Ende des
Thermobolzens wird von einem Gewindeloch im Düsenkörper nahe dem Düsenspalt
aufgenommen. Dieses Bolzenende wird innerhalb des Gewindelochs mittels einer
Einstellschraube und Mutter gehalten.
Bei diesem Thermobolzensystem ist trotz der Vergrößerung der wärmeabgebenden
Fläche durch Rippen die Abkühlzeit zu lang, da die Wärmeabfuhr durch freie
Luftkonvektion in der Zeiteinheit zu gering ist. Dadurch
sind dann die Ansprechzeiten für die Expansion und Kon
traktion der Thermobolzen relativ lang und somit die
Regelung träge, was zu Lasten der Produktivität geht.
Aus der US-PS 4,507,073 ist eine Breitschlitzdüse be
kannt, die Thermobolzen mit konterbarer Differential
verschraubung umfaßt. Beim Übergang von der automati
schen Verstellung zur manuellen Verstellung der Thermo
bolzen bzw. in umgekehrter Reihenfolge wird das Gewin
despiel durchfahren. Dies ist insofern nachteilig, als
insbesondere bei der Dünnfolienproduktion beim Durch
fahren des Gewindespiels Dickenänderungen auftreten,
deren Behebung sehr zeitaufwendig ist und somit zu grö
ßeren Produktionsausfällen führt.
Ferner ist ein Thermobolzenverstellsystem für Breit
schlitzdüsen bekannt, bei dem die Beheizung der einzel
nen Thermobolzen durch eine innenliegende Patronenhei
zung erfolgt. Sowohl der Thermobolzen als auch die Pa
tronenheizung werden durch Druckluft gekühlt, die durch
einen Wendelkanal strömt. Die Verstellung des Thermo
bolzens erfolgt mit Hilfe von zwei Schrauben, von denen
die dem Düsenkörper näher liegende Schraube zur Aufwei
tung des Düsenspalts und die weiter außen liegende
Schraube zur Düsenspaltverengung benutzt werden. Diese
Schrauben dienen gleichzeitig der Konterung des Thermo
bolzens. Beim Konterungsvorgang wird das Schraubenspiel
des Thermobolzens nicht durchfahren. Bei diesem Thermo
bolzenverstellsystem ist eine große Zug- und Druckauf
lagefläche im Bereich der Düsenlippe erforderlich, wo
durch die Konstruktion verhältnismäßig viel Raum bean
sprucht. Darüberhinaus ist dieses Thermobolzensystem
fertigungsintensiv, und deshalb ist seine Herstellung
mit entsprechend hohen Kosten verknüpft.
Wird eine Breitschlitzdüse durch Thermobolzen automa
tisch geregelt, dann ist es erforderlich, das Gewinde
spiel der Thermobolzen, die als Stellorgane für die
Düsenlippe der Breitschlitzdüse arbeiten, auszuschlie
ßen. Dies geschieht üblicherweise durch Konterung der
Gewindeteile der Thermobolzen. Im allgemeinen wird bei
bekannten Thermobolzensystemen während der Konterung
das Gewindespiel durchfahren, wodurch es zu unerwünsch
ten Dickenprofiländerungen der aus der Breitschlitzdü
se austretenden Vorfolie kommt. Wird bei der Konterung
das Gewindespiel nicht durchfahren, sind im allgemeinen
die Druck- und Zugauflageflächen am Düsenkörper kon
struktiv aufwendig und nehmen erheblichen Raum in An
spruch. Beim Durchfahren des Gewindespiels kann die
Änderung so stark werden, daß sie von den einzelnen
Thermobolzen nicht rückgängig gemacht werden, da deren
Stellwege dann zu kurz sind. Gehen einzelne Thermobol
zen vom Zug- in den Druckbereich über, wobei das Gewin
despiel durchfahren wird, so kann dieser Vorgang durch
den festgelegten Regelablauf nicht berücksichtigt wer
den.
Bei den bekannten Verstelleinrichtungen für Breit
schlitzdüsen sind die Thermobolzen im allgemeinen mit
den Düsenanordnungen in einer Weise verbunden, die ein
schnelles Loslösen der Thermobolzen nicht zuläßt, da diese beispielsweise an
beiden Enden mit dem Düsenkörper verschraubt sind. Dies bedeutet, daß beim
Aufheizen der Düsenanordnung und dem Vorheizen der Thermobolzen es zu
unkontrollierter Verformung der oberen Düsenlippe durch die Verstelleinrichtung
infolge unterschiedlicher Erwärmung von Thermobolzen und Düsenkörper kommen
kann. Darüberhinaus ist das Auswechseln einzelner Thermobolzen oder sonstiger
Teile der Verstelleinrichtung im Schadensfall oder bei einer Umrüstung stets
zeitaufwendig, da ein kompletter Ausbau der Thermobolzen erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung der eingangs beschriebenen
Art so zu verbessern, daß ein gezieltes Vorheizen der Thermobolzen sowie
Aufheizen der Düsenanordnung auf eine Anfangsbetriebstemperatur möglich ist,
ohne daß es zu einem ungleichmäßigen Verstellen der oberen Düsenlippe während
dieser Anfangsbetriebsphase kommt und daß Verschleißteile und einzelne oder alle
Thermobolzen schnell auswechselbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klaue integraler
Bestandteil des einzelnen Thermobolzens ist und eine Gabel bildet, deren
Seitenwände den Düsenvorsprung des Düsenkörpers umfassen und daß in den
Seitenwänden einer Klaue Löcher vorhanden sind, die mit einer Buchse in dem
Düsenvorsprung fluchten und als lösbares Verbindungsstück einen Kegelstift
aufnehmen, der die Buchse durchsetzt und eine Länge größer als der Abstand von
Außenfläche zu Außenfläche der Seitenwände besitzt.
In Ausgestaltung der Erfindung legt der einzelne Kegelstift entsprechend seiner
jeweiligen Stellung in der Buchse den Abstand Thermobolzen - Düsenspalt zu
Beginn der Düsenspaltverstellung fest und zeigt eine vorgegebene Position des
Kegelstiftes in der Buchse die Nullpunkteinstellung des Düsenspalts an.
Die Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der
Patentansprüche 2 bis 5.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Verstelleinrichtung für eine
Düsenanordnung und
Fig. 2 eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Düsenkörpers 12 einer Düsenanordnung, beispielsweise
einer Breitschlitzdüsenanordnung, perspektivisch dargestellt. Eine obere Düsenlippe
7 und eine untere Düsenlippe 11 der Düsenanordnung schließen einen Düsenspalt
16 ein, dessen Höhe mit Hilfe von Thermobolzen 5 einstellbar ist. Die
Thermobolzen 5 sind von Rohrheizkörpern 10 umgeben, durch
die die Thermobolzen aufgeheizt bzw. gekühlt werden.
Die Thermobolzen 5 weisen an dem einen Ende Klauen 4
auf, die als Gabel ausgebildet sind, die mit dem Düsen
körper 12 mittels lösbarer Kegelstifte 6 im Eingriff
stehen.
Das andere Ende jedes Thermobolzens 5 weist ein Außen
gewinde auf, das mit einem Innengewinde einer Verstell
schraube 2, die als Differentialschraube ausgebildet
ist, verschraubt ist. Die Verstellschrauben 2 sind in
Gewindebuchsen eingeschraubt, die fest mit einem hori
zontalen Bundschenkel 14 eines doppelt gewinkelten Bun
des 13 verbunden sind, der mit seinem vertikalen Bund
schenkel 15 mit dem Düsenkörper 12 integriert ist.
Durch die Thermoelemente 5 erfolgt eine automatische
Spaltveränderung des Düsenspalts 16 in der Weise, daß
bei einem Erwärmen der Thermobolzen der Düsenspalt ver
kleinert und bei einem Abkühlen der Thermobolzen der
Düsenspalt vergrößert wird. Die Verstellschrauben 2
ermöglichen eine Spalteinstellung des Düsenspalts 16 im
Feinbereich, wobei diese Spalteinstellung entweder ma
nuell oder automatisch durch die Rohrheizkörper 10 der
Thermobolzen 5 erfolgt.
In Fig. 1 ist schematisch ein Spannungsverteiler 20
dargestellt, von dem elektrische Versorgungsleitungen
19 zu den einzelnen Rohrheizkörpern 10 führen. Deswei
teren ist ein Luftverteiler 21 vorhanden, von dem aus
Zuluftleitungen 17 zu den einzelnen Rohrheizkörpern
10 führen. Desweiteren führt von jedem Rohrheizkörper
10 eine Abluftleitung 18 zu einem nicht dargestellten
Abluftkanal. Über die Zuluft- und Abluftleitungen 17
bzw. 18 erfolgt die Kühlung der Thermobolzen 5, da
durch diese Leitungen eine gezielte Führung des Kühl
mediums, das vor allem Luft ist, vorgenommen wird. Die
Länge der Kühl- und Heizzonen kann durch Austausch der
Rohrheizkörper 10 verändert werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bildet die Klaue 4 ei
nen festen Bestandteil des Thermobolzens 5. Die Klaue 4
weist zwei Seitenwände 23, 24 auf, die den Düsenvor
sprung 22 des Düsenkörpers 12 umfassen. Sämtliche Klau
en 4 der einzelnen Thermobolzen 5 sind mit dem riegel
förmigen Düsenvorsprung 22, der nahe der oben Düsen
lippe 7 über die Breite der Düsenanordnung verläuft,
durch Kegelstifte 6 spielfrei verbunden. Diese Kegel
stifte 6 sind ohne Ausbau oder Demontage des einzelnen
Thermobolzens 5 lösbar. Das Aufheizen der Düsenanord
nung bzw. des Düsenkörpers 12 und das Vorheizen der
Thermobolzen 5 erfolgt im allgemeinen im gelösten Zu
stand der Kegelstifte 6, so daß eine unkontrollierte
Verformung der oberen Düsenlippe beim Aufheizvorgang
verhindert wird. In dieser Anfangsbetriebsphase des
Aufheizens ist es nämlich durch diese Vorkehrung mög
lich, sowohl die Thermobolzen 5 als auch den Düsenkör
per 16 auf eine gewünschte Anfangstemperatur aufzuhei
zen, ohne daß die Verbindung zwischen den Thermobolzen
5 und der oberen Düsenlippe 7 mittels der Kegelstifte 6
gegeben ist. Erst wenn die gewünschte Anfangsbetriebs
temperatur der Thermobolzen und des Düsenkörpers er
reicht ist, erfolgt die spielfreie Verbindung der Ther
mobolzen mit dem Düsenvorsprung 22 durch die Kegelstif
te 6. Dadurch ist sichergestellt, daß es während des
Aufheizvorgangs nicht zu einem ungleichmäßigen Verfor
men der oberen Düsenlippe kommt.
In den Seitenwänden 23 und 24 der einzelnen Klaue 4 be
finden sich Löcher, die mit einer auswechselbaren
Buchse 9 in dem Düsenvorsprung 22 fluchten. Der einzel
ne Kegelstift 6 durchsetzt die Löcher in den Seitenwän
den 23, 24 der Klaue 4 und die Buchse 9, und besitzt
eine Länge größer als der Abstand von Außenfläche zu
Außenfläche der Seitenwände 23, 24.
Der einzelne Kegelstift 6 legt entsprechend seiner je
weiligen Stellung in der Buchse 9 den Abstand Thermo
bolzen 5 - Düsenspalt 16 zu Beginn der Düsenspaltver
stellung fest. Der Kegelstift 6 dient als Anzeiger, der
durch seine vorgegebene Position in der Buchse 9 die
Nullpunkteinstellung des Düsenspalts anzeigt.
Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 ersichtlich
ist, umfaßt der Rohrheizkörper 10 eine Heiz- und Kühl
wendel 28, deren Rippen parallel zu der Längsachse des
Rohrheizkörpers 10 verlaufen. Die Heiz- und Kühlwendel
28 wird über die elektrische Versorgungsleitung 19 mit
elektrischem Strom versorgt und entsprechend der Strom
zufuhr aufgeheizt. Die Kühlung der Wendel 28 erfolgt
durch die Zufuhr bzw. Abfuhr des Kühlmediums, bei dem
es sich vor allem um Kühlluft handelt, über die Zuluft-
bzw. Abluftleitung 17 bzw. 18, die so angeordnet sind,
daß das Kühlmedium entlang den Innenseiten der Wendel
28 strömt.
Die Verstellschrauben 2 der Verstellvorrichtung 1 sind
mit einem Gewindeblock 8 verschraubt, der lösbar mit
dem Düsenkörper 12 verbunden ist. Hierzu sind zwei
Schrauben 25 und 26 vorhanden, die den Gewindeblock 8
mit dem doppelt gewinkelten Bund 13 verbinden, dessen
einer Schenkel wiederum über eine Schraube 27 mit dem
Düsenkörper 12 verschraubt ist.
Sowohl die Wendel 28 als auch die Rohrheizkörper 10
sind über steckbare elektrische Versorgungsleitungen 19
sowie steckbare Zuluftleitungen 17 mit einem Spannungs
verteiler 20 bzw. Luftverteiler 21 verbunden. Da die
Verschraubung des Gewindeblocks 8 mit dem doppelt ge
winkelten Bund 13 und die steckbaren elektrischen Ver
sorgungsleitungen und Zuluft- und Abluftleitungen
schnell gelöst werden können, ist ein rasches Auswechseln
einzelner oder aller Thermobolzen 5 möglich. Desweite
ren ist auch ein zeitsparendes Austauschen aller Ver
schleißteile, wie beispielsweise der Buchsen 9, im Dü
senvorsprung 22 durchführbar, wodurch die Verstellvor
richtung 1 nach der Erfindung sehr wartungsfreundlich
ist.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Spaltverstellung einer Düsenanordnung mittels
Thermobolzen, die von heiz- und kühlbaren Rohrheizkörpern umschlossen und an
einem Ende mit Klauen ausgerüstet sind, die mit einem riegelförmigen
Düsenvorsprung, der nahe der oberen Düsenlippe über die Breite der
Düsenanordnung verläuft, durch mechanische Verbindungsstücke spielfrei
verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue (4) integraler Bestandteil
des einzelnen Thermobolzens (5) ist und eine Gabel bildet, deren Seitenwände (23,
24) den Düsenvorsprung (22) des Düsenkörpers (12) umfassen und daß in den
Seitenwänden (23, 24) einer Klaue (4) Löcher vorhanden sind, die mit einer
Buchse (9) in dem Düsenvorsprung (22) fluchten und als lösbares
Verbindungsstück einen Kegelstift (6) aufnehmen, der die Buchse (9) durchsetzt
und eine Länge größer als der Abstand von Außenfläche zu Außenfläche der
Seitenwände (23, 24) besitzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der einzelne Kegelstift (6) entsprechend sei
ner jeweiligen Stellung in der Buchse (9) den Abstand
Thermobolzen (5) - Düsenspalt (16) zu Beginn der Düsen
spaltverstellung festlegt und daß eine vorgegebene Po
sition des Kegelstiftes in der Buchse die Nullpunktein
stellung des Düsenspalts anzeigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Buchsen (9) in dem Düsenvorsprung (22)
auswechselbar angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Thermobolzen (5) an dem der Klaue (4)
gegenüberliegenden Ende mit einer Verstellschraube (2)
in Form einer Differentialschraube im Eingriff ist und
daß die Verstellschraube (2) mit einem Gewindeblock (8)
der Verstelleinrichtung (1) verschraubt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Gewindeblock (8) mit dem Düsenkörper (12)
verschraubt ist, daß der Rohrheizkörper (10) jedes
Thermobolzens (5) eine parallel zu dem Thermobolzen verlau
fende, elektrisch beheizbare Wendel (28) aufweist und
daß die Wendel (28) und die Rohrheizkörper (10) über
steckbare elektrische Versorgungsleitungen (19) sowie
steckbare Zuluftleitungen (17) mit einem Spannungsver
teiler (20) und einem Luftverteiler (21) verbunden sind.
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1988
- 1988-10-12 DE DE3834719A patent/DE3834719C2/de not_active Expired - Fee Related
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