DE3903174A1 - Innenkuehlung fuer aus einem blaskopf extrudierte kunststoffschlauchfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenkühlung für aus einem Blaskopf extrudierte Kunststoff­ schlauchfolie mit mehreren im Abstand voneinan­ der in Extrusionsrichtung hinter dem Blaskopf angeordneten Kühlringen, die jeweils eine ring­ förmig umlaufende Düsenspalte aufweisen, aus der Luft austritt.

Die Kunststoffschlauchfolie tritt über eine ringförmige Düse aus dem Blaskopf aus, wird in Extrusionsrichtung weggeführt und hierbei sowohl von der Innen- als auch Außenseite her gekühlt. Bei den aus dem Stande der Technik bekannten Innenkühlungen sind mehrere Kühlrin­ ge im Abstand voneinander in Extrusionsrich­ tung hinter dem Blaskopf angeordnet, die je­ weils eine ringförmig umlaufende Düsenspalte aufweisen. Durch diese wird in radialer Rich­ tung, also senkrecht zur Oberfläche des Schlau­ ches Luft ausgebracht und die Kühlung bewirkt. Der Luftstrom einer Düsenspalte wird durch die Schlauchwandung nach oben umgelenkt, die austretende Kühlluft der nächsten Düsenspal­ ten addieren sich und strömen in ihrer Ge­ samtheit in den blaskopffernen, sich radial erweiternden Teil der Schlauchfolie. Dort finden sich Öffnungen in einem zentralen in der Mitte des Blaskopfes angeordnetem Rohr, durch welche die Luft angesaugt und wieder nach außen geführt werden kann. Es entsteht ein Luftstrom, der von außen dem Kühlring zugeführt wird, über die Düsenspalte in ra­ dialer Richtung austritt, an der Schlauch­ wandung umgelenkt wird und in Extrusions­ richtung, d.h. vom Blaskopf weg in den Be­ reich der Schlauchfolie mit größerem Radi­ us umgelenkt wird und dort über ein zentra­ les Rohr angesaugt und wieder nach außen abgeleitet wird.

Als nachteilig ist anzusehen, daß sich die aus den einzelnen Kühlringen austretende Luft nach oben zu addiert, so daß ein sich verstärkender Kühleffekt und andere Druck- und Strömungsverhältnisse ausbilden. Durch die senkrechte Anströmung der Innenwand erhält man eine instabile Führung der Schlauchfolie.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung einer Innenkühlung für aus einem Blaskopf extrudierte Kunststoff­ schlauchfolie zur Aufgabe gemacht, durch die eine stabile Führung der Schlauchfolie erreichbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Kühlluft zur Achse der Schlauchfolie im spitzen Winkel und in Be­ wegungsrichtung der Schlauchfolie austritt, anschließend parallel zur Folie und zur Stirnseite des Kühlringes in axialer Rich­ tung strömt und in einer weiteren ringför­ mig umlaufende Düsenspalte eintritt und im wesentlichen innerhalb des Kühlringes wieder zum ersten Düsenspalt zurückgeführt ist.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anord­ nung erzeugt einen torusförmigen Kühl­ luftstrom, dessen innerer Bereich über­ wiegend innerhalb des Kühlringes liegt, wohingegen der äußere Bereich des Torus an der Stirnseite des Kühlringes in axia­ ler Richtung, d.h. parallel zur Folie strömt, hierbei seinen geringsten Quer­ schnitt annimmt und deshalb zur Erfüllung der Kontinuitätsbedingung seine maximale Strömungsgeschwindigkeit gerade dort er­ reicht. Strömungsgesetzmäßig entsteht deshalb in diesem Bereich ein statischer Unterdruck, der die Folienwandung der Schlauchfolie anzieht und in dieser Po­ sition stabilisiert (Venturie-Effekt). Die Verengung des Strömungsquerschnit­ tes wird gebildet durch die Folie und durch die Stirnseite des Kühlringes. Durch den ringförmig umlaufenden Düsen­ spalt wird die Schlauchfolie über ihren gesamten Umfang angezogen und stabili­ siert. Ein in sich geschlossener Ring an Kühlluft bildet sich aus. Im Gegen­ satz zum Stande der Technik muß Luft von außen nur soweit zugeführt werden, als es zum Ausgleich der Verluste not­ wendig ist.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vortei­ le sind vielfältig: Eine der entscheiden­ den Vorzüge besteht in dem durch den Ven­ turieeffekt hervorgerufenen Ansaugen und Festhalten, d.h. dem stabilen Führen des Schlauches in axialer Richtung. Bei dem jedem Kühlring zugeordneten torusförmigen Verlauf der Kühlluft läßt sich eine strö­ mungsmäßige Trennung der einzelnen Kühl­ ringe gegeneinander erreichen. Eine Über­ lagerung oder gar Addition der einzel­ nen Anteile der ausgetretenen Kühlluft ist mit Sicherheit ausgeschlossen. Weiter kommt hinzu, daß die jedem Kühlring zuge­ ordnete Kühlluftströmung unterschiedlich einstellbar wird. Die zusätzlich vorhan­ dene Außenkühlung ist beliebig und kann in einer bekannten Weise erfolgen, indem die Schlauchfolie von außen in axialer Rich­ tung beaufschlagt wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der Erhöhung der Kühlleistung durch die­ se Innenkühlung. Die Kühlung einer Kunst­ stoffolie durch Luft ist im wesentlichen abhängig von der Luftgeschwindigkeit, der Temperaturdifferenz zwischen Luft und der zu kühlenden Folie und der Tatsache, ob die Luftströmung turbulent oder laminar erfolgt. Der geringe Spalt zwischen dem Folien­ schlauch und dem Kühlring erlaubt sehr hohe Luftgeschwindigkeiten bei gleichzeitiger Stabilisierung des Schlauches. Durch die hohe Luftgeschwindigkeit im Spalt wird die turbulente Luftströmung im Vergleich mit den bekannten Innenkühlsystemen eher be­ günstigt. Der Nachteil des Standes der Technik, bei dem die Luft zusammen mit der Folie in Transportrichtung abgeführt wird und an den nachfolgenden Kühlringen nach Art einer Isolierschicht wirkt, trägt man dadurch Rechnung, daß die erwärmte Luft unmittelbar nach der Zuführung im wesent­ lichen wieder abgesaugt wird.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist im Inneren des Kühlringes ein der Um­ wälzung der Kühlluft dienendes Gebläserad angeordnet. Es empfiehlt sich eine koaxi­ ale Anordnung, wobei die Schaufeln durch jene Bereiche geführt werden, in denen sich die Kühlluft innerhalb des Kühlringes von der die Kühlluft von außen aufnehmenden Düsenspalte zu der die Kühlluft nach außen abgebenden Düsenspalte bewegt. Durch un­ terschiedliche Einstellung des jedem Kühl­ ringe zugeordneten Gebläserades findet ei­ ne Beeinflussung des jeweiligen torusför­ migen Kühlluftstromes statt. Eine indivi­ duelle Einstellung ist ohne weiteres mög­ lich.

Schließlich ist, ähnlich wie bei den aus dem Stande der Technik bekannten Vorrichtungen, ein zentrales Rohr an­ ordenbar, welches entgegen der Bewe­ gungsrichtung der Schlauchfolie von der aus dem Inneren des bereits radial ver­ breiterten Bereiches der Schlauchfolie Luft ansaugt und durchströmt wird. Al­ lerdings gelangt diese Luft nicht not­ wendigerweise nach außen sondern wird zumindest teilweise dazu benutzt, die in den in sich geschlossenen torusförmigen Kühlluftströmen auftretenden Verluste auszugleichen. Häufig verläuft das Rohr durch das Extrusionswerkzeug und ist auf diese Weise nach außen geführt.

An dem in Bewegungsrichtung der Folie er­ sten Kühlring wird einem ringförmigen Spalt Kühlluft von außen, d.h. vorzugsweise durch das Extrusionswerkzeug hindurch eingebracht. Der hierdurch zugeführte und sich nicht in einem innerhalb des Kühlringes geschlosse­ nen Kreislauf sich bewegenden Überschuß an Luft wird über das vorzugsweise ebenfalls durch das Extrusionswerkzeug nach außen ge­ führte Rohr erfaßt und abgeleitet.

Eine bevorzugte Möglichkeit sieht die Er­ findung darin, die Gebläseräder über einen luftbetriebenen Motor anzutreiben.

Des weiteren ist zur Erhöhung der Kühlleis­ tung vorgesehen, die Temperatur der inner­ halb eines Kühlringes zirkulierenden Kühl­ luft mit Hilfe von Kühlkörpern abzusenken.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vor­ teile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entneh­ men, indem anhand der Zeichnung ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher er­ läutert wird. Sie zeigt zumindest teil­ weise in Querschnittsdarstellung und im übrigen in Seitenansicht einen Blaskopf mit extrudierter Schlauchfolie und einer erfindungsgemäßen Innenkühlung.

Die Schlauchfolie (1) geht in an sich bekannter Weise von einem Extruder (2) aus und wird durch die Außen- (3) und In­ nenkühlung (4) bei zunächst vergleichs­ weise geringem Radius nach oben geführt, mit deren Verlassen sich der Radius ver­ größert.

Die Innenkühlung (4) besteht aus vier gleichartigen und übereinander angeord­ neten Kühlringen (5), deren Aufbau im folgenden beschrieben wird:
Jeder Kühlring (5) besitzt einen als Auslaß dienenden ringförmig umlaufenden Düsenspalt (6) sowie im Abstand hierzu einen weiteren dem Eintritt der Kühl­ luft dienenden Düsenspalt (7). Im Inne­ ren befindet sich ein Raum, in dem die von dem dem Einlaß dienenden Düsenspalt (7) aufgenommene Kühlluft zu dem als Auslaß dienenden Düsenspalt (6) geleitet wird. Dort bewegen sich die Schaufeln eines Gebläserades (8). Durch dessen in­ dividuell verschiedene Einstellung läßt sich der jedem Kühlring zugeordnete Kühl­ luftstrom beeinflussen und in der ge­ wünschten Weise einstellen. Im Ergebnis erhält man bei jedem Kühlring (5) einen torusförmigen Kühlluftstrom.

Der Kern der Erfindung besteht darin, daß in geringem Abstand zur Stirnseite dieses Kühlringes (5) die Schlauchfo­ lie (1) angeordnet ist, so daß die über den Düsenspalt (6) austretende Luft in einem flächenmäßig geringen Querschnitt zwischen Schlauchfolie (1) und Kühlring (5) zur Erfüllung der Kontinuitätsbedin­ gung zu hoher Strömungsgeschwindigkeit gezwungen wird, wodurch sich ein stati­ scher Unterdruck ausbildet (Venturie- Effekt), durch den die Schlauchfolie (1) angezogen und festgehalten wird.

In koaxialer Anordnung zur Schlauchfolie (1) befindet sich ein Rohr (9), das weit in den in radialer Hinsicht erweiterten Bereich hineinragt und dort Einlaßöffnun­ gen (10) aufweist. Hierdurch läßt sich die dort befindliche Luft ansaugen und sie kann beispielsweise für den Ausgleich von Verlusten den einzelnen Kühlringen (5) bzw. der zugehörigen Kühlluftströmung genutzt werden. Die Außenkühlung (3) erfolgt in be­ liebiger, z.B. in einer der aus dem Stande der Technik bekannten Weise. Dem in Bewe­ gungsrichtung der Schlauchfolie (1) ersten Kühlring wird über einen ringförmigen Spalt (12) Kühlluft von außen vorzugsweise durch das Extrusionswerkzeug zugeführt.

Im Ergebnis wird eine Innenkühlung (4) für eine aus einem Blaskopf extrudierte Schlauch­ folie (1) vorgeschlagen, die eine stabile Führung und eine individuelle und unabhängi­ ge Einstellung der Kühlluftströmung im Be­ reich jedes Kühlringes (5) erlaubt, bei einer weit über den Stand der Technik hinausgehen­ den Kühlleistung.

Claims (6)

1. Innenkühlung für aus einem Blaskopf extru­ dierte Kunststoffschlauchfolie mit mehreren im Abstand voneinander in Extrusionsrich­ tung hinter dem Blaskopf angeordneten Kühl­ ringen, die jeweils eine ringförmig umlau­ fende Düsenspalte aufweisen, aus der Kühlluft austritt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlluft im zur Achse der Schlauchfolie (1) spitzen Winkel und in Bewegungsrichtung der Schlauchfolie (1) austritt, anschließend parallel zur Fo­ lie (1) und zur Stirnseite des Kühlringes (5) in axialer Richtung strömt und in eine weitere ringförmig umlaufende Düsenspalte (7) eintritt und im wesentlichen innerhalb des Kühlringes (5) wieder zum ersten Düsen­ spalt (6) zurückgeführt ist.

2. Innenkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inne­ ren des Kühlringes (5) ein Gebläserad (8) vorzugsweise koaxial angeordnet ist und die Schaufeln in den der Rückführung von dem den Eintritt bildenden Düsenspalt (7) zu dem den Austritt bildenden Düsenspalt (6) dienenden Kanal eingreifen.

3. Innenkühlung nach Anspruch 1 oder 2, ge­ kennzeichnet durch ein zentrales, entgegen der Bewegungsrichtung der Schlauchfolie (1) von Luft durchströmtes Rohr (9), das vorzugsweise durch das Extru­ sionswerkzeug verläuft.

4. Innenkühlung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Kühlring in Bewegungsrichtung der Schlauch­ folie (1) über einen ringförmigen Spalt (12) Kühlluft von außen, vorzugsweise durch das Extrusionswerkzeug hindurch, zugeführt wird.

5. Innenkühlung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch einen luftbe­ triebenen Motor als Antrieb der Gebläseräder (8).

6. Innenkühlung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Kühlringes (5) im Strom der Kühlluft Kühlkörper angeordnet sind.