DE3903174C3 - Innenkühlung für 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, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art ist aus der US-PS 46 01 649 bekannt, bei welcher mehrere Kühlringe im Abstand hintereinander in Extrusionsrichtung an­ geordnet sind, so daß sich die jeweils austretende Kühl­ luft sukzessive addiert und am oberen Ende nach Ver­ lassen des Bereiches der Kühlung über ein innenliegen­ des Rohr abgesaugt wird. Um eine Folie möglichst ge­ ringer Dicke zu erhalten, ist der aus dem Extruder aus­ tretende Schlauch zunächst in axialer Richtung und un­ ter Beibehaltung des Durchmessers zu strecken und wird erst nach Verlassen des Kühlbereiches radial auf­ geweitet. Aufgrund der aus den einzelnen Kühlringen austretenden und sich in Extrusionsrichtung addieren­ den Kühlluftanteilen erweist es sich als schwierig, die noch nicht erstarrte Folie in ihrer zylindrischen Form zu stabilisieren und eine Aufweitung zu verhindern.

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

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß jeder Kühlring eine weitere ringförmig umlaufende Düsenspalte aufweist, in die die Kühlluft eintritt, und daß im Inneren des Kühlringes eine Verbindung besteht, die die in den Kühlring eintretende Kühlluft zum Düsen­ spalt zurückführt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anord­ nung erzeugt einen torusförmigen Kühl­ luftstrom, dessen innerer Bereich vorwiegend 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 ring 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 ordbar, 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. 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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher er­ läutert. Sie zeigt zumindest teilweise in Querschnittsdarstellung und im übrigen in Seitenansicht einen Blaskopf mit extrudierter Schlauchfolie und der 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 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 extrudierte Kunststoffschlauchfolie mit mehreren im Abstand voneinander in Extrusionsrichtung hinter dem Blas­ kopf angeordneten Kühlringen, die jeweils eine ringförmig umlaufende Düsenspalte aufweisen, aus der Kühlluft austritt, die im zur Achse der Schlauchfolie spitzen Winkel und in Bewegungsrich­ tung der Schlauchfolie austritt, anschließend paral­ lel zur Folie und zur Stirnseite des Kühlringes in axialer Richtung strömt und oberhalb der Kühl­ ringe durch ein koaxial zur Schlauchfolie angeord­ netes, mit Einlaßöffnungen versehenes Rohr ange­ saugt wird, wobei die Schlauchfolie zunächst bei geringem, über die Höhe konstantem Radius nach oben geführt ist, sich der Radius mit Verlassen der In­ nenkühlung vergrößert und die Einlaßöffnungen in den in radialer Hinsicht erweiterten Bereich hin­ einragen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühl­ ring (5) eine weitere, ringförmig umlaufende Düsen­ spalte (7) aufweist, in die die Kühlluft eintritt, und daß im Inneren des Kühlringes (5) eine Verbin­ dung besteht, die die in den Kühlring (5) eintre­ tende Kühlluft zum ersten Düsenspalt (6) zurück­ führt.

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 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, 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.