DE4038447A1 - Kuehlverfahren von heiss extrudierten kunststoff-profilen mit beruehrungsloser profilfuehrung - Google Patents

Description

Profile wie Kunststoffschläuche, z. B. hergestellt aus den Materialien PVC oder PE, wie sie in der Medizin, als Garten­ schlauch oder Endlosrohre Anwendung finden werden heute über bekannte Herstellungsverfahren mit drei unterschiedlichen Kühlverfahren hergestellt. Der Kunststoff wird jeweils über einen Extruder und eine entsprechende Düsenvorrichtung ex­ trudiert. Je nach Art des gewählten Einsatzmaterials besitzt der frisch gepreßte Kunststoffrohling eine erhöhte Tempera­ tur, bei dem Termoplast PVC ist dies eine Temperatur oberhalb 145°C. Aufgabe der Kühlstrecke ist es, den Rohling in einer definierten Zeit auf Raumtemperatur abzukühlen. Dies kann einmal geschehen durch Abkühlen im Wasserbad, durch Einbringen in ein Kühlrohr oder durch einen Kühlring. Zur Vermeidung von Randoxidation wird der Kunststoffrohling nach Austritt aus dem Extruder durch ein Inert-Gas, z. B. Stickstoff geführt.

Die Nachteile der bisher eingesetzten Verfahrenstechnik beste­ hen darin, daß, je nach Extruder-Materialfördergeschwindig­ keit, bei vorgegebener Dicke und Durchmesser die Zuggeschwin­ digkeit, das Kühlverhalten der Kühlstrecke und der Druck in­ nerhalb der Kühlstrecke variiert wird. Dieses System ist meß­ technisch sehr schwer regelbar und es kommt leicht zu Schwin­ gungen. Im Falle der Wasserkühlung führt trotz der guten Wärme­ leitung der niedrige Temperaturgradient zu einer langen Kühl­ strecke (typisch bis zu 10 m). Bei der Kühlung im Wärmetau­ scherrohr kommt es zu einer Reibung an der Innenwand des Roh­ res und dem Rohling. Dieses führt dort zu einer Teilzerstörung des Materials, zur Riefenbildung und damit zu einer Oberflä­ chenbeschädigung sowie zu einem Temperaturgradienten im Profil bedingt durch den Kontakt zum Rohr hin. Im Falle des Kühlrin­ ges wird das durchlaufende Profil berührungslos durch einen Ring mit auf das Profil gerichteten Düsen geführt. Als Nach­ teil wirkt sich hier der unterschiedliche Staudruck bei einer temperaturgeführten Kühlmenge auf die Dicke des Materials aus. Als mögliche Kühlstrecke kann man sich weiterhin das Eintau­ chen des Rohlings in ein tiefkaltes Gas, z. B. flüssigen Stick­ stoff, vorstellen. Hier kommt es zu lokalen Versprödungen bzw. Kristallbildungen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine temperaturgeregelte Kühlstrecke, welche inert gefahren wird, weitgehend unabhängig von der Extrudiermenge und der eingestellten Zuggeschwindigkeit zu steuern und das Profil berührungslos hindurch zu ziehen. Diese Aufgabe wird durch das erfinderische Verfahren und die gestaltungsgemäße Ausführung der Kühlstrecke gelöst. Die Kühlstrecke zeichnet sich durch eine schwebende Führung des Profils aus, welche dadurch erreicht wird, daß in Längsrichtung ringsherum Düsen in einem Rohr angeordnet sind, durch welche tiefkaltes Gas strömt.

Vorteile:

Mit der Erfindung wird erreicht, daß mögliche Einflüsse auf die Transparenz des Profils oder eine Oberflächenbeeinträch­ tigung durch die inerte Führung vermieden wird, die Tempera­ turführung der Kühlstrecke als solche unabhängig ist von der Geschwindigkeit und der Extrudiermenge und sich aufgrund des hohen Temperaturgradienten bei Einsatz tiefkalter Gase ein positiver Einfluß auf die Länge der Kühlstrecke ergibt und damit das Verfahren insgesamt sehr wirtschaftlich wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bedingt durch die Kreislaufführung des tiefkalten Gases im Gegenstrom zur Extrudierrichtung des Profils eine direkte Besprühung mit z. B. tiefkaltem Stickstoff möglich ist ohne daß es zu einer lokalen Versprödung des Profils kommt.

Weiterbildungen der Erfindung

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Anspruch angegeben.

Die Weiterbildung nach Anspruch Z ermöglicht die Temperatur­ führung der Kühlstrecke unabhängig von der Geschwindigkeit des Profils und unabhängig von der Extrudiermenge. Sie wird ledig­ lich über die Abgastemperatur und/oder Produkttemperatur ge­ steuert.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 erläutert. Aus einem Extruder (1) wird das gewünschte Profil (2) über die Kühl­ strecke (4) in Zugrichtung zur Aufwickelvorrichtung (3) gezogen. Tiefkaltes Gas wird in einem Zwischenraum zweier Rohre (7) bestehend aus einem Innenrohr (5), welches in Längsrichtung durchsetzt ist ringsherum mit Düsen (6) und einem Außenrohr (8) in den Innenraum des Innenrohres (5), durch den das Profil (2) hindurchgezogen wird. Das tiefkalte Gas strömt in Gegenstrom zur Zugrichtung des Profils. Es verläßt die Kühlstrecke durch einen weiteren Rohrspalt (10), der durch das äußerste Rohr (9) und das mittlere Rohr (8) gebildet wird. Das tiefkalte Gas, welches durch die Abkühlung des erhitzten Profils erwärmt wurde, wird über das Gebläse (13) angesaugt und über den Eingang (15) erneut der Kühl­ strecke zur Verfügung gestellt. Überschüssiges inertes tiefkaltes Gas wird über das Regelventil (14) abgeblasen.

Die Temperatursteuerung erfolgt entweder über die Abgastem­ peratur (11) oder die Profiltemperatur (12) oder beides zusam­ men. Die Temperatur wird dadurch erreicht, daß über eine Düsen­ vorrichtung (16) flüssiges tiefkaltes Gas in den Kühlraum des Rohres (5) über Düsen (17) eingesprüht wird. Die Menge des flüssigen, tiefkalten Gases wird über das Ventil (18) gere­ gelt.

Die Anordnung der Düsen (6) im Rohr (5) ist so gewählt, daß auf der nach unten gewandten Rohrseite der Düsendurchmesser größer ist im Verhältnis zu den nach oben hin gewandten Düsen, um einen Schwebezustand des Profils (2) im Rohr aufrechtzuer­ halten.

Ausführungsbeispiel

Eine erfinderische, gestaltungsgemäß ausgestattete Kühlstrecke für die Produktion von Drainageschläuchen für medizinische An­ wendungen wird mit einem spezifischen Energieverbrauch von 0,4 kg LIN pro kg Schlauch gefahren. Das extrudierte Profil hat eine Temperatur von 145°C. Die im Kreislauf geführte tiefkalte Stickstoffmenge liegt bei 100 cbm/h und hat auf der Abgasseite eine mittlere Temperatur von -100°C.

Claims (2)

1. Verfahren zur Kühlung von heiß extrudierten Kunststoffpro­ filen in einer Kühlstrecke unter Nutzung der berührungslo­ sen schwebenden Führung des Profils mittels Einströmen von Gas, welches im Kreislauf geführt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kreislaufgas ein tiefkaltes Gas ist und in Ge­ genstrom zur Transportrichtung des Profils geführt wird und zusätzlich unter Einbringung von flüssigem tiefkalten Gases am Ende der Kühlstrecke auf eine gewünschte Temperatur ge­ bracht wird, die unabhängig von der Geschwindigkeit des Profils und der Extrudermenge regelbar ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturführung der Kühlstrecke entweder über die Abgas­ temperatur oder die Produkttemperatur oder beide Temperatur­ fühler gemeinsam geregelt wird.