DE4103221A1 - Heiz- und kuehlvorrichtung fuer einen extrusionszylinder - Google Patents
Heiz- und kuehlvorrichtung fuer einen extrusionszylinderInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Kühlvorrichtung, insbe
sondere für einen Extrusionszylinder, gemäß einem zylinderförmigen, dem Mantel
umfassenden Wärmeübertragungselement, einem Konvektionselement und einer
Heizeinrichtung für das Wärmeübertragungselement.
Bei einem Kunststoff-Extrusionsverfahren ist es für den Verfahrensablauf wichtig,
den Zylinder der Extrusionsmaschine prozeßabhängig zu heizen, bzw. zu kühlen.
Nach einer bekannten Heiz- und Kühlvorrichtung - gemäß der US-PS 37 30 262 -
werden starre Heiz- und Kühlelemente um einen Extrusionszylinder angeordnet, wo
bei die Elemente dieser Anordnung dem Zylinderdurchmesser des Extrusionszylinder
mantels nur ungenügend angepaßt werden können, so daß der Wärmeübergang nicht
einheitlich erfolgt.
Nach einer weiteren Vorrichtung - gemäß der US-PS 42 36 578 - ist die Anordnung
nebeneinanderliegender Heiz- und Kühlelemente bekannt. Durch die getrennte An
ordnung der Heiz- und Kühlelemente ist der Wirkungsgrad bei einer vorgegebenen
Zylinderlänge nicht zufriedenstellend, da aus den Bereichen der Heizelemente die
Wärme nur verzögert abgeführt werden kann.
Schließlich sind auch mit Rippen versehene halbschalenförmige Gußkörper bekannt,
bei denen die Zylinderlängsrichtung jeweils zwischen mehreren hintereinander radial
angeordneten, in Umfangsrichtung verlaufenden Rippen, eine zylindrische Oberflä
che für ein Heizelement ausgespart ist.
Auch bei dieser Ausführung ist der Wirkungsgrad schlecht, da das Wärmespeicher
vermögen der Gußkörper eine rasche Abkühlung behindert. Darüber hinaus werden
für die Anfertigung dieser Elemente aufwendige Formen benötigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heiz- und Kühlvorrichtung zu
schaffen, die eine kostengünstige Serienherstellung ermöglicht einfach und ohne
aufwendige Hilfsmittel montiert werden kann und eine feinfühlige Temperaturrege
lung des Extrusionszylinders ermöglicht.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Wärmeübertragungsele
ment den Extrusionszylindermantel in Umfangsrichtung zumindest teilweise umfaßt
und mit zumindest einem Konvektionselement verbunden ist, welches das Wärme
übertragungselement in radialer Richtung überragt. Der überraschende Vorteil die
ser Lösung ist, daß durch den einwandfreien Flächenkontakt zwischen dem Wärme
übertragungselement und dem Extrusionszylindermantel die vom Heizelement auf
gebrachte Wärmeenergie mit einem hohen Wirkungsgrad und Gleichförmigkeit in
die Erwärmung des Extrusionszylindermantels umgesetzt werden kann. Nach Been
digung der Heizphase kann die Wärmeenergie aus dem Extrusionszylindermantel in
die mit diesem einstückig verbundenen Konvektionselemente abgeführt und von die
sen an die Umgebungsluft abgegeben werden. Ein weiterer Vorteil ist die geringe
Masse der Vorrichtung bei einem hohen Oberflächenanteil für das Konvektionsele
ment, wodurch eine schnelle Anpassung der Temperatur des Extrusionszylinders an
die Erfordernisse des Verfahrensablaufes erreicht wird.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Konvektionsele
ment mit dem Wärmeübertragungselement einstückig verbunden bzw. ausgebildet
ist, wodurch die Anzahl der für eine Heiz- und Kühlvorrichtung erforderlichen Teile
gering ist. Das ergibt fertigungsbedingte Vorteile bei der Herstellung solcher Ele
mente. Des weiteren werden die Wärmeübertragungsverluste im Übergangsbereich
vom Wärmeübertragungselement zum Konvektionselement gering gehalten.
Möglich ist aber auch, daß das Wärmeübertragungselement in Umfangsrichtung des
Extrusionszylinders mehrteilig, insbesondere durch Halbschalen ausgebildet ist, was
insbesondere die Ausbildung der für eine Fertigung erforderlichen Werkzeuge ver
einfacht.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Wärmeübertragungs
element und das Konvektionselement mehrstückig ausgebildet sind und eine Verbin
dungsstelle eine Kontaktfläche für den Wärmeübergang bildet. Dadurch kann das
Konvektionselement unabhängig von der Profilgebung für das Wärmeübertragungs
element unterschiedlich, und entsprechend der Kühlleistung an unterschiedlich zu
heizenden, bzw. zu kühlenden Zonen des Extrusionszylinders angepaßt werden.
Es ist aber auch möglich, daß eine radiale Höhe des Konvektionselementes größer
ist als eine Dicke des Wärmeübertragungselementes und bzw. oder des Heizelemen
tes, weil dadurch die Kühleigenschaften, wenn die Konvektionselemente einem
zwangsgeführten Kühlluftstrom ausgesetzt werden, verbessert werden können.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausführung, wonach das Wärmeübertragungselement
und das Konvektionselement im Bezug auf eine in Längsrichtung der Zylindermittel
achse angeordneten Ebene einen L-förmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch kön
nen Standardprofile in handelsüblichen Längen, wie z. B. Stangen, eingesetzt werden,
die technisch einfach abgelängt und formgepreßt werden können und daher eine ein
fache Fertigung der Vorrichtung ermöglichen.
Möglich ist aber auch, daß das Wärmeübertragungselement und das Konvektionsele
ment im Bezug auf eine in Längsrichtung der Zylindermittelachse angeordneten
Ebene einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, wodurch jeweils zwei Heizelemente
im Bezug auf das Konvektionselement symmetrisch, angeordnet werden können.
nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Konvektionsele
ment aus mehreren sich in Umfangsrichtung erstreckenden Segmenten gebildet ist,
wodurch die Vorrichtung sehr einfach an den Querschnitt des Extrusionszylinders
angepaßt werden kann.
Weiters ist es auch möglich, daß die in Umfangsrichtung angeordneten Segmente
des Konvektionselementes in Bezug auf die Zylindermittelachse einen Winkel bil
den, der insbesondere größer als 90° ist. Dadurch können mehrere in Längsrichtung
des Extrusionszylinders hintereinander angeordnete Konvektionselemente von ei
nem in Längsrichtung des Extrusionszylinders strömenden Kühlmedium beauf
schlagt werden.
Es ist aber auch möglich, daß ein Abstand der in Längsrichtung des Extrusionszy
lindermantels benachbart angeordneten Konvektionselemente, im wesentlichen ei
ner Breite des Heizelementes, entspricht. Dadurch ist ein dichtes Anordnen einer
Anzahl von Vorrichtungen in Längsrichtung des Extrusionszylinders möglich, wo
durch ein hoher Wirkungsgrad der Vorrichtungen erreicht wird.
Vorteilhaft ist aber auch, wenn die benachbart in Längsrichtung des Extrusionszy
lindermantels angeordneten Konvektionselemente zwischen sich einen Winkel ein
schließen, der kleiner als 180° ist, wodurch einem in Längsrichtung des
Extrusionszylinders strömenden Kühlmedium ein Strömungswiderstand entgegenge
setzt werden kann, wodurch eine bessere Kühlwirkung erzielt werden kann.
Nach einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß an den Verbindungsstellen
des mehrteiligen Wärmeübertragungselementes Spannvorrichtungen angeordnet
sind. Dadurch ist die Montage der Vorrichtungen auf den Extrusionszylinder sehr
einfach und ohne aufwendiger Verfahren und Spezialwerkzeugen möglich. Darüber
hinaus können dadurch einzelne Vorrichtungen aus einer Reihe von Vorrichtungen
sehr rasch ersetzt werden.
Möglich ist aber auch, daß zumindest an einer Verbindungsstelle des mehrteiligen
Wärmeübertragungselementes eine Gelenkanordnung angeordnet ist, wodurch die
mehrteiligen Vorrichtungen unverlierbar miteinander verbunden sind.
Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Wärmeüber
tragungselement und das Konvektionselement aus einem Material mit einem hohen
Wärmeleitkoeffizienten gebildet ist, insbesondere aus einer Kupfer-, Messing- oder
Aluminiumlegierung. Dadurch wird ein sehr rascher Energieaustausch bei der Wär
mezufuhr bzw. -abfuhr erreicht.
Weiters ist es aber auch möglich, daß das Heizelement zwischen den in Längsrich
tung des Extrusionszylindermantels benachbart angeordneten Konvektionsele
menten angeordnet ist und dem Heizelement eine Energieversorgung und eine
Steuer- und bzw. oder Regeleinheit zugeordnet ist, wodurch jdem Heizelement ein
Konvektionselement zugeordnet ist, dessen Abstrahlungsfläche angepaßt an die
Heizleistung des Heizelementes ausgebildet sein kann.
Nach einer weiteren Variante ist vorgesehen, daß ein Innendurchmesser des Wärme
übertragungselementes geringfügig kleiner ist als ein Außendurchmesser des Ex
trusionszylindermantels, wodurch sich das Wärmeübertragungselement den Ex
trusionszylindermantel in Umfangsrichtung dicht umschließend anordnen läßt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Wärmeübertragungs-
und das Konvektionselement aus einem Material gebildet ist, welches eine Festig
keit kleiner als 105 N/mm aufweist. Durch plastische Verformbarkeit aufgrund der
geringen Eigensteifigkeit des Materials kann die Vorrichtung unabhängig vom
Durchmesser des Extrusionszylindermantels als in etwa stangenförmiges Profil ge
fertigt werden und um den Extrusionszylindermantel herumgewickelt und an diesem
spielfrei angelegt werden.
Es ist aber auch möglich, daß das Wärmeübertragungselement und das Konvektions
element den Extrusionszylindermantel spiralenförmig umschließen und eine Stei
gung der spiralenförmigen Windungen in etwa der Breite des Heizelementes ent
spricht, wodurch insgesamt nur eine Vorrichtung anstelle einer Vielzahl von Einzel
vorrichtungen eingesetzt werden kann, die schraubenförmig an den Extrusionszy
lindermantel angelegt werden kann.
Weiters ist von Vorteil, wenn zwischen dem Wärmeübertragungselement und dem
Extrusionszylindermantel eine plastisch verformbare wärmeleitende Zwischen
schicht angeordnet ist, wodurch ein den Wirkungsgrad beeinträchtigender Luftspalt
zwischen dem Extrusionszylindermantel und dem Wärmeübertragungselement ver
mieden wird.
Möglich ist auch, daß die Zwischenschicht durch eine dauerelastische Wärmeleit
paste gebildet ist, weil sich dadurch die Wärmeleitschicht temperaturbedingten
Länge- und Durchmesseränderungen anpaßt.
Von Vorteil ist aber auch, wenn das Wärmeübertragungselement aus einem elastisch
verformbaren Gewebe und bzw. oder netzförmigen Gewirke eines Materials mit ho
her Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, wodurch die Anpassung des Wärmeübertragungs
elementes an den Extrusionszylindermantel sehr einfach möglich ist.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Wärmeüber
tragungselement mehrere am Umfang verteilt und radial über diesen vorstehende
vorzugsweise in Längsrichtung des Extrusionszylindermantels distanzierte und pa
rallel zur Zylindermittelachse des Extrusionszylinders angeordnete Konvektions
elemente aufweist, wodurch das Verbindunsverfahren, z. B. das Aufschweißen der
Konvektionselemente auf das Wärmeübertragungselement, erleichtert wird.
Entsprechend einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die parallel zur
Zylindermittelachse des Extrusionszylindermantels angeordneten Konvektions
elemente mit zunehmender Distanz vom Wärmeübertragungselement schräg zur
Zylindermittelachse verlaufen, wodurch eine Verwirbelung des Luftstromes zur
Kühlung der Konvektionselemente eintritt und damit die Kühlwirkung verbessert
wird.
Möglich ist aber auch, daß das Wärmeübertragungselement aus einem elastisch
verformbaren, den Umfang des Extrusionszylindermantels zumindest teilweise um
fassenden streifenförmigen Band mit in Umfangsrichtung beabstandet zueinander
angeordneten Ausklinkungen gebildet ist, weil sich dadurch die Vorrichtung im we
sentlichen in einem Fertigungsvorgang herstellen läßt.
Es ist aber auch möglich, daß eine Knicklinie der Ausklinkung in etwa einenWin
kel von 90° zur Längserstreckung des Wärmeübertragungselementes angeordnet ist
und Lappen in etwa um 90° zu einer Bandoberfläche abgewinkelt und vorzugsweise
in sich verwunden sind, wodurch sich insgesamt eine Materialeinsparung für die
Heiz- und Kühlvorrichtung ergibt.
Möglich ist aber auch, daß die Knicklinie der durch die Ausklinkung gebildeten
Lappen in etwa parallel zur Längserstreckung des Wärmeübertragungselementes
verlaufend angeordnet ist und die Lappen in etwa um 90° zu der Bandoberfläche
abgewinkelt und vorzugsweise in sich verwunden sind, wodurch übliche Heizelemen
te ohne zusätzliche Ausnehmungen im keramischen Isolierkörper auf das Wärme
übertragungselement aufgesetzt werden können und im Bereich der Ausklinkung
bedarfsweise eine sehr rasche Wärmezufuhr in den Extrusionszylinder erreicht wird.
Schließlich ist es aber auch möglich, daß die Heiz- und Kühlvorrichtung mit einer
diese einschließenden Verkleidung mit einem Ein- und Auslaß für ein Kühlmedium
umgeben ist, wobei vorzugsweise dem Einlaß eine Fördervorrichtung für das insbe
sondere gasförmige Kühlmedium vorgeordnet ist. Durch die zwangsweise Hindurch
führung eines Kühlmediums, z. B. einer Kühlluft, Kühlgas oder einem Kühlmedium
in flüssiger Form zwischen den Konvektionselementen und einer Verkleidung wird
eine sehr wirkungsvolle Kühlung und damit rasche Anpassung an die erforderliche
Verfahrenstemperatur erreicht werden. Durch die Unterteilung der Verkleidung in
mehrere Sektionen in Längsrichtung des Extrusionszylindermantels ist überdies die
sektionale Temperaturanpassung sehr rasch möglich. Damit kann diese Heiz- und
Kühlvorrichtung auch bei komplizierten Verfahrensabläufen, wie z. B bei Recycling
verfahren, angewendet werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Extrusionszylinder mit einer Heiz- und Kühlvorrichtung, in Seitenan
sicht, teilweise geschnitten;
Fig. 2 einen Teilbereich einer Heiz- und Kühlvorrichtung, in perspektivischer An
sicht;
Fig. 3 die Heiz- und Kühlvorrichtung nach Fig. 2 in Stirnansicht;
Fig. 4 eine Heiz- und Kühlvorrichtung in Seitenansicht geschnitten;
Fig. 5 die Heiz- und Kühlvorrichtung nach Fig. 4, in Draufsicht;
Fig. 6 eine andere Ausführungsform einer Heiz- und Kühlvorrichtung, in Seiten
ansicht geschnitten;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung in
Seitenansicht geschnitten;
Fig. 8 eine andere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung nach
Fig. 4 in Seitenansicht geschnitten;
Fig. 9 eine andere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung nach
Fig. 6 in Seitenansicht geschnitten;
Fig. 10 einen Teilbereich einer Heiz- und Kühlvorrichtung mit einer Gelenkanord
nung in perspektivischer Ansicht;
Fig. 11 einen Teilbereich einer Heiz- und Kühlvorrichtung mit einer Spannvorrich
tung in perspektivischer Ansicht;
Fig. 12 eine andere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung, in per
spektivischer Ansicht;
Fig. 13 eine weitere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung in per
spektivischer Ansicht;
Fig. 14 eine weitere Ausführungsform einer Heiz- und Kühlvorrichtung in Seiten
ansicht;
Fig. 15 eine Heiz- und Kühlvorrichtung nach Fig. 14 in Draufsicht;
Fig. 16 die Heiz- und Kühlvorrichtung, im Anlehnungsfall auf einem Extrusionszy
lindermantel, in Seitenansicht;
Fig. 17 die Heiz- und Kühlvorrichtung in einem anderen Anwendungsfall auf
einem Extrusionszylindermantel, in Seitenansicht;
Fig. 18 eine weitere Ausführungsvariante einer Heiz- und Kühlvorrichtung, in per
spektivischer Ansicht;
Fig. 19 eine weitere Ausführungsform einer Heiz- und Kühlvorrichtung auf einem
Extrusionszylindermantel in Ansicht.
In Fig. 1 ist die Anordnung einer Heiz- und Kühlvorrichtung 1 auf einem Extrusions
zylindermantel 2 gezeigt. An einem Maschinengestell 3 eines Extruders 4 ist in
etwa waagrecht der aus einem Rohr 5 gebildete Extrusionszylindermantel 2 ange
flanscht. Das vom Maschinengestell 3 entfernte Ende des Extrusionszylindermantels
weist eine kegelstumpfförmige Verjüngung auf und bildet am Stirnende 6 eine Öff
nung 7, welche konzentrisch zu einer Zylindermittelachse 8 angeordnet ist. Im Rohr
5 mit einem Innendurchmesser 9 ist eine Schnecke 10 des Extruders 4 drehbar gela
gert.
Die Schnecke 10 fördert bei ihrer rotierenden Bewegung durch die an einer Innen
wand 11 anliegenden gewindeförmig verlaufenden Windungen 12 ein, über einen
Beschickungstrichter 13 und eine Beschickungsöffnung 14 in den Innenraum des
Extrusionszylindermantels 2 verbrachtes, zu extrudierendes Material 15, z. B. ein
Kunststoffgranulat. Dieses Kunststoffgranulat wird dabei plastifiziert und in Rich
tung eines Pfeiles 16 zu der Öffnung 7 und weiter in einen Zuführkanal 17 einer
Formeinrichtung 18, z. B. einer Hohlform, einem Extrusionskaliber oder ähnlichem,
gefördert.
Der Extrusionszylindermantel 2 mit einem Außendurchmesser 19 wird in Umfangs
richtung von der Heiz- und Kühlvorrichtung 1, welche einen in etwa L-förmigen
Querschnitt aufweist, umfaßt. Ein Schenkel 20 der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 ist
schalenförmig dicht am Extrusionszylindermantel 2 anliegend angeordnet. Ein wei
terer in etwa rechtwinkelig zum Schenkel 20 angeordneter Schenkel 21 bildet ein, in
radialer Richtung den Extrusionszylindermantel 2 überragendes, kranzförmiges
Konvektionselement 22, für ein durch den Schenkel 20 gebildetes Wärmeüber
tragungselement 23.
Das Wärmeübertragungselement 23 ist in Umfangsrichtung von einem durch Kera
mikelemente 24 und einem darin gehalterten Heizdraht 25 gebildetes Heizelement
26 umschlossen. Das Heizelement 26 ist über Leitungen 27 mit einer Energieversor
gung 28 verbunden, wobei die Stromversorgung des Heizelementes 26 durch eine
Steuer- und Regeleinheit 29 bedarfsabhängig geregelt wird. Die entsprechenden Re
gelinformationen werden über die im Extrusionszylindermantel 2 angeordneten
Meßwertgeber 30 und eine Meßleitung 31 der Steuer- und Regeleinheit 29 übermit
telt. Durch mehrere über den Extrusionszylindermantel 2 in Längsrichtung hinterein
ander angeordnete Heiz- und Kühlvorrichtungen 1, sowie Meßwertgeber 30, kann
der Extrusionszylindermantel sektionsweise unterschiedlich temperiert werden.
Wie weiters in Fig. 1 schematisch angedeutet, ist zur raschen Abfuhr der Wärme aus
dem Extrusionszylindermantel 2 eine Kühlluftvorrichtung 32 angeordnet. Ein Venti
lator 33 saugt über ein Luftgitter 34 Umgebungsluft, entsprechend Pfeilen 35 an,
und fördert diese über eine Luftleitung 36 und einer Verteilerdüse 37 in Richtung
der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 - Pfeile 38. Die Luft strömt entlang den Konvek
tionselementen 22 und entzieht diesen die Wärme, die kontinuierlich aus dem
Extrusionszylindermantel 2 über das Wärmeübertragungselement 23 dem Kon
vektionselement 22 zufließt.
Dadurch können bei Bedarf Teilbereiche des Extrusionszylindermantels 2 nach Un
terbrechung der Energiezufuhr zu den Heizelementen 26 durch die Steuer- und Re
geleinheit 29 geregelt gekühlt werden. Der Ventilator 33 wird in Abhängigkeit vom
Schaltzustand von der gewünschten Temperatur des Extrusionszylindermantels 2
über eine Leitung 39, üblicherweise nur bei abgeschalteter Heizung, mit Energie
versorgt. Üblicherweise wird der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 die Kühlluft - Pfeil
38 - nur in der zwischen zwei Heizperioden liegenden Kühlperiode zugeführt. Da
durch ist es möglich, mit der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 sowohl einen raschen
Temperaturwechsel in einzelnen Zonen des Extrusionszylindermantels 2 herbeizu
führen, wie aber auch das Konstanthalten einer in Abhängigkeit vom zu extrudieren
den Material 15 verfahrensbedingten Temperatur.
In Fig. 2 und 3 ist eine andere Ausführungsvariante der Heiz- und Kühlvorrichtung 1
gezeigt, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet
werden. Die Heiz- und Kühlvorrichtung 1 weist einen L-förmigen Querschnitt auf,
wobei die Schenkel 20, 21 in etwa in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet
sind. Wie besser aus Fig. 3 ersichtlich, ist das durch den Schenkel 20 gebildete
Wärmeübertragungselement 23 in seiner Längserstreckung halbschalenförmig ausge
bildet und weist einen Innendurchmesser 40 auf.
Der das Konvektionselement 22 bildende Schenkel 21 weist in radialer Richtung
verlaufende und beabstandet voneinander angeordnete Ausnehmungen 41 mit einer
Tiefe 42 auf, die in etwa einer Höhe 43 des Konvektionselementes 22 entsprechen.
Dadurch wird das Konvektionselement 22 in Sektoren unterteilt, die in Richtung der
Höhe 43 eine schraubenförmige Verwindung aufweisen, wodurch Außenkanten 44
einen vom Wärmeübertragungselement 23 abstehenden Endbereiches 45 des Kon
vektionselementes 22 zueinander einen insbesondere spitzen Winkel 46 ausbilden.
Die Halbschalen der zweiteiligen Heiz- und Kühlvorrichtung 1 werden mit ihren
durch eine Breite 47 und eine Dicke 48 des Wärmeübertragungselementes 23 gebil
deten Stirnflächen 49 stumpf aneinanderstoßend durch das in Umfangsrichtung über
das Wärmeübertragungselement 23 verlaufende, gliederbandförmige und eine
Spannvorrichtung 50 aufweisendes Heizelement 26 am Rohr 5 dicht anliegend ge
haltert. Eine Distanz 51 zwischen den Stirnflächen 49 ermöglicht ein dichtes Anlie
gen einer Innenfläche 52 am Rohr 5, wodurch ein guter Wärmeübergang zwischen
dem Extrusionszylindermantel 2 und dem Wärmeübertragungselement 23 möglich
ist.
In Fig. 4 und 5 ist eine Heiz- und Kühlvorrichtung 1 mit einem im wesentlichen L-
förmigen Querschnitt gezeigt. Der Schenkel 20 des Wärmeübertragungselementes
23 ist konzentrisch zur Zylindermittelachse 8 und zum Schenkel 21 des Konvektions
elementes 22 in etwa in einem rechten Winkel angeordnet. Das im Bezug auf die
Zylindermittelachse 8 scheibenförmig angeordnete Konvektionselement 22 weist in
Umfangsrichtung beabstandet die radial angeordneten Ausnehmungen 41 mit der
Tiefe 42 auf, die kleiner ist, als die Höhe 43 des Schenkels 21.
Durch eine schraubenförmige Verwindung im Bereich des Konvektionselementes 22
zwischen den Ausnehmungen 41, wird eine fächerförmige Anordnung des Kon
vektionselementes 22 erreicht, wodurch ein in etwa parallel zur Zylindermittelachse
8 verlaufender Kühlluftstrom - Pfeile 53 - in seiner Strömungsrichtung abgelenkt
und durch die Ausnehmungen 41 strömt. Durch eine gegengleiche Fächeranordnung
einer weiteren in Strömungsrichtung benachbart angeordneter Heiz- und Kühlvor
richtung 1 wird der Kühlluftstrom - Pfeil 53 - mehrfach umgelenkt und damit eine
gute Kühlwirkung ermöglicht. Wie weiters der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist in Um
fangsrichtung des Wärmeübertragungselements 23 umfassend das aus den Keramik
elementen 24 gebildete Heizelement 26 angeordnet. Die Keramikelemente 24 wei
sen in Umfangsrichtung Bohrungen 54 auf, in denen zumindest ein Heizdraht 25 an
geordnet ist. Bei der gezeigten Ausführung entspricht die Schenkelbreite des
Wärmeübertragungselementes 23 der Breite des Heizelementes 26. Möglich ist aber
auch eine Ausführung, bei der jeweils zwei Heiz- und Kühlvorrichtungen 1 gegen
gleich angeordnet werden. wobei der Schenkel 20 in etwa halb so breit ist, wie das
Heizelement 26 und diese beiden zueinander angeordneten Schenkeln 20 umfaßt.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsvariante der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 ge
zeigt. Bei dieser Ausführungsform weist die Heiz- und Kühlvorrichtung 1 einen T-
förmigen Querschnitt auf, wobei ein Balken 55 parallel und konzentrisch zur Zylin
dermittelachse 8 zu dieser und ein Steg 56 radial zu dieser ausgerichtet ist. Eine
Breite 57 des durch den Balken 55 gebildeten Wärmeübertragungselementes 23 ist
größer, als eine zweifache Breite 58 der vorragenden Balkenteile, zuzüglich einer
Dicke 59 des Steges 56.
Beidseits des Steges 56 sind die gliederbandförmigen Heizelemente 26 angeordnet.
In Bereichen zwischen den Ausnehmungen 41 des Konvektionselementes 22 ist die
ses schraubenförmig verwunden bzw. verdrillt, so daß zwischen diesen Durchström
öffnungen für die Kühlluft vorhanden sind. Die Breite 57 der Balkenteile kann auch
so bemessen sein, daß sie kleiner, vorzugsweise halb so groß ist, als eine Breite 58
des Heizelementes 26. Damit umfaßt ein Heizelement 26 zwei nebeneinander ange
ordnete Heiz- und Kühlvorrichtungen 1, wodurch die Montage wesentlich erleich
tert wird.
In den Fig. 7 bis 9 sind andere Ausführungsvarianten zur Bildung von T- und L-
förmigen Querschnitten für Heiz- und Kühlvorrichtungen 1 gezeigt. So ist es z. B.
möglich, aus einem einstückigen Materialzuschnitt durch mehrfache Abkantungen
ein T-förmiges Profil durch zwei dicht aneinander anliegende Schenkeln 60, 61 und
zwei gegengleich angeordneten Schenkeln 62, 63 zweier in ihrem Endbereich 64 der
Schenkeln 60, 61 verbundener L-förmigen Profile zu formen. Dabei bilden die
Schenkeln 62, 63 mit ihren in etwa der Breite bzw. halben Seite eines Heizelementes
entsprechenden Breite 65 das Wärmeübertragungselement 23, welches konzentrisch
zu der Zylindermittelachse 8 angeordnet und einen Innendurchmesser 40 aufweist,
der an den Außendurchmesser des Extrusionszylinders angepaßt ist.
Die das Konvektionselement 22 bildenden Schenkeln 60, 61 weisen die Ausnehmun
gen 41 auf und sind im Bereich zwischen den Ausnehmungen 41 fächerförmig ver
formt.
Wie weiters den Fig. 8 und 9 besser zu entnehmen, ist auch eine mehrteilige Ausfüh
rungsform der L- bzw. T-förmigen Profile möglich. Ein einen Bund 66 aufweisen
des Wärmeübertragungselement 23, ist dazu über den in radialer Richtung umlaufen
den Bund 66 mit dem scheibenförmigen in Fächerform ausgebildeten Konvektions
element 22, z. B. durch Nieten 67, verbunden.
In den Fig. 10 und 11 ist die halbschalenförmig ausgebildete Heiz- und Kühlvorrich
tung 1 in den Bereichen von um 180 versetzt angeordneten Teilungsfugen 68, 69 ge
zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die, die Halbschalen bildende Teile 23′, 23′′
im Bereich der Teilungsfuge 68 des Wärmeübertragungselementes 23 über eine Ge
lenkanordnung 70 verbunden. Dazu weisen die Teile 23′, 23′′, im Endbereich
verzahnungsartig gegengleich angeordnete und einen Bolzen 71 aufnehmende, z. B.
eingerollte Scharnierbänder 72, auf. Der Gelenkanordnung 70 ist die um 180°
gegenüberliegende Teilungsfuge 69 einen Verschluß- und Spanneinrichtung 73, zu
geordnet. Diese ist z. B. im Bereich des Konvektionselementes 22 angeordnet und
durch ein Spannschloß bzw. eine Spannschraubenanordnung gebildet. So können
z. B. mit dem Konvektionselement 22 Spannklötze 74 verbunden, z. B. verschweißt
sein. Der eine Spannklotz 74 weist eine Durchgangsbohrung 75 und der andere
Spannklotz 74 ein Innengewinde 76 auf. Eine Spannschraube 77 durchsetzt die
Durchgangsbohrung 75 und greift in das Innengewinde 76 ein. Durch das Anziehen
der Spannschraube 77 können die Teile 23′, 23′′ des Wärmeübertragungselementes
23 spielfrei an den Extrusionszylindermantel 2 angepaßt werden.
Durch die Gelenkanordnung 70 kann die Heiz- und Kühlvorrichtung 1 den Ex
trusionszylindermantel 2 umfassend angelegt und mit der Verschluß- und Spannein
richtung 73 am Extrusionszylindermantel 2 dicht anliegend montiert werden, wo
durch ein guter Wärmeübergang vom Extrusionszylindermantel 2 an die Heiz- und
Kühlvorrichtung 1 erreicht wird. Zum Ausgleich von fertigungsbedingten Oberflä
chenfehlern am Rohr 5 kann eine diese Fehler ausgleichende Zwischenschicht 78,
z. B. eine Wärmeleitpaste 79 und bzw. oder ein eine gute Wärmeleitfähigkeit aufwei
sendes Gewebe - oder mattenförmiges Material -, zwischen dem Rohr 5 und dem
Wärmeübertragungselement 23 angeordnet werden. Dadurch wird insgesamt der
Wirkungsgrad und die Ansprechzeit der Heiz- und Kühlvorrichtung verbessert.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsvariante der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 in
einer halbschalenartigen Ausbildung gezeigt, wobei nur eine Halbschale der gesam
ten Heiz- und Kühlvorrichtung 1 dargestellt ist. Auf dem halbschalenförmigen Wär
meübertragungselement 23 sind in Längsrichtung der Halbschale mehrere beab
standete Konvektionselemente 22 angeordnet, die aus halbkreisringförmigen Blech
zuschnitten 80 gebildet sind. Der Abstand der Konvektionselemente 22 entspricht
im wesentlichen der Breite 58, der zwischen den Konvektionselementen 22 angeord
neten Heizelementen 26, welche in Umfangsrichtung das Wärmeübertragungsele
ment 23 umfassen. Eine Höhe 81, der am Wärmeübertragungselement 23 angeordne
ten, durch Blechzuschnitte 80 gebildeten Rippen 82, ist dabei größer, als eine Dicke
83 des Heizelementes 26.
Die Blechzuschnitte 80 liegen mit einer inneren Oberfläche, die einen Radius 84
aufweist, dicht auf einer Oberfläche 85 des Wärmeübertragungselementes 23 an und
sind mit dieser verbunden, z. B. verklebt, verschweißt etc. Bei dieser Ausführungs
form ist es möglich, eine größere Länge des Extrusionszylindermantels 2 auf eine
einheitliche Temperatur einzuregeln. Die Anwendung dieser Ausführungsform bie
tet darüber hinaus einen geringeren Montageaufwand und wird daher überall dort
zweckmäßig eingesetzt werden können, wo eine größere Extrusionszylinderlänge
mit einheitlicher Temperatur betrieben werden kann. Auch bei dieser Ausführungs
form können die, die Konvektionselemente 22 bildenden Blechzuschnitte 80 in
Richtung ihrer Radialerstreckung schraubenförmig verwunden werden, wodurch die
Ablenkung und Verwirbelung eines Kühlluftstromes erreicht wird.
In Fig. 13 ist eine andere Ausführungsform der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 ge
zeigt. Die Konvektionselemente 22 sind bei dieser Ausführungsform in etwa recht
eckförmige Blechzuschnitte 80, die auf dem halbschalenförmigen Wärmeüber
tragungselement 23 befestigt, z. B. angeschweißt sind. Die durch die Blechzu
schnitte 80 gebildeten Rippen 82 sind am Umfang des Wärmeübertragungs
elementes 23 in etwa gleichmäßig verteilt und mit ihrer Längserstreckung parallel
zur Zylindermittelachse 8 angeordnet. Sie können aber auch, um einen noch besse
ren Wärmeübergang zu ermöglichen, schräg zur Zylindermittelachse 8 angeordnet
und bzw. oder die in Längsrichtung hintereinander angeordneten in Umfangsrich
tung versetzt sein.
Über eine Gesamtlänge 86 des halbschalenförmigen Wärmeübertragungselementes
23 sind verteilt mehrere Reihen von den am Umfang verteilten Rippen angeordnet.
Ein Abstand 87 zwischen gegenüberliegend angeordneten Stirnflächen 88 der Rip
pen 82 ist in etwa gleich groß der Breite 58 des zwischen den Rippen angeordneten
Heizelementen 26. Die radiale Höhe 81 der Rippen 82 ist größer als die Dicke 83
des Heizelementes 26.
Wie in Verbindung mit den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen be
reits beschrieben, werden die halbschalenförmigen Wärmeübertragungselemente 23
durch das diese in Umfangsrichtung umfassende Heizelement 26 bzw. durch dessen
Spannvorrichtung 50 oder durch eine Verschluß- und Spanneinrichtung 73 am Ex
trusionszylindermantel 2 dicht anliegend gehaltert.
In den Fig. 14 bis 17 ist eine andere Ausführungsvariante der Heiz- und Kühlvorrich
tung 1 gezeigt.
Diese besteht aus einem elastisch bzw. plastisch verformbaren Band 89 mit einer
Länge 90, welche in etwa einem Außenumfang eines Außendurchmessers 91 des
Extrusionszylindermantels 2 entspricht. Wie hier einfach dargestellt, kann an entge
gengesetzten Enden 92 die an sich bekannte Spannvorrichtung 50 angeordnet sein.
Längs einer Symmetrieachse sind im Abstand voneinander in etwa fingerförmige
Lappen 93 abgeklinkt und um eine im rechten Winkel zur Symmetrieachse ver
laufenden Knicklinie 94 aufgebogen. Längs dieser Knicklinie 94 sind die Lappen 93
in etwa in einem rechten Winkel zur Bandoberfläche 95 abgewinkelt und bilden für
das bandförmige Wärmeübertragungselement 23 die Konvektionselemente 22. Durch
die Elastizität des Bandes 89, das z. B. aus einem dünnen Kupferblech gebildet ist,
kann die Heiz- und Kühlvorrichtung 1 bei der Montage um den
Extrusionszylindermantel 2 gelegt und mit der Spannvorrichtung 50 dicht an diesen
angepreßt werden.
Wie besser den Fig. 16 und 17 zu entnehmen ist, kann die Heiz- und Kühlvorrichtung
1 abwechselnd mit dem Heizelement 26 in Längsrichtung des
Extrusionszylindermantels 2 angeordnet sein, bzw. kann das Heizelement 26 die
Heiz- und Kühlvorrichtung 1 umfassend angeordnet sein. Bei dieser Ausführungs
form ragen die Lappen 93 der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 durch Öffnungen 96,
welche im Heizelement 26 angeordnet sind. Weiters können die Heizelemente 26
zwischen zwei benachbarten Reihen von Lappen 93 angeordnet sein.
In Fig. 18 ist eine Ausführungsvariante der Heiz- und Kühlvorrichtung 1 gezeigt, bei
der ein in etwa L-förmiges elastisches Profil 97 in spiralförmigen Windungen um
den Extrusionszylindermantel 2 herumgewickelt ist. Der Schenkel 20 liegt dicht am
Extrusionszylindermantel 2 auf und weist in etwa die Breite 65 auf, die der Breite 58
des Heizelementes 26 entspricht. Der weitere Schenkel 21 des L-förmigen Profiles
97 bildet das Konvektionselement 22. Wie bereits zuvor beschrieben, kann das
Konvektionselement 22 in dessen Längsrichtung beabstandet die radial angeordneten
Ausnehmungen 41 aufweisen und im Bereich zwischen den Ausnehmungen 41 und
in zur Zylindermittelachse 8 radialer Richtung schraubenförmig verwunden sein.
Die spiralenförmige Windung des Profiles 97 um den Extrusionszylindermantel 2
weist eine Steigung 98 auf, welche in etwa der Breite 65 des Schenkels 20 ent
spricht. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, die Heiz- und Kühlvorrich
tung 1 in Form von handelsüblichen Profillängen und in großen Stückzahlen auf La
ger zu erzeugen, wobei eine Standardabmessung eines Profiles unabhängig vom
Außendurchmesser 19 und von der Länge des Extrusionszylindermantels 2 verwen
det werden kann. Des weiteren ist bei dieser Ausführungsform für eine Gesamtaus
stattung eines Extrusionszylinders nur jeweils eine Fixiervorrichtung für den An
fang, und eine Spannvorrichtung für das Ende des Profiles 97 erforderlich, wodurch
sich sowohl die Kosten für die Herstellung wie auch für die Montage einer solchen
Heiz- und Kühlvorrichtung 1 gering halten. Bei dieser Ausführungsvariante wird
das gliederbandförmige durch die Keramikelemente 24 gebildete Heizelement 26
den spiralenförmigen Windungen angepaßt und auf den Schenkel 20 dicht anliegend
aufgebracht. Wie in der Darstellung gezeigt, kann das Heizelement 26 auch durch
mehrere im Verlaufe der Spiralen hintereinander angeordnete Einzelelemente, die
durch unabhängige Energiezuführungen gespeist werden und unabhängige Regelein
richtungen aufweisen, gebildet sein.
Das in Fig. 19 dargestellte Wärmeübertragungselement 23 weist in seiner Längs
erstreckung beabstandete Ausklinkungen mit den in etwa rechtwinkelig zu der
Bandoberfläche abgewinkelten Lappen 93 als Konvektionselement 22 auf. Die zwi
schen den Ausklinkungen verbleibenden Schenkel 20 liegen am Extrusionszylinder
mantel 2 auf und werden mit den auf diesem aufliegenden Heizelement 26 in
Richtung der Zylindermittelachse 8 am Extrusionszylindermantel 2 zur Anlage ge
bracht. Wie in strichlierten Linien gezeigt, können die Lappen 93 selbstverständlich
zur Ablenkung einer Kühlluftströmung oder eines strömenden sonstigen Mediums in
sich verwunden ausgebildet sein. Damit wird dem Kühlmedium eine größere wirksa
me Fläche entgegengesetzt, wodurch die Kühlleistung gesteigert wird. Durch die
Abmessungen der Ausklinkung bzw. der Lappen 93 ist weiters eine gute Abstim
mung der Heiz- und Kühlwirkung für den Extrusionszylindermantel 2 möglich.
Dem oberen Bildausschnitt der Fig. 1 kann auch entnommen werden, daß einzelne
und bzw. oder mehrere Gruppen von Heiz- und Kühlvorrichtungen 1 mit einer Ver
kleidung 99 ummantelt sein können, wodurch sich ein Innenraum 100 für ein Kühl
medium, wie z. B. Luft, Kühlgas oder Kühlflüssigkeit ausbildet. Durch die so gebil
dete Ummantelung der Konvektionselemente 22 wird eine effiziente Wirkung des
Kühlmediums und eine rasche Regelcharakteristik erreicht. Damit sind auch sehr ex
akte Abgrenzungen zwischen den einzelnen Bereichen möglich, wodurch sich diese
Anordnungen der Heiz- und Kühlvorrichtungen 1 mit den Verkleidungen 99, spe
ziell für schwierige Extrusionsverfahren, wie z. B. für Recyclingverfahren, eignen.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, über die gezeigten Aus
führungsbeispiele hinaus die Anordnung der Einzelelemente beliebig zu ändern,
bzw. auch unterschiedlich zu kombinieren. Auch Einzelmerkmale aus den gezeigten
Ausführungsbeispielen können eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen darstel
len.
Bezugszeichenaufstellung
1 Heiz- und Kühlvorrichtung
2 Extrusionszylindermantel
3 Maschinengestell
4 Extruder
5 Rohr
6 Stirnende
7 Öffnung
8 Zylindermittelachse
9 Innendurchmesser
10 Schnecke
11 Innenwand
12 Windung
13 Beschickungstrichter
14 Beschickungsöffnung
15 Material
16 Pfeil
17 Zuführkanal
18 Formeinrichtung
19 Außendurchmesser
20 Schenkel
21 Schenkel
22 Konvektionselement
23 Wärmeübertragungselement
23′ Teil
23′′ Teil
24 Keramikelement
25 Heizdraht
26 Heizelement
27 Leitung
28 Energieversorgung
29 Steuer- und/oder Regeleinheit
30 Meßwertgeber
31 Meßleitung
32 Kühlluftvorrichtung
33 Ventilator
34 Luftgitter
35 Pfeil
36 Luftleitung
37 Verteilerdüse
38 Pfeil
39 Leitung
40 Innendurchmesser
41 Ausnehmung
42 Tiefe
43 Höhe
44 Außenkante
45 Endbereich
46 Winkel
47 Breite
48 Dicke
49 Stirnfläche
50 Spannvorrichtung
51 Distanz
52 Innenfläche
53 Pfeil
54 Bohrung
55 Balken
56 Steg
57 Breite
58 Breite
59 Dicke
60 Schenkel
61 Schenkel
62 Schenkel
63 Schenkel
64 Endbereich
65 Breite
66 Bund
67 Niete
68 Teilungsfuge
69 Teilungsfuge
70 Gelenkanordnung
71 Bolzen
72 Scharnierband
73 Verschluß- und Spanneinrichtung
74 Spannklotz
75 Durchgangsbohrung
76 Innengewinde
77 Spannschraube
78 Zwischenschicht
79 Wärmeleitpaste
80 Blechzuschnitt
81 Höhe
82 Rippe
83 Dicke
84 Radius
85 Oberfläche
86 Gesamtlänge
87 Abstand
88 Stirnfläche
89 Band
90 Länge
91 Außendurchmesser
92 Ende
93 Lappen
94 Knicklinie
95 Bandoberfläche
96 Öffnung
97 Profil
98 Steigung
99 Verkleidung
100 Innenraum
2 Extrusionszylindermantel
3 Maschinengestell
4 Extruder
5 Rohr
6 Stirnende
7 Öffnung
8 Zylindermittelachse
9 Innendurchmesser
10 Schnecke
11 Innenwand
12 Windung
13 Beschickungstrichter
14 Beschickungsöffnung
15 Material
16 Pfeil
17 Zuführkanal
18 Formeinrichtung
19 Außendurchmesser
20 Schenkel
21 Schenkel
22 Konvektionselement
23 Wärmeübertragungselement
23′ Teil
23′′ Teil
24 Keramikelement
25 Heizdraht
26 Heizelement
27 Leitung
28 Energieversorgung
29 Steuer- und/oder Regeleinheit
30 Meßwertgeber
31 Meßleitung
32 Kühlluftvorrichtung
33 Ventilator
34 Luftgitter
35 Pfeil
36 Luftleitung
37 Verteilerdüse
38 Pfeil
39 Leitung
40 Innendurchmesser
41 Ausnehmung
42 Tiefe
43 Höhe
44 Außenkante
45 Endbereich
46 Winkel
47 Breite
48 Dicke
49 Stirnfläche
50 Spannvorrichtung
51 Distanz
52 Innenfläche
53 Pfeil
54 Bohrung
55 Balken
56 Steg
57 Breite
58 Breite
59 Dicke
60 Schenkel
61 Schenkel
62 Schenkel
63 Schenkel
64 Endbereich
65 Breite
66 Bund
67 Niete
68 Teilungsfuge
69 Teilungsfuge
70 Gelenkanordnung
71 Bolzen
72 Scharnierband
73 Verschluß- und Spanneinrichtung
74 Spannklotz
75 Durchgangsbohrung
76 Innengewinde
77 Spannschraube
78 Zwischenschicht
79 Wärmeleitpaste
80 Blechzuschnitt
81 Höhe
82 Rippe
83 Dicke
84 Radius
85 Oberfläche
86 Gesamtlänge
87 Abstand
88 Stirnfläche
89 Band
90 Länge
91 Außendurchmesser
92 Ende
93 Lappen
94 Knicklinie
95 Bandoberfläche
96 Öffnung
97 Profil
98 Steigung
99 Verkleidung
100 Innenraum
Claims (27)
1. Heiz- und Kühlvorrichtung, insbesondere für einen Extrusionszylinder mit einem
zylinderförmigen, dem Mantel umfassenden Wärmeübertragungselement, einem
Konvektionselement und einer Heizeinrichtung für das Wärmeübertragungselement,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) einen Extru
sionszylindermantel (2) in Umfangsrichtung zumindest teilweise umfaßt und mit zu
mindest einem Konvektionselement (22) verbunden ist, welches das Wärmeüber
tragungselement (23) in radialer Richtung überragt.
2. Heiz- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Konvektionselement (22) mit dem Wärmeübertragungselement (23) einstückig ver
bunden bzw. ausgebildet ist.
3. Heiz- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmeübertragungselement (23) in Umfangsrichtung des Extrusions
zylinders mehrteilig, insbesondere durch Halbschalen, ausgebildet ist.
4. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) und das Konvek
tionselement (22) mehrstückig ausgebildet ist und eine Verbindungsstelle eine Kon
traktfläche für den Wärmeübergang bildet.
5. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß eine radiale Höhe (43, 81) des Konvektionselementes
(22) größer ist, als eine Dicke (83) des Wärmeübertragungselementes (23) und bzw.
oder eines Heizelementes (26).
6. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) und das Konvek
tionselement (22) in Bezug auf eine Längsrichtung einer Zylindermittelachse (8)
angeordneten Ebene einen L-förmigen Querschnitt aufweisen.
7. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) und das Konvek
tionselement (22) in Bezug auf eine in Längsrichtung der Zylindermittelachse (8)
angeordneten Ebene einen T-förmigen Querschnitt aufweisen.
8. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektionselement (22) aus mehreren sich in
Umfangsrichtung erstreckenden Segmenten gebildet ist.
9. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung angeordneten Segmente des
Konvektionselementes (22) in Bezug auf die Zylindermittelachse (8) einen Winkel
bilden, der insbesondere größer als 90° ist.
10. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand der in Längsrichtung des Extrusionszylin
dermantels (2) benachbart angeordneten Konvektionselemente (22) im wesentlichen
einer Breite (58) des Heizelementes (26) entspricht.
11. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die benachbart in Längsrichtung des Extrusionszylinder
mantels (2) angeordneten Konvektionselemente (22) zwischen sich einen Winkel
einschließen, der kleiner als 180° ist.
12. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen des mehrteiligen Wärmeü
bertragungselementes (23) Spannvorrichtungen (50) angeordnet sind.
13. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Verbindungsstelle des mehrteiligen
Wärmeübertragungselementes (23) eine Gelenkanordnung (70) angeordnet ist.
14. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) und das Konvek
tionselement (22) aus einem Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten ge
bildet ist, insbesondere aus einer Kupfer-, Messing- oder Aluminiumlegierung.
15. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (26) zwischen den in Längsrichtung
des Extrusionszylindermantels (2) benachbart angeordneten Konvektionselementen
(22) angeordnet ist und dem Heizelement (26) eine Energieversorgung (28) und eine
Steuer- und/oder Regeleinheit (29) zugeordnet ist.
16. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser (40) des Wärmeübertragungsele
mentes (23) geringfügig kleiner ist als ein Außendurchmesser (19) des Extrusionszy
lindermantels (2).
17. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungs- und das Konvektionselement
(23, 22) aus einem Material gebildet ist, welches eine Festigkeit kleiner als 105
N/mm aufweist.
18. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) und das Konvek
tionselement (22) den Extrusionszylindermantel (2) spiralenförmig umschließt und
eine Steigung (98) der spiralenförmigen Windungen in etwa der Breite (58) des
Heizelementes (26) entspricht.
19. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmeübertragungselement (23) und
dem Extrusionszylindermantel (2) eine plastisch verformbare wärmeleitende Zwi
schenschicht (78) angeordnet ist.
20. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (78) durch eine dauerelastische
Wärmeleitpaste (79) gebildet ist.
21. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) aus einem elas
stisch verformbaren Gewebe und bzw. oder netzförmigen Gewirke eines Materials
mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.
22. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) mehrere am Um
fang verteilt und radial über diesen vorstehende vorzugsweise in Längsrichtung des
Extrusionszylindermantels (2) distanzierte und parallel zur Zylindermittelachse (8)
des Extrusionszylinders angeordnete Konvektionselemente (22) aufweist.
23. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Zylindermittelachse (8) des Extrusions
zylindermantels (2) angeordneten Konvektionselemente (22) mit zunehmender Di
stanz vom Wärmeübertragungselement (23) schräg zur Zylindermittelachse (8) ver
laufen.
24. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (23) aus einem ela
stisch verformbaren, den Umfang des Extrusionszylindermantels (2) zumindest teil
weise umfassenden streifenförmigen Band (89) mit in Umfangsrichtung beabstandet
zueinander angeordneten Ausklinkungen gebildet ist.
25. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Knicklinie (94) der Ausklinkung in etwa einen
Winkel von 90° zur Längserstreckung des Wärmeübertragungselementes (23) ange
ordnet ist und Lappen (93) in etwa um 90° zu einer Bandoberfläche (95)
abgewinkelt und vorzugsweise in sich verwunden sind.
26. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Knicklinie (94) der durch die Ausklinkung gebilde
ten Lappen (93) in etwa parallel zur Längserstreckung des Wärmeübertragungs
elementes (23) verlaufend angeordnet ist und die Lappen (93) in etwa um 90° zu
der Bandoberfläche (95) abgewinkelt und vorzugsweise in sich verwunden sind.
27. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Kühlvorrichtung (1) mit einer diese ein
schließenden Verkleidung (99) mit einem Ein- und Auslaß für ein Kühlmedium um
geben ist, wobei vorzugsweise dem Einlaß eine Fördervorrichtung für das inbeson
dere gasförmige Kühlmedium vorgeordnet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT23890 | 1990-02-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4103221A1 true DE4103221A1 (de) | 1991-08-08 |
Family
ID=3485222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4103221A Ceased DE4103221A1 (de) | 1990-02-05 | 1991-02-02 | Heiz- und kuehlvorrichtung fuer einen extrusionszylinder |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH683509A5 (de) |
DE (1) | DE4103221A1 (de) |
IT (1) | IT1247822B (de) |
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---|---|---|---|---|
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