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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gegenstand der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die kunststoffverarbeitende Industrie im allgemeinen und
genauer auf Vorrichtungen zur Extrusion aufgeblasener Folien. Insbesondere
bezieht sie sich auf allgemein bekannte Post-Extrusionsvorrichtungen, wie
Blasenkäfige
oder Blasenführungen.
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2. Stand der
Technik
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Die gesamte aufgeblasene Folie wir
entweder vertikal, aufwärts
oder abwärts
oder horizontal extrudiert. Sobald das Polymer aus der zylindrischen Düse austritt,
bildet es in allen Fällen
eine zylindrische „Blase" und wird von der
Düse mittels
zweier Rollen (normalerweise bekannt als Klemmrollen), die ein kollabierendes äußeres Ende
der Blase berühren,
abgezogen. Der Abstand zwischen der Düsenoberfläche und den Klemmrollen kann
von 1,8 Meter bis zu über
30,5 Meter (sechs Fuß bis
zu über
hundert Fuß)
variieren. Sobald die Blase aus der Düse austritt, wird sie mit Luft
bis auf den gewünschten Durchmesser
aufgeblasen. Normalerweise bläst
die Luft die Blase durch die Düse
auf, und sobald der erforderliche Durchmesser erreicht ist, läßt die Aufblasung
nach, und die Luft ist zwischen der Stirnseite der Düse und den
Klemmrollen gefangen.
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Die Blase muß geführt werden, um eine gute Zentrierung
und Führung
mit minimaler Oszillation von Seite zu Seite oder einer minimalen
Wegbewegung vom Zentrum zu gewährleisten.
Die Führung wurde
mittels Blasenkäfigen,
individuellen Führungsstangen,
miteinander mittels Ketten verbundenen Führungsstangen, Getrieben und
dergleichen, und einer Vielzahl von anderen Verfahren verrichtet.
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Ein Blasenführungsaufbau ist aus der US-A-3,960,418
bekannt. Diese Druckschrift bezieht sich auf die Führung und
Steuerung/Regelung von extrudierten Schläuchen, beispielsweise die Führung und
Stabilisierung der Blase während
der Bildung der thermoplastischen Folie in dem gut bekannten Folienaufblasprozeß. Der bekannte
Blasenführungsaufbau
greift in die Seiten des Schlauches mit Führungselementen ein. Durch
Drehung eines verlängerten Armes
verändert
sich die Position der Führungselemente,
wodurch sich die Größe eines
definierten Kreises ändert.
Die Zusammensetzung des bekannten Blasenführungsaufbaus ist kompliziert,
was die Herstellung dieses Blasenführungsaufbaus schwierig und
teuer macht. Ähnliche
Blasenführungseinheiten sind
bekannt aus PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 007, no. 145 (M-224), WO92/16350
als auch aus der US-A-4,355,966.
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Eine andere Blasenführungseinheit
ist aus der DE-A-36 10 488 bekannt. Die bekannte Blasenführungseinheit
umfaßt
zwei konzentrische Rahmen, durch die eine aufgeblasene Folienblase
geführt
werden kann. Ferner umfaßt
die bekannte Blasenführungseinheit
mehrere Stäbe
zur Führung
der Blase. Die bekannte Blasenführungseinheit
hat den Nachteil, daß sie
nicht robust und schwierig herzustellen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist es,
eine einfache, einstellbare Blasenführungseinheit bereitzustellen,
die robust und einfach herzustellen ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine einfache, einstellbare Blasenführung oder einen einfachen,
einstellbaren Käfig
(hier später
Führung
genannt) zur Verfügung,
die/der robust und einfach herzustellen ist.
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Die Blasenführungseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
zwei konzentrische Rahmen, durch die die Folienblase geführt werden
kann, wobei mindestens einer dieser relativ zu dem anderen drehbar
ist. Mindestens vier Stäbe
zur Führung des
Blase sind symmetrisch um das Drehzentrum angeordnet, um einen Rahmen
drehbar an einem Ende aufzunehmen und den anderen Rahmen an dem
anderen Endabschnitt frei aufzunehmen. "Frei aufnehmen" bedeutet hier, daß das andere Ende eines jeden
Stabes bis zu einem gewissen Maß frei
drehbar ist, als auch in der Richtung seiner Länge über den Drehpunkt hinaus und
zurück
frei bewegbar ist. Dies wird am einfachsten durch einen drehbaren
Ring, durch den der Stäbe
geführt
ist, oder weniger elegant, durch einen fixierten Ring, der eine Öffnung aufweist,
die größer als
der Stabdurchmesser ist, bewerkstelligt. Wenn einer der beiden konzentrischen Rahmen
relativ zu dem anderen gedreht wird, ändert sich die Fläche der
durch die Stäbe
definierten Öffnung
und kann zur Anpassung der Größe der Blase eingestellt
werden.
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Insbesondere umfaßt eine Blasenführungseinheit
in Übereinstimmung
mit der 5 Erfindung:
Einen ersten hohlen Rahmen, der eine Anzahl
von ersten Drehmitteln trägt,
die an Orten um ein Zentrum des Rahmens verteilt sind, wobei die
Anzahl mindestens vier beträgt;
einen
zweiten hohlen Rahmen, der die gleiche Anzahl von zweiten Drehmitteln
trägt,
die ebenfalls an Orten um ein Zentrum des zweiten Rahmens verteilt sind,
wobei dieser zweite Rahmen drehbar um eine Achse angeordnet ist,
die sich durch beide Zentren erstreckt, eine Anzahl von Stäben, wobei
jeder einen Endabschnitt, der durch ein erstes Drehmittel festgelegt
ist und einen entgegengesetzten Endabschnitt aufweist, der durch
ein zweites Drehmittel festgelegt ist, so daß jeder Stab sich entlang eines
Hauptabschnittes der Rahmen erstreckt, wobei alle Drehmittel eine
drehbare Bewegung der Stäbe
relativ zu den Rahmen zulassen und mindestens eines der Drehmittel
jedes Stabes eine gleitende Bewegung des Stabes relativ zu dem jeweiligen
Rahmen zuläßt, wodurch
die Stäbe
eine Öffnung
bilden, durch die eine Blase geführt
werden kann, und worin die Abmessungen dieser Öffnung durch Rotation des zweiten
Rahmens relativ zu dem ersten Rahmen verändert werden können.
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Vorzugsweise sind die ersten Drehmittel
an den Ecken eines ersten Vierecks angeordnet und die zweiten Drehmittel
an den Ecken eines zweiten Vierecks angeordnet. Der erste und zweite
Rahmen sind vorzugsweise in Form von konzentrischen Ringen ausgebildet.
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Derartige Blasenführungseinheiten können vertikal
oder horizontal übereinander
angeordnet sein, und ihre drehbaren Rahmen sind miteinander verbunden,
um einen einzelnen Einstellmechanismus zuzulassen. In diesem Fall
stellen Pfosten, die entsprechende Abschnitte der Rahmen miteinander verbinden,
die Drehmittel bereit, die die Stäbe halten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren
beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht einer Führungseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Position mit maximalem Durchmesser ist;
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2 die
Einheit gemäß 1, jedoch in der 1/2-Durchmesser
Position zeigt;
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3 die
Einheit gemäß 1, jedoch in der 1/4-Durchmesser
Position zeigt;
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4 die
Einheit gemäß 1, jedoch in einer Position
mit minimalem Durchmesser zeigt;
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5 die
Einheit des Blasenführungsaufhaus
in perspektivischer Ansicht zeigt; und
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6a und 6b Schnittansichten durch
das Zentrum der Einheit gemäß 5 in ihrer maximalen bzw.
minimalen Position zeigen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun, Bezug nehmend auf 1, umfaßt die Blasenführungseinheit
zwei konzentrische Ringrahmen, d. h. einen stationären äußeren Rahmen 10 und einen
inneren Rahmen 11, der drehbar um sein Zentrum ist. Vier
Führungsstäbe sind
schematisch als Linien 12, 13, 14 und 15 dargestellt.
Der Stab 12 ist mit einem Ende an einem Drehpunkt 16 angebracht,
der mit dem äußeren Ring 10 verankert
ist, während
sein anderer Endabschnitt in Nähe
seines Endes gleitbar an einem zweiten Drehpunkt 17 angebracht
ist, der mit dem inneren Ring 11 verankert ist. Die anderen Stäbe 13, 14 und 15 sind
in ähnlicher
Weise mit einem Ende an einem ersten Drehpunkt an dem äußeren Rahmen
angebracht und gleitbar in Nähe
des anderen Endes an einem zweiten Dreh punkt an dem inneren Rahmen
angebracht. Die Stäbe 12, 13, 14 und 15 müssen eine
ausreichende Länge
aufweisen, um nicht aus dem Drehpunkt 17 herausgezogen
zu werden, wenn der innere Rahmen 11 in die Lage gemäß 4 gedreht wird, wo die Öffnung zwischen
den Stäben
eine minimale Größe aufweist.
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Die bevorzugte Ausführungsform
wird nun in bezug auf die 5, 6a und 6b der
Zeichnungen beschrieben. Im allgemeinen ist es bei dem Folienaufblasprozeß kritisch,
den Folienschlauch ausgerichtet zu den oberen Klemmrollen und der
Aufblasfoliendüse
zu halten. Der Aufblasfolienprozeß ist normalerweise eine Aufwärts-Extrusion.
Eine Abwärts-Extrusion
wurde jedoch in der Vergangenheit verwendet.
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Wie zu sehen, ist die Blasenführung aus
zwei unteren und zwei oberen Rahmen in Form von äußeren und inneren unteren Ringen 10a, 11a und äußeren und
inneren oberen Ringen 10b, 11b mit einem Loch
im Zentrum jedes inneren Rings aufgebaut. Die äußeren Ringe 10a und 10b sind
durch vier abstandsgleiche äußere vertikale
Pfosten 16a, 16b, 16c, 16d verbunden,
und die inneren Ringe 11a, 11b sind durch vier
abstandsgleiche innere vertikale Pfosten 17a, 17b, 17c, 17d verbunden.
Die unteren äußeren und
inneren Ringe 10a und 11a wirken wie innere und äußere Abschnitte
eines Lagers, wobei der äußere Ring
stationär
bleibt und der innere Ring der lauffähige Teil des Lagers ist, der
drehbar ist. Der äußere Ring 10a hält die Pfosten 16a,
usw. in einer Weise, daß sie
sich um ihre longitudinale Achse drehen können, und der innere Ring hält die Pfosten 17a,
usw. in der gleichen Weise, so daß die Pfosten 16a,
usw. erste Drehpunkte und die Pfosten 17a, usw. zweite
Drehpunkte bilden. Die unteren Ringe und die oberen Ringe sind jeweils
Spiegelbilder voneinander. In dem dargestellten Beispiel sind vier Pfosten
an dem äußeren Ring
und vier Pfosten an dem inneren Ring, wobei jeder Satz von Pfosten
auf den Ecken eines Vierecks angeordnet ist. Die äußeren Pfosten 16a,
usw. weisen angrenzend an ihre unteren und oberen Enden Bohrungen
auf, so daß jeder Pfosten
runde Stäbe 12, 13, 14 und 15 aufnimmt,
die mit einer Feststellschraube angrenzend an ihre unteren und oberen
Enden befestigt sind. Die vier Pfosten 17a, usw. an den
inneren Ringen sind angrenzend an ihre unteren und oberen Enden
durchgebohrt, um den Gegenstäben
zu gewähren,
so frei wie nötig
zu gleiten. Die Stäbe
sind in Gruppen von unteren und oberen Stäben angrenzend an die unteren
bzw. oberen Ringe angeordnet, und die Abstände der Stäbe von den Ringen sind vertikal
versetzt, so daß dort keine
gegenseitige Beeinflussung zwischen den Stäben vorhanden ist. Der Aufbau
arbeitet folgendermaßen:
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Mit den äußeren stationär gehaltenen
Ringen 10a, 11a, und mit den vier Pfosten 16a usw.
mit den Stäben 12 usw.,
die in gleichem Maße
eine ausreichende Länge
aufweisen, um durch die inneren Pfosten 17a hindurchgeführt zu werden,
bewegen sich die Stäbe
symmetrisch nach innen oder nach außen, wenn die inneren Ringe
gedreht werden. Die variierende Größe der durch die Stäbe 12 usw.
definierten viereckigen Öffnung
wird durch Gleiten der Stäbe durch
die inneren Pfosten 17a ermöglicht. Alle vier sich an den
inneren Ringen 10a, 10b drehenden Pfosten bewegen
somit kollektiv die Sätze
der vier unteren und vier oberen Stäbe zusammen, wodurch die Größe der Öffnung reduziert
wird.
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Um die Reibung zwischen den Stäben 12 usw.
und der Blase zu reduzieren, können
die Stäbe eine
Bedeckung aufweisen, und diese könnte
die Form von Rollen, entweder in der Form einer einzelnen festen
Rollen für
jeden Stab oder in Form eine Serie von kleinen Rollen, wie mit 20 in
den 6a und 6b dargestellt, aufweisen,
die auf den Stäben durch
Reibung mit der Blase rotieren würden,
falls hinreichend Reibung vorhanden ist.
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Die hierin verwendete Bezeichnung
Stäbe bezieht
sich auch auf Stäbe
mit jeder Form von Bedeckung zur Verwendung bei Unterstützung der
Führung
der aufgeblasenen Folie, wobei die Bedeckung entweder feste oder
segmentierte Rollen, eisenhaltiges oder nicht nicht-eisenhaltiges
Metall, Kunststoffbedeckungen wie Teflon (TM) oder ein aufgetragenes
Gleitmittel aufweist. Es ist auch möglich, hohle Schläuche (oder
schlauchähnliche
Formen) mit einer Serie von Löchern
oder Schlitzen vorzusehen, durch die Luft geführt wird, um Reibung oder Kontakt
mit der aufgeblasenen Folie zu reduzieren.
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Es gibt keine Einschränkungen
hinsichtlich der Anzahl der vertikalen Pfosten und entsprechender
Stäbe.
Jedoch sind 4, 6 oder 8 Pfosten für jedes Paar
von unteren und oberen Ringen günstig,
und bilden jeweils viereckig, sechseckig oder achteckig geformte Öffnungen;
andere Vielecke können
auch gebildet werden. Die Stäbe
sind in ihrer Anzahl nur durch Abstandsbetrachtungen begrenzt; zusätzliche Stäbe würden im
Abstand zu den Ringen gestaffelt. Naturlicherweise ist der Anzahl
der verwendeten Stäbe
in Abhängigkeit
vom Ringdurchmesser eine praktische Grenze gesetzt.
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Der Höhe der Vorrichtung ist keine
besondere Grenze gesetzt, und falls notwendig, kann die dargestellte
Einheit so oft übereinander
angeordnet werden wie gewünscht.