DE7246437U - Kühlvorrichtung für mittels eines Folienblaskopfes hergestellte Kunststoff-Schlauchfolien - Google Patents

Description

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WINDMÖLLER & HÖLSCHER W Lengerich, 11. Dezember 1972

M/TB 3184, Gos/kuk

Kühlvorrichtung i'ür mittels eines Polienblaskopfes hergesteilte Kunststoff-Schlauchfolien

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für mittels eines Folienblaskopfes hergestellte Kunststoff-Schlauchfolien mit Luftkühlung und Luftaustausch der Innenkühlluft durch eine zentrale öffnung des^j Blaskopfes

Bei der Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen hat sich die Folienkühlung mit Luft als wesentlich vorteilhafter aXs dio im Prinzip leistungsfähigere Folienkühlung mit Wasser herausgestellt, da diese durch zu schroffe Abkühlung unausgeglichene und nachteilige Folieneigenschaften ergibt.

Als Hauptnachteil der Luftkühlung ist andererseits der geringe Lühleffekt zu nennen. Bekannte Kühlvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind daher nur für geringere Abzugsgeschwindigkeiten des erzeugten Folienschlauches und somit nur für geringere Leistungen geeignet. Die bekannten Anlagen können auch nicht durch einfache Steigerung des KühlluftUmlaufs leistungsfähiger gestaltet werden, da einer beliebigen Leistungssteigerung durch Erhöhung der Luftmengen die sich daraus ergebenden Nachteile entgegenstehen, wie beispielsweise das Abschnüren des Schlauchfolienhalses durch den Luftstrahl oder das Flattern der noch plastischen Folie. Zur Erhöhung der Kühleffekte sind verschiedene Vorschläge zur Ergänzung der Schlauchfolien-Aussenkühlung durch eine gleichzeitige Kühlung der Schlauchfolien-Innenseite gemacht worden. In die Schlauchblase eingesetzte Luftkühler mit Umwälzgebläse für die eingeschlossene Luft haben zwar eine gewisse Ver-

besserung des Kühleffekts, zugleich jedoch auch erhebliche Nachteile durch Kondensation der ausdampfenden Bestandteile der Schmelze ergeben. Ein wesentlicher Fortschritt wurde durch die durch die Anmelderln bekanntgewordenen bzw. von ihr vorgccchlagenen Schlauchfolien-Innenkühlvorrichtungen mittels Luftaustausches durch eine große zentrale öffnung des seitlich eingespeisten Blaskopfes hindurch erreicht, die Gegenstand der DT-OS 1 729 13o der DT-OS 2 008 59 7 und der deutschen Patentanmeldung P 2o 32 346.ο sind. Auch bei diesen Innenkühlvorrichtungen ergibt sich jedoch eine Grenze der Leistungsfähigkeit , da bei dem Versuch einer Steigerung der Kühlleistung durch Erhöhung der Luftgeschwindigkeiten und damit der Luftmengen schließlich unerwünschte Vibrationen in dem noch plastischen Folienschlauch auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Schlauchfolienkühlvorrichtung zu schaffen, die bei gutej.· Schlauchführung eine Anhebung der Kühlleistung ermöglicht. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die über größere Strecken zwischen der plastischen FOlie und einer konzentrischen, im wesentlichen zur Folienwandung parallelen Luftleitfläche geführte Kühlluft die Folienvibration begünstigt und ferner, daß für die Kühlleistung, d.h. die Wärmeübergangszahl, die Größe der Luftgeschwindigkeit entscheidend ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Kühlvorrichtung der eingangj beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zum Abstützen der Folie an sich bekannte Cvgl. DT-OS 1 917 521) Kühlluftzuführungsringe mit spaltförmigen, der Folie zugekehrten Auslaßöffnungen und Luftleitflächen mit geringer axialer Länge auf der Innenseite der Folie im Abstand vom Düsenspält vorgesehen sind und daß die Kühlluftzuführungsringe in axialer Richtung öffnungen zum Durchtritt der aus den unteren Kühlluft-

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rufUhruncfsringen ausgeblasenen Kühlluft aufweisen. Die der Schlauchfolie zufUhrbare Kühlleistung, also die durch den Kühlluftstrom pro Zeiteinheit abführbare Wärmemenge, hängt von dem Verhältnis von Schlauchoberfläche zur Schlauch· masse und da»nit von dem Verhältnis des mittleren Sch 1 auchdurchmesse» zur Wandstärke ab. Bei konstanter Wandstärke orientiert sich eine ausreichende Kühlleistung

allein in der Weise nach dem mittleren Schlauchdurchmesser, daß sie mit dessen Verringerung zunehmen muß. Insbesondere aus Blasköpfen mit kleineren Durchmessern ausgeblasenen und abgezogenen Folienschläuchen muß bei hohen VorzuggeschwJndißkeiten eine erhebliche Kühlleistung zugeführt werden* um die notwendige spezifische Kühlleistung zu erreichen, die ein unzulässiges Steigen der Frostgrenze verhindert. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung erlaubt die Zuführung großer Kühlluftmongen mit großer Geschwindigkeit durch eine beliebig große Anzahl übereinander geordeter Luftringpaare, ohne daß unzulässige Vibrationen in der noch weichplastischen Schlauchfolie befürchtet werden müssen, weil die zugeführte Kühlluft nur über kurze Strecken zwischen den zylindrischen Luftleitflächen und der FoIJLe geführt ist und schädliche Schwingungen nicht anzuregen vermag.

überraschenderweise hat sich gezeigt _t daß die erfindungsgemäße radiale etagenweise Kühlluftzufuhr mittels eines zylindrischen Ringdüsensatzes auf die Folieninnenseite im WeichplastIsshen Bereich der Folienblase ohne äußere Abstützung betriebssicher und unter Beibehaltung der Sekt schalenform der Schlauchblase möglich ist. Die eektsehalenförmige Schlauchfolienblase, die durch einen plötzlichen übergang von einem zunächst zylindrischen Abschnitt von etwa dem Extrusionsdurchmesser auf den fertigen Schlauchdurchmesser gebildet wird, wird angestrebt, um die bei der Extrusion und bei dem Ausziehen des Materials bewirkte LängsorientIerunot der Moleküjfile durch eine kräftige und plötzliche Querdehnung abzumildern, um eine" besseres Verhältnis der Festigkeitseisenschaft en in Längs- und Querrichtung zu erhalten. Die Funktion der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist gewährleistet, obwohl der dem statischen Schlauchblasenlnnendruck überlagerte dynamische Blasdruck vielleicht erwarten läßt, daß eine unkontrollierte Aufweitung der äußerlich nicht abgestutzten Schlauchfolienblase gerade in dem Bereich auftreten könnte, in dem das Folienmaterial die größte Fließfähigkeit besitzt, also unmittelbar nach dem Austritt aus der Extruderdüse. Tatsächlich behält der Schlauch Im Bereich der Kühlluftzufuhr, in dem er noch weichplastisch ist, unverändert seinen zylindrischen Durchifsser bei. Die Blasluft hoher

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Geschwindigkeit verformt den extrudicrten Folienschlauch nicht, sondern stützt diesen unter Bildung eines kühlenden Luftpolsters, das Berührungen des Folienschlauches mit den Kühlringen vermeidet, ab. Das Luftpolster bewirkt eine gute Luftschmierung des extrudierten Folienschlauches, so daß dieser, ohne ein Abreißen befürchten zu müssen, mit hoher Geschwindigkeit abgezogen werden kann.

Insbesondere bei Schläuchen mit geringen Durchmesser ist die Stützkraft des Schlauches auch im weichplastischen Zustand groß, daß luf eine AußenabStützung versichtet werden kann. Der aus dem Blaskopf austretende weichplastische Schlauch hat am Austritt sringepalt seine größte Wandstärke, die im Bereich der Kühlringe durch Längereckung ständig abnimmt. Außerdem hat ein Weichplastischer_s einer plötslichen Formänderung unterworfener Kunststoff die Neigung, in seine vor der Umformung gehabte Form zurückzukrieehen, was die Einschnürneigung des extrudierten Schlauches bedingt. Infolge dieser Einschnürneigung will sich der Schlauch über die HChe der Kühlringe zusammenziehen und strebt zur Mitte hin. Aufgrund der anfänglich großen SchlauchwandstiLrke und der Elnncunürneigune; besitzt der gerade extrudierte Schlauch eine genügend ,r.ro&e t·¹ ο mist abilität, um auch ohne Außenabstützung dem dem Innendruck überlagerten Blasdruck widerstehen zu können. Erst wenn aufgrund dea Ausziehens des Werkstoffes die Schlauchwandat.Mr;»ο unter ein bestimmtes Maß gesunken ist _t sinkt dessen KOrmünderuriti-awidoratarui und er weitet sich unter dom InnenluftdrucU aoi.r reach .iuf, t. is aufgrund der Folleneratarrunp; eel η Ι·¹.inn 3 rid trunks«Moral. ism:l ι. rotz geringerer Wandstü.-Ul- Mm/u η .ia/f.« ^t ι < » ■ . : ■. , <■<·.·. .· i«>m '' .ι.---., luftdruck standhüU. l·! -· <·ν\'\ ndm., <_t. ■ ■■■■ - ,i . .. .-; . · ..._t-. _K ^t. ,ii. - tet daher eine au-if/r/. i_-1 chin ; .- ,iunv₅ i-., ., : n . . ;; ,·· !'-[icn-

schlauohea, wobei α«·-1· lu.-s Λ*·.. ι'.ί!ιπ: , .ι ,.' . >·. ·:. .■ ■' ■·..·!■ :1ιί- luftetrom ein ltiUi i ι.·η>ΐ<·.Ί l.uCi.j. -,ι ^.·ι -·ι· ■ >.,.' , it.- ι ! ■■ iom : : ·· notwendige Wflnne ent .^VLlU uini -lloaoi. ·μμ·*η γ ü ^: ;j|'n·! i";i!irt. .

Ein besonderer Vot-t.ell ·ί<μ· cm-C ' nnunL^^kiiiihAon Kiili L Vorrichtung, der eich aus dem Wegl&ll einer Ko 1. lefiÄui'.enabatiiL zurifi; ergibt, liegt darin, daß ι er extrudlerlt- :ichlauoti auf einfache Weise über die KühTringe hlnweggeführL werden kann, so daß ein einfaches Anfahren

der Anlage gewährleistet ist.

Die dem Folienschlauch zuführbara spezifische Kühlleistung steigt bei konstanter Blasluftgeschwindigket mit wachsendem Schlauchdurchmesser und abnehmender Wandstärke des Schlauches. Zweckmäßigerweise ist daher der Durchmesser der KühlluftZuführungsringe mindestens so groß wie der Durchmesser des Düsenspalts. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Durchmesser der' Kühlluftzuführungsringe größer ist als der Durchmesser des Düsenspalts.

Zweckmäßigerweise können an den Rändern der zylindrischen Luftleitflächen der Folie zugekehrte Ringwülst^ vorgesehen sein. Durch diese Profilierung der der Folie zugekehrten Fläche der Luftringe wird die Kühlung wiederholt mit hoher Geschwindigkeit auf kurzer Strecke dicht an der Folie vorbeigeführt, so daß diese besonders intensiv gekühlt wird. Weiterhin wird durch die Ringwülste ein Ringraum geschaffen, in dem sich ein größerer Druck ausbildet, aer die luftgepolsterte Abstützung der Schlauchfolie begünstigt.

Ein Ausführung3beispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Von der Strangpresse 1 wird die Schmelze über den Anschluß 2 und die Bohrung 3 in den vereinfacht dargestellten Verteilerkanal Ί des Blaskopfes 5 geleitet und durch den von den Mundspaltringen 8,9 gebildeten Spalt 7 zu dem Folienschlauch 6 ausgeformt. Die hochgewölbten Düsenlippen 8', 9¹ der Mundspaltringe 8, 9 und der Anfang des Folienschlauches 6 werden durch den Luftstrom 11 des äußeren Kühlringes Io bzw. den Luftstrom 12 des inneren Luftleitringes 13 gekühlt. Die Gesamtkühlluft I¹J wird von einem nicht dargestellten Gebläse gefördert und durch den Rohrstützen 15 im Außenkühlring sowie über die Drosselklappe l6 und den Ringkanal 17 dem Innenluft-Le it ring 13 zugeführt;.

Dicht oberhalb des Blaskopfes sind in gewissem Abstand zueinander auf der Schlauchfolien-Innenseite mehrere Innenluftringe
18 mit den Luft lippen 26 übereinander angeordnet, die sich Beispielsweise mittels der Bolzen 19 auf dem tragenden Ring 13 abstützen und die durch die Verbindungsstutzen 2o bis 23 - von denen
zur gleichmäßigen Luftversorgung der Luftringe vorzugsweise mehrere am Umfang verteilt sind - mit Kühlluft aus dem Luftzuführungs- ; kanpl 17 versorgt v/erden. Durch die engen Luftaustrittsspalte ί

-insbesondere zwischen der Düsenlippe 9' und dem Luftleitring 13- j wird die Luftverteilung auf die verschiedenen Luftringe gevfähr- j leistete ebenso eine gleichmäßige Luftgeschwindigkeit durch die | in Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitte der Verbindungsstut- j zen ίίο bis 23· Zwischen den Lippen 26 und 27 sind zylindrische Luft- '; leitflächen von geringer axialer Länge gebildet, die mit der Folie ' schmale Luft/iuslafcspalte bilden. I

Die aus den einzelnen Kühlluft Zuführungsringen austretende Blasluft wird durch den zwischen dem Innenrand der höher liegenden
Kühlluftleitringe und dem zentralen Rohr 3o gebildeten Ringraum I durch den aufgeblasenen Teil der Sehlauchfolienblase zum oberen : Ende 3o* des Absaugrohrs geleitet. j

Es ist vorteilhaft, die durch den Blaskopf 5 führenden Luftkanäle
mit einer Wärmeisolierschicht 36 zu versehen, ebenso in nicht dargestellter Weise die Luftleitringe 18, um eine Erwärmung der Frischluft durch die abströmende V/arm luft zu verhindern.

Claims (4)

nsprüche

1. Kühlvorrichtung für mittels eines Follenblaskopfes hergestellte Kunststoff-Schlauchfolien mit Luftkühlung und Luftaustausch der Innenkühlluft durch eine zentrale öffnung des Blaskopfes, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abstützen der Folie an sich bekannte Kühlluftzuführungsringe (18) mit spaltförmigen, der Folie zugekehrten Auslaßöffnungen und Luftleitflächen mit: geringer axialer Länge auf der Innenseite der Folie (6) im Abstand vom Düsenspalt (V) vorgesehen sind und daß die Xühlluftzuführungsringe in axialer Richtung öffnungen «um Durchtritt der aus den unteren Küh?..-J.uftzuführunysringen ausgeblasenen Kühlluft aufweisen,

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kühlluttzuführungsringe (18) mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Düsenspaltes (7)

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kühlluftzuführungsringe (18) größer ist als der Durchmesser des Düsenspalts (7).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß an den Rändern der zylindrischen LuftleJ.tflachen der Folie zugekehrte Ringwulste (27) vorgesehen sind.

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