WO2007020043A1 - Verbesserte luftführung an der folienblase - Google Patents

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WO2007020043A1
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guide element
melt
extrusion device
fluid
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Martin Backmann
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Windmöller & Hölscher Kg
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    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous

Definitions

  • the invention relates to an extrusion device for extruding a film tube according to the preamble of claim 1 and to a method for extruding a film tube according to the preamble of claim 11.
  • Foil hoses are produced in extrusion devices, as are known, for example, from the patent DE 100 48 862 C1 of the Applicant.
  • a nozzle head is shown, which is supplied via melt-supplying lines plastic melt, which is distributed annularly within the nozzle head with a distribution device.
  • the melt is pressed in the transport direction z through an annular gap.
  • the annular melt solidifies to a film tube, which is initially transported further in the transport direction z.
  • the plane at which the melt solidifies into a film tube is called a frost line.
  • the film tube is withdrawn with a take-off device in the transport direction z.
  • the already solidified film tube is usually guided by guide elements, which can be found, for example, on so-called flattening devices or calibrating devices.
  • the object of the present invention is therefore to propose an extrusion apparatus and a method with which the production speed can be increased without the quality of the film tube being impaired.
  • the at least one guide element has a porous material
  • an air cushion can form on its side facing the film tube or the melt. This air cushion prevents a melt from coming into touching contact with the guide element.
  • This surprising finding makes it possible to arrange such a guide element also in areas in which the melt has not yet solidified sufficiently, ie in particular between the nozzle head and frost line.
  • the distance between the nozzle head and the film guide elements in the transport direction of the film tube should be only a few centimeters. Particularly advantageous is a distance of a maximum of one centimeter.
  • the nozzle head and film guiding element can also be in direct contact.
  • the pores of the porous material can be introduced into the material in a variety of ways. Thus, machining methods are conceivable. Pores can also be generated with matter rays such as electron beams or with laser beams. But it can also be used materials that are porous even without a treatment. As the porous material, especially microporous material having a pore size between 5 and 200 microns is preferred. Such a material has the advantage that the air exits at many points and thus forms a very uniform air cushion, which also leads the film tube equally. Vibrations of the film tube can be avoided. The film tube is doing the more uniformly guided the closer it is guided along the guide elements having porous material.
  • the at least one guide element can be acted upon by a fluid under pressure.
  • the fluid may then pass through the porous material in the direction of the melt.
  • the melt and its transport path can be selectively influenced.
  • a gas or gas mixture in particular air
  • a liquid may also be used as the fluid.
  • Such a liquid for example water, can be used advantageously for cooling the outer surface of the film tube.
  • the fluid is preferably provided by at least one pressure source and / or a pressure reservoir.
  • An applicable pressure source may be a simple compressed air generator, which communicates with the guide elements via a compressed air line.
  • Compressed air reservoirs can be temporary storage, for example compressed air tanks, in which pressurized fluid can be stored.
  • the film guide members may constitute a wall of an otherwise airtight, hollow body, wherein compressed air lines direct the fluid into the interior of the body.
  • the pressure difference that is, the pressure which drops as it flows through the porous material over this, is advantageously between 0.1 and 2 bar, in particular between 20 and 200 millibars.
  • the pressure on the fluid is variable.
  • the pressure over the Scope of the film tube can be varied.
  • a plurality of film guide elements is arranged over the circumference of the film tube.
  • the guide element and / or the fluid is temperature controlled.
  • the cooling behavior of the melt can be influenced.
  • the melt is cooled, but it can also be advantageous to heat the melt, at least locally, in order to achieve a slight "melt-down" of the melt, which is achieved by heating the guide elements and / or the fluid
  • It can be provided to provide a plurality of guide elements on the circumference of the melt, the guide elements and / or the fluid then being able to be tempered in certain regions over the circumference
  • the porous material of the film guide element may be traversed by tubes or tubes through which a coolant flows.
  • a coolant may be any gaseous or liquid medium. So water is conceivable. A greater cooling effect can be achieved with liquid nitrogen. Since, as described, the coolant flows through the porous material, the fluid which is directed onto the film tube is also cooled and is thus able to extract additional heat from the film tube. For this purpose, however, it is necessary to guide the film tube at a small distance past the porous material of the film guide elements. Such a distance is at most one millimeter, but preferably at 0.1 to 0.5 millimeters. Compliance with this distance is ensured by suitable means.
  • wall of the film tube can be arranged blow-molded, which act on the film tube with air at high pressure and / or high flow rate.
  • mechanical pressing means such as rolls, are conceivable.
  • film guide elements with porous Material are provided, which are also arranged at a close distance to the film tube.
  • the at least one guide element is arranged within the film tube or the film bubble.
  • the space for the melt is limited to the inside, so that Walk movements can be effectively avoided in these directions.
  • a strong fluid flow can be directed against the melt.
  • This fluid flow can escape from blowing nozzles.
  • This fluid flow can be perpendicular to the transport direction of the film tube.
  • the fluid stream may have a vertical and a parallel component, wherein the parallel component extends in the direction of the transport direction of the film tube. In this way, the fluid stream can withdraw heat from the film tube and transport it away.
  • guide elements for guiding the melt can also be arranged outside the film tube or the annular melt.
  • the guide elements can also be arranged alternately inside and outside in the transport direction of the melt or of the film tube.
  • the guide elements can also be provided transversely to the transport direction of the melt relative to the nozzle head slidably.
  • the guide elements with the surface facing the melt run parallel to the transport direction of the melt.
  • the melt can be performed in this case already in a form that corresponds to the later film tube.
  • the melt or even the film tube can be widened or stretched in order to be able to influence the geometric, mechanical and also the optical properties.
  • the guide elements of an extrusion device according to the invention not only the melt can be guided, but also directed to a certain way.
  • the melt can also be widened, that is, the diameter of the later foil tube can be increased.
  • the melt facing surface of the at least one guide element has a different distance from the axis of the later film tube.
  • the guide elements can thus be employed obliquely or have sloping surfaces.
  • the surfaces may also be curved so that the melt can be guided on a curved path.
  • the guide elements may, for example, be attached to the nozzle head in such a way that they can be changed in their positions and / or in their inclinations. In this way, film tubes with different diameters can be produced with the same extrusion device. For this purpose, the entirety of the guide elements on the inside or the outside of the film tube can be varied in diameter.
  • the guide elements comprise at least partially sintered material.
  • This material may be sintered ceramics or sintered metal. Even materials of other classes can be sintered. Such sintered materials are characterized in that they become porous in their manufacturing process and thereby a fluid can pass through these pores in operation. As a rule, such sintered materials have a very high density of such pores, which also have small diameters (microporosity). A preferred mean pore size is between 5 and 100 micrometers, in particular between 10 and 60 micrometers. Other materials may also have these properties, such as a sheet that has a great deal of fine holes, resulting in a similar porosity. As a result, the fluid distributes uniformly on the melt-facing surface of the guide elements. Further embodiments of the invention will become apparent from the description and the claims. The individual figures show:
  • FIG. 2 side view of a second embodiment of an extrusion device according to the invention
  • FIG. 3 a section through a nozzle head
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an extrusion device 1 according to the invention in a side view.
  • the nozzle head 3 has an annular gap, not visible in this view, through which the plastic melt exits the nozzle head and immediately begins to cool, since the ambient air is usually colder than the temperatures prevailing in the nozzle head.
  • the melt solidifies and then forms a film tube 2.
  • the melt or the film tube is transported in the transport direction z, wherein the temperature distribution is assumed to be static. Therefore, it can be said that the solidification of a plane takes place which is substantially orthogonal to the transport direction z. This plane is shown in Figures 1 and 2 by the frost line 4. Below this frost line so there is not yet solidified melt 6.
  • guide elements 8 (see FIGS. 1 and 2) between the nozzle head 3 and the frost line 4 are arranged within the film tube 2, which contain microporous material.
  • the microporous material is provided on the side of the guide element 8 facing the melt 6. It can also be a single, cone-shaped guide element.
  • These guiding elements will be via lines not shown with a pressurized fluid, which is provided by pressure generators and / or accumulators available, so that this fluid passes through the pores of the microporous material, resulting in the melt 6 facing walls of the guide elements 8 fluid poster can train. Since these fluid pads have a very uniform pressure distribution over the surfaces of the guide elements 8, the melt 6 can be kept at a constant distance to these surfaces.
  • This fluid cushion is designated in the figures by the numeral 7.
  • the melt 6 does not escape to the outside, it is provided according to the embodiment shown in Fig. 1, that the melt 6 is acted upon from the outside with blown air, which flows through Blas Kunststoffdüsen 5 in the flow direction A.
  • the use of the blowing air nozzles is not limited to air, but also any fluid can be used. After the impingement of the blowing air on the melt 2, the air flow is deflected in the direction of the arrow A ', so that the blast air can dissipate heat from the melt.
  • the current direction A may be perpendicular to the transport direction z or inclined in the direction of the arrow A '.
  • the Blas Kunststoffdüse 5 is inclined accordingly.
  • the guide elements 8 and the blowing air nozzles 5 of the embodiment of FIG. 1 can also be arranged exactly the opposite, d. H. the blowing air nozzles 5 inside and the guide elements outside the film tube or the melt 6.
  • guide elements 8 ' which contain microporous material, are arranged inside and outside the annular melt 6.
  • the mode of operation of the guide elements 8 ' corresponds to that of the guide elements 8, so that the melt is guided between two fluid cushions, for example air cushions.
  • the guide elements 8 and 8 'shown in FIGS. 1 and 2 can be designed and arranged in various ways.
  • the guide elements 8, 8 ' have a conical arrangement, as can be seen in Figures 1 and 2.
  • FIG. 1 A further exemplary embodiment according to the invention which can be combined with one of the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 is shown in FIG.
  • This figure shows a section through a nozzle head 3. Furthermore, the annular channel 9 is visible, through which the melt 6 is transported in the direction z. More precisely, the melt 6 is pressurized so that it passes through the open end of the annular channel 9, that is, through the annular gap 10, in the direction z to the outside. On its inner side, the annular channel with guide elements 11, whose structure and function are comparable to those of the guide elements 11, occupied. As a result, the melt 6 is guided in the region of the guide elements 11 not by the contact with the side walls of the annular channel 9, but by air cushion.
  • the guide elements 10 can rest flush with their upper edges on the annular gap 10. Therefore, due to the contactless guidance of the melt, a considerably reduced deposition of plastic material in the region of the annular gap 10 can be arranged in the circumferential direction of the annular channel 9 a plurality of guide elements 11 or a single tubular piece-like guide element. Furthermore, alternatively or additionally, such guide elements 11 may also be arranged on or in the outer wall of the annular channel 9.
  • FIG. 4 shows in detail a cross section of a guide element 8.
  • This comprises a hollow housing 12 which is closed on the side facing the film tube or the melt 6 with a wall 14 which consists of porous, preferably microporous material or at least one such material includes.
  • the housing 12 further comprises a connecting piece 13 for the compressed air supply.
  • a compressed air line can be connected to this connection piece.
  • FIG. 5 shows an enlarged section of the wall 14 with a porous, preferably microporous material in which lines or pipes 15 are embedded.
  • Such walls 14 may be provided in the guide elements.
  • the lines 15 are flowed through by a cooling medium, which causes a decrease in the temperature of the fluid which is passed to the melt 6.

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Extrusionsvorrichtung (1) zur Extrusion eines Folienschlauches in einer Transportrichtung (z). Diese besagte Extrusionsvorrichtung (1) umfasst einen Düsenkopf mit einem ringförmigen Spalt, aus welchem Schmelzematerial austritt, welches sich im Verlauf des Transportes an der Frostlinie verfestigt und anschließend den Folienschlauch bildet, und mit einer Verteilungseinrichtung zur Verteilung von Schmelzematerial auf den ringförmigen Spalt versehen ist. Weiterhin gehört dazu eine Abzugsvorrichtung, mit welcher der Folienschlauch abtransportierbar ist sowie zumindest ein zwischen dem Düsenkopf und der Abzugsvorrichtung angeordnetes Führungselement, welches Bestandteile des Folienschlauches entlang eines Weges führt. Neu und erfinderisch ist, dass das zumindest eine Führungselement zumindest ein poröses, vorzugsweise mikroporöses Material enthält und dass das zumindest eine Führungselement in Transportrichtung (z) des Folienschlauches zwischen der Verteilungseinrichtung und der Frostlinie angeordnet ist.

Description

15. August 2006
Unser Zeichen: 8620 WO - SCHN
Verbesserte Luftführung an der Folienblase
Die Erfindung betrifft eine Extrusionsvorrichtung zur Extrusion eines Folienschlauches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Extrusion eines Folienschlauches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Folienschläuche werden in Extrusionsvorrichtungen produziert, wie sie beispielsweise aus der Patentschrift DE 100 48 862 C1 der Anmelderin bekannt sind. Dort ist ein Düsenkopf gezeigt, dem über schmelzezuführende Leitungen Kunststoffschmelze zugeführt wird, welche innerhalb des Düsenkopfes mit einer Verteilungseinrichtung ringförmig verteilt wird. Von den schmelzezuführenden Leitungen ausgehend wird die Schmelze in Transportrichtung z durch einen ringförmigen Spalt gedrückt. Daran anschließend verfestigt sich die ringförmige Schmelze zu einem Folienschlauch, der zunächst weiter in Transportrichtung z transportiert wird. Die Ebene, an welcher sich die Schmelze zu einem Folienschlauch verfestigt, wird als Frostlinie bezeichnet. Nach dem Verfestigen wird der Folienschlauch mit einer Abzugsvorrichtung in Transportrichtung z abgezogen. Zwischen dem Düsenkopf und der Abzugsvorrichtung wird der bereits verfestigte Folienschlauch in der Regel von Führungselementen geführt, die beispielsweise an so genannten Flachlegevorrichtungen oder Kalibriervorrichtungen zu finden sind.
Bei Versuchen, den Durchsatz durch den Düsenkopf, also die Produktionsgeschwindigkeit, zu erhöhen, wurde beobachtet, dass sich die Schmelze nach dem Austritt aus dem Düsenspalt noch nicht ausreichend verfestigt, so dass diese Walkbewegungen ausführt, die zu einer Variation des Folienschlauchdurchmessers beziehungsweise der Foliendicke des Folienschlauches führt. Der Produktionsausstoß aus bekannten Extrusionsvorrichtungen ist also begrenzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Extrusionsvorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen sich die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen lässt, ohne dass die Qualität des Folienschlauches beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
Dadurch, dass das zumindest eine Führungselement ein poröses Material aufweist, kann sich an seiner dem Folienschlauch oder der Schmelze zugewandten Seite ein Luftpolster ausbilden. Dieses Luftpolster verhindert, dass eine Schmelze in berührenden Kontakt mit dem Führungselement tritt. Diese überraschende Erkenntnis macht es möglich, ein solches Führungselement auch in Bereichen anzuordnen, in denen die Schmelze sich noch nicht ausreichend verfestigt hat, also insbesondere zwischen Düsenkopf und Frostlinie. Dabei soll der Abstand zwischen dem Düsenkopf und den Folienführungselementen in Transportrichtung des Folienschlauches nur wenige Zentimeter betragen. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Abstand von maximal einem Zentimeter. Düsenkopf und Folienführungselement können aber auch in direktem Kontakt stehen.
Die Poren des porösen Materials lassen sich auf vielfältige Weise in das Material einbringen. So sind spanende Verfahren denkbar. Poren können auch mit Materiestrahlen wie etwa Elektronenstrahlen oder auch mit Laserstrahlen erzeugt werden. Es können aber auch Materialien verwendet werden, die auch ohne eine Behandlung porös sind. Als poröses Material wird besonders mikroporöses Material mit einer Porengröße zwischen 5 und 200 Mikrometern bevorzugt. Ein solches Material besitzt den Vorteil, dass die Luft an vielen Stellen austritt und so ein sehr gleichmäßiges Luftpolster ausbildet, was den Folienschlauch ebenfalls gleichmäßig führt. Schwingungen des Folienschlauches werden dadurch vermieden. Der Folienschlauch wird dabei umso gleichmäßiger geführt, je näher er an den poröses Material aufweisenden Fϋhrungselementen entlang geführt wird.
Es kann von besonderem Vorteil sein, derartige Führungselemente innerhalb des Düsenkopfes anzuordnen, also in Bereichen, in denen es beabsichtigt ist, dass sich die Schmelze noch nicht abkühlt. Bevorzugt ist eine solche
Anordnung eines Führungselementes am Ende des ringförmigen Spaltes.
Durch das Luftpolster kommt die Schmelze nicht mehr in Kontakt mit
Bestandteilen des Düsenkopfes wodurch die sonst zu beobachtenden Schmelzeablagerungen an der Düsenlippe vermieden werden.
In bevorzugter Ausführungsform ist das zumindest eine Führungselement mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbar. Das Fluid kann dann in Richtung auf die Schmelze durch das poröse Material hindurchtreten. Durch eine Variation des Drucks können damit die Schmelze und ihr Transportweg gezielt beeinflusst werden. Als Fluid wird dabei ein Gas oder Gasgemisch, insbesondere Luft, bevorzugt. Es kann jedoch auch eine Flüssigkeit als Fluid verwendet werden. Eine solche Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, kann in vorteilhafter Weise zur Kühlung der Außenoberfläche des Folienschlauches verwendet werden.
Das Fluid wird bevorzugt von mindestens einer Druckquelle und/oder einem Druckreservoir zur Verfügung gestellt. Eine einsetzbare Druckquelle kann ein einfacher Drucklufterzeuger sein, der über eine Druckluftleitung mit den Führungselementen in Verbindung steht. Druckluftreservoirs können Zwischenspeicher, beispielsweise Drucklufttanks sein, in denen unter Druck stehendes Fluid speicherbar ist. Die Folienführungselemente können eine Wandung eines ansonsten luftdichten, hohlen Körpers darstellen, wobei Druckluftleitungen das Fluid in das Innere des Körpers leiten. Die Druckdifferenz, also der Druck, der beim Durchströmen des porösen Materials über diesem abfällt, liegt vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 2 bar, insbesondere zwischen 20 und 200 Millibar. Um die Stärke des Luftpolsters, welches die Schmelze führt, einstellen zu können, ist vorgesehen, dass der Druck auf das Fluid veränderbar ist. Insbesondere kann der Druck über den Umfang des Folienschlauches variiert werden. Um dieses zu ermöglichen, ist über den Umfang des Folienschlauches eine Mehrzahl von Folienführungselementen angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungselement und/oder das Fluid temperierbar. Auf diese Weise kann das Abkühlverhalten der Schmelze beeinflusst werden. In der Regel wird die Schmelze abgekühlt, es kann jedoch auch vorteilhaft sein, die Schmelze, zumindest lokal, zu erwärmen, um ein leichtes „Zerfliessen" der Schmelze zu erreichen. Dieses wird durch Erwärmung der Führungselemente und/oder des Fluids erreicht. Das Erwärmen der Führungselemente kann weiterhin vorgesehen sein, um Ablagerungen wie beispielsweise von Paraffin zu vermeiden. Es kann vorgesehen sein, auf den Umfang der Schmelze mehrere Führungselemente vorzusehen, wobei dann über den Umfang gesehen die Führungselemente und/oder das Fluid bereichsweise temperierbar sind. Auf diese Weise kann die Stärke der späteren Folie über den Umfang beeinflusst werden. Eine solche Einflussnahme auf die geometrischen Eigenschaften des Folienschlauches wird auch als „Profilregelung" bezeichnet. Das poröse Material des Folienführungselements kann mit Rohren oder Röhrchen durchzogen sein, welche von einem Kühlmittel durchströmt werden. Ein solches Kühlmittel kann ein beliebiges gasförmiges oder flüssiges Medium sein. So ist Wasser denkbar. Ein größerer Kühleffekt ist mit flüssigem Stickstoff zu erzielen. Da, wie beschrieben, das Kühlmittel das poröse Material durchströmt, wird das Fluid, welches auf den Folienschlauch gerichtet ist, ebenfalls gekühlt und ist damit in der Lage, dem Folienschlauch zusätzliche Wärme zu entziehen. Dazu ist es jedoch notwendig, den Folienschlauch in geringem Abstand an dem porösen Material der Folienführungselemente vorbei zu führen. Ein solcher Abstand liegt bei maximal einem Millimeter, vorzugsweise aber bei 0,1 bis 0,5 Millimeter. Das Einhalten dieses Abstandes wird gewährleistet durch geeignete Mittel. So können auf der den Folienführungselementen abgewandeten Wandung des Folienschlauches Blaskörper angeordnet sein, die die den Folienschlauch mit Luft mit hohem Druck und/oder mit hoher Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagen. Auch mechanische Andrückmittel, wie etwa Röllchen, sind denkbar. Selbstverständlich können auch weitere Folienführungselemente mit porösem Material vorgesehen werden, welche ebenfalls in nahem Abstand zu dem Folienschlauch angeordnet sind.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist das zumindest eine Führungselement innerhalb des Folienschlauches beziehungsweise der Folienblase angeordnet. Damit ist der Raum für die Schmelze nach innen hin begrenzt, so dass Walkbewegungen in diese Richtungen wirksam vermieden werden können. Um ein Ausbreiten der Schmelze nach außen zu verhindern, kann von dieser Seite ein starker Fluidstrom gegen die Schmelze gerichtet sein. Dieser Fluidstrom kann dabei aus Blasdüsen austreten. Dieser Fluidstrom kann dabei senkrecht zur Transportrichtung des Folienschlauches stehen. Alternativ dazu kann der Fluidstrom eine senkrechte und eine parallele Komponente aufweisen, wobei die parallele Komponente in Richtung der Transportrichtung des Folienschlauches verläuft. Auf diese Weise kann der Fluidstrom dem Folienschlauch Wärme entziehen und diese abtransportieren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können aber auch außerhalb des Folienschlauches bzw. der ringförmigen Schmelze Führungselemente zur Führung der Schmelze angeordnet sein. Die Führungselemente können in Transportrichtung der Schmelze beziehungsweise des Folienschlauches gesehen auch alternierend innen und außen angeordnet sein. Je nach Stärke des Luftpolsters und je nach Dicke der späteren Folie beziehungsweise des Durchmessers des Folienschlauches können die Führungselemente auch quer zur Transportrichtung der Schmelze relativ zum Düsenkopf verschieblich vorgesehen sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Führungselemente mit der der Schmelze zugewandten Oberfläche parallel zur Transportrichtung der Schmelze verlaufen. Die Schmelze kann in diesem Fall bereits in einer Form geführt werden, die dem späteren Folienschlauch entspricht.
Es ist allerdings auch bekannt, dass sich die Schmelze beziehungsweise auch der Folienschlauch noch weiten oder recken lässt, um die geometrischen, mechanischen und auch die optischen Eigenschaften beeinflussen zu können. Mit den Führungselementen einer erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung lässt sich nicht nur die Schmelze führen, sondern auch auf einen bestimmten Weg lenken. Damit kann die Schmelze auch geweitet, das heißt der Durchmesser des späteren Folienschlauches vergrößert werden. Aus diesem Grunde ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass, in Transportrichtung der Schmelze gesehen, die der Schmelze zugewandte Oberfläche des zumindest einen Führungselements einen unterschiedlichen Abstand zur Achse des späteren Folienschlauches aufweist. Die Führungselemente können also schräg angestellt sein oder schräge Oberflächen haben. Die Oberflächen können jedoch auch gekrümmt sein, damit die Schmelze auf einer gekrümmten Bahn geführt werden kann. Die Führungselemente können beispielsweise derart an dem - Düsenkopf angebracht sein, dass sie sich in ihren Positionen und/oder in ihren Neigungen verändern lassen. Auf diese Weise lassen sich Folienschläuche mit unterschiedlichen Durchmessern mit derselben Extrusionsvorrichtung herstellen. Zu diesem Zweck kann auch die Gesamtheit der Führungselemente auf der Innenseite oder der Außenseite des Folienschlauches im Durchmesser variiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Führungselemente zumindest teilweise gesintertes Material. Dieses Material kann Sinterkeramik oder auch Sintermetall sein. Auch Materialien anderer Klassen lassen sich sintern. Derartige Sintermaterialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie in ihrem Herstellungsprozess porös werden und dadurch im Betrieb ein Fluid durch diese Poren hindurch treten kann. In der Regel weisen solche Sintermaterialien eine sehr große Dichte solcher Poren auf, die zudem kleine Durchmesser haben (Mikroporosität). Eine bevorzugte mittlere Porengröße liegt zwischen 5 und 100 Mikrometern, insbesondere zwischen 10 und 60 Mikrometern. Auch andere Materialien können diese Eigenschaften aufweisen, wie etwa ein Blech, das sehr viele feine Bohrungen aufweist, so dass eine ähnliche Porosität entsteht. Dadurch verteilt sich das Fluid gleichmäßig auf der der Schmelze zugewandten Oberfläche der Führungselemente. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung Fig. 2 Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung Fig. 3 Schnitt durch einen Düsenkopf
Fig. 4 detaillierte Querschnittsansicht eines Führungselements
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung 1 in der Seitenansicht. Auf den Aufbau und die Wirkungsweise des Düsenkopfes 3 wurde bereits in der einleitenden Beschreibung eingegangen. Zur näheren Erläuterung wird auf frühere Patente oder Patentanmeldungen verwiesen, beispielsweise auf die DE 100 48 862 C1. Der Düsenkopf 3 weist einen in dieser Ansicht nicht sichtbaren ringförmigen Spalt auf, durch den die Kunststoffschmelze aus dem Düsenkopf austritt und unmittelbar beginnt, sich abzukühlen, da die Umgebungsluft gewöhnlich kälter als die im Düsenkopf herrschenden Temperaturen ist. Dadurch verfestigt sich die Schmelze und bildet anschließend einen Folienschlauch 2. Dabei wird die Schmelze beziehungsweise der Folienschlauch in Transportrichtung z transportiert, wobei die Temperaturverteilung als statisch angenommen wird. Daher kann man sagen, dass das Verfestigen einer Ebene erfolgt, die im wesentlichen orthogonal zur Transportrichtung z verläuft. Diese Ebene ist in den Figuren 1 und 2 durch die Frostlinie 4 dargestellt. Unterhalb dieser Frostlinie liegt also die noch nicht verfestigte Schmelze 6 vor.
Um diese Schmelze 6 führen zu können, sind (siehe Fig. 1 und 2) zwischen Düsenkopf 3 und der Frostlinie 4 Führungselemente 8 innerhalb des Folienschlauches 2 angeordnet, welche mikroporöses Material enthalten. Das mikroporöse Material ist dabei auf der der Schmelze 6 zugewandten Seite des Führungselements 8 vorgesehen. Es kann sich dabei auch um ein einziges, konusförmiges Führungselement handeln. Diese Führungselemente werden über nicht dargestellte Leitungen mit einem unter Druck stehenden Fluid, welches von Druckerzeugern und/oder Druckspeichern zur Verfügung gestellt wird, beaufschlagt, so dass dieses Fluid durch die Poren des mikroporösen Materials hindurchtritt, wodurch sich auf den der Schmelze 6 zugewandten Wandungen der Führungselemente 8 Fluidposter ausbilden können. Da diese Fluidpolster eine über die Flächen der Führungselemente 8 sehr gleichmäßige Druckverteilung aufweisen, kann die Schmelze 6 auf konstantem Abstand zu diesen Flächen gehalten werden. Dieses Fluidpolster ist in den Figuren mit der Ziffer 7 bezeichnet.
Damit jedoch die Schmelze 6 nicht nach außen ausweicht, ist es gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Schmelze 6 von außen her mit Blasluft beaufschlagt wird, die durch Blasluftdüsen 5 in die Stromrichtung A strömt. Selbstverständlich ist die Verwendung der Blasluftdüsen nicht auf Luft beschränkt, vielmehr kann ebenfalls ein beliebiges Fluid verwendet werden. Nach dem Auftreffen der Blasluft auf die Schmelze 2 wird der Luftstrom in Richtung des Pfeils A' umgelenkt, so dass die Blasluft Wärme von der Schmelze abführen kann. Die Stromrichtung A kann dabei senkrecht zur Transportsichtung z verlaufen oder auch in Richtung des Pfeils A' geneigt sein. Dazu ist dann die Blasluftdüse 5 entsprechend geneigt. Die Führungselemente 8 und die Blasluftdüsen 5 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 können auch genau umgekehrt angeordnet sein, d. h. die Blasluftdüsen 5 innerhalb und die Führungselemente außerhalb des Folienschlauchs bzw. der Schmelze 6.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind innerhalb und außerhalb der ringförmigen Schmelze 6 Führungselemente 8' angeordnet, die mikroporöses Material enthalten. Die Funktionsweise der Führungselemente 8' entspricht der der Führungselemente 8, so dass die Schmelze zwischen zwei Fluidpolstem, beispielsweise Luftpolstern, geführt wird.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Führungselemente 8 und 8' können verschiedenartig ausgestaltet und angeordnet sein. So können mehrere Führungselemente 8 und/oder 8' in Umfangsrichtung der ringförmigen Schmelze oder des Folienschlauches gesehen angeordnet sein, so dass diese die Oberfläche eines gedachten Rohrstücks belegen. Auch kann jeweils ein einziges rohrstückförmiges Fϋhrungselement 8 beziehungsweise 8' vorgesehen sein. Entlang der Richtung z können die Führungselemente 8, 8' eine konusförmige Anordnung aufweisen, wie es in den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, welches mit einem der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele kombiniert werden kann, ist in der Figur 3 gezeigt. Diese Figur zeigt einen Schnitt durch einen Düsenkopf 3. Weiterhin ist der ringförmige Kanal 9 sichtbar, durch welchen die Schmelze 6 in Richtung z transportiert wird. Genauer gesagt ist die Schmelze 6 mit Druck beaufschlagt, so dass diese durch das offene Ende des ringförmigen Kanals 9, also durch den ringförmigen Spalt 10, in Richtung z ins Freie tritt. Auf seiner inneren Seite ist der ringförmige Kanal mit Führungselementen 11 , deren Aufbau und Funktion mit denen der Führungselemente 11 vergleichbar sind, belegt. Dadurch wird die Schmelze 6 im Bereich der Führungselemente 11 nicht durch den Kontakt mit den Seitenwänden des ringförmigen Kanals 9 geführt, sondern durch Luftpolster. Die Führungselemente 10 können dabei mit ihren Oberkanten bündig am ringförmigen Spalt 10 anliegen. Daher kommt es durch die kontaktlose Führung der Schmelze zu einer erheblich reduzierten Ablagerung von Kunststoffmaterial im Bereich des ringförmigen Spalts 10. Es können in Umfangsrichtung des ringförmigen Kanals 9 mehrere Führungselemente 11 oder ein einziges rohrstückartig ausgebildetes Führungselement angeordnet sein. Weiterhin können alternativ oder zusätzlich derartige Führungselemente 11 auch an oder in der äußeren Wandung des ringförmigen Kanals 9 angeordnet sein.
Die Figur 4 zeigt detailliert einen Querschnitt eines Führungselements 8. Dieser umfasst ein hohles Gehäuse 12, welches auf der dem Folienschlauch bzw. der Schmelze 6 zugewandten Seite mit einer Wandung 14 abgeschlossen ist, welche aus porösem, vorzugsweise mikroporösem Material besteht oder zumindest ein solches Material umfasst. Das Gehäuse 12 umfasst weiterhin einen Anschlussstutzen 13 für die Druckluftzuführung. An diesen Anschlussstutzen kann also eine Druckluftleitung angeschlossen werden. Die Figur 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Wandung 14 mit porösem, vorzugsweise mikroporösem Material, in das Leitungen oder Rohre 15 eingebettet sind. Solche Wandungen 14 können in den Führungselementen vorgesehen werden. Die Leitungen 15 werden von einem Kühlmedium durchströmt, welches eine Temperaturerniedrigung des Fluid, welches auf die Schmelze 6 geleitet wird, bewirkt.
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Claims

Windmöller & Hölscher KG
Münsterstraße 50
49525 Lengerich/Westfalen
15. August 2006 Unser Zeichen: 8620 WO-A - SCHN
Verbesserte Luftführung an der Folienblase
Patentansprüche
1. Extrusionsvorrichtung (1 ) zur Extrusion eines Folienschlauches in einer Transportrichtung (z), welche (1 )
- einen Düsenkopf mit zumindest einer Verteilungseinrichtung, welcher Schmelzematerial ringförmig verteilt und mit einem ringförmigen Spalt, aus welchem Schmelzematerial austritt, welches sich im Verlauf des Transportes an der Frostlinie verfestigt und anschließend den Folienschlauch bildet, und mit einer Verteilungseinrichtung zur Verteilung von Schmelzematerial auf den ringförmigen Spalt,
- eine Abzugsvorrichtung, mit welcher der Folienschlauch abtransportierbar ist, und
- zumindest ein zwischen dem Düsenkopf und der Abzugsvorrichtung angeordnetes Führungselement, welches Bestandteile des Folienschlauches entlang eines Weges führen, umfasst, dadurch gekennzeichnet,
- dass das zumindest eine Führungselement zumindest ein poröses, vorzugsweise mikroporöses Material enthält, und dass das zumindest eine Führungselement in Transportrichtung (z) des Folienschlauches zwischen der Verteilungseinrichtung und der Frostlinie angeordnet ist.
2. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Führungselement in Transportrichtung (z) des Folienschlauches zwischen dem ringförmigen Spalt und der Frostlinie angeordnet ist.
3. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Führungselement mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbar ist, so dass das Fluid in Richtung auf das Schmelzematerial durch das poröse Material hindurchtritt.
4. Extrusionsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckquelle und/oder mindestens ein Druckreservior vorgesehen ist, welche/s das unter Druck stehende Fluid zur Verfügung stellt.
5. Extrusionsvorrichtung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf das Fluid veränderbar ist.
6. Extrusionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Führungselement und/oder das Fluid temperierbar ist.
7. Extrusionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente im Inneren des Folienschlauches angeordnet sind.
8. Extrusionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente außerhalb des Folienschlauches angeordnet sind.
9. Extrusionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Folienschlauch zugewandte Oberfläche des zumindest einen Führungselements parallel zur Transportrichtung (z) des Folienschlauches verläuft.
10. Extrusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Folienschlauch zugewandte Oberfläche des zumindest einen Führungselements in Richtung Transportrichtung (z) einen unterschiedlichen Abstand zu der Achse des Folienschlauches hat.
11. Extrusionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material gesintertes Material ist.
12. Verfahren zur Extrusion eines Folienschlauches in einer Transportrichtung (z), bei dem
- Schmelzematerial aus einen ringförmigen Spalt eines Düsenkopfes austritt,
- Schmelzematerial gekühlt wird, so dass es sich im Verlauf des Transportes verfestigt und anschließend den Folienschlauch bildet,
- der Folienschlauch abgezogen wird und
- zwischen dem Düsenkopf und der Abzugsvorrichtung Bestandteile des Folienschlauches entlang eines Weges geführt werden, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Folienschlauch in einem Bereich geführt wird, in dem sich zumindest teilweise Schmelzematerial befindet, und
- dass der Folienschlauch mit zumindest einem Führungselement geführt wird, welches zumindest ein poröses, vorzugsweise mikroporöses Material enthält.
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