WO2019154448A1 - Vorrichtung zur kühlung von extrudaten - Google Patents

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WO2019154448A1
WO2019154448A1 PCT/DE2018/000032 DE2018000032W WO2019154448A1 WO 2019154448 A1 WO2019154448 A1 WO 2019154448A1 DE 2018000032 W DE2018000032 W DE 2018000032W WO 2019154448 A1 WO2019154448 A1 WO 2019154448A1
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module
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Oliver Kastenbein
Klaus Wollny
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Harburg-Freudenberger Maschinenbau Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911—Cooling
    • B29C48/9135—Cooling of flat articles, e.g. using specially adapted supporting means
    • B29C48/9145—Endless cooling belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/355—Conveyors for extruded articles

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling extrudates which has at least one ribbon-like support element supporting the extrudate, which is guided through a cooling section and in which a coolant is discharged in the direction of the extrudate in the area of the cooling section.
  • Corresponding devices are used, for example, for cooling strip-like extrudates.
  • the extrudates are made of an elastomeric material and, after suitable packaging, can be used to make tires.
  • the extrudates are typically produced at a temperature in the range of 120 to 140 degrees Celsius and must be cooled down to about 20 to 40 degrees Celsius.
  • the cooling sections used for this are often 50 to 100 meters long. Inside the cooling section, the extrudates are typically sprayed with water.
  • cooling sections are often mounted directly at the point of use of a plurality of components that often have to be welded together.
  • the assembly therefore leads to a considerable time and expense.
  • the object of the invention is to reduce the time and cost of building a device for cooling extrudates and to reduce manufacturing costs.
  • the cooling section consists of modules. These modules are preferably pre-assembled at the factory and only have to be connected to each other at the place of use.
  • One possible embodiment is to define different basic modules of uniform length and width, from which it is possible to build functional cooling joints.
  • the modules have matched connection devices which allow a connection independent of the module type. From a majority of these basic modules, a basic building block for cooling line modules can be realized.
  • modules can be connected both frontally in the horizontal plane and at the bottom and top in the vertical direction.
  • multi-storey cooling sections of variable length can be built.
  • the basic modules can for example be made partially or completely of stainless steel and / or plastic.
  • the option is also provided to equip modules with a drive for the conveyor belt.
  • FIG. 1 is a perspective view of adestecken- invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a basic module with drive
  • FIG. 3 is a perspective view of a basic module with deflection
  • FIG. 4 is a perspective view of a basic module with transfer
  • FIG. 5 shows a side view of a cooling line module according to the invention with rolling belt support
  • FIG. 6 is a side view of a cooling line module with sliding belt support
  • FIG. 7 is a side view of a cooling line module with combined belt support
  • 8 is a side view of a cooling section of several series and stacked modules
  • 11 is a side view of the offset by a floor connection of modules
  • Fig. 13 shows another embodiment for juxtaposing and stacking modules.
  • a supporting basic structure consists of several frames.
  • a base frame (2) consists of two girders which support the module (1) on its underside in the longitudinal direction. These carriers can be made of stainless steel, for example.
  • the two steel beams of the base frame (2) are connected to each other via three gate-like frame members (3).
  • These transverse frames (3) are arranged on the front side and in the middle of the module (1).
  • the frame elements (3) are typically designed as a welded construction and screwed to the base frame (2).
  • the transverse frames (3) can be stiffened by additional horizontally arranged elements.
  • the module (1) is closed by a cover (5).
  • the sides of the module (1) can be closed by sliding doors (6) shown in FIG.
  • the outer frame Within the module (1) defined by the outer frame runs a conveyor belt (7), on which the extrudates to be cooled are led through the cooling section.
  • the conveyor belt (7) is held by means of a conveyor belt support (8) supported by an inner frame structure (9).
  • the inner frame construction (9) also serves as a holder for pipes (10) of the coolant and of spray nozzles (1 1).
  • the conveyor belts (7) are implemented on two levels (12), but an embodiment with only one conveyor belt level (12) is also intended. This would reduce the height of the module (1) accordingly.
  • fastening devices (14) for connecting rows of modules (1) are provided on the front side.
  • These fastening devices (14) can be designed, for example, as an angle, which makes it possible to screw the modules (1) into place.
  • a seal (15) is provided on the front side, which can be designed for example as a circumferential profile for each individual conveyor belt level (12).
  • FIG. 1 shows the basic module (1) without drive (17)
  • FIG. 2 shows the embodiment with drive (17).
  • the drive (17) of the conveyor belts (7) consists of motors (18), which can be placed individually depending on the module type.
  • the drive (17) is realized by individual motors (18) for each conveyor belt level (12) of the module (1). It is also intended to drive only one of the conveyor belt levels (12).
  • FIG. 3 shows a module version with deflection (19).
  • This type of module also referred to as boomerang, makes it possible to transfer the extrudate to be cooled from a conveyor belt level (12) to the floor above (12) within a cooling section module (1).
  • FIG. 4 shows a basic module according to the invention with transfer (20). This module (1) is used as an input to the cooling section to hang the extrudate on the conveyor belt (7).
  • FIGS. 5 to 7 show cooling line modules (1) according to the invention with various embodiments of the conveyor belt support (8).
  • FIG. 5 shows the rolling belt support (21), while FIG. 6 shows the sliding belt support (22).
  • Figure 7 shows a combination of rolling band support (21) and sliding band support (22) within a module (1).
  • FIG. 8 shows, by way of example, a configuration of a cooling section made up of a plurality of modules stacked and stacked (1).
  • a cooling section is realized, which is partly made of three and partly consists of two floors (12).
  • the number of floors of the cooling section between one and four floors (12) can be chosen freely.
  • FIG. 9 shows the front side of a two-storey module (23). You can see the circumferential sealing profile (15) for each floor (12). The seals (15) allow the connection of modules (1) without coolant escaping.
  • FIG. 10 shows a detailed view of the connection between two modules (1) arranged in a row.
  • the fastening angles (14) of the individual modules are each connected to each other by a screwing fitting (25).
  • Left and right of the transverse frame (3) for each floor (12) of a cooling section module (1) depending on a mounting bracket (14) are provided.
  • a different number of connecting devices (14) is conceivable. In the embodiment shown, the positioning of the connecting devices (14) respectively in the middle in the vertical extension direction of the floors (12) for a contact pressure on the seals (15) between the modules (1), so that the sealing effect is enhanced.
  • FIG. 11 shows the arrangement of cooling section modules (1) staggered by one floor (12). This is made possible by the inventive positioning of the connection devices (14) in relation to the height of the module (1).
  • Figure 12 shows an example of a complete cooling section of a total of fifteen modules (1).
  • Five different module types are used to achieve the desired configuration.
  • each of the cooling stretch modules (1) is intended to provide each of the cooling stretch modules (1) with an equal length and width.
  • all the modules also have the same height; however, depending on the application, a modification may be provided here.
  • FIG. 13 shows a further embodiment variant of a plurality of modules arranged one behind the other and one above the other.
  • the modules arranged in the lower row have a substantially identical overall height, in the modules arranged in the second stack height two different overall heights can be realized in the illustrated embodiment.

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  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung von Extrudaten bietet durch ihren modularen Aufbau die Möglichkeit, bereits große Teile einer Kühlstrecke vorzufertigen. Am Ort der Verwendung müssen diese Module nur noch zu einer Kühlstrecke verbunden werden, wodurch sowohl der Zeit- als auch der Kostenaufwand reduziert werden. Die Kühlstreckenmodule basieren auf einem Grundbaukasten mit vier Basistypen, was weitere Kosten in der Produktion spart.

Description

Vorrichtung zur Kühlung von Extrudaten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Extrudaten, die mindestens ein das Extrudat stützendes bandartiges Tragelement aufweist, das durch eine Kühlstrecke geführt ist und bei der im Bereich der Kühlstrecke ein Kühlmittel in Richtung auf das Extrudat abgegeben wird,
Entsprechende Vorrichtungen werden zum Beispiel zum Kühlen von streifenartigen Extrudaten eingesetzt. Die Extrudate bestehen aus einem elastomeren Material und können nach geeigneter Konfektionierung zur Herstellung von Reifen verwendet werden. Die Extrudate werden typischerweise mit einer Temperatur im Bereich von 120 bis 140 Grad Celsius produziert und müssen auf etwa 20 bis 40 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Die dafür eingesetzten Kühlstrecken sind häufig 50 bis 100 Meter lang. Inner- halb der Kühlstrecke werden die Extrudate typischerweise mit Wasser besprüht.
Nach dem Stand der Technik werden Kühlstrecken häufig erst unmittelbar am Verwendungsort aus einer Vielzahl von Bauelementen montiert, die oft miteinander verschweißt werden müssen. Die Montage führt deshalb zu einem erheblichen Zeit- und Kostenauf- wand.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Zeit- und Kostenaufwand für den Aufbau einer Vorrichtung zum Kühlen von Extrudaten zu reduzieren und die Herstellungskosten zu vermindern.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kühlstrecke aus Mo- dulen besteht. Diese Module sind bevorzugt bereits werkseitig vormontiert und müssen am Verwendungsort nur noch miteinander verbunden werden.
Eine mögliche Ausführungsform ist es, verschiedene Grundmodule einheitlicher Länge und Breite zu definieren, aus denen sich funktionsfähige Kühlstecken aufbauen lassen. Dafür weisen die Module aufeinander abgestimmte Verbindungsvorrichtungen auf, die eine vom Modultyp unabhängige Verbindung ermöglichen. Aus einer Mehrzahl dieser Grundmodule lässt sich ein Grundbaukasten für Kühlstreckenmodule realisieren.
Weiterhin können die Module sowohl stirnseitig in horizontaler Ebene als auch an Unter- und Oberseite in vertikaler Richtung miteinander verbunden werden. Somit lassen sich mehrstöckige Kühlstrecken variabler Länge aufbauen.
Auch ist bei der Dimensionierung der Module daran gedacht, diese so auszuführen, dass vormontierte Module sich in Standard-Containern transportieren lassen. Die Grundmodule können beispielsweise teilweise oder vollständig aus Edelstahl und/oder Kunststoff gefertigt werden.
Auch ist die Option vorgesehen, Module mit einem Antrieb für das Transportband aus- zustatten.
Entgegen dem Stand der Technik kann mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung durch ihren modularen Aufbau somit sowohl eine Reduzierung des Zeit- als auch des Kostenaufwandes für die Montage am Verwendungsort erreicht werden.
In den Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühlstecken-
Moduls,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Grundmoduls mit Antrieb,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Grundmoduls mit Umlenkung,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Grundmoduls mit Übergabe,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kühlstrecken-Moduls mit rollender Bandunterstützung,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Kühlstrecken-Moduls mit gleitender Bandunterstützung,
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Kühlstrecken-Moduls mit kombinierter Bandunterstützung, Fig. 8 eine Seitenansicht einer Kühlstrecke aus mehreren gereihten und gesta- pelten Modulen,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Modulstirnseite mit Dichtungsprofil,
Fig. 10 eine Detailansicht der Verbindung von erfindungsgemäßen Modulen,
Fig. 11 eine Seitenansicht der um eine Etage versetzten Verbindung von Modu- len,
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer dreietagigen Kühlstrecke aus erfin- dungsgemäßen Modulen und
Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Aneinanderreihung und Stapelung von Modulen.
Gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlstre- ckenmoduls (1) besteht eine tragende Grundstruktur aus mehreren Rahmen. Ein Basis- rahmen (2) besteht aus zwei Trägern, die das Modul (1 ) an seiner Unterseite in Längs- richtung stützen. Diese Träger können beispielsweise aus Edelstahl gefertigt werden. Die zwei Stahlträger des Basisrahmens (2) sind über drei torartige Rahmenelemente (3) miteinander verbunden. Diese Querrahmen (3) sind stirnseitig und in der Mitte des Mo- duls (1 ) angeordnet. Die Rahmenelemente (3) sind typischerweise als Schweißkonstruk- tion ausgeführt und mit dem Basisrahmen (2) verschraubt. An der Oberseite des Moduls (1) wird die erforderliche Stabilität in Längsrichtung durch Längsträger (4) erreicht die jeweils die Querrahmen (3) miteinander verbinden. Die Querrahmen (3) können durch zusätzliche horizontal angeordnete Elemente ausgesteift werden. An seiner Oberseite ist das Modul (1) durch eine Abdeckung (5) abgeschlossen. Die Seiten des Moduls (1) sind durch in Figur 9 dargestellten Schiebetüren (6) verschließ- bar.
Innerhalb des durch den äußeren Rahmen definierten Moduls (1) läuft ein Transport- band (7), auf dem die zu kühlenden Extrudate durch die Kühlstrecke geführt werden. Das Transportband (7) wird mit Hilfe einer Transportbandunterstützung (8) gehalten, die von einer inneren Rahmenkonstruktion (9) getragen wird. Die innere Rahmenkonstrukti- on (9) dient gleichzeitig auch als Halterung für Rohrleitungen (10) des Kühlmittels und von Sprühdüsen (1 1). In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des Moduls (1 ) sind die Transportbänder (7) auf zwei Ebenen (12) implementiert, jedoch ist auch an eine Ausführungsform mit nur einer Transportbandebene (12) gedacht. Dies würde die Höhe des Moduls (1) entsprechend reduzieren.
Innerhalb des Basisrahmens (2) an der Unterseite des Moduls (1 ) ist eine innerhalb des Moduls (1) durchgehende Auffangwanne (13) gehaltert, die dazu dient, das verbrauchte Kühlmittel aufzufangen. Als Kühlmittel ist insbesondere an Wasser gedacht.
Für die Verbindung mehrerer Module (1) zu einer Kühlstrecke sind stirnseitig Befesti- gungsvorrichtungen (14) für den Anschluss von gereihten Modulen (1) vorgesehen. Die- se Befestigungsvorrichtungen (14) können beispielsweise als Winkel ausgeführt sein, die ein Verschrauben der Module (1) ermöglichen. Weiterhin ist für die Verbindung von gereihten Modulen (1) stirnseitig eine Dichtung (15) vorgesehen, die beispielsweise als umlaufendes Profil für jede individuelle Transportbandebene (12) ausgeführt sein kann.
An der Oberseite des Moduls (1) sind für den Anschluss von gestapelten Modulen (1) an den Seiten der Querrahmen (3) Befestigungskonsolen (16) vorgesehen, die eine Ver- schraubung der Module (1 ) ermöglichen. Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Baukasten aus vier Grundmodulen (1). Während Figur 1 das Grundmodul (1) ohne Antrieb (17) zeigt, ist in Figur 2 die Ausführungsform mit Antrieb (17) dargestellt.
Der Antrieb (17) der Transportbänder (7) besteht aus Motoren (18), die je nach Modultyp individuell platzierbar sind. Für das Grundmodul (1) ist an eine Positionierung des An- triebs (17) im Bereich des mittleren Querrahmens (3) gedacht. Der Antrieb (17) wird durch individuelle Motoren (18) für jede Transportbandebene (12) des Moduls (1) reali- siert. Auch an die Möglichkeit nur eine der Transportbandebenen (12) anzutreiben ist gedacht.
Figur 3 zeigt eine Modulausführung mit Umlenkung (19). Dieser auch als Boomerang bezeichnete Modultyp ermöglicht die Übergabe des zu kühlenden Extrudats von einer Transportbandebene (12) auf die darüber gelegene Etage (12) innerhalb eines Kühl- streckenmoduls (1).
Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Grundmodul mit Übergabe (20). Dieses Modul (1) wird als Eingang zur Kühlstrecke eingesetzt, um das Extrudat auf das Transportband (7) aufzulegen.
In den Figuren 5 bis 7 sind erfindungsgemäße Kühlstreckenmodule (1) mit verschiede- nen Ausführungsformen der Transportbandunterstützung (8) gezeigt. In Figur 5 ist die rollende Bandunterstützung (21) dargestellt, während Figur 6 die gleitende Bandunter- stützung (22) zeigt. Figur 7 zeigt eine Kombination aus rollender Bandunterstützung (21 ) und gleitender Banduntertützung (22) innerhalb eines Moduls (1).
Figur 8 zeigt exemplarisch eine Konfiguration einer Kühlstrecke aus mehreren gereihten und gestapelten Modulen (1). Es wird durch den Einsatz von zwei zweistöckigen Modu- len (23) und einem einstöckigen Modul (24) eine Kühlstrecke realisiert, die teilweise aus drei und teilweise aus zwei Etagen (12) besteht. Dadurch kann die Etagenzahl der Kühlstrecke zwischen einer und vier Etagen (12) frei gewählt werden.
In Figur 9 ist die Stirnseite eines zweistöckigen Moduls (23) dargestellt. Zu sehen ist das umlaufende Dichtungsprofil (15) für die jeweilige Etage (12). Die Dichtungen (15) erlau- ben die Verbindung von Modulen (1 ), ohne dass Kühlmittel auslaufen kann.
Figur 10 zeigt eine Detailansicht der Verbindung zweier gereihter Module (1). Die Befes- tigungswinkel (14) der einzelnen Module sind je durch eine Verschraubungsgarnitur (25) miteinander verbunden. Links und rechts am Querrahmen (3) sind für jede Etage (12) eines Kühlstreckenmoduls (1) je ein Befestigungswinkel (14) vorgesehen. Jedoch ist auch eine andere Anzahl der Verbindungsvorrichtungen (14) denkbar. In der gezeigten Ausführungsform sorgt die Positionierung der Verbindungsvorrichtungen (14) jeweils mittig in vertikaler Ausdehnungsrichtung der Etagen (12) für einen Anpressdruck auf die Dichtungen (15) zwischen den Modulen (1 ), sodass die Dichtwirkung verstärkt wird.
In Figur 1 1 ist die um eine Etage (12) versetzte Anordnung von Kühlstreckenmodulen (1 ) dargestellt. Dies wird durch die erfindungsgemäße Positionierung der Verbindungs- Vorrichtungen (14) in Relation zur Höhe des Moduls (1) ermöglicht.
Figur 12 zeigt ein Beispiel einer vollständigen Kühlstrecke aus insgesamt fünfzehn Mo- dulen (1). Es werden fünf verschiedene Modultypen verwendet, um die gewünschte Konfiguration zu erreichen. Eingesetzt werden fünf zweistöckige Module (23) mit rollen- der Transportbandunterstützung (21), fünf einstöckige Module (24) mit rollender Trans- portbandunterstützung (21), zwei Module mit Übergabe (19) nach unten, zwei einstöcki- ge Module (24) mit Antrieb (17) und ein Modul (26) zur Wasserablassung.
Hinsichtlich der Dimensionierung der Module (1 ) ist insbesondere daran gedacht, jedes der Kühlstreckmodule (1) mit einer gleichen Länge und Breite zu versehen. Gemäß ei- nem Ausführungsbeispiel weisen auch alle Module die gleiche Höhe auf, hier kann an- wendungsabhängig aber eine Modifikation vorgesehen werden.
Figur 13 zeigt eine weitere Ausführungsvariante zu mehreren hintereinander und über- einander angeordneten Modulen. Die in der unteren Reihe angeordneten Module besit- zen eine im Wesentlichen gleiche Bauhöhe, bei den in der zweiten Stapelhöhe ange- ordneten Modulen sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei unterschiedliche Bauhöhen realisierbar.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Kühlung von Extrudaten, die mindestens ein das Extrudat stützendes bandartiges Tragelement aufweist, das durch eine Kühlstrecke geführt ist und bei der im Bereich der Kühlstrecke ein Kühlmittel in Richtung auf das Extru- dat abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei vormontier- te Module (1) verwendet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konstruktion ein Grundbaukasten unterschiedlicher Module (1) zugrunde liegt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktion aus vier unterschiedlichen Grundmodulen (1) besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Grundmodule (1) als lineares Transportmodul, Modul mit Umlenkung (19), Modul mit Übergabe (20) und Modul mit Antrieb (17) definiert sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungs- konzept die Aneinanderreihung sowie die Stapelung von Modulen (1 ) ermöglicht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsvorrichtungen (14, 16) als Winkel ausgeführt sind, um eine Ver- schraubung der zu verbindenden Module (1 ) zu ermöglichen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitige Dich- tungen (15) als für jede Etage (12) als separat umlaufendes Dichtungsprofil reali- siert sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (17) in einer Umgebung eines mittleren Querrahmens (3) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Module (1 ) in einem in lotrechter Richtung unteren Bereich beidseitig jeweils einen Längsträger (4) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Module (1 ) mit zwei torartigen Rahmen versehen ist.
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