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Die
Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1.
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Derartige
Breitschlitzdüsen
sind in ihrem prinzipiellen Aufbau und ihrer Funktionsweise bereits seit
langem bekannt, beispielsweise aus der
US 3 940 221 A oder auch
der
DE 36 28 974 C1 .
Dabei hat es zwischenzeitlich eine ganze Reihe von Änderungen
und/oder Verbesserungen einzelner Elemente solcher Breitschlitzdüsen gegeben,
die teilweise in Druckschriften manifestiert sind, teilweise aber
auch nur praktischen Stand der Technik darstellen – wie es beispielsweise
bezüglich
der Verwendung von Abstandsbolzen, die in der Fachwelt auch als
Spacer bezeichnet werden, der Fall ist.
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Ungeändert geblieben
ist jedoch bisher der Stand der Technik für die Vorgabe des Ausgangswerts
der jeweils erforderlichen Breite des Düsenspaltes für die Herstellung
einer bestimmten ein- oder mehrschichtigen Kunststoff-Folie in Abhängigkeit
von deren gewünschter
Schichtdicke sowie von den speziellen Eigenschaften des oder der
verwendeten Polymere und deren Verarbeitungstemperatur innerhalb der
Breitschlitzdüse.
Je nach den vorliegenden Anforderungen muß hier die Breite des Düsenspaltes vor
dem Start eines neuen Produktionszyklus gegebenfalls um mehrere
0,1 mm – üblicherweise
im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm – schmaler
oder weiter gemacht werden, bevor dann während des Produktionszyklus
die vorgegebene Breite mittels entsprechender Heizstrom- und damit
Temperaturänderungen
an den beheizbaren Zug-Druck-Bolzen und damit deren Längenänderungen
gegenüber
dem Gegenlager aufgrund einer entsprechenden Steuerung durch die lokalen
Meßwerte
einer die gesamte Folienbreite punktweise erfassenden Dickenmeßvorrichtung
bekannter Art, beispielsweise auf der Basis radioaktiver oder infraroter
Strahlung, aufrecht erhalten wird. Die Vorgabe dieser Breite des
Düsenspaltes
erfolgt, indem – üblicherweise
bei einer Temperatur der Düsenkörperhälften von
200 °C ≤ T ≤ 300 °C – von Hand
nacheinander die verstell-, aber arretierbaren Halterungen, beispielsweise
in Form von Differentialschrauben, aller Zug-Druck-Bolzen – die üblicherweise
mit einem Abstand von ca. 30 mm über
die gesamte Düsenbreite
angeordnet sind – entarretiert,
mit Hilfe einer ebenfalls von Hand in den Düsenspalt einzuführenden
Meßlehre
auf die der neuen Breite des Düsenspaltes
entsprechende Länge
verstellt und erneut arretiert werden.
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Bei
der Vielzahl der vorhandenen Zug-Druck-Bolzen – gemäß vorstehender Ausführungen
ca. 30 – 35
Stück pro
m – stellt
eine solche neue Vorgabe der Breite des Düsenspaltes nicht nur eine mühsame und
wegen der hohen Temperatur unangenehme, sondern insbesondere zeit-
und damit kostenaufwendige Tätigkeit
dar, für
die – insbesondere unter
Berücksichtigung
der unvermeidlichen Nachjustierungen – ein Arbeitseinsatz von einem
ganzen Arbeitstag nicht außergewöhnlich ist.
Um diesen Zeitaufwand zu reduzieren, wurde bereits in der
DE 34 27 915 C1 vorgeschlagen,
parallel zum Düsenspalt
in zumindest einer der Düsenkörperhälften eine durchgehende
Exzenterwelle anzuordnen, die an mindestens einem ihrer Enden aus
der Düsenkörperhälfte herausragt
und dort mit einem Sechskant versehen ist und die gegen den elastischen
Druck der zur Düsenkörperhälfte gehörigen Lippe
die dieser abgekehrten Enden aller sie beeinflussenden Zug-Druck-Bolzen – im dargestellten
Fall nur Druckbolzen – in
veränderbarer
Position relativ zur Drehachse der Exzenterwelle fixiert. In der
Praxis hat sich dieser Vorschlag allerdings nicht bewährt, da
sich die Exzenterwellen aufgrund der häufigen Temperaturänderungen
in den Düsenkörperhälften dort
sehr schnell festgesetzt haben und dann beim Versuch einer Verdrehung
der Exzenterwelle deren Sechskant abgerissen ist, so daß die Breitschlitzdüse zumindest eine
umfangreiche Reparatur erforderte.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt aufgrund der vorstehenden Ausführungen
nun die Aufgabe zugrunde, eine Breitschlitzdüse zur Verfügung zu stellen, die es gestattet,
die Vorgabe einer neuen Breite des Düsenspaltes mit einem minimalen
Zeitaufwand und damit insgesamt auch mit einem deutlich reduzierten
Kostenaufwand durchzuführen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs
1.
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Dabei
erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die Abstandsbolzen ebenfalls
aus einem Material mit einem gegenüber demjenigen der Düsenkörperhälften deutlich
größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
bestehen und jeweils mit einer einstellbaren Heizvorrichtung versehen
sind, weil eine solche Anordnung im Gegensatz zum Stand der Technik,
bei dem Düsenkörperhälften, Abstandsbolzen
und Gegenlager vorzugsweise aus dem gleichen Material, beispielsweise
einem legierten Stahl, mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten
hergestellt werden, um unkontrollierte interne Wärmeausdehnungen dieser Konstruktionselemente
zu verhindern, gestattet, das Gegenlager durch eine gleichartige
Heizstromänderung
in den Heizvorrichtungen aller Abstandsbolzen, was unmittelbar eine
merkliche Wärmeausdehnung
oder – schrumpfung
dieser Abstandsbolzen verursacht, innerhalb weniger Minuten auf
einen vorgegebenen neuen Abstand gegenüber der zugehörigen Düsenkörperhälfte zu
bringen und damit auch den Abstand zwischen den Halterungen der
Zug-Druck-Bolzen im Gegenlager und der Lippe der zugehörigen Düsenkörperhälfte in
definierter Weise gleichsinnig zu vergrößern oder zu verkleinern, womit
das Ziel, eine neue Breite des Düsenspalts
für einen
weiteren Produktionszyklus vorzugeben, kurzfristig und ohne merklichen
Personaleinsatz erreicht ist. Zwar müssen in diesem Fall die zusätzlichen
Energiekosten für
die Beheizung der Abstandsbolzen in's Kalkül gezogen werden, doch werden
diese – insbesondere
dann, wenn die Produktionszyklen häufig geändert werden müssen – durch
die Kostenersparnis für
den bisherigen Personaleinsatz und den Produktionsausfall bei weitem
kompensiert.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse liegt
auch dann vor, wenn für
die Herstellung der Abstandsbolzen dasselbe Material wie für die Zug-Druck-Bolzen
verwendet wird, da sich dann von vornherein eine rechnerische Abschätzung der
erforderlichen Längen-
und Temperaturverhältnisse
zwischen Abstands- und Zug-Druck-Bolzen durchführen läßt, was die erforderliche Abstimmung
zwischen Grob- und Feineinstellung der Breite des Düsenspaltes
mit den beheizten Abstandsbolzen einerseits und den ebenfalls beheizten
Zug-Druck-Bolzen
andererseits deutlich vereinfacht.
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Als
vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der vorliegenden Breitschlitzdüse anzusehen,
bei der zwischen den freien Außenflächen der
Abstandsbolzen und der ihnen gegenüberliegenden Außenfläche der
zugehörigen
Düsenkörperhälfte eine
Schicht aus wärmeisolierendem
Material angeordnet ist, da dies eine weitgehende energetische Entkopplung
von Düsenkörperhälfte und
Abstandsbolzen herbeiführt
und damit die eindeutige Abhängigkeit
der Wärmeausdehnung
oder -schrumpfung der Abstandsbolzen allein von dem ihnen zugeführten Heizstrom
weitgehend sicherstellt. Dieser Effekt kann vorteilhafterweise noch
dadurch unterstützt
und verbessert werden, daß in
der die zugehörige
Düsenkörperhälfte berührenden
Bodenfläche
jedes Abstandsbolzens und/oder in der dieser gegenüberliegenden
Berührungsfläche der
zugehörigen
Düsenkörperhälfte eine Rillung
angeordnet ist.
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Eine
andere vorteilhafte Ausführungsform der
in Rede stehenden Breitschlitzdüse
ist dann gegeben, wenn die einstellbare Heizvorrichtung mittels in
die Abstandsbolzen eingelassener Heizpatronen verwirklicht wird,
weil eine solche Anordnung in einfacher Art mit bekannten Mitteln
verwirklicht werden kann – wie
es beispielsweise auch bei der Herstellung der Zug-Druck-Bolzen
in bekannter und bewährter
Art geschieht, wobei es weiterhin als vorteilhaft anzusehen ist,
wenn gleichzeitig die Heizpatronen jeweils einen integrierten Temperatursensor
aufweisen.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse liegt
andererseits auch dann vor, wenn die Heizvor richtung aus einer externen
Heizwicklung für
jeden Abstandsbolzen besteht, da eine solche Anordnung leicht installierbar ist,
zumindest dann, wenn nur selten mit einer Reparatur oder Auswechslung
einer solchen Heizwicklung zu rechnen ist.
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Als
besonders vorteilhaft erweist sich jedoch eine Ausführungsform
der vorliegenden Breitschlitzdüse,
bei der die Heizvorrichtung aus einer externen starren Heizmanschette
angepaßter
Dimensionen für jeden
Abstandsbolzen besteht, weil dies eine Wartung und Reparatur der
Heizvorrichtungen ganz wesentlich erleichtert, insbesondere dann,
wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der in Rede stehenden
Breitschlitzdüse
die Heizmanschette aufklappbar ausgebildet ist.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse erweist
es sich darüber
hinaus als sehr vorteilhaft, daß jeder
Abstandsbolzen mit einem in seinem Inneren angeordneten Temperatursensor
versehen ist, da dies eine eindeutige Kontrolle der mit einer Heizstromänderung
beabsichtigten vorgegebenen Wärmeausdehung
oder -schrumpfung des jeweiligen Abstandsbolzen in Abhängigkeit
von der tatsächlich
erreichten Endtemperatur gestattet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse ist in
der Zeichnung dargestellt.
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Es
zeigen:
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1: Schnitt durch die schematische
Darstellung einer zu einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse gehörenden Düsenkörperhälfte.
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2: Schnitt A–A aus 1
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Die 1 zeigt einen Schnitt durch
die schematische Darstellung einer zu einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 1 gehö renden Düsenkörperhälfte 2,
wobei hier vorausgesetzt ist, daß die Breitschlitzdüse 1 im
vorliegenden – aber
nicht zwangsläufigen – Fall mit
einer Kleiderbügelkammer 3 versehen
ist und die nicht dargestellte zweite Düsenkammerhälfte entweder keine Lippe 4 aufweist
oder aber spiegelsymmetrisch zu der dargestellten Düsenkörperhälfte 2 aufgebaut
ist.
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Die
Lippe 4 wird durch eine sich über die volle Breite der Düsenkörperhälfte 2 erstreckende
Ausnehmung 5 erzeugt und ist kraftschlüssig mit einer Vielzahl von
parallel über
die volle Breite der Breitschlitzdüse 1 in äquidistanten
Abständen
von ca. 30 mm angeordneten beheizbaren Zug-Druck-Bolzen 6 verbunden,
von denen hier allerdings nur einer sichtbar ist. Jeder Zug-Druck-Bolzen 6 besteht
aus einem Material, das gegenüber
demjenigen der Düsenkörperhälfte 2,
die vorzugsweise aus einer geeigneten Stahllegierung mit kleinem
Wärmeausdehnungskoeffizienten
hergestellt ist, einen deutlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist, beispielsweise einem entsprechend konditionierten warmfesten Stahl,
der selbstverständlich
auch durch jedes andere gleichwirkende Material ersetzt werden kann.
Der Zug-Druck-Bolzen 6 enthält in seinem Inneren eine Längsbohrung 7,
in der eine Heizpatrone 8 mit integriertem Temperatursensor 9 angeordnet
ist, wobei selbstverständlich
sowohl für
die Beheizung dieses Zug-Druck-Bolzens 6 als auch für die Bestimmung seiner
Temperatur ebenfalls jede gleichwirkende Maßnahme zur Anwendung kommen
kann. Das der Lippe 4 abgewandte Ende des Zug-Druck-Bolzens 6 ist
kraftschlüssig
mit einem Koppelblock 10 verbunden, der andererseits spielfrei
mit einer Differentialschraube 11 bekannter Art zusammenwirkt,
die ihrerseits von einem Gegenlager 12 gehalten wird, in
dem sie verstell-, aber arretierbar gelagert ist. Der Koppelblock 10 nimmt
außerdem
auch die elektrischen Zuleitungen für die Heizpatrone 8 und
den Temperatursensor 9 auf, die üblicherweise von einem parallel zum
Düsenspalt 13 über die
volle Breite der Breitschlitzdüse 1 angeordneten
Klemmenkasten bekannter Art zu den einzelnen Koppelblöcken 10 geführt werden,
hier jedoch – da
dem Fachmann bekannt – zwecks Übersicht lichkeit
der zeichnerischen Darstellung ebenso wie der Klemmenkasten nicht
explizit gezeigt werden.
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Das
Gegenlager 12 ist ein ebenfalls über die volle Breite der Breitschlitzdüse 1 verlaufendes
balkenartiges Element aus einem Material mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten,
vorzugsweise – aber
nicht zwangsläufig – aus demselben
Material wie dasjenige der Düsenkörperhälfte 2,
und ist mit dieser über
eine Reihe von Abstandsbolzen 14 kraftschlüssig verbunden,
deren Zahl ca. 1/3 derjenigen der Zug-Druck-Bolzen 6 beträgt und die
vorzugsweise – aber
nicht zwangsläufig – in äquidistanten
Abständen über die
volle Breite der Breitschlitzdüse 1 angeordnet
sind, bei zusätzlichen
Anforderungen an die Düsengeometrie
allerdings von einer solchen starren Anordnung auch abweichen können. Von
der Mehrzahl dieser Abstandsbolzen 14 ist bei der hier gewählten Darstellung
allerdings ebenfalls nur einer sichtbar.
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Jeder
Abstandsbolzen 14 besteht im vorliegenden Fall entsprechend
den Zug-Druck-Bolzen 6 ebenfalls aus einem Material, das
gegenüber
demjenigen der Düsenkörperhälfte 2 einen
deutlich höheren
Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist, wobei dafür
vorzugsweise – aber
ebenfalls nicht zwangsläufig – dasselbe
Material wie für
die Zug-Druck-Bolzen 6 verwendet wird. Ebenso ist jeder Abstandsbolzen 14 mit
einer Heizvorrichtung 15 und einem Temperatursensor 16 versehen,
mit deren Hilfe der Abstand zwischen Gegenlager 12 und
Düsenkörperhälfte 2 willkürlich verändert werden
kann. Auf die explizite Darstellung der entsprechenden elektrischen
Zuleitungen und des Klemmenkastens ist allerdings auch in diesem
Fall verzichtet worden. Als Heizvorrichtungen 15 können in
den Abstandsbolzen 14 angeordnete Heizpatronen 8,
vorzugsweise mit integrierten Temperatursensoren 9, oder
auch externe Heizwicklungen, vorzugsweise in Verbindung mit einem
in jedem Abstandsbolzen 14 separat angeordneten Temperatursensor 16,
verwendet werden. Im dargestellten Fall sind jedoch externe starre
Heizmanschetten 17 verwendet worden, die – wie die 2 im Detail zeigt – aufklappbar
und daher besonders gut handhabbar sind – insbesondere im Falle einer
erforderlichen Auswechslung. Darüber
hinaus bieten sie gleichzeitig einen Schutz gegen eine merkliche
Wärmeabstrahlung
von den Abstandsbolzen 14 und verringern damit den Gesamtbedarf
an Heizenergie.
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Gegen
unerwünschte
Wärmeübergänge innerhalb
des Gesamtsystems der Breitschlitzdüse 1 ist außerdem zwischen
den Außenseiten
der Abstandsbolzen 14 bzw. deren Heizmanschetten 17 und
der diesen gegenüberliegenden
Außenseite
der Düsenkörperhälfte 2 eine
Schicht aus wärmeisolierendem
Material 18 angeordnet und in der die Düsenkörperhälfte 2 berührenden
Bodenfläche
jedes Abstandsbolzens 14 eine Rillung 19 angebracht,
die bei Bedarf – was
hier jedoch nicht vorausgesetzt ist – auch in der dieser Bodenfläche gegenüberliegenden Außenfläche der
Düsenkörperhälfte 2 erzeugt
werden kann, gegebenenfalls auch so, daß sich die beiderseitigen Rillungen
dann kreuzen. Darüber
hinaus können
selbstverständlich
auch noch weitere Maßnahmen
zur Verhinderung von Wärmeübergängen ergriffen
werden, beispielsweise in Form einer anderen Konstruktion der kraftschlüssigen Verbindung zwischen
Abstandsbolzen 14 und Düsenkörperhälfte 2,
die hier aus Darstellungsgründen
in der einfachsten denkbaren Gestaltung gezeigt ist.
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Mit
der vorliegenden Breitschlitzdüse 1 ist
es möglich,
die im üblichen
Produktionsprozeß häufig erforderlichen Änderungen
der Breite des Düsenspaltes 13 nicht
mit einer zeit- und kostenaufwendigen Nachjustierung der Vielzahl
von Zug-Druck-Bolzen 6, sondern durch eine kurzfristige Änderung
der den einzelnen Abstandsbolzen 14 zugeführten Heizleistung
und damit des Abstandes des Gegenlagers 12 von der Düsenkörperhälfte 2,
die gleichzeitig den Abstand zwischen Gegenlager 12 und
Lippe 4 in gleicher Richtung ändert, durchzuführen. Die Zug-Druck-Bolzen 6 dienen
dann nach einer ursprünglichen
Basiseinstellung nur noch der erforderlichen Feinjustierung der
Lippe 4 in Abhängigkeit
von den Meßwerten
eines Dickenmeßgerätes bekannter Art.
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Die 2 zeigt einen Schnitt A – A aus 1, wobei hier aus der vollen
Breite der Breitschlitzdüse 1 allerdings
nur ein Abschnitt herausgenommen worden ist, der nur einen Abstandsbolzen 14 und
die üblicherweise
diesem zuzuordnenden drei Zug-Druck-Bolzen 6 zeigt. Gegenüber der 1 wird hier verdeutlicht,
daß die
Heizmanschetten 17 aufklappbar – und verschließbar – sind,
indem sie zumindest auf einer Längsseite
ein durchgehendes oder ein ein- oder mehrfach geteiltes Scharnier 20 und
auf der anderen Längsseite
einen Schließmechanismus – hier in
Form einer Schraubenverbindung 21 an von der Heizmanschette 17 abstehenden Leisten 22 – aufweisen,
wobei ein solcher Schließmechanismus
selbstverständlich
auch durch jede gleichwirkende Maßnahme verwirklicht werden
kann, beispielsweise durch federbeaufschlagte Schnellverschlüsse oder
auch einen in das Scharnier integrierten Schnappverschluß.
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Das
vorliegende Patentbegehren bezieht sich selbstverständlich nicht
allein auf die explizit dargestellten und/oder beschriebenen Ausführungsbeispiele
der in Rede stehenden Breitschlitzdüse, sondern auf alle denkbaren
Ausführungsformen
der dieser Breitschlitzdüse
zugrundeliegenden erfinderischen Idee, soweit sie durch den Schutzumfang
des Patentanspruchs 1 erfaßt
werden.
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- 1
- Breitschlitzdüse
- 2
- Düsenkörperhälfte
- 3
- Kleiderbügelkammer
- 4
- Lippe
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Zug-Druck-Bolzen
- 7
- Längsbohrung
- 8
- Heizpatrone
- 9,
16
- Temperatursensoren
- 10
- Koppelblock
- 11
- Differentialschraube
- 12
- Gegenlager
- 13
- Düsenspalt
- 14
- Abstandsbolzen
- 15
- Heizvorrichtung
- 17
- Heizmanschette
- 18
- Schicht
aus wärmeisolierendem
Material
- 19
- Rillung
- 20
- Scharnier
- 21
- Schraubenverbindung
- 22
- Leisten