DE19709895A1 - Kühleinrichtung sowie Verfahren zum Abkühlen von extrudierten Gegenständen - Google Patents
Kühleinrichtung sowie Verfahren zum Abkühlen von extrudierten GegenständenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen und gegebenenfalls Ka
librieren von länglichen, extrudierten Gegenständen aus Kunststoff, wie dies in den Oberbe
griffen der Ansprüche 1 und 26 unter Schutz gestellt ist.
Es ist bereits ein Verfahren zum Kühlen und gegebenenfalls Kalibrieren von länglichen, konti
nuierlich extrudierten Gegenständen aus Kunststoff bekannt - gemäß DE 195 04 981 A1 der
gleichen Anmelderin. Bei diesem Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird der zu küh
lende und kalibrierende Gegenstand während seiner Fortbewegung in Längsrichtung bzw. Ex
trusionsrichtung in aufeinander folgenden Teilbereichen seiner äußeren Oberfläche einem un
terschiedlichen Vakuum ausgesetzt. Die Abkühlung in den aufeinander folgenden Bereichen
mit unterschiedlichem Vakuum erfolgt durch ein den Gegenstand umspülendes, flüssiges Kühl
medium, mit dem die zur Abkühlung des Gegenstandes zu entziehende Wärme abgeführt wird.
Die unterschiedlichen Bereiche werden voneinander durch in senkrecht zur Extrusionsrichtung
ausgerichteten Ebene angeordnete Blenden getrennt, durch welche der Gegenstand in an seinen
Außenumfang angepaßten Durchbrüchen bzw. Öffnungen hindurch tritt. Das Kühlmedium wird
durch den in Extrusionsrichtung in den aufeinander folgenden Bereichen zunehmenden Unter
druck durch diese Bereiche hindurch gefördert und strömt im wesentlichen quer bzw. schräg
zur Extrusionsrichtung über einen Großteil der Oberfläche des Gegenstandes hinweg. Trotz des
dadurch verbesserten Kontaktes und dem höheren Austausch der mit dem Gegenstand unmittel
bar in Berührung kommenden Menge des flüssigen Kühlmittels reicht die erzielte Abkühlung
des Gegenstandes nicht in allen Ausführungsfällen aus.
Weitere bekannte, ähnliche Vorrichtungen und Verfahren beschreiben auch die EP 0 659 536
A2 und EP 0 659 537 A2 sowie die DE 19 36 428 A und die EP 04 87 778 B1. Nachteilig bei
all den bisher bekannten Anlagen und Vorrichtungen war, daß zumeist 50% der gesamten
Kühlstrecke dazu benötigt wurden, um die relativ geringe Wärmemenge aus dem Inneren des
Profils und den darin angeordneten Stegen bzw. Bereichen aus diesem abzuführen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein rasches, spannungsfreies Abküh
len von extrudierten Gegenständen, insbesondere von Hohlprofilen, zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Gegenstände mit unterschiedlichen
Wandstärken und Verstrebungen, insbesondere Hohlprofile mit Stegen, gleichmäßiger abge
kühlt werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit in
Bereichen von höheren Wärmekonzentrationen des Gegenstandes durch die in diesen Bereichen
größere Menge an abgeführter Wärmeenergie in etwa so hoch ist wie in Bereichen geringerer
Wärmekonzentration durch die geringere Menge an Wärmeentzug. Bedingt durch diesen ge
richteten Wärmeentzug in unmittelbarer Umgebung des zu kühlenden Gegenstandes kann ent
weder eine Verkürzung der Kühlstrecke oder eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit des
zu kühlenden Gegenstandes erreicht werden.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 2, da aufgrund der gewählten
Extrusionsgeschwindigkeit sowie der entsprechenden Profilgeometrie die mechanischen Werte
des zu kühlenden Profils günstig beeinflußt werden können, wodurch über den Querschnitt des
Profils gesehen beispielsweise bessere Festigkeitswerte erzielbar sind.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 3, da dadurch je nach der gewählten
Profilkontur bzw. der Anordnung der Stege im Inneren des Profils ein gerichteter Wärmeentzug
bzw. eine Abfuhr von Wärme aus dem Profil gezielt erfolgen kann.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 4 ist es möglich, dem im Gehäuse befindlichen Kühlme
dium unmittelbar im Anschluß an die Wärmeaufnahme aus dem Gegenstand diesem durch das
durch die Kühlelemente hindurchbewegte Kältemittel unmittelbar wieder zu entziehen.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 5 wird bedingt durch die nahe bzw.
unmittelbare Anordnung der einzelnen Wärmeentzugsvorrichtungen eine gezielte Wärmeabfuhr
aus dem Gegenstand erzielt, wodurch auch noch jenen Oberflächenabschnitten mit geringerer
Wärmeenergiekonzentration ebenfalls eine ausreichende Wärmemenge entzogen wird.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 6, da dadurch das Kühlmedium unmit
telbar vor dem gerichteten Wärmeentzug auf noch niedrigere Temperaturen abgekühlt wird, um
so bei der Verwendung von gasförmigen Kühlmedien, wie beispielsweise Luft, welche eine ge
ringe Wärmekapazität aufweist, ebenfalls eine gute Kühlwirkung zu erzielen.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist von Vorteil, daß dadurch das Kühlmedium eine auf
die Oberflächenabschnitte mit höherer Wärmeenergiekonzentration gerichtete Ausströmrich
tung aufweist, wodurch der Wärmeentzug besser und gerichteter erfolgen kann.
Durch die Weiterbildung nach den Ansprüchen 8 und 9 wird erreicht, daß das Kühlmedium
nach dem gerichteten Wärmeentzug sowie dem Umströmen des Gegenstandes in davon ge
trennten Kanälen von einem Bereich zum unmittelbar nachfolgenden Bereich weitergeleitet
wird und dabei gegebenenfalls noch zusätzlich gekühlt werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 10, da bedingt durch die einfache und
leichte Bearbeitbarkeit der Einsatzelemente die Ausformung und Anordnung der einzelnen Ka
näle einfach und kostengünstig erfolgen und somit bei jedem möglichen Profilquerschnitt der
optimale und beste Kühleffekt erzielt werden kann.
Gemäß einer Ausbildung nach Anspruch 11 wird eine Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit
des Kühlmediums erreicht und bedingt durch diesen Düseneffekt eine punktuell genaue Küh
lung erreicht.
Dabei erweist sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 12 vorteilhaft, da dadurch Kälteverluste
aus dem Inneren des Gehäuses bzw. ein Eintreten von Wärme von außerhalb des Gehäuses in
den Innenraum an den zu kühlenden Gegenstand bzw. das Kühlmedium gesichert verhindert ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 13 wird bedingt durch die Verengung
des Durchströmquerschnittes einerseits das Kühlmedium rascher bzw. mit einer höheren Ge
schwindigkeit am zu kühlenden Gegenstand vorbeibewegt und andererseits näher an diesen
herangeführt, wodurch in diesen Oberflächenabschnitten eine höhere Kühlleistung erzielt wird.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 14, da bedingt durch die unterschied
lichen Aggregatzustände bei einer Änderung des Aggregatzustandes eine hohe Wärmemenge
zugeführt bzw. abgeführt werden muß und deshalb dem zu kühlenden Gegenstand diese entzo
gen werden kann, ohne eine Veränderung des Gesamtsystems herbeizuführen. Weiters wird
bedingt durch den festen Aggregatzustand des Kühlmediums, insbesondere bei Eis, eine besse
re Wärmeabfuhr aus dem Gegenstand erzielt.
Gemäß den Ansprüchen 15 und 16 sind im Bereich des Mantels des Gegenstandes jene Ober
flächenabschnitte festgelegt, in welchen eine erhöhte Wärmeenergiekonzentration aus den
innerhalb des Gegenstandes angeordneten Stegen bzw. Hohlkammern in diesen eingebracht
wird, wodurch die An- bzw. Zuordnung der einzelnen Kühlelemente der Wärmeentzugsvorrich
tung daraufhin entsprechend abzustimmen ist.
Möglich ist dabei auch eine Ausbildung nach Anspruch 17, wodurch auf einfache Art und Wei
se eine Erhöhung der Kühlleistung des Gesamtsystems erzielt wird, da in gleicher Zeiteinheit
am zu kühlenden Gegenstand ein Vielfaches an Kühlmedium an diesem vorbeibewegt werden
kann.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 18 ermöglicht, bedingt durch die hohe latente Wärme, ein
Maximum an aufzunehmender bzw. aus dem Gegenstand abzuführender Wärmeenergie.
Vorteilhaft ist auch die Ausbildung nach Anspruch 19, da dadurch eine Beschädigung der Pro
filoberfläche gesichert vermieden ist und für den Durchsatz des Kühlmediums ein geringerer
Energiebedarf notwendig ist.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 20, da dadurch auf die Anfertigung
von komplizierten Kühlblenden verzichtet werden kann, wodurch eine kostengünstigere Aus
bildung sowie eine gezieltere Wärmeabfuhr erreicht wird.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 21, da dadurch eine hohe
Kühlleistung bzw. eine hohe Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Gegenstandes erzielt wird.
Vorteilhaft ist weiters auch eine Ausbildung nach den Ansprüchen 22 und 23, da dadurch dem
Kühlmedium, bedingt durch die tiefen Temperaturen des Kältemittels, eine hohe Wärmemenge
entzogen wird und somit das Kühlmedium eine hohe Aufnahmekapazität für die Wärme aus
dem Gegenstand besitzt.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 24 wird ein Einfallen des Profils während des Durchtrit
tes desselben durch die Kühleinrichtung vermieden.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 25 wird ein Aufblasen des zähplasti
schen Gegenstandes im Eintrittsbereich der Kühleinrichtung gesichert vermieden.
Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Abkühlen eines länglichen, extrudierten Gegen
standes, wie dies im Oberbegriff des Anspruches 26 beschrieben ist.
Dieses Verfahren ist durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 26 gekennzeich
net. Vorteilhaft ist dabei, daß, bedingt durch die unterschiedlichen Abfuhrgeschwindigkeiten
bzw. der damit verbundenen Wärmeenergiekonzentration, das Profil bzw. der Gegenstand über
seinen Querschnitt gesehen eine in etwa gleichmäßige Abkühlung erfährt. Weiters tritt bedingt
durch den gerichteten Wärmeentzug aus dem Gegenstand eine über den Querschnitt gesehen in
etwa gleichmäßige Wärmeabfuhr auf, wodurch es im Anschlußbereich von Stegen im Inneren
des Profils im Bereich des Mantels zu keiner nachträglichen Wärmeeinbringung aus diesen Be
reichen kommen kann.
Vorteilhaft ist aber auch ein Vorgehen nach Anspruch 27, da über den Profilquerschnitt des Ge
genstandes gesehen ein Aufbau von ungleichmäßigen Spannungen gesichert verhindert ist.
Eine zusätzliche erhöhte Wärmeabfuhr wird durch das Vorgehen gemäß Anspruch 28 erzielt.
Schließlich wird durch das Vorgehen nach Anspruch 29 eine in Längsrichtung des Gegenstan
des gesehene, gleichmäßigere Wärmeabfuhr erzielt, wodurch zusätzlich ein Verziehen des
Gegenstandes gesichert vermieden ist.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten und gege
benenfalls für sich eigenständigen, unterschiedlichen Ausführungsvarianten näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Extrusionsanlage mit einer erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls
Kalibriereinrichtung, in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine mögliche Ausführungsvariante einer gegebenenfalls für sich eigenständigen,
erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung, in Stirnansicht,
geschnitten;
Fig. 3 eine Schemaskizze einer weiteren Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung
einer möglichen, gegebenenfalls für sich eigenständigen, erfindungsgemäßen Aus
bildung derselben, in schaubildlicher Darstellung, teilweise geschnitten;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls
Kalibriereinrichtung, in Stirnansicht, geschnitten;
Fig. 5 einen Teilbereich einer weiteren Ausführungsform einer gegebenenfalls für sich ei
genständigen, erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung,
in Stirnansicht, geschnitten;
Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante einer gegebenenfalls für sich eigenständigen,
erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung in Seitenan
sicht, geschnitten, gemäß den Linien VI-VI in Fig. 7 und entferntem Gegenstand;
Fig. 7 einen Teilbereich der Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung, in Stirnan
sicht, geschnitten, gemäß den Linien VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform einer
Kühl- und gegebenenfalls Kalbibriereinrichtung in Stirnansicht, geschnitten;
Fig. 9 eine andere Ausführungsvariante einer gegebenenfalls für sich eigenständigen,
erfindungsgemäßen Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung in Stirnansicht,
geschnitten;
Fig. 10 einen weiteren Bereich der Kühl- und gegebenenfalls Kalibriereinrichtung gemäß
der Fig. 9, welcher dem in der Fig. 9 gezeigten Bereich unmittelbar nachgeordnet
ist.
In der Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage 1 gezeigt, die aus einem Extruder 2, einem diesen nach
geschalteten Extrusionswerkzeug 3 und einem diesem nachgeordneten Kalibriertisch 4 besteht,
auf bzw. an welchem weitere Ein- bzw. Vorrichtungen gehaltert sind. In Extrusionsrichtung -
Pfeil 5 - ist dem Kalibriertisch 4 ein schematisch und vereinfacht dargestellter Raupenabzug 6
nachgeordnet, mit welchem ein Gegenstand 7, beispielsweise ein Profil aus Kunststoff für den
Fensterbau, ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 durch nachfolgend noch detaillierter be
schriebene Formgebungs- bzw. Kühleinrichtungen abgezogen werden kann. Der Extruder 2,
der Kalibriertisch 4 und der Raupenabzug 6 sowie weitere diesem nachgeordnete Anlagen und
Einrichtungen, wie beispielsweise Sägen und dgl., lagern auf einer schematisch angedeuteten
Aufstandsfläche 8 auf und stützen sich auf dieser ab. Weiters ist im Bereich des Kalibrierti
sches 4 schematisch angedeutet, daß dieser über Laufrollen 9 beweglich auf einer Fahrschiene
10 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - längsverschiebbar gelagert ist. Um diese Verstellbewegung
leichter und genauer durchführen zu können, ist beispielsweise einer der Laufrollen 9 ein
Verfahrantrieb 11 zugeordnet, der eine gezielte und gesteuerte Längsbewegung des Kalibrierti
sches 4 zum Extruder 2 oder vom Extruder 2 weg ermöglicht. Für den Antrieb und die
Steuerung dieses Verfahrantriebes 11 können jegliche aus dem Stand der Technik bekannten
Lösungen verwendet werden.
Der Kalibriertisch 4 dient zur Aufnahme bzw. Halterung weiterer zwischen dem Extrusions
werkzeug 3 und dem Raupenabzug 6 dargestellter Ein- bzw. Vorrichtungen. So ist dem Ex
trusionswerkzeug 3 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - unmittelbar eine Kalibriervorrichtung 12,
wie beispielsweise eine Vakuumkalibrierung, nachgeordnet und am Kalibriertisch 4 gehaltert.
Diese Kalibriervorrichtung 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei hintereinander
angeordneten Kalibrierwerkzeugen 13 bis 15 gebildet, in welchen in bekannter Weise die Ka
librierung des extrudierten Gegenstandes 7 durchgeführt wird. Dabei kann die Anordnung der
Vakuumschlitze, der Kühlabschnitte und Kühlbohrungen sowie deren Anschlüsse gemäß dem
bekannten Stand der Technik erfolgen. Diese Kalibrierung kann beispielsweise eine Kombina
tion aus Trocken- und Naßkalibrierung bzw. nur eine vollständige Trockenkalibrierung um
fassen. Weiters kann auch ein Zutritt von Umgebungsluft ausgehend vom Extrusionswerkzeug
3 bis hin zum Austritt aus der Kalibriervorrichtung 12 vollständig verhindert werden.
Unmittelbar anschließend an das Kalibrierwerkzeug 15 der Kalibriervorrichtung 12 ist eine
Kühleinrichtung 16, welche gegebenenfalls auch gleichzeitig als Kalibriereinrichtung einsetz
bar ist, nachgeordnet, welche bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei hintereinander ange
ordneten Kühlkammern 17 bzw. 18 gebildet ist, durch welche der zu kühlende Gegenstand 7
ebenfalls hindurchgeführt wird und so für diesen eine Durchlaufstrecke darstellt. Es ist aber
selbstverständlich auch möglich, die Kühleinrichtung 16 durch eine einzige Kühlkammer aus
zubilden, um den nötigen Anforderungen an die Kühlung gerecht zu werden. Dies hängt je nach
Anwendung und Einsatzgebiet der Kühleinrichtung 16, dem zu kühlenden Gegenstand 7 sowie
den Platzverhältnissen ab.
Die Kühlkammer 17 weist in einem dem Kalibrierwerkzeug 15 der Kalibriervorrichtung 12 zu
gewandten Bereich einen Eintrittsbereich 19 für den Gegenstand 7 auf. Zwischen den beiden
Kühlkammern 17 bzw. 18 ist ein Übertrittsbereich 20 angeordnet, welcher einen dichten Über
gang von der Kühlkammer 17 in die Kühlkammer 18 gewährleistet. Am Ende der Kühlkammer
18 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - gesehen, ist ein Austrittsbereich 21 für den Gegenstand 7
hin zum Raupenabzug 6 angeordnet. Ist beispielsweise nur eine der Kühlkammern 17 bzw. 18
angeordnet, so stellt der Übertrittsbereich 20 entweder einen Austrittsbereich oder einen Ein
trittsbereich dar.
Der aus dem Extrusionswerkzeug 3 austretende, plastifizierte und entsprechend geformte Ge
genstand 7 besteht aus einem Kunststoff 22, welcher in Granulatform bzw. Pulverform in
einem Aufnahmebehälter 23 des Extruders 2 bevorratet ist und mittels einer oder mehrerer För
derschnecken 24 im Extruder 2 entsprechend erweicht bzw. plastifiziert und daran anschließend
aus dem Extrusionswerkzeug 3 ausgetragen wird. Dieser plastische Kunststoff 22 weist nach
dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug 3 eine durch das Extrusionswerkzeug 3 vorgegebene
Querschnittsform auf, welche in der darin anschließenden Kalibriervorrichtung 12 entsprechend
kalibriert und/oder gekühlt wird, bis der zähplastische Gegenstand 7 oberflächlich so weit abge
kühlt ist, bis seine Außenform stabil sowie die Außenform in ihren Abmessungen entsprechend
ausgebildet ist. Anschließend an die Kalibriervorrichtung 12 durchläuft der Gegenstand 7 die
Kühleinrichtung 16, um eine weitere entsprechende Abkühlung und gegebenenfalls Kalibrie
rung zu erreichen und um die endgültige Querschnittsform des Gegenstandes 7 festzulegen.
Die Kühlkammer 17 ist dabei in mehrere in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - hintereinander ange
ordnete Abschnitte bzw. Bereiche 25 bis 30 und die Kühlkammer 18 ebenfalls in mehrere in
Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - hintereinander angeordnete Abschnitte bzw. Bereiche 31 bis 36
unterteilt. Die Unterteilung der Kühlkammern 17 bzw. 18 in unterschiedliche Bereiche ist nur
schematisch angedeutet, wobei die Anzahl bzw. auch die Größenverhältnisse der Abschnitte
bzw. Bereiche 25 bis 36 nur beispielhaft wiedergegeben worden sind.
Die beiden Kühlkammern 17 bzw. 18 sind jeweils durch ein bevorzugt luftdichtes Gehäuse 37
bzw. 38 gebildet, wobei dem Eintrittsbereich 19 eine Stirnwand 39, dem Übertrittsbereich 20
für die Kühlkammer 17 eine Stirnwand 40 sowie der Kühlkammer 18 eine Stirnwand 41 und
dem Austrittsbereich 21 der Kühlkammer 18 eine Stirnwand 42 zugeordnet ist.
Durch diese geschlossene Ausbildung der Kühlkammer 17 bzw. 18 umschließen bzw. umgren
zen diese einen Innenraum 43 bzw. 44. Bei einer einzigen durchgängigen Kühleinrichtung 16
bildet beispielsweise nur eine der Kühlkammern 17, 18 einen Innenraum 45 aus. Die einzelnen
Abschnitte bzw. Bereiche 25 bis 30 bzw. 31 bis 36 der Gehäuse 37 und 38 sind durch im Innen
raum 43 bzw. 44 der Gehäuse 37 bis 38 angeordnete Stützblenden 46 bis 50 bzw. 51 bis 55
ausgebildet.
Diese einzelnen Stützblenden 46 bis 55 dienen zur Unterstützung bzw. Führung des durch die
Kühleinrichtung 16 hindurchtretenden Gegenstandes 7, um diesen während seiner weiteren Ab
kühlung bzw. seines Wärmeentzuges aus diesem entsprechend zu führen. Dazu weisen sowohl
die Stirnwände 39 bis 42 als auch die Stützblenden 46 bis 55 jeweils einen Durchbruch 56 auf,
welcher in etwa einer Profilkontur 57 bzw. einer Hüllfläche des zu kühlenden Gegenstandes 7
entspricht. Dabei durchragen die einzelnen Durchbrüche 56 die einzelnen Stirnwände 39 bis 42
bzw. Stützblenden 46 bis 55 und stellen die Umrißform bzw. Außenoberfläche für den zu küh
lenden Gegenstand 7 dar, wobei die einzelnen Außenabmessungen der einzelnen Durchbrüche
unter Berücksichtigung des Schwindmaßes beim Abkühlen des Gegenstandes 7 während des
Durchschreitens der Kühleinrichtung 16 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - entsprechend festzule
gen sind. Dies hängt von der jeweils gewählten Querschnittsform des herzustellenden Gegen
standes 7 ab und ist aufgrund von technischen Berechnungen bzw. Erfahrungswerten zu wäh
len.
Wie weiters in dieser Figur schematisch angedeutet, ist in jedem der Gehäuse 37 bzw. 38 der
Kühleinrichtung 16 ein Mittel, wie beispielsweise Kühlmedium 58, eingebracht, welches den
durch die Kühleinrichtung 16 hindurch tretenden Gegenstand 7 umgibt und so die noch im Ge
genstand 7 enthaltene Wärme aus dem vorangegangenen Extrusionsvorgang entzieht. Das
Kühlmedium 58 kann jeden Aggregatzustand, wie z. B. fest und/oder flüssig und/oder gasför
mig, aufweisen und ist je nach dem gewünschten Abkühlungsverlauf frei wählbar. Je nach dem
verwendeten Kühlmedium, ist die entsprechende Ausbildung der Kühleinrichtung 16 daraufhin
abzustimmen.
Wird wie z. B. hier gezeigt, ein flüssiges Kühlmedium 58, wie z. B. Wasser, verwendet, so kann
dieses beispielsweise in jedem der Gehäuse 37 bzw. 38 in ruhender Form, also ohne Umwälz
einrichtung bzw. Fördereinrichtung eingebracht sein. Es ist aber auch unabhängig davon
möglich, einem und/oder jedem der Gehäuse 37 bzw. 38 jeweils Mittel, wie beispielsweise eine
eigene Umwälzvorrichtung 59 bzw. 60, zuzuordnen, um einen entsprechenden Umlauf des
Kühlmediums 58 in den einzelnen Gehäusen 37 bis 38 für dieses zu gewährleisten. So kann
jede der Umwälzvorrichtungen 59 bzw. 60 einen Sammelbehälter 61, eine dieser nachgeordnete
Förderpumpe 62 sowie gegebenenfalls eine Kühlvorrichtung 63 umfassen. Weiters steht der
Eintrittsbereich 19 bzw. der Bereich 25 der Kühlkammer 17 über eine Zuleitung 64 und der
Übertrittsbereich 20 bzw. der Bereich 30 über eine Ableitung 65 mit der Umwälzvorrichtung 59
in Verbindung. Gleiches gilt auch für den Bereich 31 bzw. 36 der Kühlkammer 18, welche mit
der Umwälzvorrichtung 60 ebenfalls über weitere Zu- und Ableitungen 64, 65 in Verbindung
stehen. Dadurch kann das Kühlmedium 58 in jeder der Kühlkammern 17 bzw. 18 in eine Strö
mungsbewegung versetzt werden, wobei zusätzlich noch durch die Kühlvorrichtungen 63
diesem Wärme entzogen werden kann. Es kann aber auch den Kühlkammern nur eine gemein
same Umwälzvorrichtung 59 bzw. 60 zugeordnet sein.
In jeder der beiden Kühlkammern 17 bzw. 18 sind schematisch angedeutete Mittel, wie bei
spielsweise je eine zusätzliche Wärmeentzugsvorrichtung 66 bzw. 67, in einem Oberflächen
bereich des zu kühlenden Gegenstandes 7 diesem unmittelbar benachbart angeordnet. Dabei ist
dem Gegenstand 7 in der Kühleinrichtung 16 bzw. jeder der Kühlkammern 17 bzw. 18 zumin
dest eine Wärmeentzugsvorrichtung 66, 67 zugeordnet. Die spezielle Anordnung der einzelnen
Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 sowie deren Ausbildung wird in den nachfolgenden
Figuren noch detaillierter beschrieben. Die Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 können nur be
reichsweise zwischen den einzelnen Stützblenden 46 bis 55 und/oder zwischen den Stirnwän
den 39 und 40 bzw. 41 und 42 sowie durchgängig zwischen den Stirnwänden 39 und 42 ange
ordnet sein. Ebenfalls ist die Anzahl der Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 vom zu kühlenden
Profil des Gegenstandes 7 abhängig und sind bevorzugt in jenen Oberflächenabschnitten ange
ordnet, in welchen innere Stege des Profils mit dem äußeren Mantel desselben verbunden sind
und Bereiche bzw. Oberflächenabschnitte mit erhöhter Wärmeenergiekonzentration darstellen,
aus welchen eine erhöhte Abfuhr an Wärmemenge bzw. die im Gegenstand 7 gespeicherte
Wärmeenergie aus dem Profil erzielt werden muß.
Die Anordnung der einzelnen Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 kann aber auch beispielswei
se nur in einer der beiden Kühlkammern 17 und/oder 18 erfolgen, bzw. auch die Anordnung
derselben in den einzelnen Kühlkammern in Bezug zu den Oberflächenabschnitten des Gegen
standes 7 unterschiedlich gewählt werden. Unabhängig davon ist es aber auch möglich, eine der
Kühlkammern 17 und/oder 18 der Kühleinrichtung 16 gemäß einer der Ausbildungen, wie dies
in der DE 195 04 981 A1 der gleichen Anmelderin beschrieben ist, auszubilden und nur eine
der Kühlkammern 17 und/oder 18 mit einer entsprechenden Wärmeentzugsvorrichtung 66, 67
zu versehen. Für die spezielle Ausbildung des Gehäuses 37, 38, bestehend aus der Bodenplatte,
der Deckplatte, den Seitenwänden, den Stirnwänden, den Stützblenden, der Trennwände, dem
Längssteg, der Anordnung der Durchströmkanäle sowie Ausbildung der einzelnen Bereiche
bzw. Umspülung des Gegenstandes 7 und dem damit verbundenen Vakuumaufbau innerhalb
des Gehäuses wird auf die DE 195 04 981 A1 Bezug genommen, und diese Offenbarung in die
vorliegende Anmeldung übernommen. Dabei wurde der besseren Übersichtlichkeit halber in
dieser Darstellung eine schematische Wiedergabe der einzelnen Anlageteile bzw. Vorrichtun
gen gewählt.
Wie weiters hier nur schematisch angedeutet ist, sind die beiden Innenräume 43, 44 der Kühl
kammern 17, 18 über Mittel auf ein zueinander gegenüber dem Umgebungsluftdruck unter
schiedliches Vakuum evakuiert, wobei das im Innenraum 44 herrschende Vakuum größer ist als
das Vakuum im Innenraum 43. Dazu stehen die beiden Innenräume 43, 44 über Leitungen 68,
69 und unter Zwischenschaltung jeweils einer Regeleinrichtung 70 mit einer Absaugvorrich
tung 71, wie z. B. einer Vakuumpumpe 72, in Verbindung. Dadurch ist es nunmehr möglich, die
beiden Innenräume 43, 44 auf ein zueinander unterschiedliches Vakuum mittels der Regelein
richtungen 70 voreinzustellen und dieses mit den Regeleinrichtungen 70 eingestellte Vakuum
auch über Anzeigeinstrumente 73 anzuzeigen und somit überwachen bzw. ablesen zu können.
Die hier gezeigte Anordnung der Kühlkammern 17 bzw. 18 der Kühleinrichtung 16 ist nur bei
spielhaft gewählt worden, wobei hier erwähnt sei, daß es selbstverständlich auch möglich ist,
nur mit einer und/oder mehreren Kühlkammern das Auslangen zu finden und so die Länge der
Kühlstrecke an den zu kühlenden Gegenstand bzw. an die jeweiligen Verfahrensbedingungen
besser anpassen zu können. Gleiches gilt auch für die Anordnung und Ausbildung der Wärme
entzugsvorrichtungen 66, 67.
In der Fig. 2 ist ein Teil des Gehäuses 37 der Kühlkammer 17 der Kühleinrichtung 16 in ver
größertem Maßstab dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. 1
verwendet werden. Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt eine einfache Ausbildung
der Kühleinrichtung 16, bei welcher die Kühlkammer 17 durch die Stützblenden 46 bis 50 in
die einzelnen Bereiche 25 bis 30 unterteilt ist.
Wie bereits zuvor beschrieben, kann die Kühleinrichtung 16 aus nur einer bzw. auch mehreren
Kühlkammern 17, 18 gebildet sein, wobei in dieser Darstellung lediglich ein Teilbereich der
Kühleinrichtung 16 dargestellt und beschrieben worden ist.
Das Gehäuse 37 ist hier nur schematisch angedeutet und ist bevorzugt gasdicht ausgebildet und
besteht aus einer Bodenplatte 74, einer Deckplatte 75, zwischen diesen angeordneten Seiten
wänden 76, 77 sowie im Eintrittsbereich 19 bzw. Übertrittsbereich 20 angeordneten Stirn
wänden 39 bzw. 40, welche somit den Innenraum 43 ausbilden bzw. umschließen.
Die Seitenwände 76, 77 sowie die Stirnwände 39, 40 des Gehäuses 37 bilden eine Auflageflä
che 78 für die Deckplatte 75 aus. An dieser Auflagefläche 78 stützt sich eine dem Innenraum
43 zugewandte Oberfläche 79 der Deckplatte 75 ab und ist bedingt durch die Anordnung der
Seitenwände 76, 77 in Bezug zur Bodenplatte 74 von einer dieser ebenfalls dem Innenraum 43
zugewandten Oberfläche 80 um eine Distanz 81 von dieser distanziert. Die beiden Seitenwände
76, 77 sind bedingt durch eine Breite 82 der Bodenplatte 74 quer zur Extrusionsrichtung gese
hen voneinander distanziert, wodurch der Innenraum 43 in seinen Abmessungen festgelegt ist.
Die einzelnen Stützblenden 46 bis 50 können beispielsweise in in den Seitenwänden angeord
neten Ausnehmungen 83 bzw. 84 eingesetzt bzw. eingeschoben und so in diesen gehaltert sein.
Dabei ist bevorzugt eine Breite der einzelnen Stützblenden 46 bis 50 quer zur Extrusionsrich
tung größer der Breite 82 der Bodenplatte 74 zuzüglich der Tiefe der Ausnehmungen 83 und
84. Dadurch ergibt sich eine in Querrichtung zur Extrusionsrichtung schwimmende Lagerung
der einzelnen Stützblenden, wodurch eine Ausrichtung der Durchbrüche 56 in den einzelnen
Stützblenden zueinander in Bezug zur Profilkontur 57 des Gegenstandes 7 erzielt wird. Die
Halterung der einzelnen Stützblenden 46 bis 50 im Gehäuse 37 kann aber auch durch jede aus
dem Stand der Technik bekannte Form, wie beispielsweise durch Kleben, Dichtmassen, Halte
leisten, Haltenasen, Schlitze, Dichtprofile, Nuten bzw. Schrauben usw., erfolgen.
Eine höhenmäßige Ausrichtung der einzelnen Stützblenden 46 bis 50 zueinander erfolgt durch
die plane Auflage der einzelnen Stützblenden an der dem Innenraum 43 zugewandten Oberflä
che 80 der Bodenplatte 74. Die einzelnen Stützblenden 46 bis 50 weisen eine ausgehend von
der Bodenplatte 74 hin zur Deckplatte 75 gemessene Höhe 85 auf, welche geringer der Distanz
81 zwischen den beiden einander zugewandten Oberflächen 79 bzw. 80 ist. Dadurch bildet sich
eine Höhendifferenz 86 zwischen Oberkanten 87 der einzelnen Stützblenden 46 bis 50 und der
Auflagefläche 78 bzw. Oberfläche 79 aus.
Wie weiters hier gezeigt, weist der Gegenstand 7 eine der Bodenplatte 74 zugewandte Untersei
te 88 sowie eine der Deckplatte 75 zugewandte Oberseite 89 auf, welche eine Höhe 90 in senk
rechter Richtung zu den Oberflächen 79, 80 für den Gegenstand 7 festlegen. Weiters ist die Un
terseite 88 des Gegenstandes 7 von der Oberfläche 80 der Bodenplatte 74 um ein Ausmaß 91
und die Oberseite 89 des Gegenstandes 7 um ein Ausmaß 92 von der Oberkante 87 der Stütz
blende 46 distanziert angeordnet. Somit setzt sich die Höhe 85 der einzelnen Stützblenden 46
bis 50 aus der Höhe 90 des Gegenstandes 7 sowie dem Ausmaß 91 und 92 zusammen.
Ein schematisch angedeuteter Kühlmediumspiegel 93 des Kühlmediums 58 ist bei diesem Aus
führungsbeispiel höhenmäßig zwischen der Oberkante 87 der Stützblenden 46 bis 50 und der
dem Innenraum zugewandten Oberfläche 79 der Deckplatte 75 für die Kühlung des Gegenstan
des 7 vorgesehen. Um eine geringfügige Zirkulation bzw. einen Austausch des Kühlmediums
58 zwischen den einzelnen Bereichen 25 bis 30 innerhalb der Kühlkammer 17 zu gewährlei
sten, ist es auch möglich, in den einzelnen Stützblenden 46 bis 50 beispielhaft angedeutete
Durchbrüche 94 bzw. 95 in diesen anzuordnen. Weiters ist es aber auch möglich, die Breite der
Stützblenden quer zur Extrusionsrichtung gesehen geringer der Breite 82 der Bodenplatte 74
auszuführen und so ebenfalls einen Durchtritt des Kühlmediums 58 zwischen den einzelnen
hintereinander angeordneten Bereichen 25 bis 30 zu ermöglichen.
Das hier nur beispielhaft wiedergegebene Profil eines möglichen Gegenstandes 7 weist einen
rundum durchlaufenden, in sich geschlossenen Mantel 96 mit einer Wandstärke 97 auf, welche
über den Umfang gesehen, bevorzugt gleichmäßig, ausgebildet ist. An dieser Stelle sei erwähnt,
daß die dargestellte Profilform des Gegenstandes 7 nur beispielhaft aus einer Vielzahl von
möglichen Profilformen gewählt wurde und die nachfolgend detailliert beschriebenen Abküh
lungsvorgänge analog auf andere Profilkonturen 57 anzuwenden sind.
Der Gegenstand 7 besteht aus dem äußeren, geschlossenen Mantel 96 mit der rundum durchlau
fenden in etwa gleichmäßigen Wandstärke 97, welcher eine Hohlkammer 98 umschließt. Diese
Hohlkammer 98 kann durch einzelne Stege 99 bis 102 in weitere kleinere Kammern unterteilt
sein. Dabei weisen die Stege 99 bis 102 eine Wandstärke 103 auf, welche geringer der Wand
stärke 97 des Mantels 96 ist. Dadurch bilden sich im Anbindungsbereich der Stege 99 bis 102
am Mantel 96 Knotenbereiche 104 bis 109 aus, welche Oberflächenabschnitte 110 bis 115 mit
erhöhter Wärmeenergiekonzentration bedingt durch die erhöhte Wärmeenergieeinbringung aus
der Hohlkammer 98 in Richtung des Mantels 96 des Gegenstands 7 darstellen.
Bedingt durch die große Oberfläche des Mantels 96 und im Zusammenwirken mit dessen
Wandstärke 97 wird durch das den Gegenstand 7 umgebende Kühlmedium 58 bereits eine aus
reichende Wärmemenge bzw. Wärmeenergie aus dem Mantel 96 des Gegenstandes 7 abge
führt, wodurch den kritischen Oberflächenabschnitten 110 bis 115 zusätzlich noch die in der
Hohlkammer 98 bzw. den einzelnen Stegen 99 bis 102 enthaltene Wärmemenge zu entziehen
ist.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist den Knotenbereichen 105 bis 108 und den die
sen zugeordneten Oberflächenabschnitten 111 bis 114 die Wärmeentzugsvorrichtung 66 in
Form von einzelnen Kühlelementen 116 bis 119 zugeordnet, um diesen Oberflächenabschnitten
111 bis 114 die erhöhte und zusätzliche Wärmemenge zu entziehen. Bedingt durch diese profil
bezogene, individuelle sowie bereichsweise Anordnung der einzelnen Kühlelemente 116 bis
119 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 wird auch noch dem Kühlmedium 58 eine gewisse Wär
memenge entzogen, wodurch auch zwischen den Oberflächenabschnitten 111 bis 114 mit hoher
Wärmeenergiekonzentration bzw. Wärmeabfuhr angeordneten weiteren einzelnen Oberfläche
nabschnitten 120 bis 123 mit geringerer Wärmeenergiekonzentration bzw. Wärmeabfuhr eine
ausreichende Wärmemenge entzogen werden kann. Durch die Anordnung der einzelnen Kühle
lemente 116 bis 119 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 wechseln sich die Oberflächenabschnitte
111 bis 114 mit hoher Wärmeabfuhr mit den Oberflächenabschnitten 120 bis 123 mit geringe
rer Wärmeabfuhr, über den Querschnitt des Gegenstandes 7 gesehen, ständig ab und erstrecken
sich in Längsrichtung, also in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - über die gesamte Länge der Anord
nung der Wärmeentzugsvorrichtung 66 bzw. 67.
Die einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 in der Kühlkammer
17 können, wie dies in der Fig. 1 der Einfachheit halber nur für ein Kühlelement 116 dargestellt
ist, mit einer außerhalb des Gehäuses 37 angeordneten Umwälzeinrichtung 124, bestehend aus
einem Sammelbehälter 125, einer Förderpumpe 126 sowie gegebenenfalls einer Kühlvorrich
tung 127 in Verbindung stehen. Weiters ist schematisch angedeutet, daß das Kühlelement 116
im Eintrittsbereich 19 mit einer Zuleitung 128 und im Übertrittsbereich 20 mit einer Ableitung
129 mit der Umwälzeinrichtung 124 in Strömungsverbindung steht. Dadurch kann ein im Sam
melbehälter 125 schematisch angedeutetes Kältemittel 130 nach dem Durchströmen durch die
Wärmeentzugsvorrichtung 66 gespeichert werden und anschließend daran mittels der Förder
pumpe 126 sowie einer eventuellen Kühlung durch die Kühlvorrichtung 127 wiederum der
Wärmeentzugsvorrichtung 66 zugeführt werden, um so über die einzelnen Kühlelemente 116
bis 119 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 den zugeordneten Oberflächenabschnitten 111 bis
114 eine höhere Wärmemenge entziehen zu können. Dabei kann beispielsweise ein flüssiges
Kältemittel Verwendung finden, welches Temperaturen von kleiner 15°C bzw. 0°C, bevorzugt
zwischen -15°C und -30°C, aufweist.
Wie weiters bei der Wärmeentzugsvorrichtung 67 in der Kühlkammer 18 für nur ein Kühlele
ment 116 schematisch angedeutet, kann dieses bzw. diese selbst als Verdampferrohr ausge
bildet sein, wobei das Kältemittel 130 über eine Zuleitung 131 dem Kühlelement 116 im Über
trittsbereich 20 zugeführt wird und dort mittels einer Verdampfereinrichtung aus dem flüssigen
in den gasförmigen Zustand übergeführt wird, wodurch die einzelnen Kühlelemente 116 bis
119 auf Temperaturen von kleiner 0°C, bevorzugt zwischen -15°C und -30°C bzw. -50°C,
abgekühlt werden und so dem in der Kühlkammer 18 befindlichen Kühlmedium 58 zusätzlich
noch Wärme entziehen. Bei einer Verwendung von verflüssigten Gasen, wie z. B. Stickstoff,
Kohlensäure usw., sind auch Temperaturen zwischen -60°C und -170°C erzielbar. Die zu
sätzliche Abfuhr der höheren Wärmemengen in den Oberflächenabschnitten 111 bis 114 erfolgt
wiederum zusätzlich zu der durch das Kühlmedium 58 bewirkten Kühlwirkung. Im Austritts
bereich 21 der Kühlkammer 18 steht das Kühlelemente 116 bzw. die Kühlelemente über eine
Ableitung 132 mit einer weiteren Umwälzeinrichtung 124, bestehend aus einem Verdichter
133, einem diesem nachgeordneten Wärmetauscher 134 sowie einem gegebenenfalls für das
Kältemittel 130 angeordneten Vorratsbehälter 135 in Verbindung. Somit kann das nach dem
Verdampfungsvorgang in den Kühlelementen 116 bis 119 gasförmig vorliegende Kältemittel
130 im Verdichter 133 in den flüssigen Aggregatzustand übergeführt werden, wobei anschlie
ßend im Wärmetauscher 134 noch die durch den Verdichtungsvorgang dem Kältemittel 130
zugeführte Wärme zusätzlich entzogen werden kann. Eine Zwischenspeicherung des Kältemit
tels 130 erfolgt im Vorratsbehälter 135, worauf anschließend das in flüssiger Form vorliegende
Kältemittel 130 über die Zuleitung 131 wiederum den Kühlelementen 116 bis 119 im Bereich
des Übertrittsbereichs 20 diesen zugeführt wird.
Bedingt durch die niedrigen Temperaturen der Kühlelemente 116 bis 119 der Wärmeentzugs
vorrichtungen 66, 67 wird auch noch das den Gegenstand 7 Kühlmedium 58 auf sehr niedrige
Temperaturen abgekühlt, wodurch sich, wie dies schematisch bei den einzelnen Elementen 116
bis 119 angedeutet ist, das Kühlmedium 58, welches bevorzugt durch Wasser gebildet ist, in fe
stem Aggregatzustand, also als Eisschichte, um die einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 auf
baut und dadurch die nötige erhöhte Wärmeabfuhr aus den kritischen Oberflächenabschnitten
111 bis 114 gewährleistet ist. Dabei nimmt das an den einzelnen Kühlelementen 116 bis 119
aufgebaute Eis eine der Profilkontur 57 des Gegenstandes 7 und den Oberflächenabschnitten
111 bis 114 entsprechende gegengleiche Form an. Dadurch ist in diesen Oberflächenabschnit
ten 111 bis 114, welchen die Kühlelemente 116 bis 119 zugeordnet sind, wiederum eine hohe
Wärmeabfuhr gewährleistet. Weiters erfolgt durch die Relativbewegung vom Gegenstand 7 in
Bezug zu den Kühlelementen 116 bis 119 und der darauf aufgebauten Eisschichte ein Durch
satz des Kühlmediums 58 in Form eines dünnen Films, welcher den Wärmeübergang aus dem
Gegenstand 7 in Richtung der Wärmeentzugsvorrichtung 66 bzw. 67 begünstigt. Der Durchsatz
des Kühlmediums 58 innerhalb des Gehäuses 37, 38 kann sowohl in Extrusionsrichtung - Pfeil
5 - als auch entgegengesetzt dazu erfolgen. Gleiches gilt auch für das Kältemittel 130 in den
Kühlelementen 116 bis 119.
Bedingt durch diese niedrigen Temperaturen des Kältemittels 130 innerhalb der Kühlelemente
116 bis 119 sowie der Eisbildung im Bereich der einzelnen Kühlelemente liegt das Kühlme
dium 58 in beiden Aggregatzuständen vor, wodurch das noch flüssige Kühlmedium 58 auch
sehr niedrige Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt aufweist, und so auch imstande ist, diesem
hohe Wärmemengen aus den Oberflächenabschnitten 120 bis 123 zu entziehen. Wird beispiels
weise Wasser als Kühlmedium 58 verwendet, weist dieses eine hohe latente Wärmekapazität
auf, wodurch beim Übergang von einem Aggregatszustand in den anderen Aggregatszustand,
wie beispielsweise von fest zu flüssig, dem Medium eine große Wärmemenge zugeführt
und/oder abgeführt werden muß, um nur den Aggregatszustand zu ändern, wobei jedoch dies
zu keiner bedeutenden Änderung der Temperatur des Gesamtsystems führt.
Bei den hier in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen der Kühleinrichtung 16
kann das Kühlmedium 58 sowohl in ruhender als auch in durch die Kühleinrichtung bzw. die
Kühlkammern 17, 18 durchströmenden Bewegung versetzt sein. Dies hängt von der Wahl des
jeweiligen Verfahrensablaufes für den für das Profil gewählten Abkühlvorgang ab und ist frei
wählbar. Die einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 können durch Leitungen, Rohre sowohl fest
als auch flexibel in den unterschiedlichsten Querschnittsformen gebildet sein und durch Öff
nungen in den Stirnwänden 39 bis 42 bzw. Stützblenden 46 bis 55 hindurchgeführt sein.
Als Werkstoffe für die einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 können die unterschiedlichsten Ma
terialien, wie beispielsweise Metalle in Form von Eisen- und/oder Nichteisenmetallen, wie z. B.
Edelstahl, Kupfer usw., Kunststoffe usw. Verwendung finden, welche jedoch derart ausgewählt
sind, daß diese eine gute Wärmeleitfähigkeit, einen an das Gehäuse angepaßten Wärmedeh
nungskoeffizienten sowie eine gute Korrosionswiderstandsfestigkeit aufweisen. Die Abstände
bzw. Distanzen zwischen den einzelnen Kühlelementen 116 bis 119 und den einzelnen Oberflä
chenabschnitten 110 bis 115 am Gegenstand 7 sind vom Profilquerschnitt des Gegenstandes 7,
der zu entziehenden Wärmeenergiekonzentration sowie dem gewählten Abkühlverlauf abhän
gig und können zwischen 1,0 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 5 mm und 25 mm, betragen.
Es sind aber auch größere Abstände als 50 mm möglich.
Das Gehäuse 37 bzw. 38 der Kühleinrichtung 16 kann weiters an der vom Innenraum 43, 44
abgewandten Oberfläche mit Isolierelementen 136 umgeben sein, um so den gekühlten Innen
raum 43, 44 gegenüber der die Kühleinrichtung 16 umgebenden Außenluft und so vor einer
unnötigen Erwärmung abzuschirmen. Die einzelnen Isolierelemente 136 sind dabei den Seiten
wänden 76, 77 sowie der Deckplatte 75 zugeordnet. Es ist aber auch möglich beispielsweise
zwischen der Bodenplatte 74 und dem Kalibriertisch 4 auch ein entsprechend druckfestes Iso
lierelement anzuordnen, um auch in diesem Bereich eine Wärmezufuhr von außerhalb des
Gehäuses in Richtung des Innenraums als auch eine Kälteabstrahlung ausgehend vom Innen
raum in Richtung der Umgebung der Kühleinrichtung zu vermeiden. Die hierbei verwendeten
Isoliermaterialien können gemäß dem bekannten Stand der Technik ausgewählt und verwendet
werden, wobei die Auswahl der Isolierelemente 136 auf den Wärmeentzug des durch die Kühl
einrichtung 16 hindurch tretenden Gegenstandes 7 im speziellen abzustimmen ist.
Wie weiters im Bereich der Kühlkammer 17 in der Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeu
tet, ist es möglich, jedem der einzelnen hintereinander angeordneten Bereiche 25 bis 30 eine
eigene Wärmeentzugsvorrichtung 66 zuzuordnen, welche jeweils über eine eigene Zu- und
Ableitung mit der gemeinsamen Zuleitung 128 bzw. Ableitung 129 mit der gemeinsamen Um
wälzeinrichtung 124 in Strömungsverbindung stehen.
In der Fig. 3 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungs
form der Kühleinrichtung 16 mit der darin angeordneten Wärmeentzugsvorrichtung 66 gezeigt,
wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 verwendet werden. Wei
ters wird bezüglich des Aufbaues des Gehäuses 37 für die Kühlkammer 17 sowie des detail
lierten Umströmungsvorganges um den Gegenstand 7 bzw. das Durchströmen des Kühlme
diums 58 von einem Bereich zu dem diesen unmittelbar nachfolgenden Bereich und dem inner
halb der Kühlkammer stattfindenden Vakuumaufbau auf die DE 195 04 981 A1 Bezug genom
men, und diese Offenbarung in die vorliegende Anmeldung übernommen. Zusätzlich wurde der
Einfachheit halber bzw. der besseren Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung der Deckplat
te 75 sowie der Isolierelemente 136 verzichtet. Gleiches gilt auch für die Seitenwände 76, 77,
welche in ihrer Höhenerstreckung nur teilweise dargestellt worden sind. Um den innerhalb des
Gehäuses 37 benötigten Vakuumaufbau zwischen den einzelnen Bereichen 25 bis 30 stetig stei
gend sicherstellen zu können, ist im Bereich oberhalb der Stützblende ein eigener Trennsteg mit
einer darin angeordneten Öffnung vorgesehen, welcher zusätzlich zu den Stützblenden 46 bis
50 die einzelnen Bereiche voneinander abtrennt. Um das entsprechende Vakuum im Innenraum
43 des Gehäuses 37 aufbauen zu können, ist beispielsweise in der Stirnwand 39 eine eigene
Einströmöffnung für die Umgebungsluft bzw. für einen eigenen geschlossenen Kreislauf ange
ordnet. Die einzelnen hintereinander angeordneten Bereiche 25 bis 30 stehen über in den
Stützblenden 46 bis 50 bzw. den zwischen der Oberkante 87 der Stützblenden und der Deck
platte 75 angeordneten Trennstegen im Bereich der Deckplatte angeordneten Durchström
öffnungen untereinander zusätzlich in Strömungsverbindung.
Das Gehäuse 37 der Kühlkammer 17 besteht wiederum aus der Bodenplatte 74, den Seitenwän
den 76, 77, der hier nicht dargestellten Deckplatte 75 sowie den beiden im Eintritts- bzw.
Übertrittsbereich 19, 20 angeordneten und ebenfalls nicht dargestellten Stirnwänden 39, 40,
welche den Innenraum 43 festlegen bzw. umgrenzen. Das Gehäuse 38 der Kühleinrichtung 16
kann ebenfalls gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
Die einzelnen Bereiche 25 bis 30 zwischen den Stirnwänden 39 bzw. 40 der Kühleinrichtung
16 bzw. der Kühlkammer 17 des Gehäuses 37 sind in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - gesehen
durch quer zur Extrusionsrichtung angeordnete Stützblenden 46 bis 50, die Stirnwände 39, 40
sowie die Seitenwände 76, 77, der Bodenplatte 74 und der Deckplatte 75 begrenzt. Die einzel
nen Bereiche 25 bis 30 weisen zwischen den einzelnen Stützblenden 46 bis 50 bzw. den Stirn
wänden 39, 40 jeweils eine unterschiedliche Länge auf, welche bevorzugt ausgehend von der
Stirnwand 39 stetig zunehmend hin zur Stirnwand 40 ausgebildet ist. Dies ist deshalb notwen
dig, da der im Eintrittsbereich 19 eintretende Gegenstand 7 in dessen Längserstreckung noch
nicht steif bzw. fest genug ist und deshalb öfter unterstützt werden muß. Die einzelnen Stütz
blenden 46 bis 50 können wiederum in Ausnehmungen 83, 84 der Seitenwände 76, 77 einge
setzt bzw. eingeschoben sein, wodurch sich wiederum die bereits zuvor beschriebene schwim
mende Lagerung quer zur Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - für die einzelnen Stützblenden 46 bis
50 ergibt. Die einzelnen Stützblenden 46 bis 50 weisen die Höhe 85 auf, welche bei diesem
Ausführungsbeispiel geringer der Distanz 81 zwischen der dem Innenraum 43 zugewandten
Oberfläche 80 der Bodenplatte 74 und der durch die Seitenwände 76, 77 gebildeten Auflageflä
che 78 bzw. der durch die Trennstege gebildeten Oberkante ist. Dadurch ist jeder der einzelnen
hintereinander angeordneten Bereiche 25 bis 30 voneinander getrennt ausgebildet. Zusätzlich
ist jeder der einzelnen Bereiche 25 bis 30 durch eine parallel zu den beiden Seitenwänden 76,
77 ausgerichtete Ebene 137, welche in etwa im Mittel der Breite 82 zwischen den beiden Sei
tenwänden 76 und 77 angeordnet sowie senkrecht zur Oberfläche 80 ausgerichtet ist, in beid
seits der Ebene 137 angeordnete Abschnitte 138 bzw. 139 unterteilt.
Zusätzlich ist jeder der einzelnen Bereiche 25 bis 30 in Längsrichtung des Gehäuses 37 gesehen
zwischen der Oberfläche 80 der Bodenplatte 74 und der Unterseite 88 des Gegenstandes 7
durch einen bis nahe an die Unterseite 88 erstreckenden Längssteg 140 in eine Kammer 141
bzw. Spülkammer 142 unterteilt, wodurch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Durchströmen
des Kühlmediums 58 von der Kammer 141 in die Spülkammer 142 zwischen der Oberfläche 80
der Bodenplatte 74 und der Unterseite 88 des Gegenstandes 7 überwiegend verhindert ist. Die
ser Längssteg 140 erstreckt sich in Längsrichtung der Kühlkammer 17 und kann sowohl durch
laufend als auch nur bereichsweise zwischen den Stützblenden 46 bis 50 angeordnet sein. Da
durch strömt das durch die Zuleitung 64 eingebrachte Kühlmedium 58 in die Kammer 141 des
Bereiches 25 ein und umspült den Gegenstand 7 im Bereich seiner Oberseite 89 in Richtung der
Spülkammer 142, wie dies durch einen Pfeil schematisch angedeutet ist. Der Weitertransport
des in den Bereich 25 eingeströmten Kühlmediums 58 erfolgt im Abschnitt 139 zwischen der
Seitenwand 77 und dem Längssteg 140 durch einen in die Bodenplatte 74 eingeformten Durch
strömkanal 143 von der Spülkammer 142 in die Kammer 141 des Bereiches 26. Bedingt durch
die hier ebenfalls erfolgte Trennung des Bereiches 26 durch den Längssteg 140 in die Kammer
141 und die Spülkammer 142 umspült das Kühlmedium 58 wiederum die Oberseite 89 des Ge
genstandes 7 ausgehend vom Abschnitt 139 in den Abschnitt 138. Ein Weiterströmen des
Kühlmediums 58 aus dem Bereich 26 in den diesem unmittelbar nachgeordneten Bereich 27 er
folgt durch einen weiteren Durchströmkanal 144, welcher im Abschnitt 138 in der Bodenplatte
74 angeordnet ist. Diese Beschreibung des Umspülungsvorganges ist hier nur für eine Vielzahl
von Möglichkeiten beispielhaft herausgegriffen worden, wobei erwähnt sei, daß dieses wech
selweise Überströmen von einem Abschnitt 138 in den diesen benachbarten Abschnitt 139 von
Bereich zu Bereich entweder gleich und/oder entgegengesetzt erfolgen kann. Dies hängt von
den für den Abkühlungsvorgang notwendigen Verfahrensschritten ab ist frei wählbar.
Um nun dem Gegenstand 7 in den hier nur vereinfacht dargestellten Oberflächenabschnitten
110 bzw. 111, die aus den Stegen in Richtung der Knotenbereiche transportierte Wärmemenge
wiederum in gezielten Bereichen zu entziehen, ist dem Gegenstand 7 die Wärmeentzugsvor
richtung 66 in Form von zwei Kühlelementen 116 bzw. 117 zugeordnet, durch die das Kälte
mittel 130 hindurch bewegt wird und so die beiden Kühlelemente 116, 117 entsprechend kühlt.
Durch diese bereichsweise und gezielte Anordnung der Kühlelemente 116, 117 im Bereich der
Oberflächenabschnitte 110, 111 wird auch noch zusätzlich das den Gegenstand 7 umströmende
Kühlmedium 58 abgekühlt bzw. diesem direkt Wärme entzogen, wodurch auch die in den zwi
schen den Oberflächenabschnitten 110, 111 angeordneten weiteren Oberflächenabschnitten
120, 121 enthaltene Wärme ebenfalls entzogen wird und so der gesamte Gegenstand 7 auf eine
gegenüber der Ausgangstemperatur niedrigere Endtemperatur abgekühlt wird. Bei entsprechend
tiefen Temperaturen des Kältemittels 130 kann das Kühlmedium 58 wiederum in beiden Aggre
gatzuständen vorliegen, wie dies bereits in den Fig. 1 und 2 detailliert beschrieben worden ist.
Ebenfalls können die zuvor beschriebenen Umwälzvorrichtungen 59 bzw. 60 bzw. die Um
wälzeinrichtung 124 beliebig angeordnet bzw. untereinander beliebig kombiniert werden.
Durch diese speziell gewählte Anordnung der Wärmeentzugsvorrichtung 66 wird dem Gegen
stand 7 in jenen Oberflächenabschnitten 110, 111, welche eine erhöhte Wärmemenge gegen
über den weiteren Oberflächenabschnitten 120, 121 aufweisen, diese gezielt abgeführt und
gleichzeitig dem den Gegenstand umspülenden Kühlmedium 58 ebenfalls soviel Wärme entzo
gen, daß dieses die weiteren Oberflächenabschnitte 120, 121 ebenfalls kühlt. Selbstverständlich
ist die gewählte Anordnung von zwei Kühlelementen nur beispielhaft gewählt, wobei erwähnt
sei, daß dem Gegenstand 7 in seinem gesamten Längsverlauf durch die Kühleinrichtung 16 zu
mindest ein Kühlelement 116 bis 119 einer der Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 zugeordnet
ist. Selbstverständlich kann auch die Anordnung der einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 nur
abschnittsweise von Bereich zu Bereich variieren bzw. können diese auch von Bereich zu Be
reich und/oder Kühlkammer zu Kühlkammer unterschiedlichen Oberflächenabschnitten 110 bis
114 zugeordnet sein.
Weiters kann es sich als vorteilhaft erweisen, wie dies bei einer derartigen Ausbildung der
Kühleinrichtung 16 möglich ist, das im Innenraum 43 herrschende Vakuum von Bereich zu Be
reich stetig zu erhöhen. Dabei kann das Vakuum im Bereich 25 noch sehr gering sein, bei
spielsweise zwischen 0 bar und -0,1 bar und pro Bereich um 0,002 bar bis 0,1 bar höher sein
und im Bereich des Austrittsbereiches 21 zwischen -0,1 bar und -0,5 bar, bevorzugt -0,2 bar,
betragen. Bedingt durch dieses geringe Vakuum im Eintrittsbereich 19 der Kühlkammer 17
wird der noch zähplastische Gegenstand 7 keinem zu hohen Vakuum ausgesetzt, wodurch eine
Formänderung aufgrund des Vakuums und somit ein Aufblähen des Gegenstandes 7 nicht auf
treten kann. Bedingt durch die weitere rasche Abkühlung des durch die Kühleinrichtung 16
durchtretenden Gegenstandes 7 kann das Vakuum von Bereich zu Bereich entsprechend zuneh
men, da mit der fortlaufenden Abkühlung auch eine Verfestigung und somit Versteifung des
Profils auftritt.
In der Fig. 4 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungs
form der Kühleinrichtung 16 gezeigt, wobei für gleich Teile gleiche Bezugszeichen wie in den
Fig. 1 bis 3 verwendet werden. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Kühlme
dium 58 verwendet, welches in einem gasförmigen Aggregatzustand während des
Durchströmens durch die Kühlkammer 17 bzw. 18 vorliegt.
Das Gehäuse 37 der Kühlkammer 17 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel wieder aus
der Bodenplatte 74, der Deckplatte 75, den Seitenwänden 76, 77 sowie den Stirnwänden 39, 40,
die den Innenraum 43 umschließen bzw. umgrenzen. Zusätzlich ist der Innenraum 43 ausge
hend von der Stirnwand 39 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - hin zur Stirnwand 40 durch die
Stützblenden 46 bis 50 in die aufeinander folgenden Bereiche 25 bis 30 unterteilt. Selbstver
ständlich gelten die hier beschriebenen Ausführungsformen auch für die Kühlkammer 18 der
Kühleinrichtung 16, wobei es aber auch möglich ist, die Kühleinrichtung 16 als durchgehende
Kühlkammer auszubilden. Die Unterteilung in die einzelnen Kühlkammern 17, 18 ist nur bei
spielhaft gewählt und kann je nach Anwendungsfall bzw. Abkühlungserfordernis frei gewählt
werden.
Der Innenraum 43 der Kühlkammer 17 ist wiederum durch die parallel zu den Seitenwänden
76, 77 ausgerichtete Ebene 137 in die Abschnitte 138 bzw. 139 unterteilt, wobei die Ebene 137
winkelig, bevorzugt rechtwinkelig, zu den beiden Oberflächen 79, 80 der Deckplatte 75 bzw.
Bodenplatte 74 ausgerichtet ist. In dieser Ebene 137 ist auch wiederum der Längssteg 140 an
geordnet, der den Bereich 25 in die Kammer 141 sowie die Spülkammer 142 unterteilt, wo
durch das durch die Zuleitung 64 einströmende Kühlmedium 58 den Gegenstand 7, ausgehend
von dessen Oberseite 89, daran anschließend die Seitenwände im Abschnitt 138 hin zu dessen
Unterseite 88 und wiederum die Seitenwände im Abschnitt 139 umströmt. Der Längssteg 140
erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel ausgehend von der Oberfläche 79 der Deckplatte
75 in Richtung der Oberseite 89 des Gegenstandes 7. Die beiden einander zugewandten Ober
flächen 79, 80 der Deckplatte 75 bzw. Bodenplatte 74 sind in der Distanz 81 voneinander ange
ordnet, wobei sich ausgehend von der Höhe 85 der Stützblenden 46 bis 50, welche geringer der
Distanz 81 ist, zwischen der Oberkante 87 der einzelnen Stützblenden und der Oberfläche 79
der Deckplatte 75 die Höhendifferenz 86 ausbildet. Bedingt durch diese Höhendifferenz 86 bil
det sich zwischen dem Längssteg 140, der Seitenwand 77, der Deckplatte 75 sowie der Ober
kante 87 der. Stützblende 46 ein Durchströmkanal 143 für das Kühlmedium 58 von der Spül
kammer 142 des Bereiches 25 in die Kammer 141 des Bereiches 26 aus. Um ein Durchströmen
des Kühlmediums 58 in der Kammer 141 des Abschnittes 138 im Bereich 25 in Richtung des
diesem unmittelbar nachfolgenden Bereichs 26 zu verhindern, ist zwischen der Seitenwand 76,
dem Längssteg 140, der Deckplatte 75 sowie der Oberkante 87 der Stützblende 46 eine Trenn
wand 145 angeordnet, welche den Bereich 25 im Abschnitt 138 vom Abschnitt 138 des Be
reiches 26 trennt. Es ist aber auch möglich, anstatt der Trennwand 145 die einzelnen Stützblen
den 46 bis 50 mit einem Fortsatz und/oder einer Ausnehmung entsprechend auszubilden, um so
auch eine Abtrennung der einzelnen Bereiche 25 bis 30 auf gleiche Art und Weise zu erzielen.
Der Bereich 26 steht ebenfalls über einen weiteren Durchströmkanal 144 im Abschnitt 138 mit
dem diesem unmittelbar nachfolgenden Bereich 27 in Strömungsverbindung.
Um die Oberfläche des Gegenstandes 7 durch das gasförmige Kühlmedium 58 optimal kühlen
zu können, ist in beiden Abschnitten 138 bzw. 139 je ein Einsatzelement 146, 147 angeordnet,
welche derart ausgebildet sind, daß sich zwischen der Oberfläche des Gegenstandes 7 und den
diesen zugewandten Flächen der Einsatzelemente 146, 147 ein Umströmungskanal 148 mit ei
nem Durchströmquerschnitt bzw. einer Durchströmbreite 149 ausbildet. Diese Durchström
breite 149 ist bevorzugt durch einen gleichmäßigen Abstand zwischen 1,0 mm und 20,0 mm,
bevorzugt zwischen 5,0 mm und 10,0 mm, gebildet, wodurch ein gleichmäßiges Durchströmen
bzw. Umspülen des Gegenstandes 7 im Bereich seiner Oberfläche durch das Kühlmedium 58
erzielt wird. Diese durch das Kühlmedium 58 erzielte Kühlung des Mantels 96 des Gegenstan
des 7 reicht aus, um die in diesem enthaltene Wärmemenge bzw. Wärmeenergie durch das
Kühlmedium 58 abzuführen. Weiters ist bei dem hier gewählten Profil des Gegenstandes 7 ge
zeigt, daß aus den beiden Knotenbereichen 104, 105, welche Hauptanschlußstellen der in der
Hohlkammer 98 angeordneten Stege ausbilden, eine erhöhte Wärmemenge in den Mantel 96
eingebracht wird, wodurch sich wiederum Oberflächenabschnitte 110, 111 mit erhöhter Wär
memenge bzw. Wärmeenergiekonzentration ausbilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wurden nur diese beiden Oberflächenabschnitte 110, 111 beispielhaft und der besseren Über
sichtlichkeit halber für die weitere nähere Beschreibung gewählt, wobei es selbstverständlich
aber möglich ist, jedem anderen Knotenbereich bzw. weiteren Oberflächenabschnitten mit er
höhter Wärmeansammlung bzw. -menge die entsprechende Wärmeentzugsvorrichtung 66 in
Form der Kühlelemente 116, 117 zuzuordnen.
Das im Abschnitt 138 dem Oberflächenabschnitt 110 zugeordnete Kühlelement 116 der Wär
meentzugsvorrichtung 66 ist derart angeordnet, daß das durch den Umströmungskanal 148
hindurchtretende Kühlmedium 58 vor dem Auftreffen auf den Oberflächenabschnitt 110 auf
eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird und so dem Oberflächenabschnitt 110 eine höhere
Wärmemenge entziehen kann. Weiters ist im unmittelbaren Anschluß an das Kühlelement 116
schematisch angedeutet, daß die Durchströmbreite 149 bzw. der Durchströmquerschnitt des
Umströmungskanals 148 durch eine schematisch angedeutete Blende 150 auf einen Querschnitt
151 reduziert ist, welcher geringer der Durchströmbreite 149 ist. Bedingt durch diese Reduktion
der Durchströmbreite 149 auf den Querschnitt 151 sowie das vorgeordnete Kühlelement 116
wird einerseits das Kühlmedium 58 vor dem Erreichen des Oberflächenabschnittes 110 stärker
gekühlt und bedingt durch diese Verengung kommt es zu einer Geschwindigkeitserhöhung des
durchtretenden Kühlmediums 58, wodurch es möglich ist, die zusätzliche höhere Wärmemenge
aus diesem Knotenbereich 104 aus dem Gegenstand 7 abzuführen. Weiters kommt es durch die
Anordnung der Blende 150 zu einem zusätzlichen näheren Heranführen des Kühlmediums 58
an die Oberfläche des Gegenstandes 7, wodurch dieser Effekt noch zusätzlich verstärkt wird, da
in gleicher Zeiteinheit ein höherer Anteil an Kühlmedium 58 an diesem Oberflächenabschnitt
110 vorbeibewegt wird.
Die weitere Anordnung des Kühlelementes 117 sowie der dieser zugeordneten Blende 150 im
Abschnitt 139 für den Oberflächenabschnitt 111 erfolgt entsprechend der Ausführungsform,
wie dies bereits für den Oberflächenabschnitt 110 detailliert beschrieben worden ist. Somit wird
das Kühlmedium 58 bei dem hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele bei jedem
Umströmen des Gegenstandes 7 in jedem der einzelnen Bereiche 25 bis 30 während des Durch
tritts durch den Umströmungskanal 148 entsprechend gekühlt, wodurch auch noch die Ober
flächenabschnitte 120, 121 mit niedrigerer bzw. geringerer Wärmeabfuhr auch noch ausrei
chend gekühlt werden. Das Durch- bzw. Umströmen des Gegenstandes 7 durch das Kühl
medium 58 erfolgt dabei in den unmittelbar aufeinander folgenden Bereichen 25 bis 30, bevor
zugt jeweils gegengleich, um eine einseitige Abkühlung und damit ein Verziehen des Gegen
standes 7 zu verhindern. Es ist aber auch eine gleichgerichtete Umströmungsrichtung möglich.
Bei weiteren innerhalb des Gegenstandes 7 angeordneten Knotenbereichen 106, 107 ist verein
facht dargestellt, daß auch in diesen Bereichen eine Verengung des Durchströmquerschnittes
bzw. der Durchströmbreite 149 des Umströmungskanals 148 ebenfalls durch weitere Blenden
150 erfolgen kann. Eine Zuordnung bzw. Vorordnung von weiteren Kühlelementen der Wär
meentzugsvorrichtung ist in diesen Bereichen nicht vorgesehen, da der Entzug bzw. die Abfuhr
der erhöhten Wärmemenge bzw. Wärmeenergie, bedingt durch die Verengung des Durchström
querschnittes bzw. der Durchströmbreite 149 und die damit bedingte Geschwindigkeitserhö
hung des Kühlmediums 58, in diesen Oberflächenabschnitten ausreichend ist. Selbstverständ
lich können aber auch diesen Bereichen Kühlelemente zugeordnet werden, um eine höhere
Wärmeabfahr zu erzielen.
Die hier gezeigten Kühlelemente 116, 117 sind wiederum von dem Kältemittel 130 durch
strömt, welches gemäß den in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gewählt werden
kann, und entweder in flüssigem und/oder gasförmigem Aggregatzustand vorliegen. Dabei ist
es vorteilhaft, wenn das Kältemittel 130 eine Temperatur von unter 0°C, bevorzugt zwischen
-15°C und -30°C bzw. -50°C, aufweist. Es sind aber auch Temperaturen bis zu -170°C
möglich. Weiters sei erwähnt, daß die Anordnung des Längssteges 140 zwischen der Deckplat
te 75 und der Oberseite 89 des Gegenstandes 7 nur eine von vielen Möglichkeiten darstellt und
es selbstverständlich auch möglich ist, diesen beispielsweise zwischen der Bodenplatte 74 und
dem Gegenstand 7 und/oder zwischen den Seitenwänden 76, 77 und dem Gegenstand 7 anzu
ordnen. Auch ist eine Mehrfachanordnung des Längssteges 140 möglich. Weiters können die
Einsatzelemente 146, 147 auch gleichzeitig als Isolierelemente ausgebildet sein, wobei es aber
unabhängig davon auch möglich ist, das Gehäuse 37 an dessen Außenseite zusätzlich noch mit
den zuvor beschriebenen Isolierelementen 136 zu versehen. Eine zusätzliche Anordnung von
weiteren Kühlelementen, wie beispielsweise von Rippenrohren, ist in einer der nachfolgenden
Figuren beschrieben.
In der Fig. 5 ist eine ähnliche Ausbildung des Gehäuses 37 der Kühlkammer 17 für die Küh
leinrichtung 16, wie in der Fig. 4 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen ver
wendet werden. Diese hier beschriebene Ausbildung kann selbstverständlich für sich gegebe
nenfalls eine eigenständige, erfindungsgemäße Lösung für die Wärmeentzugsvorrichtung 66
darstellen.
Das Gehäuse 37 besteht wiederum aus der Bodenplatte 74, der Deckplatte 75, den Seitenwän
den 76, 77 sowie den Stirnwänden 39, 40, welche den Innenraum 43 begrenzen bzw. um
schließen. Die Stützblenden 46 bis 50 unterteilen den Innenraum 43 in Längsrichtung des Ge
genstandes 7 gesehen in die einzelnen hintereinander angeordneten Bereiche 25 bis 30. Die
Ebene 137 ist parallel zu den Seitenwänden 76, 77 sowie senkrecht zu der Bodenplatte 74 bzw.
Deckplatte 75 ausgerichtet, in welcher auch der Längssteg 140 angeordnet ist. Im Abschnitt
138 zwischen der Seitenwand 76 und der Ebene 137 ist das Einsatzelement 146 gezeigt, wel
ches zwischen der Oberfläche des Gegenstandes 7 und den diesen zugewandten Flächen des
Einsatzelementes 146 den Umströmungskanal 148 für das Kühlmedium 58 ausbildet. Die Aus
bildung der Durchströmbreite 149 des Umströmungskanales 148 kann gemäß den zuvor be
schriebenen Ausführungsformen erfolgen.
Weiters ist bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, das dem Knotenbereich 104 des Gegen
standes 7 das Kühlelement 116 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 zugeordnet ist, um aus dem
Oberflächenabschnitt 110 wiederum eine erhöhte Wärmemenge abzuführen. Um nun eine gute
Kühlleistung des Kühlelementes 116 für das durchströmende Kühlmedium 58 zu erzielen, weist
das Kühlelement 116 zusätzliche hintereinander in Längsrichtung angeordnete Rippen 152 auf,
welche zur Oberflächenvergrößerung der Kühlfläche für das Kühlelement 116 dienen und so
mit das durchströmende Kühlmedium 58 noch besser abkühlen können. Dabei ist das Kühlele
ment 116 in Art eines Rippenrohres ausgebildet, welches von dem Kältemittel 130 durchströmt
ist, welches sowohl in gasförmigem und/oder flüssigem Aggregatzustand Verwendung finden
kann. Durch die Anordnung des Kühlelementes 116 im Bereich des Oberflächenabschnittes 110
kann sowohl die Durchströmbreite 149 des Umströmungskanales 148 verringert werden bzw.
das durchströmende Kühlmedium 58 entsprechend umgelenkt werden, um so wiederum einen
großen Massestrom des Kühlmediums 58 direkt dem Oberflächenabschnitt 110 zuzuführen, um
den Knotenbereich 104 gut zu kühlen und so diesem eine erhöhte Wärmemenge zu entziehen.
In einem weiteren Oberflächenabschnitt 111, bei welchem im Bereich des Mantels 96 Fortsätze
153, 154 über die Oberfläche des Gegenstandes 7 vorragen und beispielsweise zur Aufnahme
eines Dichtelementes etc. dienen, ist weiters gezeigt, daß die Wärmeentzugsvorrichtung 66
durch die Kühlelemente 117, 118 gebildet ist, welche zur Oberflächenvergrößerung sowie in
tensiveren Kühlung der beiden Fortsätze 153, 154 ebenfalls mit mehreren hintereinander ange
ordneten Rippen 152 versehen sind, welchen in dem dem Profil bzw. den Fortsätzen 153, 154
zugewandten Bereichen eine diesen Fortsätzen gegengleiche Kontur eingeformt ist und somit
nahe an die Oberfläche der Fortsätze 153, 154 bzw. die Oberfläche des Gegenstandes 7 heran
reichen. Dadurch ist auch in derartigen Bereichen bzw. Oberflächenabschnitten eine ebenfalls
gute Kühlwirkung zu erzielen, welche durch eine entsprechende Formgebung bzw. Anordnung
der einzelnen Kühlelemente 117, 118 in Bezug zu den Rippen 152 noch zusätzlich verstärkbar
ist. Die Anordnung der beiden Kühlelemente 117, 118 ist nur beispielhaft wiedergegeben, wo
bei es selbstverständlich auch möglich ist, nur ein Kühlelement und/oder auch mehrere Kühl
elemente diesen Rippen 152 zuzuordnen. Auf die weitere Darstellung des Abschnittes 139 wur
de verzichtet, da die Anordnung der einzelnen Kühlelemente 116 bis 118 gemäß jener Aus
führungsform, wie dies für den Abschnitt 138 beschrieben worden ist, erfolgen kann. Die An
ordnung der einzelnen Kühlelemente der Wärmeentzugsvorrichtung 66 ist jedoch profil- und
querschnittsabhängig und entsprechend diesen Gegebenheiten frei wählbar. Zusätzlich können
an der Außenseite des Gehäuses 37 die schematisch angedeuteten Isolierelemente 136 angeord
net sein.
In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere, mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Aus
führungsform der Kühleinrichtung 16 mit der darin angeordneten Wärmeentzugsvorrichtung 66
bzw. 67 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5 verwen
det werden. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein gasförmiges Kühlmedium 58
verwendet, um dem Gegenstand 7 in den Knotenbereichen 105 bis 108 die aus der Hohlkam
mer 98 sowie den darin angeordneten Stegen in die Knotenbereiche eingebrachte zusätzliche
Wärmemenge gezielt und gesteuert aus dem Mantel 96 abzuführen.
Das Gehäuse 37 der Kühlkammer 17 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus der Bo
denplatte 74, der Deckplatte 75, den Seitenwänden 76, 77 sowie den Stirnwänden 39, 40, die
den Innenraum 43 umschließen bzw. umgrenzen. Zusätzlich ist der Innenraum 43 ausgehend
von der Stirnwand 39 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - hin zur Stirnwand 40 durch die Stütz
blenden 46 bis 50 in die aufeinander folgenden Bereiche 25 bis 30 unterteilt. Selbstverständlich
gelten die hier beschriebenen Ausführungsformen auch für die Kühlkammer 18 der Kühlein
richtung 16, wie dies bereits zuvor beschrieben worden ist. Der Innenraum 43 der Kühlkammer
17 ist durch die parallel zu den Seitenwänden 76, 77 ausgerichtete Ebene 137 in die Abschnitte
138 bzw. 139 unterteilt, wobei die Ebene 137 winkelig, bevorzugt rechtwinkelig, zu den beide
Oberflächen 79, 80 der Deckplatte 75 bzw. Bodenplatte 74 ausgerichtet ist. In dieser Ebene 137
ist bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl zwischen der Oberfläche 80 der Bodenplatte 74 und
der Unterseite 88 des Gegenstandes 7 als auch zwischen der Oberfläche 79 der Deckplatte 75
und der Oberseite 89 des Gegenstandes 7 der Längssteg 140 bzw. 155 angeordnet, welcher die
Kühlkammer 17 in dessen Längsrichtung bzw. Längserstreckung in den zwischen der Seiten
wand 76 und der Ebene 137 angeordneten Abschnitt 138 bzw. den zwischen der Seitenwand 77
und der Ebene 137 angeordneten Abschnitt 139 unterteilt. In diesen beiden Abschnitten 138,
139 ist je ein Einsatzelement 146, 147 angeordnet, welche derart ausgebildet sind, daß sich zwi
schen der Oberfläche des Gegenstandes 7 und den diesen zugewandten Flächen der Einsatz
elemente der Umströmungskanal 148 mit einer bevorzugt gleichmäßigen Durchströmbreite 149
zwischen 1,0 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 5 mm und 10 mm, ausbildet. Bedingt durch
die hier gezeigte Unterteilung der Kühlkammer 17 in die beiden Abschnitte 138 bzw. 139 durch
die beiden Längsstege 140, 155 und dem Gegenstand 7 wird nur die Wärmeentzugsvorrichtung
66 im Abschnitt 138 detaillierter beschrieben. Da es sich bei der Ausbildung der weiteren Wär
meentzugsvorrichtung 67 im Abschnitt 139 um eine in etwa spiegelbildliche Ausbildung mit
den Kühlelementen 118, 119 dazu handelt. Die im Abschnitt 138 gezeigte Wärmeentzugsvor
richtung 66 besteht aus den beiden Kühlelementen 116, 117, welche von dem Kältemittel 130
durchströmt und somit gekühlt sind. Weiters können die einzelnen Kühlelemente 116, 117 mit
einer in der Fig. 1 beschriebenen Umwälzeinrichtung für das Kältemittel 130, beispielsweise
über die Zuleitung 128 sowie Ableitung 129, in Verbindung stehen.
Die beiden Kühlelemente 116, 117 der Wärmeentzugsvorrichtung 66 sind dabei innerhalb des
Einsatzelementes 146 angeordnet und bevorzugt durchlaufend durch die Kühleinrichtung 16
ausgebildet. Im Einsatzelement 146 sind im Bereich der beiden Kühlelemente 116, 117 Kühlka
näle 156, 157, bevorzugt konzentrisch, zu den beiden Kühlelementen angeordnet. An diese
beiden Kühlkanäle 156, 157 ist je ein Ausströmkanal 158, 159 daran anschließend angeordnet,
die in ihrem Querschnitt bevorzugt verjüngend in Richtung der Knotenbereiche 105, 107 bzw.
der Oberflächenabschnitte 111 bzw. 113 ausgebildet sind. Die beiden Kühlkanäle 156, 157 so
wie die beiden Ausströmkanäle 158, 159 sind bevorzugt parallel zu den beiden Kühlelementen
116, 117 ausgerichtet und erstrecken sich bevorzugt durchlaufend über eine Länge 160 des Ein
satzelementes 146. Weiters ist schematisch angedeutet, daß die einzelnen Kanäle in dem der
Stützblende 46 benachbarten Bereich durch ein Verschlußelement 161 verschlossen sind, um
ein Ausströmen des durch diese Kanäle durchströmenden Kühlmediums 58 zu verhindern und
so eine gerichtete Ausströmrichtung aus den beiden Ausströmkanälen 158, 159 in Richtung der
Oberflächenbereiche 111, 113 gezielt zu erreichen. Die Länge 160 des Einsatzelementes 146
kann um ein Ausmaß 162 geringer sein als eine Distanz 162′ zwischen der Stirnwand 39 und
der Stützblende 46. Bedingt durch diese Längendifferenz zwischen der Distanz 162′ und der
Länge 160 bildet sich zwischen dem Einsatzelement 146 und der Stützblende 46 im Bereich 25
zwischen diesen ein Kanal 163 aus, in welchen das aus den Ausströmkanälen 158, 159 ausströ
mende Kühlmedium 58 nach dem gerichteten, erhöhten Wärmeentzug aus den Oberflächen
abschnitten 111, 113 der Knotenbereiche 105, 107 sowie dem nachfolgenden Umströmen der
Oberflächenabschnitte 120 bis 122 ebenfalls eine ausreichende Wärmemenge entzieht, und so
den gesamten Mantel 96 des Gegenstandes 7 ebenfalls abkühlt, einströmt. Diese Abkühlung der
Oberflächenabschnitte 120 bis 122 ist durch die kombinierte Anordnung des Umströmungska
nals 148 entlang der Oberfläche des durch die Kühleinrichtung 16 hindurch tretenden Gegen
standes 7 im Zusammenwirken mit dem Kanal 163 möglich.
Im Bereich der Stirnwand 39 ist schematisch die Zuleitung 64 für das Kühlmedium 58 ange
deutet, welche in einem im Einsatzelement 146 angeordneten Zuführkanal 164 mündet, welcher
bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zu den beiden Oberflächen 79 bzw. 80 ausgerichtet
sowie im Bereich der Stirnwand 39 angeordnet ist. Weiters stehen die beiden im Bereich der
Kühlelemente 116, 117 angeordneten Kühlkanäle 156, 157 über Verbindungskanäle 165, 166
mit dem Zuführkanal 164 in Strömungsverbindung. Die hier gezeigte Anordnung der einzelnen
Kanäle ist nur beispielhaft für eine Vielzahl von Möglichkeiten herausgegriffen und beschrie
ben worden, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung bzw. Anordnung
von einzelnen Verschlußelementen für die einzelnen Kanäle verzichtet worden ist. Wesentlich
dabei ist, daß das durch die Zuleitung 64 zugeführte Kühlmedium 58 vor dem Austreten aus
den Ausströmkanälen 158, 159 durch die in den Kühlkanälen 156, 157 angeordneten Kühlele
mente 116, 117 auf eine sehr niedrige Temperatur von kleiner 0°C, bevorzugt zwischen -15°
C und -30°C bzw. -50°C, gegebenenfalls bis zu -170°C, abgekühlt wird, um so in den Ober
flächenabschnitten 111, 113 die erhöhte Wärmeabfuhr bzw. den erhöhten Wärmeentzug sicher
zu stellen. Nach dem Entzug der gewissen Wärmemenge aus den Oberflächenabschnitten 111,
113 weist das Kühlmedium 58 noch genügend Aufnahmekapazität für Wärme auf, um auch den
weiteren Oberflächenabschnitten 120 bis 122 im Bereich der äußeren Oberfläche des Gegen
standes 7 noch einen bestimmten Anteil an Wärme zu entziehen, um das gesamte Profil auf
eine gegenüber der Ausgangstemperatur niedrigere Endtemperatur während des Durchtritts
durch die Kühleinrichtung 16 zu bringen.
Bei den in den Fig. 4 bis 7 beschriebenen Ausfü 28772 00070 552 001000280000000200012000285912866100040 0002019709895 00004 28653hrungsformen und dem dabei verwendeten gas
förmigen Kühlmedium 58 ist es bedingt durch die niedrigen Temperaturen der Kühlelemente
116 bis 119 möglich, daß sich an diesen die noch im Kühlmedium 58 enthaltene Feuchtigkeit in
Form von Rauhreif ablagert bzw. aufbaut und so der Gegenstand 7 von einem relativ trockenen
Kühlmedium 58 umströmt bzw. umspült ist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl den Zuführkanal 164 und/oder auch die Verbin
dungskanäle 165, 166 mehrfach im Einsatzelement 146 anzuordnen, um eine gleichmäßigere
Verteilung des zugeführten Kühlmediums 58 für den Austritt aus den Ausströmkanälen 158,
159 zu erzielen. Es ist aber unabhängig davon auch möglich, beispielsweise den Kanal 163 zwi
schen dem Einsatzelement 146 und der Stützblende 46 nur bereichsweise anzuordnen bzw.
diesen in das Einsatzelement 146 einzuformen bzw. in diesem anzuordnen. Wesentlich dabei ist
nur, daß das aus den Ausströmkanälen 158, 159 ausströmende Kühlmedium 58 nach dem wei
teren Wärmeentzug im Bereich des Umströmungskanals 148 vor dem Übertritt im Abschnitt
138 des Bereiches 25 gesammelt und durch einen in der Stützblende 46 angeordneten Durch
strömkanal 167 in den Abschnitt 138 des Bereiches 26 geleitet wird. Es ist aber auch möglich,
anstatt der Ausströmkanäle 158, 159 einzelne Düsenöffnungen, ausgehend von den Kühlkanä
len 156, 157 in Richtung des Ausströmkanals 148, auf die zu kühlenden Knotenbereiche 105
bis 108 im Einsatzelement 146, 147 gerichtet anzuordnen, wie dies durch strichlierte Linien in
der Fig. 6 angedeutet ist. Der Durchströmkanal 167 kann beispielsweise ähnlich angeordnet
sein, wie die Zuleitung 64 und in einem weiteren Zuführkanal 164 im Einsatzelement 146 im
Bereich 26 münden. Die Verteilung bzw. Zuführung des Kühlmediums 58 aus dem Zuführka
nal 164 kann im Bereich 26 analog zu der Ausführungsform, wie dies für den Bereich 25
beschrieben worden ist, erfolgen.
Um einen Durchsatz des Kühlmediums 58, ausgehend von der Zuleitung 64 durch die Kühlein
richtung 16 hin zur Ableitung 65, zu erreichen, ist es vorteilhaft, das im Innenraum 43 herr
schende Vakuum von Bereich zu Bereich stetig zu erhöhen. Dabei kann das Vakuum im Be
reich 25 noch sehr gering sein, beispielsweise zwischen 0 bar und -0,1 bar und pro Bereich um
0,002 bar bis 0,1 bar höher sein und im Bereich des Austrittsbereiches 21 zwischen -0,1 bar
und -0,5 bar, bevorzugt -0,2 bar, betragen. Durch das im Innenraum 43 angelegte Vakuum
erfolgt eine stetige Weiterbewegung des Kühlmediums 58 vom Eintrittsbereich 19 hin zum
Austrittsbereich 21 der Kühleinrichtung 16.
Weiters ist es aber unabhängig davon auch möglich, zwischen den beiden Oberflächenabschnit
ten 111, 113 im Einsatzelement 146 einen zusätzlichen Abzugskanal 168 anzuordnen, welcher
mittels eines Übergangsstückes 169 im Bereich der Stützblende 46 mit dem weiteren Zuführka
nal 164 im Bereich 26 in Strömungsverbindung steht und in strichpunktierten Linien dargestellt
ist. Dadurch ist es möglich, eine erhöhte Durchströmmenge des Kühlmediums 58 durch den In
nenraum 43 der Kühleinrichtung 16 zu erzielen und so den Gegenstand 7 rascher abzukühlen.
Das vereinfacht dargestellte Übergangsstück 169 kann durch jegliche aus dem Stand der Tech
nik bekannten Teile gebildet sein und beispielsweise rohrförmig, schlauchförmig und sowohl
flexibel als auch starr ausgebildet sein. Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Einsatzelemente
146, 147 und/oder die Isolierelemente 136 eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um so
als Isolierung des Gegenstandes 7 gegenüber der Atmosphäre zu dienen. Als Werkstoff können
unterschiedlichste Materialien, wie z. B. Schäume aus Kunststoff, Styropor usw., Verwendung
finden, die auch gleichzeitig eine einfache Bearbeitung zulassen.
In der Fig. 8 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungs
form der Kühleinrichtung 16 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in der
Fig. 4 verwendet werden, da bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zur zusätzlichen Küh
lung des durch die Kühlkammer 17 hindurchströmenden Kühlmediums 58 zwischen der Ober
kante 87 der einzelnen Stützblenden 46 bis 50 und der Deckplatte 75 ein zusätzliches Kühlsy
stem 170 angeordnet ist.
Das Gehäuse 37 der Kühlkammer 17 besteht wiederum aus der Bodenplatte 74, der Deckplatte
75, den Seitenwänden 76, 77 sowie den Stirnwänden 39, 40, die den Innenraum 43 umschließen
bzw. umgrenzen, welcher ausgehend von der Stirnwand 39 in Extrusionsrichtung - Pfeil 5 - hin
zur Stirnwand 40 durch die Stützblenden 46 bis 50 in die unmittelbar aufeinanderfolgenden Be
reiche 25 bis 30 unterteilt ist. Der Innenraum 43 ist wiederum durch die parallel zu den Seiten
wänden 76, 77 ausgerichtete Ebene 137 in die Abschnitte 138 bzw. 139 unterteilt, in welcher
auch der Längssteg 140, ausgehend von der Oberfläche 79 der Deckplatte 75, in Richtung des
Gegenstandes 7 bis nahe an dessen Oberseite 89 erstreckend angeordnet ist. Diese Ebene 137
unterteilt im Zusammenwirken mit dem Längssteg 140 jeden der einzelnen Bereiche in die
Kammer 141 sowie die Spülkammer 142, wodurch das durch die Zuleitung 64 einströmende
Kühlmedium 58 den Gegenstand 7, ausgehend von dessen Oberseite 89, daran anschließend die
Seitenwände im Abschnitt 138, hin zu dessen Unterseite 88 und wiederum die Seitenwände im
Abschnitt 139, umströmt. Für die Ausbildung des Umströmungskanals 148 sowie dessen
Durchströmbreite 149 bzw. Durchströmquerschnitt und die Verengung auf den Querschnitt 151
sowie die in den Knotenbereichen 104 bis 107 angeordneten Kühlelemente 116, 117 sowie der
Blenden 150 und der damit einhergehenden Verengung des Durchströmquerschnittes wird, um
unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die detaillierte Beschreibung in der Fig. 4 hinge
wiesen bzw. Bezug genommen.
Die beiden einander zugewandten Oberflächen 79, 80 der Deckplatte 75 bzw. Bodenplatte 74
sind in der Distanz 81 voneinander angeordnet, wobei sich ausgehend von der Höhe 85 der
Stützblenden 46 bis 50, welche geringer der Distanz 81 ist, zwischen der Oberkante 87 der ein
zelnen Stützblenden und der Oberfläche 79 der Deckplatte 75 die Höhendifferenz 86 ausbildet.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Höhendifferenz 86 gegenüber jener in der
Fig. 4 um die Höhe 171 vergrößert ausgebildet, da diese zur Aufnahme des Kühlsystems 170
dient.
Dieses Kühlsystem 170 ist aus einem Rohr 172 sowie darauf in minimalem Abstand hinterein
ander angeordneten Rippen 173 gebildet, welche zur Vergrößerung der wirksamen Kühlfläche
für das durch diese hindurchtretende Kühlmedium 58 dienen. Innerhalb der Rohre 172 dient das
Kältemittel 130 zur Abfuhr von Wärme aus dem Kühlmedium 58, welches bei jedem Überströ
men von einem Abschnitt 138 in den weiteren Abschnitt 139 bzw. bei jedem Überströmen von
einem Bereich in den diesem unmittelbar nachfolgenden Bereich zwischen den einzelnen Rip
pen 173 des Kühlsystems 170 zwangsweise hindurchgeführt wird. Das Kühlsystem 170 ist bei
diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Gehäuses 37 direkt auf der Oberkante 87 der einzel
nen Stützblenden 46 bis 50 auflagernd angeordnet, wodurch sich im Bereich zwischen den
Rippen 173 und der Oberfläche 79 der Deckplatte 75 zwischen der Spülkammer 142 des Berei
ches 25 und der Kammer 141 des Bereiches 26 der Durchströmkanal 143 ausbildet, durch
welchen das Kühlmedium 58 bei jedem Übertritt von einem Bereich zu dem diesen unmittelbar
nachfolgenden Bereich hindurchströmt. Die Spülkammer 142 des Bereiches 26 im Abschnitt
138 steht über den Durchströmkanal 144 mit dem dieser unmittelbar nachfolgenden Bereich 27
in Strömungsverbindung.
Um ein wechselweises und gegebenenfalls gegengleiches Überströmen bzw. Umströmen des
Gegenstandes 7 in jedem der Bereiche 25 bis 30 zu erzielen, ist im Bereich jeder der einzelnen
Stützblenden 46 bis 50 bevorzugt abwechselnd in jedem der Abschnitte 138, 139 zwischen den
Rippen 173 und der Oberfläche 79 der Deckplatte 75 sowie sich zwischen dem Längssteg 140
und der Seitenwand 76 bzw. 77 je eine Trennwand 145 angeordnet, welche die Kammer 141
des ersten Bereiches von der Spülkammer 142 des diesem unmittelbar nachfolgenden Bereiches
im gleichen Abschnitt 138, 139 abtrennt.
Die Versorgung bzw. der Durchsatz des Kältemittels 130 durch die Rohre 172 des zusätzlichen
Kühlsystems 170 kann gemäß einer der in der Fig. 1 detaillierter beschriebenen Ausführungs
formen erfolgen, wobei beispielsweise aber auch eine Kombination mit dem Kältemittel 130 in
den Kühlelementen 116, 117 der Wärmeentzugsvorrichtung 66, 67 möglich ist. Dabei ist so
wohl ein getrennter, als auch gemeinsamer Durchsatz des Kältemittels 130 durch die Wärme
entzugsvorrichtung 66, 67 bzw. das Kühlsystem 170 möglich.
In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Aus
führungsform der Kühleinrichtung 16 für die Kühlkammer 17 mit dem diese bildenden Gehäu
se 37 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 8 verwendet
werden. Der grundsätzliche Aufbau des Gehäuses 37, bestehend aus den Seitenwänden 76, 77,
der Boden- sowie Deckplatte 74, 75 und den Stirnwänden 39, 40 sowie der im Innenraum 43
angeordneten Stützblenden 46 bis 50 kann gemäß der in den Fig. 1, 6 und 7 beschriebenen Aus
führungsform erfolgen. Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls ein
gasförmiges Kühlmedium 58 verwendet, um dem Gegenstand 7 in den einzelnen Knotenberei
chen 104 bis 109, welche die Oberflächenabschnitte mit erhöhter Wärmeenergiekonzentration
bzw. höherer Wärmemenge darstellen, eine erhöhte Wärmemenge gezielt zu entziehen.
Die Ebene 137 ist parallel zu den beiden Seitenwänden 76, 77 ausgerichtet und in etwa mittig
zwischen diesen angeordnet. Eine weitere dazu normal bzw. rechtwinkelig verlaufende Quer
ebene 174 ist in etwa mittig zur Höhe 90 des Gegenstandes 7 verlaufend ausgerichtet und unter
teilt den im Einsatzelement 146 angeordneten Umströmungskanal 148 in den Abschnitt 138
zwischen der Querebene 174 und der Deckplatte 75 sowie in den Abschnitt 139 zwischen der
Querebene 174 und der Bodenplatte 74.
Jedem der einzelnen Abschnitte 138, 139 ist eine eigenen Wärmeentzugsvorrichtung 66, 67 zu
geordnet, welche in Kanälen 175 bis 178 angeordnet sind, die sich innerhalb der Einsatzele
mente 146 durchgehend durch die Kühlkammer 17, also auch durch die einzelnen Stützblenden
46 bis 50, in Extrusionsrichtung durchlaufend erstrecken. Die Ausbildung und Anordnung der
einzelnen Kanäle 175 bis 178 ist nur beispielhaft dargestellt worden, und es können diese
selbstverständlich jede beliebige Raumform sowie Längserstreckung aufweisen.
Der Umströmungskanal 148 ist im Bereich der Querebene 174 bzw. der Wärmeentzugsvorrich
tungen 66, 67 mit einer geringeren Durchströmbreite 179 in Form eines Zwischenkanals 180
mit einem geringeren Durchströmquerschnitt ausgebildet. Bedingt durch diese Querschnittsver
engung über die gesamte Längserstreckung in den einzelnen hintereinander angeordneten
Bereichen 25 bis 30 wird dem Kühlmedium 58 ein erhöhter Strömungswiderstand entgegenge
setzt, wodurch im Bereich der Zwischenkanäle 180 ein geringerer Durchsatz des Kühlmediums
58 erfolgt.
Die Wärmeentzugsvorrichtungen 66, 67 sind durch einzelne Kühlelemente 116 bis 119 sowie
daran angeordneten und zueinander distanzierten Rippen 173 ausgebildet, wobei die einzelnen
Rippen 173 zur Vergrößerung der Kühlfläche bzw. Wärmeübertragungsfläche dienen. Die ein
zelnen Kühlelemente 116 bis 119 sind wiederum vom Kältemittel 130 durchströmt, welches
gemäß den bereits zuvor beschriebenen Ausführungsformen sowohl gasförmig und/oder flüssig
und/oder einem Gemisch daraus, vorliegen kann.
Bei dem in der Fig. 9 gezeigten Bereich 25 wird das Kühlmedium 58 über die Zuleitung 64
einerseits dem Kanal 175 im Abschnitt 138 bzw. über eine weitere Zuleitung 64 dem Kanal 178
im Abschnitt 139 zugeführt. Die Zuführung des Kühlmediums 58 bzw. die Anordnung der bei
den Kanäle 175, 178 erfolgt dabei in etwa diagonal zur Ebene 137 bzw. Querebene 174, wo
durch sich eine zueinander versetzte Anordnung ergibt. Das in den Kanal 175 im Abschnitt 138
eingeleitete Kühlmedium 58 strömt am Kühlelement 116 sowie den daran angeordneten Rippen
173 vorbei bzw. hindurch und gelangt durch einen auf den Knotenbereich 105 gerichteten Ver
bindungskanal 181 in den Umströmungskanal 148 und umströmt den Gegenstand 7 im Bereich
seiner Oberseite 89 hin in Richtung zu dem im Bereich der Seitenwand angeordneten weiteren
Kühlelement 117 der Wärmeentzugsvorrichtung 66. Der Eintritt in den Kanal 176 aus dem Um
strömungskanal 148 erfolgt durch einen weiteren Verbindungskanal 182 unter der Zwischen
schaltung des Kühlelementes 117.
Im Abschnitt 139 gelangt das Kühlmedium 58, ausgehend vom Kanal 178, durch das Kühlele
ment 119 in einen weiteren Verbindungskanal 183, welcher ebenfalls eine gerichtete Ausströ
mung auf den Knotenbereich 108 des Gegenstandes 7 bewirkt, in den Umströmungskanal 148
des Abschnittes 139 und umströmt den Gegenstand 7 im Bereich seiner Unterseite 88 in Rich
tung des Kühlelementes 118 der Wärmeentzugsvorrichtung 67. Der Eintritt in den Kanal 177,
ausgehend vom Umströmungskanal 148, erfolgt durch einen weiteren Verbindungskanal 184.
Die einzelnen Verbindungskanäle 181 bis 184 zwischen den Kanälen 175 und 178 sowie dem
Umströmungskanal 148 sind je nach der Durchströmrichtung des Kühlmediums 58 als Aus
ström- bzw. Einströmkanäle ausgebildet. Bedingt durch die geringere Durchströmbreite 179 der
Zwischenkanäle 180 tritt in diesen ebenfalls ein geringer Durchsatz an Kühlmedium 58 auf,
wodurch auch diese Oberflächenabschnitte entsprechend abgekühlt bzw. aus diesen Wärme ab
geführt wird, wie dies schematisch durch kleine Pfeile angedeutet ist.
Eine Weiterleitung des Kühlmediums 58 aus dem Abschnitt 138 im Bereich des Kanals 176
bzw. aus dem Kanal 177 im Abschnitt 139 des Bereiches 25 in den diesen unmittelbar nachfol
genden Bereich 26 erfolgt durch Öffnungen 185 bzw. 186 in der Stützblende 46. Es ist aber
auch möglich, die einzelnen Kanäle 175 bis 178 sowohl im Einsatzelement 146 als auch den
einzelnen Stützblenden 46 bis 50 durchlaufend auszubilden und diese entsprechend wechsel
weise zu verschließen, um das Umströmen des Gegenstandes 7 quer zu dessen Extrusions
richtung zu gewährleisten.
In der Fig. 10 ist der dem Bereich 25 unmittelbar nachgeordnete Bereich 26 der Kühleinrich
tung 16 dargestellt, in welchem eine gegengleiche Umströmung des Gegenstandes 7 durch das
Kühlmedium 58 im Bezug zum vorgeordneten Bereich 25 dargestellt ist. Dabei strömt das
Kühlmedium 58 durch den Kanal 176 bzw. die Öffnung 185 in der Stützblende 46 in den im
Bereich 26 angeordneten Kanal 176 ein, durchströmt das Kühlelement 117 sowie die daran an
geordneten Rippen 173 und gelangt durch den Verbindungskanal 182 in den Umströmungs
kanal 148 und tritt im Bereich des Kühlelementes 116 durch den Verbindungskanal 181 in den
im Einsatzelement 146 angeordneten Kanal 175 ein. Die gegengleiche Umströmung des Gegen
standes 7, ausgehend vom Kanal 177, in Richtung des Kanals 178 erfolgt dazu analog. Dadurch
ist in jedem der einzelnen unmittelbar benachbarten Bereichen 25, 30 eine entgegengesetzt ge
richtete Umströmung des Gegenstandes 7 durch das Kühlmedium 58 erzielt.
Vorteilhaft ist dabei, daß das Kühlmedium 58 nach jedem Eintritt durch einen der Verbindungs
kanäle 181 bis 184 vor dem Eintritt in den jeweiligen Kanal 175 bis 178 eines der Kühlele
mente 116 bis 119 mit den daran angeordneten Rippen 173 durchströmen muß und nach der
Weiterleitung in den unmittelbar benachbarten Bereich ebenfalls wiederum durch eines der
Kühlelemente 116 bis 119 hindurchtreten muß. Dadurch tritt bei jeder Weiterleitung von einem
Bereich zu dem diesem unmittelbar benachbarten Bereich ein doppelter Durchtritt durch jedes
der einzelnen Kühlelemente 116 bis 119 auf, wodurch dem Kühlmedium 58 eine hohe Wärme
menge entzogen werden kann und so beim jeweiligen gerichteten Ausströmen aus den Ver
bindungskanälen 181 bis 184 den einzelnen Knotenbereichen 105 bis 108 eine hohe Wärme
menge entzogen werden kann. Eine Abfuhr des Kühlmediums 58 aus dem Innenraum 43 bzw.
44 der Kühleinrichtung 16 kann gemeinsam über eine nicht näher dargestellt Ableitung 65 er
folgen, wodurch auch der innerhalb des Gehäuses 37, 38 stattfindende Vakuumaufbau stetig
steigend, ausgehend vom Eintrittsbereich hin zum Austrittsbereich, erfolgen kann.
Es ist aber auch möglich, die einzelnen Verbindungskanäle 181 bis 184, wenn diese der Aus
strömung des Kühlmediums 58 dienen, als einzelne hintereinander angeordnete sowie auf die
zu kühlenden Knotenbereiche 105 bis 108 gerichtete Düsenöffnungen auszubilden.
Selbstverständlich können die einzelnen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und
die in diesen Ausführungsbeispielen gezeigten Varianten und unterschiedlichen Ausführungen
jeweils für sich eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen bilden und beliebig miteinander
kombiniert werden. Weiters können detaillierte Beschreibungen von einzelnen Elementen, Bau
teilen usw. sowie verschiedene Abkühlungsverläufe, der Vakuumaufbau, die Druck- bzw. Um
strömung des Gegenstandes 7 vom Kühlmedium 58 in Ausführungsformen übernommen wer
den, in denen aufgrund von unnötigen Wiederholungen auf deren Beschreibung verzichtet
worden ist.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis der
Funktion der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung viele Teile derselben schematisch und un
proportional vergrößert dargestellt worden sind.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3; 4; 5; 6, 7; 8; 9, 10 gezeigten Ausführungen
den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezügli
chen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser
Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenliste
1 Extrusionsanlage
2 Extruder
3 Extrusionswerkzeug
4 Kalibriertisch
5 Pfeil
6 Raupenabzug
7 Gegenstand
8 Aufstandsfläche
9 Laufrolle
10 Fahrschiene
11 Verfahrantrieb
12 Kalibriervorrichtung
13 Kalibrierwerkzeug
14 Kalibrierwerkzeug
15 Kalibrierwerkzeug
16 Kühleinrichtung
17 Kühlkammer
18 Kühlkammer
19 Eintrittsbereich
20 Übertrittsbereich
21 Austrittsbereich
22 Kunststoff
23 Aufnahmebehälter
24 Förderschnecke
25 Bereich
26 Bereich
27 Bereich
28 Bereich
29 Bereich
30 Bereich
31 Bereich
32 Bereich
33 Bereich
34 Bereich
35 Bereich
36 Bereich
37 Gehäuse
38 Gehäuse
39 Stirnwand
40 Stirnwand
41 Stirnwand
42 Stirnwand
43 Innenraum
44 Innenraum
45 Innenraum
46 Stützblende
47 Stützblende
48 Stützblende
49 Stützblende
50 Stützblende
51 Stützblende
52 Stützblende
53 Stützblende
54 Stützblende
55 Stützblende
56 Durchbruch
57 Profilkontur
58 Kühlmedium
59 Umwälzvorrichtung
60 Umwälzvorrichtung
61 Sammelbehälter
62 Förderpumpe
63 Kühlvorrichtung
64 Zuleitung
65 Ableitung
66 Wärmeentzugsvorrichtung
67 Wärmeentzugsvorrichtung
68 Leitung
69 Leitung
70 Regeleinrichtung
71 Absaugvorrichtung
72 Vakuumpumpe
73 Anzeigeinstrument
74 Bodenplatte
75 Deckplatte
76 Seitenwand
77 Seitenwand
78 Auflagefläche
79 Oberfläche
80 Oberfläche
81 Distanz
82 Breite
83 Ausnehmung
84 Ausnehmung
85 Höhe
86 Höhendifferenz
87 Oberkante
88 Unterseite
89 Oberseite
90 Höhe
91 Ausmaß
92 Ausmaß
93 Kühlmediumspiegel
94 Durchbruch
95 Durchbruch
96 Mantel
97 Wandstärke
98 Hohlkammer
99 Steg
100 Steg
101 Steg
102 Steg
103 Wandstärke
104 Knotenbereich
105 Knotenbereich
106 Knotenbereich
107 Knotenbereich
108 Knotenbereich
109 Knotenbereich
110 Oberflächenabschnitt
111 Oberflächenabschnitt
112 Oberflächenabschnitt
113 Oberflächenabschnitt
114 Oberflächenabschnitt
115 Oberflächenabschnitt
116 Kühlelement
117 Kühlelement
118 Kühlelement
119 Kühlelement
120 Oberflächenabschnitt
121 Oberflächenabschnitt
122 Oberflächenabschnitt
123 Oberflächenabschnitt
124 Umwälzeinrichtung
125 Sammelbehälter
126 Förderpumpe
127 Kühlvorrichtung
128 Zuleitung
129 Ableitung
130 Kältemittel
131 Zuleitung
132 Ableitung
133 Verdichter
134 Wärmetauscher
135 Vorratsbehälter
136 Isolierelement
137 Ebene
138 Abschnitt
139 Abschnitt
140 Längssteg
141 Kammer
142 Spülkammer
143 Durchströmkanal
144 Durchströmkanal
145 Trennwand
146 Einsatzelement
147 Einsatzelement
148 Umströmungskanal
149 Durchströmbreite
150 Blende
151 Querschnitt
152 Rippe
153 Fortsatz
154 Fortsatz
155 Längssteg
156 Kühlkanal
157 Kühlkanal
158 Ausströmkanal
158 Ausströmkanal
160 Länge
161 Verschlußelement
162 Ausmaß
162′ Distanz
163 Kanal
164 Zuführkanal
165 Verbindungskanal
166 Verbindungskanal
167 Durchströmkanal
168 Abzugskanal
169 Übergangsstück
170 Kühlsystem
171 Höhe
172 Rohr
173 Rippe
174 Querebene
175 Kanal
176 Kanal
177 Kanal
178 Kanal
179 Durchströmbreite
180 Zwischenkanal
181 Verbindungskanal
182 Verbindungskanal
183 Verbindungskanal
184 Verbindungskanal
185 Öffnung
186 Öffnung.
2 Extruder
3 Extrusionswerkzeug
4 Kalibriertisch
5 Pfeil
6 Raupenabzug
7 Gegenstand
8 Aufstandsfläche
9 Laufrolle
10 Fahrschiene
11 Verfahrantrieb
12 Kalibriervorrichtung
13 Kalibrierwerkzeug
14 Kalibrierwerkzeug
15 Kalibrierwerkzeug
16 Kühleinrichtung
17 Kühlkammer
18 Kühlkammer
19 Eintrittsbereich
20 Übertrittsbereich
21 Austrittsbereich
22 Kunststoff
23 Aufnahmebehälter
24 Förderschnecke
25 Bereich
26 Bereich
27 Bereich
28 Bereich
29 Bereich
30 Bereich
31 Bereich
32 Bereich
33 Bereich
34 Bereich
35 Bereich
36 Bereich
37 Gehäuse
38 Gehäuse
39 Stirnwand
40 Stirnwand
41 Stirnwand
42 Stirnwand
43 Innenraum
44 Innenraum
45 Innenraum
46 Stützblende
47 Stützblende
48 Stützblende
49 Stützblende
50 Stützblende
51 Stützblende
52 Stützblende
53 Stützblende
54 Stützblende
55 Stützblende
56 Durchbruch
57 Profilkontur
58 Kühlmedium
59 Umwälzvorrichtung
60 Umwälzvorrichtung
61 Sammelbehälter
62 Förderpumpe
63 Kühlvorrichtung
64 Zuleitung
65 Ableitung
66 Wärmeentzugsvorrichtung
67 Wärmeentzugsvorrichtung
68 Leitung
69 Leitung
70 Regeleinrichtung
71 Absaugvorrichtung
72 Vakuumpumpe
73 Anzeigeinstrument
74 Bodenplatte
75 Deckplatte
76 Seitenwand
77 Seitenwand
78 Auflagefläche
79 Oberfläche
80 Oberfläche
81 Distanz
82 Breite
83 Ausnehmung
84 Ausnehmung
85 Höhe
86 Höhendifferenz
87 Oberkante
88 Unterseite
89 Oberseite
90 Höhe
91 Ausmaß
92 Ausmaß
93 Kühlmediumspiegel
94 Durchbruch
95 Durchbruch
96 Mantel
97 Wandstärke
98 Hohlkammer
99 Steg
100 Steg
101 Steg
102 Steg
103 Wandstärke
104 Knotenbereich
105 Knotenbereich
106 Knotenbereich
107 Knotenbereich
108 Knotenbereich
109 Knotenbereich
110 Oberflächenabschnitt
111 Oberflächenabschnitt
112 Oberflächenabschnitt
113 Oberflächenabschnitt
114 Oberflächenabschnitt
115 Oberflächenabschnitt
116 Kühlelement
117 Kühlelement
118 Kühlelement
119 Kühlelement
120 Oberflächenabschnitt
121 Oberflächenabschnitt
122 Oberflächenabschnitt
123 Oberflächenabschnitt
124 Umwälzeinrichtung
125 Sammelbehälter
126 Förderpumpe
127 Kühlvorrichtung
128 Zuleitung
129 Ableitung
130 Kältemittel
131 Zuleitung
132 Ableitung
133 Verdichter
134 Wärmetauscher
135 Vorratsbehälter
136 Isolierelement
137 Ebene
138 Abschnitt
139 Abschnitt
140 Längssteg
141 Kammer
142 Spülkammer
143 Durchströmkanal
144 Durchströmkanal
145 Trennwand
146 Einsatzelement
147 Einsatzelement
148 Umströmungskanal
149 Durchströmbreite
150 Blende
151 Querschnitt
152 Rippe
153 Fortsatz
154 Fortsatz
155 Längssteg
156 Kühlkanal
157 Kühlkanal
158 Ausströmkanal
158 Ausströmkanal
160 Länge
161 Verschlußelement
162 Ausmaß
162′ Distanz
163 Kanal
164 Zuführkanal
165 Verbindungskanal
166 Verbindungskanal
167 Durchströmkanal
168 Abzugskanal
169 Übergangsstück
170 Kühlsystem
171 Höhe
172 Rohr
173 Rippe
174 Querebene
175 Kanal
176 Kanal
177 Kanal
178 Kanal
179 Durchströmbreite
180 Zwischenkanal
181 Verbindungskanal
182 Verbindungskanal
183 Verbindungskanal
184 Verbindungskanal
185 Öffnung
186 Öffnung.
Claims (29)
1. Kühleinrichtung für das Abkühlen eines länglichen, kontinuierlich extrudierten Ge
genstandes mit zumindest einer Kühlkammer, durch welche der Gegenstand hindurchgeführt
ist, und mit Mittel, um einen den Gegenstand umgebenden Bereich zumindest in der Kühlkam
mer auf einen unterhalb des Umgebungsluftdruckes liegenden Druck abzusenken und mit
Mittel, um die im Gegenstand gespeicherte Wärmeenergie aus dem Gegenstand über zumindest
ein Kühlmedium abzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel oder diese Mittel bilden
de Wärmeentzugsvorrichtungen (66, 67) zum Entzug einer größeren Wärmemenge aus den
Oberflächenabschnitten (110 bis 115) des Gegenstandes (7) mit höherer Wärmeenergiekonzen
tration als unmittelbar benachbart zugeordnete Oberflächenabschnitte (120 bis 123) ausgebildet
sind.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel
bzw. die Wärmeentzugsvorrichtung (66, 67) zum Entzug einer größeren Wärmemenge über zu
mindestens einen Teil einer Durchlaufstrecke für den Gegenstand (7) durch die Kühlkammer
(17, 18) erstrecken und durch die Oberflächenabschnitten (110 bis 115) mit höherer Wärme
energiekonzentration zugeordnete Kühlelemente (116 bis 119) gebildet sind.
3. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlelemente (116 bis 119) über den Umfang einer
Durchlaufkontur des Gegenstandes (7) verteilt den Oberflächenabschnitten (110 bis 115) un
mittelbar benachbart angeordnet sind.
4. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (116 bis 119) durch in Durchlaufrichtung des
Gegenstandes (7) verlaufende Leitungen zum Transport von Kältemittel (130) gebildet sind.
5. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Wärmeentzugsvorrichtung (66, 67) bzw. das Kühlelement (116
bis 119) dem Gegenstand (7) in einem Abstand zwischen 1,0 mm und 50 mm, bevorzugt zwi
schen 5 mm und 25 mm, benachbart angeordnet ist.
6. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (116 bis 119) für das Kältemittel (130) in einem
ebenfalls in Durchlaufrichtung des Gegenstandes (7) sich erstreckenden Kühlkanal (156, 157)
und/oder einem Kanal (175 bis 178) angeordnet sind.
7. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (156, 157) einen zumindest sich über einen Teil der
Länge der Kühlelemente (116 bis 119) erstreckenden Ausströmkanal (158) aufweist, der auf
zumindest einen der Oberflächenabschnitte (110 bis 115) mit der höheren Wärmeenergiekon
zentration ausgerichtet ist.
8. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Kanäle (175 bis 178) über Verbindungskanäle (181 bis 184) mit
dem Umströmungskanal (148) verbunden sind.
9. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (181 bis 184) als Ausström- und/oder Ein
strömkanäle ausgebildet sind und zumindest auf einen der Oberflächenabschnitte (110 bis 115)
mit der höheren Wärmeenergiekonzentration ausgerichtet sind.
10. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (156, 157) und/oder der Ausströmkanal (158) und/
oder der Kanal (175 bis 178) und/oder der Verbindungskanal (181 bis 184) im Einsatzelement
(146, 147), bevorzugt durchlaufend über dessen Längserstreckung, angeordnet ist.
11. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (156, 157) und/oder der Kanal (175 bis 178) über
einzelne, hintereinander angeordnete Düsenöffnungen im Einsatzelement (146, 147) mit dem
Umströmungskanal (148) verbunden ist.
12. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (146, 147) und/oder Isolierelement (136) eine
geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
13. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein Durchströmquerschnitt bzw. eine Durchströmbreite (149) von
einem sich zumindest über einen Teil der Oberfläche der Durchlaufkontur für den durchbeweg
ten Gegenstand (7) sich erstreckende Umströmungskanal (148) in zumindest einem der Ober
flächenabschnitte (110 bis 115) mit einer höheren Wärmeenergiekonzentration des Gegenstan
des (7) geringer ist als in Oberflächenabschnitten (120 bis 123) des Gegenstandes (7) mit
geringerer Wärmeenergiekonzentration.
14. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (58) zwischen dem Kühlelement (116 bis 119) und
dem Gegenstand (7) zwei unterschiedlichen Aggregatzuständen aufweist.
15. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Oberflächenabschnitt (110 bis 115) mit erhöhter Wärmeenergie
konzentration in einem Knotenbereich (104 bis 109) des Gegenstandes (7), insbesondere Hohl
profils, zwischen einem Mantel (96) und einem in einer Hohlkammer (98) angeordneten Steg
(99 bis 102) angeordnet bzw. ausgebildet ist.
16. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Oberflächenabschnitt (110 bis 115) mit höherer Wärmeenergie
konzentration bezogen auf einen Querschnittsbereich des Gegenstandes (7) einen größeren Ma
terialanteil als in gleich großen Querschnittsflächen in anderen Querschnittsbereichen des
Gegenstandes (7) aufweist.
17. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß eine Umwälzvorrichtung (59, 60) für das Kühlmedium (58) zum
zwangsweisen Bewegen des Kühlmediums (58) relativ zu den Wänden des die Kühlkammer
(17, 18) bildenden Gehäuses (37, 38) der Kühleinrichtung (16) angeordnet ist.
18. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (58) flüssig und gegebenenfalls fest ist.
19. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (58) gasförmig ist.
20. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Kühlelemente (116 bis 119) durch erstarrtes
Kühlmedium (58) gebildet ist.
21. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Wärmeentzugsvorrichtung (66, 67) von einem Kältemittel (130)
im flüssigen und/oder gasförmigen Aggregatzustand durchströmt ist.
22. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kältemittel (130) eine Temperatur von kleiner 15°C bzw. 0°C,
bevorzugt zwischen -15°C und -50°C, aufweist.
23. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kältemittel (130) eine Temperatur von kleiner 0°C, bevorzugt
zwischen -60°C und -170°C, aufweist.
24. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein im Innenraum der Kühleinrichtung (16) aufgebautes Vakuum,
ausgehend vom Eintrittsbereich (19) hin zum Austrittsbereich (21), von Bereich zu Bereich
stetig steigend ausgebildet ist.
25. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Vakuum im Eintrittsbereich (19) zwischen 0 bar und -0,1 bar
beträgt und pro Bereich um 0,002 bar bis 0,1 bar höher ist und im Austrittsbereich (21) zwi
schen -0,1 bar und -0,5 bar, bevorzugt -0,2 bar, beträgt.
26. Verfahren zum Abkühlen eines länglichen, extrudierten Gegenstandes, bei wel
chem der Gegenstand während seiner Fortbewegung in Längsrichtung einem gegenüber dem
Umgebungsluftdruck niedrigeren Druck ausgesetzt ist und der Gegenstand dabei auf eine ge
genüber der Ausgangstemperatur niedrigere Endtemperatur über ein den Gegenstand umgeben
des Kühlmedium abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenstand enthaltene
Wärmemenge aus den Oberflächenabschnitten des Gegenstandes mit höherer Wärmeenergie
konzentration rascher abgeführt wird als in den diesen benachbarten weiteren Oberflächen
abschnitten des Gegenstandes.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenstand ent
haltene Wärmemenge in den einzelnen, einander benachbarten Oberflächenabschnitten mit
unterschiedlicher Wärmeenergiekonzentration unter Bezugnahme auf das Verhältnis des Wär
mespeichervermögens in den verschiedenen Oberflächenabschnitten gleichmäßig abgeführt
wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand
während seiner Fortbewegung in Längsrichtung quer zu seiner Bewegungsrichtung vom Kühl
medium umspült wird.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umspülungsrichtung des Kühlmediums während der Fortbewegung in dessen
Längsrichtung unterschiedlich, insbesondere gegengleich, erfolgt.
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