DE2429788C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Schlauchfolien oder
Rohren aus thermoplastischem Kunststoff gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs
2(GB-PS 12 71 694 und 12 84 321).
Bei der Herstellung von solchen Rohren treten erhebliche Dickenschwankungen der Rohrwandung auf.
Bisher wurde angenommen, daß Schwankungen im Dickenprofil in erheblichem Ausmaß von den geometrischen
Merkmalen der Ringschlitzdüse abhängen, so daß bisher Verbesserungen vorgesehen wurden, die sich
entweder auf die Geometrie der Düse bezogen oder die ein Drehen der Düseneinheit und der Aufwickeleinheit
vorschlugen, so daß Dickenschwankungen zwar nicht beseitigt, jedoch gleichförmig über die Fläche der aus
dem Rohr gefertigten Folie verteilt wurden. So ist ein System bekannt (DE-OS 17 79 903), bei dem ein äußerer
Satz von axial fluchtenden Rollen so angeordnet ist, daß er mit einem inneren Rollensatz zusammenarbeitet,
wobei beide Rollensätze in Umfangsrichtung drehbar sind, so daß das Rohr um seine Längsachse verspannt
wird. Ein solches System ist verhältnismäßig kompliziert und löst nicht das eigentliche Problem der Dicken:
Schwankungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches
1 sowie des Patentanspruchs 2 so weiterzubilden, daß Dickenschwankungen der Rohrwandungen beseitigt
oder doch erheblich reduziert werden und das fertige Material ein möglichst ebenes Dickenprofil
besitzt
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patemanspruchs 2
gelöst Diese Maßnahmen basieren auf der Feststellung, daß Profilschwankungen auf der Ungleichförmigkeit
der Kühlung unmittelbar im Anschluß an das Auspressen des Rohrs beruhen. Durch die vorgeschlagenen
Maßnahmen sollen die Ungleichförmigkeiten der Kühlung dadurch beseitigt werden, daß durch Querversetzen
des ausgepreßten Rohres dieses örtlich mehr oder weniger nahe an die Kühlfläche herangeführt wird.
Hierbei ist es auf denkbar einfacherweise möglich, in erheblichem Umfang das Auftreten von Profilschwankungen
zu beseitigen, ohne daß die Ringschlitzdüse beeinträchtigt wird.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Das Stützen eines frisch ausgepreßten Rohrs auf der Außenseite und/oder der Innenseite des Rohrs mittels
Rollen bzw. federnd nachgiebigen Zwischenstülzen ist bekannt (GB-PS 12 84 321, 12 71 694, 9 42 085) wobei
diese Stützvorrichtungen zum Abziehen des Rohres von der Düse bzw. zum Abdichten des Rohrinneren in
Richtung auf die Düse dienen. Die Querversetzung eines frisch ausgepreßten Rohrs mittels Rolle ist aus dem
ω DE-GM 18 40 630 bekannt. In diesem Fall wird ein horizontal ausgepreßtes Rohr gegenüber der Auspreßachse
angehoben, um im Rohrinneren ein flüssiges Kühlmittel aufzustauen.
Die Erfindung kann nicht nur zum Kühlen von Rohren aus jeglichen rohrbildenden Materialien angewendet
werden, sondern vorteilhaft auch für die Herstellung von Schlauchfolien aus jeglichen thermoplastischen
Materialien und insbesondere für die Herstellung von Folien und Rohren aus Kristallinen
Polymeren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüiirungsbeispielen in den Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines orientierten Rohrs unter Verwendung eines inneren
Kalibrierkörpers;
Fig. 2 ist eine Draufsicht aufdie Stützvorrichtung der
Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie H-Il in Fig. 1;
F i g. 3 isl eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht einer
Vorrichtung bei Verwendung eines äußeren Kalibrierkörpers.
Gemäß Fig. 1 wird aus einer Ringschlitzdüse 2 ein Rohr 1 aus thermoplastischem Kunststoff ausgepreßt
und mit Hilfe einer Abzugseinrichtung in Form zweier gegenläufig rotierenden Klemmrollen 3 abgezogen,
deren Breite kleiner als diejenige des zusammengelegten Rohrs 1 ist. Die Rollen 3 ziehen das Rohr 1 mit einer
Geschwindigkeit ab, die größer als die Auspreßgeschwindigkeit ist, so daß das Rohr 1 auf den innerhalb
des Rohrs 1 befindlichen als Dorn ausgebildeten Kalibrierkörper 4 gezogen wird. Zwischen dem Rohr 1
und dem Dorn wird eine Kühlmittelschicht aus Wasser aufrechterhalten, indem im Raum 5 am Kopfende des
Doms 4 ein kleiner Wasservorrat beibehalten wird. Es wird daher zwischen dem Dorn 4 und dem Rohr 1
Wasser abwärts getragen, wodurch von dem Rohr 1 Wärme auf den Dorn 4 abgeführt wird, der seinerseits
durch ein inneres Umlaufsystem von Kühlwasser gekühlt wird; das mitgetragene Wasser rinnt in den
zwischen dem Boden des Doms 4 und einem federnd nachgiebigen Dichtkörper 7 gebildeten Raum 6 und
wird aus diesem Raum 6 über eine nicht gezeigte Leitung entfernt, die durch die Mitte ues Dorns 4 läuft
Unterhalb des Dichtkörpers 7 befindet sich ein kreisförmiger Schwamm 8, der die Innenseite des Rohrs
1 berührt und jegliche Feuchtigkeit sammelt, die die Dichtung 7 passiert, wobei diese Feuchtigkeit durch
Anlegen von Unterdruck über eine nicht gezeigte Saugleitung aus dem Schwamm 8 entfernt wird.
In der Praxis wird zwischen dem Dichtkörper 7 und dem Schwamm 3 gewöhnlich ein Zwischendichtkörper
zusammen mit einer Einrichtung angeordnet, um in diesem Bereich das Rohr 1 unter Druck zu setzen und
das Ausmaß zu steuern, indem Wasser aus dem Raum 6 zwischen dem Dorn 4 und dem Rohr 1 durchtritt, jedoch
wurden diese Einzelheiten zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen.
Gleich der Innenkühlung wird das Rohr 1 auf dei Außenseite gekühlt, indem es durch ein Wasserbad 9
läuft, daß das Rohr umgibt. Dem Wasserbad 9 wird über eine Leitung 10 kontinuierlich Wasser zugeführt, das
über eine Leitung 11 abfließt. Nach dem Durchlauf durch das Wasserbad 9 wandert das Rohr 1 durch eine
Kammer 12, in der über eine Leitung 13 ein Unterdruck angelegt wird, um von der Außenseite des Rohrs 1
Überschußwasser abzuführen.
Das gekühlte Rohr 1 wird durch eine Stützvorrichtung abgezogen, die allgemein mit 14 bezeichnet ist,
wobei das Abziehen mil Hilfe der Klemmrollen 3 erfolgen, die die Laufgeschwindigkeit des Rohrs 1
steuern; anschließend wandert das Rohr 1 durch Reihen von Infraroterhitzern 15 und 16, die die Temperatur des
Rohrs 1 auf die für das Strecken erforderliche Temperatur erhöhen. Das Rohr 1 wird dann quer zu
seiner Sirangpreßrichtung mit Hilfe von Druckluft gestreckt, die über die Leitung 17 in das Innere des
Rohrs 1 eingeführt wird, wobei gleichzeitig eine Längsstreckung mit Hilfe eines Paars von Klemmrollen
(nicht gezeigt) erfolgt, die quer über das Rohr 1 einen luftdichten Abschluß herstellen und das Rohr 1 mit einer
Geschwindigkeit abziehen, die größer ist als diejenige ist, mit der das Rohr 1 durch die Klemmrollen 3 von der
Ringschlitzdüse weggezogen wird.
Die Stützvorrichtung 14 wird zweckmäßig anhand der Fig. 2 erliutert; sie besteht aus einem Ring von
zwölf unabhängig von einander drehbaren Nylonrollen 20, die sich gegen die Rohroberfläche stützen und die
zwischen zwölf Lagerböcken 21 gestützt sind, welche an einer achteckigen Stahlgrundplatte 22 befestigt sind, die
eine Ringöffnung 23 besitzt, durch die das gekühlte Rohr 1 läuft. Die Strahlgrundplatte 22 befindet sich in einem
starr montierten, rechtwinkligen Rahmen aus Stahlstreben aus Winkelschienen 24 mit rechtem Winkel; es sind
Maßnahmen getroffen, um seitliche Verschiebung oder Versetzung des Rollenrings gegenüber dem Rahmen
und damit gegenüber dem Rohr zu bewirken, wofür vier Stellschrauben 25 vorgeseiv <=ind, die sich jeweils in
einem Gewindeblock 26 befinden, der auf der Oberfläche der Grundplatte 22 befestigt ist, wobei das
Vorderende jeder Schraube 25 sich gegen einen hochstehenden Flansch 27 des Rahmens abstützt Durch
richtiges Einstellen der Sehrauben 25 können die Grandplatte 22 und damit der darauf befindliche
Rollenring in einer Ebene normal zur Achse des Rohrs ί seitlich bewegt werden.
Wenn gemäß Fi g. 1 der Rollenring zur rechten Seite der Zeichnung verschoben wird, verschwenkt das
relativ starre Rohr 1 um den als Zwischenstütze wirkenden Dichtkörper 7, der — obwohl er aus einem
federnd nachgiebigen Material wie Siliconkautschuk besteht — ausreichend starr ist, um als Schwerpunkt
dienen zu können, wobei der rechts liegende Bereich des Rohrs 1 näher an den Dorn 4 heranrückt und dadurch in
diesem Bereich wirksamer gekühlt wird.
F i g. 3 zeigt ein Rohr aus thermoplastischem Kunststoff 31, das aus einer Ringschlitzdüse 32
ausgepreßt und mit Hilfe eines Paars von gegenläufig rotierenden Klemmrollen 33 abgezogen wird, die das
Rohr 31 teilzusammenlegen, das durch einen ringförmigen Kalibrierkörper 34 und dann durch ein Stützrollensystem
35 der Bauart nach F i g. 2 läuft. Anschließend wird das Rohr 31 erhitzt, aufgeblasen und zusammengelegt,
wie ec anhand der F i g. 1 erläutert wurde.
Der Kalibrierkörper 34 besitzt eine ringförmige Kühlfläche 36, die eng die Außenfläche des Rohrs 31
erfaßt, wobei der am oberen Ende des Mantels befindlichen Ringkammer 38 Kühlwasser über eine
Förderleitung 37 zugeführt wird; das Kühlwasser fließt als dünne Wärmeübertragungs- und Schmierhülle
zwischen dem Rohr 31 und der Kühlfläche 36 zur Kammer 39 abwärts, wo es sich oberhalb einer
ringförmigen federnd nachgiebigen Silicoiikautschukdichtung 40 ansammelt, die sich mit der Rohroberfläche
in Arbeitsberührung befindet; von dort wird das Wasser über die Leitung 41 entfernt. Überschußfeuchtigkeit, die
an der Dichtung 40 vorbeigelangt, wird in der oberhalb der federnd nachgiebigen Ringdichtung 43 gelegenen
Kammer 42 eingefangen und durch Anlegen von Unterdruck an die Leitung 44 entfernt. Zusätzliches
Kühlwasser wird durch die Leitung 45 der Ringkammer 46 zugeführt, die die Kühlfläche 36 umgibt, wobei dieses
Wasser über das Rohr 47 entweicht.
Bevorzugtes Kühlen eines ausgewählten Bereichs des Rohrs wird durch geeignete seitliche Verschiebung der
Stützvorrichtung 35 bewirkt, wodurch das relativ starre Rohr 31 um die Dichtungen 40, 43 als Zwischenstufe
verschwenkt wird, um ausgewählte Bereiche der Rohroberfläche in unmittelbarer Berührung mit der
ringförmigen Kühlfläche 36 zu bringen.
Für das Querversetzen der Stützvorrichtung 14 können auch andere Systeme, z. B. hydraulische oder
pneumatische Systeme Anwendung finden. Das Einstellen kann von Hand erfolgen oder auch automatisch, z. B.
in Antwort auf Signale, die von einem Fühler übertragen werden, der geeignete Parameter, wie z. B. die
Temperatur oder die seitliche L age des Rohres oder des aus dem Rohr geblasenen Films bestimmt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Kühlen von Schlauchfolien oder Rohren aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem
man das frisch ausgepreßte Rohr gegen eine zylindrische Kühlfläche kühlt und dabei zwischen
dieser und dem Rohr eine Kühlmittelschicht aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Kühlmittelschicht in Abhängigkeit von der Temperatur oder eines temperaturempfindlichen
Parameters des Rohres verändert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Ringschlitzdüse mit
anschließendem Kalibrierkörper als Kühlfläche und diesem nachgeschalteter Abzugseinrichtung, wobei
in dem Raum zwischen Kalibrierkörper und Rohr eine .Kühlmittelschicht gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß stromab des Kalibrierkörpers (4, 34) eine zum axialen Führen des Rohres (1)
bekannte Stützvorrichtung (14, 35) verwendet wird, die zusätzlich quer zur Strangpreßrichtung versetzbar
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (14, 34) in
bekannter Weise aus einer Vielzahl von Rollen (20) besteht, die ringförmig und tangential zum Rohr (1)
angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise
zwischen Stützeinrichtung (14) und dem als Dorn ausgebildeten Kalibrierkörper (4) eine innere,
federnd nachgiebige Zwischenstütze (7) mit einer gegenüber dem Ende des Domes größeren Querschnittsabmessung
vorgesehen ist, wobei die Stütze (7) als Schwenkpunkt für das Rohr (1) verwendet
wird.
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