DE4218995A1

DE4218995A1 - Werkzeugaggregat für die Herstellung von Kunststoffolien aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE4218995A1
Application number: DE4218995A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Halter
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: DE4218995C2; ITMI931206A1; IT1264465B1; ITMI931206A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugaggregat für die Herstellung von Kunststoffolien aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufblasen eines thermoplastifizierten Kunststoffschlauches, - mit Werkzeugkopf aus Werkzeugkopfaußenteil und Werkzeugkopfinnenteil, die einen Ringspalt für die Schmelze aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit Ringspaltdüse für den Austritt dieser Schmelze bilden, mit Einrichtung für die in die Folienblase einzuführende bzw. aus der Folienblase abzuführende Blasluft und mit Außenkühleinrichtung, wobei die Außenkühleinrichtung ein um die Ringspaltdüse umlaufen des Kühlluftverteileraggregat mit Kühlluftaustrittsringspalt im Be reich der Ringspaltdüse aufweist und wobei die über den Kühlluft austrittsringspalt austretenden Kühlluftmengenströme steuerbar und/oder regelbar sind. - Bei solchen Werkzeugaggregaten kann dem Kühlluftverteileraggregat im Bereich der Ringspaltdüse ein oberes Kühlluftverteileraggregat nachgeschaltet sein.

Bei dem bekannten Werkzeugaggregat, von dem die Erfindung ausgeht (DE 36 23 548 C2) bilden die Kühlluftverteileraggregate umlaufende Ringräume und Ringkammern, die in Strömungsrichtung in einen Kühlluftaustritt oder in einen Kühlluftaustrittsspalt aus laufen. Mengenstromsteuerorgane in Form von Ventilen, Schiebern u. dgl. steuern die in den Ringraum oder die Ringkammern eintre tende Kühlluft. Das hat sich bewährt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Werkzeugaggregat des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß mit Hilfe der Kühlluft der Außenkühleinrichtung ausgleichend auch Dickentoleranzen der Kunststoffolie reduzierend beeinflußt werden können, um beispielsweise zu erreichen, daß beim Aufwickeln der Kunststoffolie zu einem Coil durch Addition von Dickenfehlern eine Faßreifenbildung nicht auftritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Kühlluft verteileraggregat in Kühlluftverteilersegmente aufgeteilt ist, die als in radialer Richtung verlaufende Kühlluftströmungskanäle ausgeführt und außenseitig an eine Außenkühlluftzuführungseinrichtung ange schlossen sind, und daß in den Kühlluftströmungskanälen selbständig steuerbare Ventileinrichtungen für eine segmentale Mengenstromregelung der Kühlluft angeordnet sind. - Grundsätzlich ist es bekannt (DE 26 58 518 C2) mit Hilfe einer Außenkühlein richtung ausgleichend auch Dickentoleranzen der Kunststoffolie redu zierend zu beeinflussen. Dazu sind bei der bekannten Ausführungs form mit Abstand von dem unteren Kühlluftverteileraggregat entspre chend einem den Folienschlauch umgebenden Kreis Korrekturluftdüsen angeordnet, wobei die einzelnen Korrekturluftdüsen gesteuerte Ein stellventile aufweisen. Das ist aufwendig und in bezug auf die erreichte Wirkung verbesserungsfähig. Erfindungsgemäß wird dem gegenüber die den thermoplastifizierten Kunststoffschlauch bildende Schmelze beim Austritt aus der Ringspaltdüse mit der aus dem unteren Kühlluftverteileraggregat austretenden Kühlluft segmental beeinflußt, was in bezug auf die auszugleichenden Dickentoleranzen sehr wirksam und sehr genau erfolgen kann. Zwar ist versucht worden, gleichsam sektorial bei einem in der Umgebung der Ring spaltdüse angeordneten, gleichsam als Kammer umlaufenden Kühlluft verteileraggregat die austretende Kühlluft zu steuern (DE 40 01 287 A1), dazu wird jedoch aus dem Kühlluftverteileraggregat vor der Kühlluftaustrittsdüse ein Teilstrom der Kühlluft abgezweigt und nach außen gelenkt, und zwar mit Hilfe von besonderen Leitschaufeln, die in die umlaufende Ringkammer dieses Kühlluftverteileraggregates eingeführt sind. Das ist in bezug auf Wirksamkeit und Genauigkeit beim Ausgleich der Dickentoleranzen der Kunststoffolie verbes serungsbedürftig, außerdem stört, daß ein erheblicher Teilstrom der Kühlluft unkontrolliert abströmt und auch störende Kühleffekte auslösen kann.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglich keiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So empfiehlt es sich, zur Erzielung besonders definierter Kühl- und damit Aus gleichseffekte, in den Kühlluftströmungskanälen, in Strömungsrich tung vor den Ventileinrichtungen, Strömungsgleichrichter anzuord nen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weisen die Kühlluftströmungskanäle über ihre gesamte Länge die gleiche Strö mungskanalbreite bei in Strömungsrichtung abnehmender Strömungs kanalhöhe auf. Im Rahmen der Erfindung kann die Strömungskanal breite sich auch ändern, um mit einem Kühlluftring und mit unterschiedlichen Kühlluftlippen an unterschiedliche Werkzeugdurch messer anpaßbar zu sein.

Um die Kühlluft den Kühlluftströmungskanälen zuzuführen, bestehen mehrere Möglichkeiten. So können die Kühlluftströmungskanäle an eine gemeinsame Außenkühlluftzuführungseinrichtung in Form eines Zuführungsringes angeschlossen sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die einzelnen Kühlluftströmungskanäle oder Gruppen von Kühlluftströmungskanälen an separate Außenkühlluftzuführungsein richtungen anzuschließen.

Im Rahmen der Erfindung steht der Ausdruck Ventileinrichtung allgemein für Absperrorgane für fluide, gasförmige Medien, die eine Mengenstromregelung zulassen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Ventileinrichtungen als Hahnventile ausgeführt und über eine Schrittmotor/Getriebeanordnung um ihre Achse ver stellbar. Diese Ausführungsform läßt auf einfache Weise die Ver stellungen zu, die bei der Korrektur der Dickentoleranzen aus regeltechnischen Gründen sehr genau vorgenommen werden können. Es muß darauf geachtet werden, daß die Kühlluftströme auch den sich bildenden, aufzublasenen Schlauch aus thermoplastifiziertem Kunststoff und abschließend die sich bildende Folienblase erreichen. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Strömungsgeschwindigkeit und die Mengenströme der Kühlluft in den einzelnen Kühlluftströmungskanälen sowie die Mündungen der Kühlluftströmungskanäle so eingerichtet sind, daß den einzelnen Kühlluftströmen singuläre Kühleffekte an der fertigen Kunststoffolie zugeordnet werden können. Bei üblichen Blasfolienanlagen besitzen nach der Lehre der Erfindung die Kühl luftströmungskanäle eine Strömungskanalbreite von etwa 20 mm, wobei die Strömungskanalhöhe zur Mündung hin bis auf etwa 5 mm abnimmt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, ein zusätzliches oberes Kühlluftverteileraggregat vorzusehen. Hier lehrt die Erfindung, zwischen dem oberen Kühlluftverteileraggregat und den Kühlluftströ mungskanälen des unteren Kühlluftverteileraggregates Verbindungs kanäle anzuordnen. In diesen Verbindungskanälen können Steuerven tile oder Steuerschieber angeordnet sein. Auf diese Weise läßt sich eine vorteilhafte aerodynamische Kopplung der Kühlverhältnisse er reichen, die einerseits über das obere Kühlluftverteileraggregat und andererseits über das untere Kühlluftverteileraggregat bewirkt wer den.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Achse eines erfindungsge mäßen Werkzeugaggregates,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 schematisch den Schnitt B-B durch den Gegenstand nach Fig. 2, ausschnittsweise und

Fig. 4 entsprechend der Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugaggregates.

Das in den Figuren dargestellte Werkzeugaggregat ist für die Herstellung von Kunststoffolien aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufblasen eines thermoplastifizierten Kunststoffschlauches S bestimmt und eingerichtet. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört zu nächst ein Werkzeugkopf aus einem Werkzeugkopfaußenteil 1 und einem Werkzeugkopfinnenteil 2, die einen Ringspalt 3 für die Schmelze aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit Ringspaltdüse 4 für den Austritt des Kunststoffschlauches S bilden. Es gehört fernerhin dazu eine nicht gezeichnete Einrichtung für die in die Folienblase einzuführende bzw. aus der Folienblase abzuführende Blasluft und eine Außenkühleinrichtung 5.

Die Außenkühleinrichtung 5 besitzt im Ausführungsbeispiel ein unteres, um die Ringspaltdüse 4 umlaufendes Kühlluftverteileraggre gat 6 mit unterem Kühlluftaustrittsringspalt 7 im Bereich der Ringspaltdüse 4 und ein darüber angeordnetes, oberes, umlaufendes Kühlluftverteileraggregat 8 mit oberem, ringförmig umlaufenden Kühlluftaustritt 9. Die Anordnung ist so getroffen, daß die über den unteren Kühlluftaustrittsringspalt 7 sowie die über den oberen Kühlluftaustritt 9 austretenden Kühlluftmengenströme steuerbar und/oder regelbar sind. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß dazu das untere Kühlluftverteiler aggregat 6 in Kühlluftverteilersegmente 10 aufgeteilt ist, die als in radialer Richtung verlaufende Kühlluftströmungskanäle 11 ausgeführt und außenseitig an eine Außenkühlluftzuführungseinrichtung 12 an geschlossen sind. In den Kühlluftströmungskanälen 11 sind selbstän dig steuerbare Ventileinrichtungen 13 für eine segmentale Mengen stromregelung der Kühlluft angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 erkennt man, daß in den Kühlluftströmungskanälen 11, in Strömungsrichtung vor den Ventileinrichtungen 13 Strömungs gleichrichter 14 angeordnet sein können.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzen die Kühlluftströmungskanäle 11 über ihre gesamte Länge die gleiche Strömungskanalbreite b bei in Strömungsrichtung abnehmender Strömungskanalhöhe h. Im Ausführungsbeispiel sind die Kühlluftströmungskanäle 11 an eine gemeinsame Außenkühlluftzu führungseinrichtung 12 in Form eines Zuführungsringes angeschlos sen. Sie könnten aber auch einzeln oder gruppenweise separat an eine Kühlluftzuführungseinrichtung angeschlossen sein.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Ventileinrichtungen 13 als Hahnventile ausgeführt und über eine Schrittmotor/Getriebeanordnung 15 um ihre Achse feinfühlig verstellbar.

Die Strömungsgeschwindigkeit und die Mengenströme der Kühlluft in den einzelnen Kühlluftströmungskanälen 11 sowie die Mündungen 16 der Kühlluftströmungskanäle sind so eingerichtet, daß den einzelnen Kühlluftströmen singuläre Kühleffekte an dem Kunststoffschlauch S und damit an der fertigen Kunststoffolie zugeordnet werden können. In der Fig. 1 erkennt man zwischen dem oberen Kühlluftverteiler aggregat 8 und den Kühlluftströmungskanälen 11 des unteren Kühl luftverteileraggregates 6 Verbindungskanäle 17. Der Querschnitt der Verbindungskanäle 17 ist im Ausführungsbeispiel über Steuerschieber 18 steuerbar. Die Ventileinrichtungen 13 können auch auf und nieder verstellbare Ventilkörper aufweisen.

Verwirklicht man die Lehre der Erfindung, so ist es nicht erforder lich, zur Vermeidung einer Addition von Dickenfehlern beim Auf wickeln der fertigen Kunststoffolie zum Coil, den Werkzeugkopf und/oder eine Flachlegeeinrichtung für die Folienblase rotierend oder periodisch hin und her gehend rotierend anzutreiben.

Claims

1. Werkzeugaggregat für die Herstellung von Kunststoffolien aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufblasen eines thermoplasti fizierten Kunststoffschlauches,
mit Werkzeugkopf aus Werkzeugkopfaußenteil und Werk zeugkopfinnenteil, die einen Ringspalt für die Schmelze aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit Ringspalt düse für den Austritt dieser Schmelze bilden, mit Ein richtung für die in die Folienblase einzuführende bzw. aus der Folienblase abzuführende Blasluft und
mit Außenkühleinrichtung,
wobei die Außenkühleinrichtung ein um die Ringspaltdüse umlaufen des Kühlluftverteileraggregat mit Kühlluftaustrittsringspalt im Be reich der Ringspaltdüse aufweist und wobei die über den Kühlluft austrittsringspalt austretenden Kühlluftmengenströme steuerbar und/oder regelbar sind, dadurch gekennzeich net, daß das Kühlluftverteileraggregat (6) in Kühlluftverteilerseg mente (10) aufgeteilt ist, die als in radialer Richtung verlaufende Kühlluftströmungskanäle (11) ausgeführt und außenseitig an eine Außenkühlluftzuführungseinrichtung (12) angeschlossen sind, und daß in den Kühlluftströmungskanälen (11) selbständig steuerbare Ventileinrichtungen (13) für eine segmentale Mengenstromregelung der Kühlluft angeordnet sind.

2. Werkzeugaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühlluftströmungskanälen (11), in Strömungsrichtung vor den Ventileinrichtungen (13), Strömungsgleichrichter (14) angeordnet sind.

3. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftströmungskanäle (11) über ihre gesamte Länge die gleiche Strömungskanalbreite (b), bei in Strö mungsrichtung abnehmender Strömungskanalhöhe (h), aufweisen.

4. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftströmungskanäle (11) an eine ge meinsame Außenkühlluftzuführungseinrichtung (12) in Form eines Zuführungsringes angeschlossen sind.

5. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kühlluftströmungskanäle (11) oder Gruppen von Kühlluftströmungskanälen an separate Außenkühlluftzu führungseinrichtungen (12) angeschlossen sind.

6. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (13) als Hahnventile ausgeführt und über eine Schrittmotor/Getriebeanordnung (15) um ihre Achse verstellbar sind.

7. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit und die Mengen ströme der Kühlluft in den einzelnen Kühlluftströmungskanälen (11) sowie die Mündungen der Kühlluftströmungskanäle (11) so eingerich tet sind, daß den einzelnen Kühlluftströmen singuläre Kühleffekte an der fertigen Kunststoffolie zugeordnet werden können.

8. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnete daß die Kühlluftströmungskanäle (11) eine Strö mungskanalbreite (b) von etwa 20 mm aufweisen, wobei die Strö mungskanalhöhe (h) zur Mündung hin bis auf etwa 5 mm abnimmt.

9. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches oberes Kühlluftverteileraggregat (8) angeordnet ist.

10. Werkzeugaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Kühlluftverteileraggregat (8) und den Kühlluftströmungskanälen (11) des Kühlluftverteileraggregates (6) nach den Ansprüchen 1 bis 8 Verbindungskanäle (17) vorgesehen sind, in denen Steuerventile oder Steuerschieber (18) angeordnet sein können.