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Dokumentenidentifikation DE19916428B4 17.06.2004
Titel Einrichtung zum raschen Abkühlen dünner thermoplastischer Schläuche nach deren Extrusion
Anmelder Kuhne Anlagenbau GmbH, 53757 Sankt Augustin, DE
Erfinder Schlösser, Helmut, 53343 Wachtberg, DE;
Schief, Hermann-Josef, 53359 Rheinbach, DE;
Schnause, Rolf, Dipl.-Ing., 24105 Kiel, DE
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 12.04.1999
DE-Aktenzeichen 19916428
Offenlegungstag 26.10.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 17.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.06.2004
IPC-Hauptklasse B29C 47/88
IPC-Nebenklasse B29D 7/01   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abkühleinrichtung für dünne extrudierte thermoplastische Schläuche mit einer Wandstärke von vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 0,7 mm, wobei der Schlauch vertikal extrudierbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft damit eine Vorrichtung zur intensiven Kühlung dünner thermoplastischer Schläuche nach der Extrusion einer Thermoplastschmelze in einem Formwerkzeug, bei der die amorphe Struktur des Thermoplasten aus der Schmelze erhalten bleibt.

Derartige Schläuche werden nach einer biaxialen Verstreckung für die Verpakkung von Lebensmitteln, beispielsweise als Wursthüllen, verwendet. Die Abmessungen der Schläuche liegen bei der im Beispiel genannten Anwendung zwischen 8 und 20 mm ∅ bei Wanddicken zwischen 0,5 und 0,7 mm. Geeignete thermoplastische Werkstoffe hierfür sind u.a. die Thermoplaste Polyamid 6 und 6.6, PP, HDPE, LLDPE aber auch thermoplastische Elastomere.

Für die spätere Weiterverarbeitung ist es wichtig, daß während der Herstellung die maßliche Genauigkeit des Schlauchdurchmessers bis auf zehntel Millimeter genau eingehalten wird.

Nach der Abkühlung werden diese Schläuche üblicherweise zwischen einem Abzugswalzenpaar flachgelegt. Die Einzugsgeschwindigkeit in die Walzen liegt dabei über der Geschwindigkeit der Extrusion. Durch die damit verbundene Verstreckung schnürt sich der Schlauch vor der Kühlvorrichtung ein.

Von dem fertigen Schlauch wird eine Durchmesserkonstanz bis auf zehntel Millimeter gefordert. Die Breite des zusammengelegten Schlauchs muß über die Länge konstant bleiben. Dies ist für die Weiterverarbeitung wichtig.

Eine beispielhafte Ausführungsform einer gattungsgemäßen Abkühleinrichtung für dünne vertikal extrudierte thermoplastische Schläuche für Verpackungsmaterialien im Lebensmittelbereich, insbesondere für Wursthüllen, ist aus der DE 198 25 179 A1 bekannt geworden. Diese häufig auch als Kalibriereinrichtung bezeichnete bekannte Abkühleinrichtung weist einen Kühlmittelbehälter zur Aufnahme von mit Zuführrohren zugeführtem Kühlmittel auf. Im Kühlmittelbehälter sind Scheiben beabstandet übereinander angeordnet, die eine dem Soll-Durchmesser des Schlauchs entsprechende Bohrung zur Bildung einer Abstützung für den Schlauch aufweisen. Damit ist der Soll-Durchmesser des Schlauchs beim Abkühlen in dem Kühlmittel durch die Abstützungen erzeugbar, gegen die der Schlauch infolge eines Unterdrucks des Kühlmittels anpressbar ist. Die beim Abkühlen des Schlauchs an das Kühlmittel abgegebene Wärme ist durch Nachführen von abgekühltem Kühlmittel abführbar.

Im Gegensatz zu der Kühleinrichtung nach der Erfindung können die bisher bekannt gewordenen Kühleinrichtungen diese Forderungen nicht erfüllen. Schwankungen im Durchmesser des Schlauchs verstärken sich beim, biaxialen Recken um das Mehrfache. Dies führt dann zwangsläufig zu Störungen bei der Verwendung der Schläuche als Verpackungen, z.B. beim Befüllen der Schläuche mit Lebensmitteln, bei denen eine Gewichtskonstanz eingehalten werden muß.

Bei einem Verfahren, Rohre aus thermoplastischen Werkstoffen in einem Extruder zu plastifizieren und mittels eines Formwerkzeugs auszuformen, wird das Rohr horizontal extrudiert und in einem Wasserbad abgekühlt.

Eine beispielhafte Ausführungsform einer derartigen gattungsfremden Extrudieranlage ist aus der AT 362 568 B bekannt geworden. Dort ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines aus einem Extruder kontinuierlich horizontal austretenden Kunststoffhohlprofils, sowie ein Verfahren zum Abkühlen des horizontal extrudierten Kunststoffrohres diskutiert, bei dem das horizontal extrudierte Kunststoffrohr mittels einer horizontal liegenden Spirale bzw. Wendel im Kühlmittelbad gestützt wird.

Bei dünnen Schläuchen entsprechend der Aufgabenstellung ist eine horizontale Fertigung nicht möglich. Auch bei einer Verwendung von Unterstützungen für den Schlauch im Wasserbad hängen die Schläuche infolge ihrer Wanddicke von nur 0,5 bis 0,7 mm durch und verformen sich. Nach diesem Verfahren können dünne biaxial verstreckte Schläuche als Verpackung für Lebensmittel in der oben genannten Art nicht verwendet werden.

Nach einem anderen Verfahren werden dünnwandige Schläuche vertikal extrudiert. Der in einem Formwerkzeug extrudierte Schlauch senkt sich zum Abkühlen in einen Behälter mit stillstehendem Wasser durch das der Schlauch hindurchgeführt wird. Dies führt jedoch dazu, daß der auf den Schlauch lastende Druck des Kühlwassers den Schlauch deformiert.

Aus diesem Grund wird in einer anderen bekanntgewordenen Ausführung das Innere des Schlauchs bis zur Höhe des Kühlwasserspiegels mit einem mittelviskosen Öl gefüllt. Dieses Öl gibt dann den notwendigen Gegendruck, um eine Verformung des Schlauchs zu verhindern.

Nach dem Abkühlen wird der Schlauch zwischen einem Abzugswalzenpaar zusammengelegt, das gleichzeitig bis auf einen Rest das Öl im Schlauch zurückhält. Der Rest des Öls verbleibt als dünner Film auf der Innenwand des Schlauchs. Das dadurch fehlende Öl muß bis zur Höhe des Kühlwasserspiegels wieder nachgefüllt werden. Dies steuert ein Sensor, der intermittierend eine Pumpe einschaltet. Die damit verbundenen geringen Druckschwankungen reichen aus, um Schwankungen im Durchmesser des Schlauchs zu bewirken. Infolgedessen hat auch der flachgelegte Schlauch eine unterschiedliche Breite.

Diese Schwankungen in der Breite des Schlauchs, die sich bei der folgenden biaxialen Verstreckung noch um ein Mehrfaches vergrößern, schränken den Einsatz des Schlauchs für Verpackungen der oben genannten Art ganz wesentlich ein.

Dazu kommt noch ein weiterer Nachteil. Der auf der Innenseite des Schlauchs haftend bleibende Ölfilm bereitet fertigungsmäßig Schwierigkeiten bei der Ablängung des Schlauchs durch Quernähte. Das Verbinden des Thermoplasten durch Heißversiegeln, bzw. durch HF-Verschweißen stören die Ölreste empfindlich. (Wasser als Gegendruckmittel ist nicht möglich, da es im Schlauch bei der ersten Abkühlung und beim Versiegeln zu einer Dampfbildung kommt.)

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der vorstehend diskutierten Nachteile, eine Abkühleinrichtung für dünne extrudierte Schläuche mit einer Wandstärke von vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 0,7 mm, wobei der Schlauch vertikal extrudierbar ist, vorzuschlagen, bei welcher der Kühlwirkungsgrad wesentlich verbessert ist, um damit die Möglichkeit einer Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmale des Anspruchs 1.

Dabei vermeidet die Kühlvorrichtung nach der Erfindung alle diese vorgenannten Nachteile.

Nach der Erfindung wandert der im Extrusionsformwerkzeug vertikal extrudierte Schlauch zur Abkühlung in die Kühlvorrichtung, zunächst ohne Wandberührung. Danach durchläuft der Schlauch Abstützungen, gegen die er sich infolge eines Differenzdrucks zwischen dem Inneren des Schlauchs und dem Kühlmittel anpreßt. Der Durchmesser der Abstützungen bestimmt den Durchmesser des abzukühlenden Schlauchs. Beispielhaft entsteht der Überdruck im Schlauch durch eine Verbindung vom Innern des Schlauchs durch das Formwerkzeug hindurch zur Außenluft, während das Kühlmittel – in der Regel Wasser – in einem Kühlmittelbehälter unter Unterdruck steht. Infolge dieser Druckdifferenz dehnt sich der Schlauch bei der Abkühlung während seiner plastischen Phase aus, bis diese Aufweitung durch die in der Aufsicht runden Abstützungen diese Aufweitung begrenzen. Die Abstützungen haben entweder einen rechteckigen Querschnitt, wobei die Seite, gegen die sich der Schlauch abstützt, eine Dicke zwischen 1 und 5 mm hat, oder der Querschnitt ist rund mit einem Durchmesser zwischen 3 und 10 mm.

Der Unterdruck im Kühlmittelbehälter beträgt beispielsweise 20 – 30 mmWS (2–3 mbar) statischer Unterdruck. Bei Wanddicken zwischen 0,5 und 0,7 mm ist dieser Unterdruck ausreichend. Bei anderen Abmessungen oder bei extrem zäh-plastischen Thermoplasten kann der erforderliche Differenzdruck auch bis 100 mmWS (10 mbar) betragen. Dies gilt für Abstützungen, deren Abstände voneinander etwa zwischen 10 und 15 mm liegen. Der Differenzdruck zwischen innerhalb und außerhalb des Schlauchs ist nur so groß, daß der Schlauch zwar gegen die Abstützungen gedrückt wird, aber noch ein Flüssigkeitsfilm zwischen Schlauch und Abstützung erhalten bleibt, der ein Ankleben des Schlauchs an den Abstützungen verhindert.

Die Einführung des nach der Extrusion im Formwerkzeug noch plastischen Schlauchs in die unter Unterdruck stehende Kühlflüssigkeit ist ein wesentlicher Punkt der Erfindung. Er wird dadurch gelöst, indem der Schlauch zunächst ohne Wandberührung in die obere Öffnung des Kühlmittelbehälters hineingezogen wird. In einem flachen Becken mit einer Öffnung für den Schlauch befindet sich Kühlflüssigkeit unter Atmosphärendruck. Unter dem Einfluß des Unterdrucks des Kühlmittels im Kühlmittelbehälter wird das unter Atmosphärendruck stehende Kühlmittel in den Kühlmittelbehälter hineingesaugt. Nach einer ersten Abkühlphase gelangt der Schlauch von abgerundeten Lippen geführt zusammen mit der Kühlflüssigkeit in den unteren Teil der Kühlvorrichtung, die nachfolgend in drei beispielhaften Ausführungen beschrieben wird.

Die Ausführungen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Form in der der Schlauch gegen Überdehnung gestützt wird und durch die Art, in der die Kühlflüssigkeit an den Schlauch geführt wird.

Zur Verbesserung der Kühlleistung wird durch das Formwerkzeug ein Rohr in das Innere des Schlauchs geführt, durch das Kühlluft geblasen wird. Hierdurch kann die im Innern des Schlauchs erwärmte Luft gegen Frischluft ausgetauscht werden.

Der Unterdruck im Kühlmittelbehälter wird in einem gesonderten Ausgleichsbehälter (nicht dargestellt) erzeugt, der nur teilweise mit dem Kühlmittel gefüllt ist, aber mit dem Kühlmittelbehälter hydraulisch verbunden ist.

Der obere Teil des Ausgleichsbehälters ist mit Gas – üblicherweise mit Luft – gefüllt. An dem Ausgleichsbehälter ist eine Gaspumpe angeschlossen, zum Beispiel eine Wasserringpumpe, die den Ausgleichsbehälter auf den erforderlichen Unterdruck evakuiert. Infolge der hydraulischen Verbindung im unteren Bereich des Ausgleichsbehälters mit dem Kühlmittelbehälter überträgt sich der Unterdruck auf den Kühlmittelbehälter.

Beim Einlaufen des Schlauchs in die Kühlvorrichtung wird zusammen mit dem Schlauch infolge des Unterdrucks Kühlmittel mit in den Kühlmittelbehälter hineingesaugt. Die damit verbundene zusätzliche Kühlmittelmenge fließt in den Ausgleichsbehälter und wird von dort durch eine Pumpe, zum Beispiel eine Tauchpumpe abgesaugt und steht damit wieder für den Einlauf in die Kühlvorrichtung zur Verfügung.

Unabhängig von diesem Kreislauf der dafür sorgt, daß in der Kühlvorrichtung ein stetiger Unterdruck erhalten bleibt, wird durch einen zweiten Kreislauf die Wärme, die der Schlauch bei seiner Abkühlung an das Kühlmittel abgibt, gegen abgekühltes Kühlmittel ausgetauscht.

Die unterschiedliche Art der Schlauchkühlung im unteren Teil der Kühlvorrichtung kennzeichnet sich durch die nachfolgende Beschreibung:

1. Ausführung:

Als Abstützungen für den Schlauch dient eine Reihe von Scheiben mit einer Bohrung in der Mitte, durch die der Schlauch geführt wird. Der Durchmesser der Bohrung entspricht dem Durchmesser des abzukühlenden Schlauchs. Durch Distanzringe sind die Scheiben übereinander im Abstand zueinander angeordnet. Scheiben und Distanzringe werden durch Verbindungselemente zu einem Paket zusammengehalten und am Einlaufteil der Kühlvorrichtung befestigt. Die einzelnen Scheiben bilden gemeinsam mit den Distanzringen Kühlkammern, in die durch ein oder mehrere Zuführrohre, die Bohrungen enthalten, Kühlmittel hineingedrückt wird. Durch Öffnungen in den Distanzringen fließt das durch den Schlauch erwärmte Kühlmittel zurück in den Kühlmittelbehälter.

2. Ausführung:

In einer Abwandlung der obigen Ausführung wird die Kühlung des Schlauchs dadurch verbessert, daß das Kühlmittel in jeder Kühlkammer gezielt von der Schlauchoberfläche durch nahe dem Schlauch angebrachte Sauger abgesaugt wird. Vorteilhafterweise laufen die Sauger in einer Düse aus, deren Öffnung konkav ausgebildet ist und in der konkaven Ausbildung an den Schlauchdurchmesser angepaßt ist. Eine laminare Strömung ergibt eine optimale Strömungsverteilung.

3. Ausführung:

Nach einer weiteren Ausführung besteht der Kühlmittelbehälter aus einem Rohr mit je einem Anschluß am unteren und oberen Ende für den Zu- und Ablauf des Kühlmittels. Der rohrförmige Kühlmittelbehälter ist am Einlaufteil der Kühlvorrichtung befestigt. In dem Rohr befindet sich eine wendelförmig gewundene Fläche, an dessen Innenkante sich der unter innerem Überdruck stehende Schlauch abstützt. Die Innenkante der Wendelfläche ergibt einen Durchmesser, der dem Solldurchmesser des Schlauchs entspricht. Die Ganghöhe, mit der die Wendelfläche nach einer Umdrehung ansteigt, entspricht etwa dem Abstand der Distanzringe nach der Ausführung 1 und 2. Ebenso entspricht die Dicke der Wendelfläche etwa der Dicke der Scheiben nach Ausführung 1 und 2. Das Kühlmittel wird entweder durch den unteren Anschluß des Kühlmittelbehälters zugeführt und folgt dann spiralförmig der Wendelfläche bis zum Auslauf des Kühlbehälters oder das Kühlmittel wird am oberen Anschluß abgesaugt. Auch in dieser Ausführung wird eine laminare Strömung bevorzugt. Da sich der Wärmeübergang proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels an der Schlauchoberfläche erhöht, ergibt sich bei dieser Ausführungsform ein hoher Wärmeübergang.

Die Führung der Kühlmittelströmung durch eine Wendel hat neben dem einfachen Aufbau und der vorteilhaften Führung des Kühlmittels noch einen weiteren Vorteil: Durch Verdrehen oder Verändern der Wendellänge läßt sich der Durchmesser der den Schlauch stützenden Innenkante verändern. Damit ergibt sich die Möglichkeit, den Durchmesser des Schlauchs zu korrigieren, falls sich am abgekühlten Schlauch zeigen sollte, daß sein Durchmesser vom Soll-Durchmesser abweicht. In der Regel gehören dazu nur wenige zehntel Millimeter, die z.B. von der Materialtype des Thermoplasten abhängen. Die dabei erreichbare Verstellmöglichkeit richtet sich nach dem Verhältnis Wendelfläche zu Wendeldicke.

Bei der Verkleinerung des äußeren Wendeldurchmessers entsteht ein Spalt zwischen dem Innendurchmessers des Kühlmittelrohrs und dem Außendurchmesser der Wendel. Für den Kühlmitteldurchfluß ist dies jedoch ohne Bedeutung, da die durch den Spalt fließende Menge die Strömungsverhältnisse am Schlauch nicht verändert.

Der abgekühlte Schlauch verläßt die Kühlvorrichtung durch eine Austrittsbuchse. Infolge des Unterdrucks im Kühlmittelbehälter wird der Schlauch gegen die Buchse gepreßt und dichtet dabei die Kühlmittelflüssigkeit gegen Lufteintritt ab.

Der abgekühlte Schlauch wird nach dem Austritt aus der Kühlmitteleinrichtung von einem Doppelwalzenpaar erfaßt und flachgelegt. Zum Schluß wird der flachgelegte Schlauch unter leichtem Changieren aufgerollt.

Die Vorteile der Kühleinrichtung lassen sich gegenüber dem Stand der Technik kurz wie folgt zusammenfassen:

Die Kühleinrichtung ermöglicht es, einen Schlauch mit über die Länge bisher nicht erreichtem konstant bleibendem Durchmesser mit amorpher Struktur zu produzieren. Damit ist es möglich, den Schlauch bei vorgegebener Länge mit konstanten Gewichtsmengen zu füllen.

Die Ablängung des Schlauchs bereitet fertigungstechnisch keine Probleme.

Die erreichbare Abkühlgeschwindigkeit macht bisher nicht erreichbare Fertigungsgeschwindigkeiten möglich.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung beispielhaft anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

1 Eine Kühlvorrichtung gemäß Ausführung 1, teilweise im Schnitt.

2 Ein Querschnitt des Kühlbehälters entsprechend Schnitt A–B in 1.

3 Einen Längsschnitt eines Abschnitts vom Kühlbehälter entsprechend Schnitt C–D in 2.

4 Eine Kühlvorrichtung mit Kühlmittelabsaugung gemäß Ausführung 2, teilweise im Schnitt.

5 Ein Querschnitt des Kühlbehälters entsprechend Schnitt E–F in 4.

6 Einen Längsschnitt eines Abschnitts vom Kühlbehälter entsprechend Schnitt G–H in 5.

7 Eine Kühlvorrichtung mit Wendel gemäß Ausführung 3 im Schnitt.

8 Drei Wendelausführungen im Schnitt, dargestellt als halbe Windung mit unterschiedlichem Querschnitt.

1 zeigt die Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Ausführung für die Zufuhr von Kühlmittel durch die Rohre (1) und (2). Der plastifizierte Schlauch „S" gelangt nach der Einschnürung in den Einlauftrichter (3) unter Mitnahme von Kühlmittel, das dem Einlauftrichter im Überschuß durch die Bohrung (11) zufließt, in den ersten Bereich der Kühleinrichtung (6), Teil „J". Das überschüssige Kühlmittel fließt bei (12) und (13) wieder ab. Der Teil (6) der Kühleinrichtung enthält mehrere Kühllippen (4), deren Zwischenräume mit Kühlmittel gefüllt sind. Der Einlauftrichter (3) ist durch das Zwischenstück (5) mit dem das die Kühllippen enthaltende Teil (6) verbunden. Das Teil (6) sitzt im Block (10), an dem der Kühlmittelbehälter, Teil "K" befestigt ist. Dieser Teil besteht aus den Scheiben (7), zwischen denen sich Distanzringe (8) befinden. Scheiben (7) und Distanzringe (8) werden mittels der Schrauben (22), (23) zusammengehalten und am Block (10) befestigt. Das Kühlmittel fließt durch Bohrungen (16) in den Zulaufrohren (1) und (2) zwischen die Scheiben (7). Durch Öffnungen (17) in den Distanzringen (8) fließt das Kühlmittel wieder in den Kühlmittelbehälter (14) und von dort über das Rohr (24) zurück zu der nicht dargestellten Pumpe. Die Behälterwand (15) mit Boden (35) und Kragen (36) ist mit dem Teil „J" der Kühlvorrichtung verbunden. Der abgekühlte Schlauch „S" tritt aus dem Kühlmittelbehälter (14) durch das im Behälterboden (35) befindliche Mundstück (25) ins Freie. Durch den Unterdruck im Kühlmittelbehälter wird der Schlauch „S" gegen die Buchse gedrückt und dichtet dadurch gegen einen Kühlmittelaustritt ab.

2 zeigt einen Ausschnitt der Kühlvorrichtung im Schnitt A–B der 1. Es zeigt mit (15) die Wand des Kühlmittelbehälters (14), mit (8) den Distanzring im Schnitt und mit (7) eine Scheibe in Aufsicht. Mit (1), (1a), (2) und (2a) sind die Zuführrohre für das Kühlmittel im Schnitt dargestellt und mit (22), (22a), (23) und (23a) die Schrauben, mit denen die Kühlvorrichtung, Teil „K" an dem Teil „J" der Kühlvorrichtung befestigt ist.

3 zeigt einen Teil der Kühlvorrichtung im Längsschnitt C–D der 2 mit der Wand (15) des Kühlmittelbehälters (14), den Scheiben (7), den Distanzringen (8) und dem Zuführrohr (1) und (2) für das Kühlmittel, das die Bohrungen (16) enthält.

Für die 4 bis 6 werden für die gleichen Teile dieselben Bezeichnungsnummern wie bei den 1 bis 3 verwendet.

4 zeigt die Kühlvorrichtung in der Ausführung mit einer Einrichtung zum Absaugen des Kühlmittels unmittelbar an dem zu kühlenden Schlauch „S". Mit (18) und (19) sind die Saugrohre dargestellt, die das Kühlmittel durch die Aufnahmestutzen (20) mittels einer nicht dargestellten Umwälzpumpe absaugen. Das Kühlmittel fließt von den Saugrohren über die nicht dargestellte Umwälzpumpe durch das Rohr (24) wieder in den Kühlmittelbehälter (14) zurück.

5 zeigt einen Ausschnitt der Kühlvorrichtung im Schnitt E–F der 4. Dabei stellen (20), (20a), (19) und (19a) die Saugrohre und (20) die Saugdüsen dar.

6 zeigt einen Teil der Kühlvorrichtung im Längsschnitt G–H der 4 mit den Saugrohren (19) und den Saugdüsen (20).

7 zeigt die Ausführung 3, bei der an das Teil „J" der Kühlvorrichtung mittels des Flansches (26) der untere Teil „L" der Kühlvorrichtung am oberen Teil befestigt ist. Diese Ausführung besteht aus dem Rohr (27), in dem sich die Wendel (28) befindet. Am unteren Ende des Rohres (28) ist das Rohr (29) befestigt, durch welches das Kühlmittel in das Kühlrohr (27) hineingepumpt wird. Das Kühlmittel fließt in dem Gang der Wendel kreisförmig nach oben und fließt am oberen Ende des Kühlrohres durch Rohr (30) wieder ab. Die Wendel ist mit ihrem unteren Ende an der Austrittsbuchse (34) befestigt. Am unteren Ende des Rohrs (27) ist der Flansch (31) befestigt. Er trägt in dichtem Abstand eine Reihe von Bohrungen (32). Diese Bohrungen haben die Aufgabe, die Austrittsbuchse mit Hilfe des Bolzens (33) gegen Verdrehen zu sichern. Zum Einstellen des Sollmaßes für den Schlauch wird die Austrittsbuchse verdreht. Dabei spannt sich die Wendel. Ein Zurückdrehen der Wendel wird verhindert, indem der Bolzen (33) in eine der Bohrungen (32) geschoben wird. Hierdurch ist es möglich, durch Verdrehen der Austrittsbuchse den Durchmesser der Wendel im Rohr zu verändern und die Verdrehung durch Einführen des Bolzens in den Flansch abzusichern.

In 8 sind unterschiedliche Querschnitte der Wendel in Form einer halben Windung dargestellt; von einen Verhältnis Wendelfläche : Dicke a : b = 10 : 1 über 10 : 5 bis hin zu einem Rundstab. Die unterschiedlichen Verhältnisse beeinflußen das Maß einer möglichen Veränderung des Innendurchmessers.


Anspruch[de]
  1. Abkühleinrichtung für dünne extrudierte thermoplastische Schläuche mit einer Wandstärke von vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 0,7 mm, wobei der Schlauch vertikal extrudierbar ist, mit

    – einem Kühlmittelbehälter (14) zur Aufnahme von mit Zuführrohren (1, 2) zugeführtem Kühlmittel, mit

    – im Kühlmittelbehälter (14) beabstandet übereinander angeordneten Scheiben (7), wobei

    – jede Scheibe (7) eine dem Soll-Durchmesser des Schlauchs entsprechende Bohrung zur Bildung einer Abstützung für den Schlauch aufweist, derart, daß der Soll-Durchmesser des Schlauchs beim Abkühlen in dem Kühlmittel durch die Abstützungen erzeugbar ist, gegen die der Schlauch infolge eines Unterdrucks des Kühlmittels anpressbar ist, wobei

    – die beim Abkühlen des Schlauchs an das Kühlmittel abgegebene Wärme durch Nachführen von abgekühltem Kühlmittel abführbar ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    – zur Bildung von im Kühlmittelbehälter (14) angeordneten Kühlkammern die Scheiben (7) durch Distanzringe (8) übereinander auf Abstand gehalten sind, wobei die Scheiben (7) und die Distanzringe (8) mittels Verbindungselementen zu einem Paket zusammengehalten sind, wobei der Wärmeaustausch in den Kühlkammern innerhalb des Kühlmittelbehälters (14) stattfindet, wobei

    – die Zuführrohre (1, 2) Bohrungen (16) für den Kühlmittelaustritt aufweisen, zur Zufuhr von Kühlmittel zwischen die Scheiben (7) in die Kühlkammern, und wobei

    – in den Distanzringen (17) Öffnungen für den Rückfluß des Kühlmittels von den Kühlkammern in den Kühlmittelbehälter (14) vorgesehen sind.
  2. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Unterdrucks so wählbar ist, daß zwischen Schlauch und Abstützung noch ein Flüssigkeitsfilm erhalten bleibt.
  3. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch ohne Wandberührung in die obere Öffnung des Kühlmittelbehälters (14) hinein führbar ist, wobei die in einem Becken oberhalb des Kühlmittelbehälters (14) unter Atmosphärendruck stehende Kühlflüssigkeit in den Kühlmittelbehälter hinein saugbar ist.
  4. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung aus einem oberen Teil „J" besteht, in dem in einer ersten Phase der Schlauch durch abgerundete Lippen führbar ist und einen unteren Teil „K", in dem der Schlauch gegen Überdehnung abstützbar ist.
  5. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck außerhalb des Kühlmittelbehälters (14) in einem Ausgleichsbehälter erzeugbar ist, dessen oberer Teil mit Gas gefüllt ist und an dem eine Gaspumpe angeschlossen ist, die das Gas evakuiert.
  6. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Kühlmittelzufluß beim Hineinsaugen des Kühlmittels durch die obere Öffnung des Kühlbehälters erzeugte Kühlmittelüberschuß im Kühlmittelkreislauf bevorzugt im Ausgleichsbehälter, durch eine Tauchpumpe absaugbar und dem unter Atmosphärendruck stehende Becken an der oberen Öffnung des Kühlmittelbehälters (14) wieder zuführbar ist.
  7. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Abkühlen des Schlauchs an das Kühlmittel abgegebene Wärme mit diesem aus der näheren Umgebung des Schlauchs absaugbar ist.
  8. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kühlmittelbehälters (14) die erwärmte Luft im Innenraum des Schlauchs mittels zweier Zuführrohre durch das Extrusionswerkzeug hindurch mittels Druckluft durch eines der beiden Rohre austauschbar ist.
  9. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrohre (1, 2) durch Saugrohre (19) mit an deren Ende konkav ausgebildeten Düsen (20) ergänzt sind.
  10. Abkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung, mit der das Kühlmittel ausgetauscht wird, laminar fließt.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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