DE3326870C2

DE3326870C2 - Rotierendes Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung

Info

Publication number: DE3326870C2
Application number: DE3326870A
Authority: DE
Inventors: Manfred DDR 2792 Schwerin Garberding; Reinhard Dipl.-Ing. DDR 2711 Klein Rogahn Teschke
Original assignee: Umformtechnik Herbert Warnke VEB
Current assignee: Umformtechnik Herbert Warnke VEB
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1987-04-16
Also published as: GB8323325D0; FR2532582B1; FR2532582A1; GB2126160B; IT1170455B; IT8348904A0; GB2126160A; DE3326870A1

Abstract

Die Erfindung betrifft den Schmelzekanalverlauf und die Kühlluftzu- und -abfuhr in einem Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung, bei dem die Schmelzekanäle im stationären Teil des Werkzeuges sternförmig angeordnet sind und bei dem sich dazwischen die Bohrungen für die Kühlluftzu- und -abfuhr befinden. Aufgabe der Erfindung ist es, die zwischen dem stationären und rotierenden Teil des Werkzeuges abzudichtende Kreisringfläche klein auszubilden und gleichzeitig eine funktionssichere einfache Verbindung zwischen den stationären und den rotierenden Kühlluftzu- und -abführungsrohren zu schaffen. Erreicht wird das dadurch, daß der Ringspaltdüsenkopf aus einem Dorn und Außenring besteht und auf dem stationären Verteiler angeordnet ist. In der Trennebene ist ein Ringkanal, an dem Bohrungen um 90 ° nach außen umgelenkt, zum Wendelverteiler führen. Im Dorn ist ein Luftleiteinsatz drehfest angeordnet, mit dem das Luftzuführungsrohr und über eine Lochscheibe das Luftabführungsrohr drehfest verbunden sind, die auf Stauscheiben im stationären Verteiler gleiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 29 15 835 ist ein rotierendes Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung der eingangs genannten Art bekannt, das aus einem Anschlußstück, über das die Schmelze zentral einem Verteiler zugeführt wird, besteht. Der Verteiler ist stationär angeordnet. Im Verteiler wird die Kunststoffschmelze über sternförmige, schräg nach oben verlaufende Fließkanäle, zu einem rotierendem Ringspaltdüsenkopf geleitet, der aus einem Zwischenring mit darauf angeordneten Dorn und Außenring und einer Dichtung besteht. Die Dichtung ist in der Trennebene zwischen dem Zwischenring und dem stationären Verteiler angeordnet. Im Zwischenring befindet sich ein durch Verbindungsstege unterbrochener kreisringförmiger Fließkanal. Die Zu- und Abfuhr der Innenkühlluft erfolgt über im stationären Verteiler und im Ringspaltdüsenkopf axial und konzentrisch zueinander angeordnete Luftzuführungs- und Abführungsrohre. Diese sind mit im stationären Verteiler angeordneten radialen Verbindungsrohren, die sich zwischen den sternförmig verlaufenden Fließkanälen befinden, verbunden. Zwischen dem rotierenden Ringspaltdüsenkopf und den stationären und konzentrischen Luftzuführungs- und Abführungsrohren sind Gleitringbuchsen zur Führung angeordnet.
Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Abdichtung zwischen dem rotierenden Zwischenring und dem stationären Verteiler konstruktiv und fertigungstechnisch, durch die schräg verlaufenden Bohrungen, sehr aufwendig ist. So müssen unter Verwendung eines Dichtringes gleichzeitig zwei Dichtstellen, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer Rotationsbewegung abgedichtet werden. Mit zunehmenden Ringspaltdüsendurchmesser wird die Abdichtung durch die größer werdende Kreisringfläche und den Druck in der Kunststoffschmelze immer schwieriger. Durch die Erhöhung der Anpreßkraft entstehen größere Reibungskräfte, eine größere Antriebsleistung ist notwendig und eine zuverlässige Abdichtung ist nicht mehr gewährleistet. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die axial und konzentrisch im Ringspaltdüsenkopf vorgesehenen Luftzu- und Abführungsrohre stationär angeordnet sind. Das hat zur Folge, daß die durch Fertigungsabweichungen bei der Luftzuführung entstehenden Luftwirbel und die daraus resultierende Foliendickentoleranzen auf dem Folienwickel nicht verteilt werden. Durch die Entstehung sogenannter Kolbenringe wird die Weiterverarbeitung der Folie erschwert. Bei dem in der DE-OS 25 09 024 beschriebenen rotierenden Folienblaswerkzeug wurde die Trennebene zwischen dem rotierenden und dem stationären Werkzeugteil bereits in den zentralen Schmelzezuführungskanal gelegt. Durch den geringen Durchmesser in der Trennebene treten keine Abdichtprobleme bei der Kunststoffschmelze auf. Die Kunststoffschmelze wird dann durch schräge sternförmig verlaufende Verteilerbohrungen im rotierenden Werkzeugteil, die in eine Wendel des Wendelverteilers münden, gleichmäßig verteilt. Die Luftzuführung und Abführung in das Innere des Werkzeuges erfolgt zwischen den Verteilerbohrungen im rotierenden Werkzeugteil. Nachteilig ist, daß zum Anschluß der stationären Luftkanäle an das rotierende Werkzeug sehr große, geteilte, gegeneinander verdrehbare, abgedichtete und zum Werkzeug konzentrisch angeordnete Luftverteilerringe erforderlich sind, wofür der konstruktive, technologische und mechanische Fertigungsaufwand sehr hoch ist.
Der Nachteil der komplizierten Abdichtung für die Luftzu- und -abfuhr tritt bei einem gattungsfremden seitlich eingespeisten Folienblaswerkzeug gemäß DE-OS 25 08 930 nicht auf. Die Luftzu- und Abführungsrohre sind zentral angeordnet, wodurch das Werkzeug in der Breite wenig Platz beansprucht und der Durchmesser für die Trennebene zwischen dem stationären und dem rotierenden Teil des Werkzeuges klein gehalten werden kann. Die Abdichtung dieser Teile gegeneinander ist daher einfach. Durch die seitliche Schmelzezuführung, die sich oberhalb des Anschlusses für die Luftzuführungs- und Abführungsrohre befindet, treten jedoch Inhomogenitäten in der Kunststoffschmelze auf. Verursacht werden diese durch die unterschiedlichen Fließweglängen, die sich aus der seitlichen Einspeisung, der Umlenkung und der Verteilung der Kunststoffschmelze auf dem Umfang ergeben. Diese haben sehr nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der Folie.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein rotierendes Folienblaswerkzeug der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die zwischen dem stationären und rotierenden Formteil abzudichtende Kreisringfläche unabhängig vom Ringspaltdüsendurchmesser konstant und klein ausgebildet ist und daß eine einfachere Verbindung zu den rotierenden Kühlluftzu- und Abführungsrohren im rotierenden Ringspaltdüsenkopf geschaffen wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dorn in der Trennebene mit einem Flansch versehen ist und mit dem Außenring fest verbunden ist, daß sich in der Trennebene ein Ringkanal befindet, daß die Dichtung aus Dichtringen besteht, wobei die Dichtringe den Ringkanal radial nach außen und innen abdichten, und daß das Luftzu- und Abführungsrohr im Bereich der Trennebene in einen stationären und einen rotierenden Abschnitt unterteilt ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Schmelzezuführungskanal rechtwinklig in sternförmig radial verlaufende Bohrungen aufgeteilt ist, in die ausgehend vom Ringkanal achsparallele Bohrungen münden. Im Dorn sind radial am Umfang verteilte Bohrungen vorgesehen, die über achsparallele Bohrungen mit dem Ringkanal verbunden sind. Die im Dorn verteilten Bohrungen führen in eine Wendel des Wendelverteilers. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Dorn mit einem Luftleiteinsatz drehfest verbunden ist. Mit diesem Luftleiteinsatz sind das Luftzuführungsrohr direkt und die Luftabführungsrohre über eine Lochscheibe drehfest miteinander verbunden. Das Luftzuführungsrohr ist außerdem auf einer im stationären Verteiler angeordneten Stauscheibe und das Luftabführungsrohr ist auf dem im stationären Verteiler fest angeordneten Luftabführungsrohr drehbeweglich gelagert.
Diese erfindungsgemäße Ausführung eines rotierenden Folienblaswerkzeuges gestattet konstant kleine Dichtungsabmessungen in der Trennebene zwischen dem stationären Verteiler und dem rotierenden Ringspaltdüsenkopf. Es wird eine zuverlässige und einfache Abdichtung, unabhängig von der Größe des Ringspaltdüsendurchmessers, erreicht. Je nach erforderlicher Folienbreite kann die Schmelzebohrung hinter dem Ringkanal beliebig weit nach außen geführt werden und danach in einen Wendelverteiler entsprechenden Durchmessers übergeleitet werden, ohne daß sich der Aufwand für die Abdichtung ändert. Der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand für die Kupplungsverbindung der stationären mit den rotierenden Luftzu- und Abführungsrohren ist sehr gering und eine funktionssichere Abdichtung ist gewährleistet. Durch die mitrotierenden Luftzu- und Abführungsrohre werden die Foliendickentoleranzen gleichmäßig auf dem Folienwickel verteilt und es entstehen einwandfreie Folienwickel für die Weiterverarbeitung.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Folienblaswerkzeug,
Fig. 2 Verbindung zwischen Luftzu- und -abführungsrohr und dem rotierenden Luftleiteinsatz als Einzelheit x vergrößert dargestellt.
Fig. 3 Verbindungsstelle des stationären Verteilers und des stationären Luftabführungsrohres mit den drehbeweglichen Luftzu- und -abführungsrohren als Einzelheit y.
Fig. 4 Teilansicht der Lochscheibe aus der Ansicht z.
Das rotierende Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung zur Herstellung von Schlauchfolie besteht aus einem stationären Verteiler 1 und einem rotierenden Ringspaltdüsenkopf 20 , mit einem Dorn 16 und einem Außenring 17, der mit einem Antrieb 14 zur Erzeugung der Rotationsbewegung versehen ist. Der Dorn besitzt in der Trennebene zum stationären Verteiler einen Flansch 19, auf dem der Außenring 17 fest angeordnet ist. Die Kunststoffschmelze gelangt von der Schmelzezuführung 15 in den stationären Verteiler und wird dort in rechtwinklige sternförmig radial verlaufende Bohrungen 2 in Einzelströme aufgeteilt. In der Trennebene ist ein Ringkanal 5 angeordnet, von dem aus achsparallele Bohrungen 33 in die Bohrungen 2 münden. Der Ringkanal 5 wird durch Dichtringe 3 und 4 radial nach außen und innen abgedichtet. Im Dorn sind am Umfang verteilt radiale Bohrungen 6 vorgesehen, die über achsparallele Bohrungen 34 mit dem Ringkanal verbunden sind. Die Bohrungen 6 führen dann weiter in eine Wendel des Wendelverteilers 7, wo die Kunststoffschmelze durch eine sich überlagernde axiale und radiale Strömung intensiv vergleichmäßigt wird.
An der Düsenöffnung 8 tritt sie dann als Folienschlauch aus dem Werkzeug aus.
Die Kühlluft strömt über mehrere radial am Umfang des Verteilers 1 angeordneten Rohre 10 in eine zylindrische Luftverteilerkammer 24, die als Sachbohrung ausgebildet ist und mit einer entsprechenden Luftkammer 26 im Dorn 16 in Verbindung steht.
Auf einer im stationären Verteiler angeordneten Stauscheibe 23 ist ein Luftzuführungsrohr 9 drehbeweglich angeordnet, das mit einem im Dorn 16 fest angeordneten Luftleiteinsatz 27 drehfest verbunden ist.
Konzentrisch zum Luftzuführungsrohr 9 ist im Verteiler und im Dorn ein Luftabführungsrohr für die erwärmte Kühlluft angeordnet, durch das die aus dem oberen Teil der Folienblase erwärmte Kühlluft abgesaugt wird.
Das Luftabführungsrohr ist quergeteilt und besteht aus einem stationär im Verteiler 1 angeordneten Luftabführungsrohr 12, das mit den stationären radial im Verteiler 1 angeordneten Rohren 13 verbunden ist. Auf dem Luftabführungsrohr 12 ist eine Stauscheibe 22 befestigt, deren Außendurchmesser kleiner als die Bohrung der Luftverteilerkammer 24 ist (Fig. 3). Die zweite Stauscheibe 23 ist über der Stauscheibe 22 an der Wandung der Luftverteilerkammer 24, unterhalb der Trennebene befestigt. Auf dem stationären Luftabführungsrohr 12 ist drehbeweglich der Abschnitt des Luftabführungsrohres 12&min; angeordnet, der mit einer Wärmeisolierung 12&min;&min; umgeben ist. Die Bohrung in der Stauscheibe 23 ist größer als der Durchmesser des Luftabführungsrohres 12&min;, 12&min;&min;, aber kleiner als der Außendurchmesser der Stauscheibe 22. Der Luftleiteinsatz 27 und das Luftzuführungsrohr 9 sind an der Verbindungsstelle noch mit einer Lochscheibe 21, die mit Langlöchern 29 versehen ist, fest verbunden. Die Lochscheibe 21 ist wiederum mit der Verlängerung des Luftabführungsrohres 12&min;&min;&min; verbunden, die sich auf dem Luftabführungsrohr 12&min; befindet. Auf dem Luftabführungsrohr 12&min;&min;&min; ist ein Luftleiteinsatz 28 fest aufgesetzt, der der geometrischen Kontur des Luftleiteinsatzes 27 angepaßt ist.
Zwischen der Bohrung im Dorn und dem Luftzuführungsrohr 9 befindet sich ein Hohlraum 30, der als Isolator zwischen dem Schmelzestrom im Wendelverteiler 7 und dem Kühlluftstrom in der Luftkammer 26 wirkt. Zwischen der Stauscheibe 23 und dem Luftzuführungsrohr 9, sowie der Stauscheibe 22 und dem Luftabführungsrohr 12&min; befinden sich Dichtungen 31 und 32.
In der Luftkammer 24, die von den Stauscheiben 22, 23 begrenzt wird, wird ein Staudruck erzeugt, der zur Vergleichmäßigung der Luftströmung über den gesamten Strömungsquerschnitt führt. Die Kühlluft strömt danach über den Ringspalt 25 in die Luftkammer 26 und von dort in die Schlauchblase. Der an der Düsenöffnung 8 austretende Folienschlauch kann zusätzlich durch eine Außenkühlung 18 gekühlt werden.

Claims

1. Rotierendes Folienblaswerkzeug mit zentraler Schmelzezuführung und Folieninnenkühlung, bestehend aus einem stationären Verteiler mit sternförmig verlaufenden Fließkanälen und einem rotierenden Ringspaltdüsenkopf, bestehend aus einem Dorn und einem Außenring und einer Dichtung, wobei die Dichtung in der Trennebene zwischen dem Dorn und dem stationären Verteiler angeordnet ist, und mit im stationären Verteiler und Ringspaltdüsenkopf axial und konzentrisch zueinander angeordneten Luftzuführungs- und Abführungsrohren, die mit im stationären Verteiler angeordneten radialen Verbindungsrohren, die sich zwischen den sternförmig verlaufenden Fließkanälen befinden, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (16) in der Trennebene mit einem Flansch (19) versehen ist und mit dem Außenring (17) fest verbunden ist, daß sich in der Trennebene ein Ringkanal (5) befindet, daß die Dichtung aus Dichtringen (3; 4) besteht, wobei die Dichtringe den Ringkanal (5) radial nach außen und innen abdichten, und daß das Luftzu- und Abführungsrohr (9; 12; 12&min;) im Bereich der Trennebene in einen stationären und einen rotierenden Abschnitt unterteilt ist.

2. Rotierendes Folienblaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzezuführungskanal (15) rechtwinklig in sternförmig radial verlaufende Bohrungen (2) aufgeteilt ist, in die ausgehend vom Ringkanal (5) achsparallele Bohrungen (33) münden, daß im Dorn (16) am Umfang verteilt radiale Bohrungen (6) vorgesehen sind, die über achsparallele Bohrungen (34) mit dem Ringkanal (5) verbunden sind und daß die im Dorn (16) verteilten Bohrungen (6) in eine Wendel des Wendelverteilers (7) führen.

3. Rotierendes Folienblaswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Luftleiteinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleiteinsatz (27) drehfest mit dem Dorn (16) verbunden ist, daß mit dem Luftleiteinsatz (27) das Luftzuführungsrohr (9) direkt und die Luftabführungsrohre (12&min;; 12&min;&min;) über eine Lochscheibe (21) drehfest miteinander verbunden sind, und daß das Luftzuführungsrohr (9) auf einer im stationären Verteiler (1) angeordneten Stauscheibe (23) und das Luftabführungsrohr (12&min;) auf dem im stationären Verteiler fest angeordneten Luftabführungsrohr (12) drehbeweglich gelagert sind.