Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MELT CONDUCTOR FOR AN EXTRUSION TOOL OF AN EXTRUSION SYSTEM, EXTRUSION TOOL, EXTRUSION SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING AN EXTRUSION SYSTEM OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/073696
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a melt conductor (1), in particular a melt distributor or melt mixer, for an extrusion tool (2) of an extrusion system (3), comprising two or more melt conductor blocks (4a, 4b) and a multi-channel system (5), wherein the multichannel system (5) is arranged, extending three-dimensionally, within at least one of the melt conductor blocks (4a, 4b) and has at least one inlet (6) and at least one outlet (7) for polymer melt; wherein a plurality of branchings (8) arranged one downstream the other and a plurality of generations (9a) of further branchings (10) of melt channels (11a, 11b), which melt channels are divided among a plurality of generations (12a, 12b), are formed between an inlet (6) and an outlet (7) fluidically connected to the inlet (6); wherein m melt channels (11a) of a-th generation (12a) having x-th local cross-sections and n melt channels (11b) of b-th generation (12b) having y-th local cross-sections are provided; wherein n > m, if b > a; wherein the y-th local cross-sections of the melt channels (11b) of b-th generation (12b) are smaller than the x-th local cross-sections of the melt channels (11a) of a-th generation (12a). The invention further relates to an extrusion tool, to an extrusion system and to a method for operating the extrusion system.

Inventors:
MEYER HELMUT (DE)
KRUK VOLKMAR (DE)
ROTTSTEGGE ANNA KLARA (DE)
GEUS HANS-GEORG (DE)
POHL TIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/200086
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 14, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
REIFENHAEUSER MASCH (DE)
International Classes:
B29C48/695; B29C48/25; B29C48/36; B29B7/32; B29C48/255; B29C48/92
Foreign References:
US4990293A1991-02-05
US20040126454A12004-07-01
US4017240A1977-04-12
US2734224A1956-02-14
US6579555B12003-06-17
EP0197181B11989-08-16
US3923209A1975-12-02
DE2114465A11972-10-26
EP0197181B11989-08-16
DE19703492A11998-08-06
Attorney, Agent or Firm:
FARAGO PATENTANWALTS- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Schmelzeleiter (1), insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusionswerkzeug (2) einer Extrusionsanlage (3), aufweisend zwei oder mehrere Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) sowie ein Multikanalsys tem (5), wobei das Multikanalsystem (5) sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigs tens eines der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) angeordnet ist sowie mindestens einen Eintritt (6) und mindestens einen Austritt (7) für Polymerschmelze aufweist, wobei zwischen einem Eintritt (6) und einem mit dem Eintritt (6) fluidisch verbunde nen Austritt (7) mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen (8) und mehrere Generationen (9a) Weiterverzweigungen (10) über mehrere Generationen (12a, 12b) aufgeteilter Schmelzekanäle (11a, 11b) ausgebildet sind, wobei m Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation (12a) mit x-ten lokalen Querschnit ten und n Schmelzekanäle (1 lb) b-ter Generation (12b) mit y-ten lokalen Querschnit ten vorhanden sind, wobei n>m, wenn b>a, wobei die y-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (1 lb) b-ter Generati on (12b) kleiner sind als die x-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (1 la) a- ter Generation (12a), und wobei in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle (1 la) a-ter Ge neration (12a) dem Eintritt (6) und die Schmelzekanäle (11b) b-ter Generation (12b) dem Austritt (7) zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter (1) für einen designier ten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzeverteiler dient, oder in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle (11a) a-ter Ge neration (12a) dem Austritt (7) und die Schmelzekanäle (1 lb) b-ter Generation (12b) dem Eintritt (6) zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter (1) für einen designierten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzemischer dient.

2. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Multikanalsystem (5) durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) er- streckt.

3. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Verspannsys tem (13), mittels welchem die Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) zu einer Blockeinheit mit einander verspannbar sind.

4. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verspann- System (13) eine Halteeirichtung (16) mit einem thermisch aktivierbaren Rahmenteil (17) umfasst, mittels welchem wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) gegenei nander verspannbar sind.

5. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) Positioniermittel (31) aufweisen, mittels welchen die mindestens zwei Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) zueinander positionierbar sind.

6. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Verbinden, insbesondere zum Schraubverbinden und/oder Verkleben, der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b). 7. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Zuganker (32), der durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) hindurchgeführt ist und wenigstens zwei Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) gegeneinander verspannt.

8. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Anlagefläche (33a, 33b) zwischen zwei aneinander zur Anlage kom- menden Schmelzeleiterblöcken (4a, 4b) eine Dichtung (34) angeordnet ist.

9. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei oder mehr Multikanalsysteme (5 a, 5b) durch wenigstens zwei Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) erstrecken, wobei ein Kanalaustritt (36) eines k-ten Mul- tikanalsystems (5) des ersten Schmelzeleiterblocks (4a) einem Kanaleintritt (35) eines k- ten Multikanalsystems (5) des zweiten Schmelzeleiterblocks (4b), und umgekehrt, ein deutig zugeordnet ist.

10. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens einer der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) einen Medienkanal (20) aufweist, insbesondere für eine zirkulierende Fluidversorgung, vor allem zum Temperie ren, und/oder für eine elektrische Leitung und/oder für eine Messeinrichtung.

11. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Schmelzeleiterblöcke (4a, 4b) ein statisches Funktions- element (21) zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der designierten Polymerschmelze aufweist.

12. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Funktionselement (21) ein statisches Mischelement ist.

13. Extrusionswerkzeug (2) für eine Extrusionsanlage zum Erzeugen von Extrusions- Produkten, umfassend einen Schmelzeleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo bei der Schmelzeleiter (1) dazu ausgebildet ist, mindestens eine designierte Polymerschmelze zu verteilen und/oder zu mischen.

14. Extrusionswerkzeug (2) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Extrusi onsdüsenaustritt (22) mit einer Breite (B) von mehr als 5.000 mm, bevorzugt von mehr als 6000 mm oder mehr als 8000 mm.

15. Extrusionsanlage (3) zum Erzeugen von Extrusionsprodukten, umfassend ein Extrusionswerkzeug (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 oder 14.

16. Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage (3) nach Anspruch 15, wobei der Extrusionsanlage (3) mindestens ein extrudierfähiges Polymer, insbesondere mindestens ein Kunststoff zugeführt wird, das zu einer jeweiligen Polymerschmelze plastifiziert wird, wobei die jeweilige Polymerschmelze einem Schmelzeleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zugeführt wird, der die jeweilige Polymerschmelze verteilt und/oder mischt.

Description:
SCHMELZELEITER FÜR EIN EXTRUSIONSWERKZEUG EINER EXTRUSIONSANLAGE, EXTRUSIONSWERKZEUG, EXTRUSIONSANLAGE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER

SOLCHEN EXTRUSIONSANLAGE

Die Erfindung betrifft einen Schmelzeleiter für ein Extrusionswerkzeug einer Extrusions anlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanal System.

Die Erfindung betrifft ferner ein Extrusionswerkzeug zum zumindest mittelbaren Extrudie ren bzw. Erzeugen von Extrusionsprodukten wie Folien, Vliesstoffen, Profilen, Rohren, Blasformteilen, Filamenten, Platten, Halbzeugen, Schläuchen, Kabeln, Compounds oder Schaumhalbzeugen. Ein Extrusionswerkzeug umfasst im Allgemeinen einen oder mehrere Schmelzeleiter, der bzw. die als Schmelzeverteiler und/oder als Schmelzemischer ausge bildet sein können. Das Extrusionswerkzeug ist dazu vorgesehen, eine Polymerschmelze, die von mindestens einer Bereitstellungseinheit vorgehalten und eingespeist wird, zu verteilen und/oder zu mischen und, je nach Ausbildung des Schmelzeleiters bzw. der Schmelzeleiter direkt in die Umgebung des Extrusionswerkzeuges zu leiten. In einem solchen Fall fungiert ein Austritt oder mehrere Austritte des jeweiligen Schmelzeleiters jeweils als Extrusionsdüse bzw. als Düsenaustritt. Alternativ ist stromab des Schmelzelei ters oder der Schmelzeleiter eine separate Extrusionsdüse angeordnet, die von einem oder mehreren Schmelzeleitern mit Polymerschmelze gespeist wird und die Polymerschmelze zumindest mittelbar aus dem Extrusionswerkzeug in die Umgebung leitet. Das Extrusi onswerkzeug umfasst in diesem Fall also den bzw. die Schmelzeleiter sowie eine in Fließrichtung der designierten Polymerschmelze nachgelagerte Extrusionsdüse.

Der bzw. die Schmelzeleiter sowie die Extrusionsdüse können separate Bauteile sein. Denkbar ist aber auch, dass der bzw. die Schmelzeleiter und die Extrusionsdüse einteilig ausgebildet sind. Das Extrusionswerkzeug kann somit eine Baugruppe sein, bestehend aus den genannten sowie, je nach Ausgestaltung und Anforderungen der Extrusionsanlage, weiteren Bauteilen. Die Düsenaustritte des jeweiligen Schmelzeleiters bzw. die Extrusi onsdüse ist somit in Fließrichtung der Polymerschmelze das für das Extrusionsprodukt formgebende Bauteil. Unter einem Schmelzemischer ist ein Bauteil oder eine Baugruppe zu verstehen, der eine plastifizierte Polymerschmelze in jeweils einem oder mehreren Eintritten aufnimmt, wobei die Polymerschmelze anschließend über zusammengeführte bzw. sich kreuzende Schmel zekanäle zusammengeführt bzw. gemischt wird, bis die Polymerschmelze an einem oder mehreren Austritten, deren Anzahl geringer ist als die der Eintritte aus dem Schmelzemi scher jeweils austritt. Mithin ist die Polymerschmelze zunächst in einer Vielzahl von in Schmelzekanälen geführten Schmelzefäden aufgeteilt, die durch das Multikanalsystem nach und nach zusammenführt werden. Mit anderen Worten weist der Schmelzemischer in einer der designierten Fließrichtung der Polymerschmelzen entgegengesetzten Richtung Schmelzekanäle auf, die über wenigstens eine Verzweigung und mehrere Generationen Weiterverzweigungen in aufgeteilte Schmelzekanäle aufgeteilt sind. Im Umkehrschluss werden Schmelzekanäle und somit auch die Schmelzefäden in der designierten Fließrich tung der Polymerschmelzen über mehrere Generationen Zusammenführungen vereint, sodass an einer Austrittsseite des Schmelzemischers weniger Austritte vorliegend als an einer Eintrittsseite des Schmelzemischers Eintritte.

Demgegenüber ist unter einem Schmelzeverteiler ein Bauteil oder eine Baugruppe zu verstehen, der eine plastifizierte Polymerschmelze in einen oder mehrere Eintritte auf nimmt, wobei die Polymerschmelze anschließend über aufgeteilte Schmelzekanäle verteilt wird, bis die Polymerschmelze an zwei oder mehreren Austritten, deren Anzahl größer ist als die der Eintritte aus dem Schmelzeverteiler, austritt. Mithin wird die Polymerschmelze durch das Multikanal System nach und nach in eine Vielzahl von in Schmelzekanälen geführten Schmelzefäden aufgeteilt. Mit anderen Worten weist der Schmelzeverteiler in einer designierten Fließrichtung der Polymerschmelze Schmelzekanäle auf, die über wenigstens eine Verzweigung und mehrere Generationen Weiterverzweigungen in aufge teilte Schmelzekanäle aufgeteilt sind. Im Umkehrschluss werden Schmelzekanäle in einer der designierten Fließrichtung der Polymerschmelze entgegengesetzten Richtung über mehrere Generationen Zusammenführungen vereint, sodass an einer Austrittsseite des Schmelzemischers mehr Austritte ausgebildet sind als an einer Eintrittsseite des Schmel zemischers Eintritte.

Die Erfindung betrifft auch eine Extrusionsanlage, die insbesondere als Flachfolien-, Meltblown-, Spunbond-, Blasfolien-, Mono-Filament- oder Multi -Filament- Anlage ausgebildet ist und ein Extrusionswerkzeug umfasst, wobei das Extrusionswerkzeug zumindest einen Schmelzeleiter der vorgenannten Art aufweist. Die Extrusionsanlage ist im Wesentlichen dazu ausgebildet, ein extrudierfähiges Polymer aufzunehmen, dieses zu einer Polymerschmelze umzuwandeln oder als Polymerschmelze weiterzuverarbeiten, um anschließend durch eine geeignete Leitung der Polymerschmelze und nachgelagerte Verdüsung ein Extrusionsprodukt zu erzeugen.

Unter dem Begriff „extrudierfahiges Polymer“ sind im Wesentlichen Materialien und deren Abmischungen und handelsüblichen Additiven zu verstehen, die extrudierfähig sind bzw. von einem Extruder verarbeitbar sind. Darunter sind insbesondere Thermoplaste gemeint, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylene (PE), Polypropylen (PP), Poly amid (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) Polycarbonat (PC) Styrolbu tadien (SB), Polymethylmethacrylat (PMMA) Polyurethan (PUR) Polyethylenterephthalat (PET), Polyvenyalkohl (PVOH, PVAL) oder Polysulfon (PSU). Insbesondere kann es sich bei dem Polymer um ein Kunststoffpolymer handeln. Darüber hinaus sind auch Biowerk stoffe wie thermoplastische Stärke, Lösungen und weitere Materialien extrudierfähig und können für die hier vorliegende Erfindung anstelle von oder gemeinsam mit einem Kunst stoffpolymer verwendet werden. Der Einfachheit halber wird im Rahmen der hier vorlie genden Patentanmeldung meist nur von „Polymer“ oder „Kunststoffpolymer“ gesprochen.

Das extrudierfähige Polymer kann der Extrusionsanlage beispielsweise als Granulat oder Pulver oder Flakes in im Wesentlichen fester Form bereitgestellt werden. Alternativ ist denkbar, dass wenigstens ein Teil des extrudierfähigen Polymers in im Wesentlichen flüssiger Form vorliegt. Die Bereitstellungseinheit, welche das extrudierfähige Polymer vorhält, kann beispielsweise ein Speicher sein, der das Polymer zur Speisung des Schmel zeleiters in der für den Schmelzeleiter geeigneten Form bereitstellt. Alternativ kann die Bereitstellungseinheit ein Extruder sein, der das extrudierfähige Polymer vorab in eine zur Speisung des Schmelzeleiters optimale Phase, beispielsweise von einer im Wesentlichen festen Form in eine im Wesentlichen flüssige Form, umwandelt. Bei Speisung des Schmel zeleiters ist die Polymerschmelze in der Regel im Wesentlichen vollständig aufgeschmol zen bzw. plastifiziert oder in Lösung und wird anschließend durch den Schmelzeleiter aufgeteilt und/oder zusammengeführt. Ferner ist möglich, dass ein Teil des Polymers in im Wesentlichen fester Form vorliegt oder vor der Speisung des Schmelzeleiters der im Wesentlichen flüssigen bzw. aufgeschmolzenen Polymerschmelze als Zusatzstoff bzw. Additiv zugegeben wird, wobei der feste Anteil eine andere Schmelztemperatur aufweisen kann als der aufgeschmolzene Anteil. Mit anderen Worten besteht das Polymer in diesem Fall aus mindestens zwei Komponenten, die dem Schmelzeleiter gemeinsam oder separat zugeführt werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage.

Gattungsgemäße Schmelzeleiter und Extrusionswerkzeuge sind aus dem Stand der Technik der Extrusionstechnik bekannt und können in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert sein.

Es sind Extrusionswerkzeuge mit einem kreisförmigen oder kreisringspaltförmigen Austrittsquerschnitt an der Extrusionsdüse bekannt. Beispielsweise existieren Wendelver teiler zum Beschicken von Runddüsen mit aus einer Bereitstellungseinheit bereitgestellter Polymerschmelze, wobei die Wendelverteiler wendelförmige Nuten aufweisen, welche außen oder innen an einer Mantelfläche eines Doms oder einer Pinole eingearbeitet sind. In diesem Zusammenhang existieren auch Pinoienverteiler oder Stegdomhalter, mittels welchen Polymerschmelze derart gleichmäßig verteilt werden kann, dass aus dem Extrusi onswerkzeug ein Folienschlauch oder ein Profil austreten kann.

Des Weiteren sind Extrusionswerkzeuge mit einem schlitzförmigen Austrittsquerschnitt an der Extrusionsdüse bekannt. Ziel des Schmelzeleiters dieses Extrusionswerkzeugs ist es, eine von einer Bereitstellungseinheit bereitgestellte Polymerschmelze möglichst gleichmä ßig bis zu den Düsenaustritten bzw. der Extrusionsdüse heran zu fördern, so dass an jeder Stelle des Düsenaustritts eine erforderliche Menge an Polymerschmelze über eine ge wünschte Breite vorliegt. Stand der Technik sind insbesondere Schmelzeleitersysteme als T -Verteiler, Fischschwanzverteiler sowie Kleiderbügelverteiler.

Außerdem sind Extrusionswerkzeuge mit einer Vielzahl einzelner Austrittsquerschnitte bekannt. Ziel des Schmelzeleiters dieses Extrusionswerkzeugs ist es, eine von einer Bereitstellungseinheit bereitgestellte Polymerschmelze möglichst gleichmäßig den Düsen austritten bzw. der Extrusionsdüse zuzuführen. Je nach Anwendungsbereich werden diese Schmelzeleiter als T-Verteiler, Kleiderbügelverteiler, Strangverteiler, Kanalverteiler, Stufenverteiler, Pinoienverteiler, Wendelverteiler oder Spaltverteiler ausgebildet.

Die meisten bisher bekannten Schmelzeleiter werden als mehrteilige Konstruktion bereit gestellt, wobei mindestens zwei Schmelzeleiterhälften miteinander verschraubt werden. Darüber hinaus existieren auch Schweißkonstruktionen. Dabei erweist es sich zunehmend problematischer, dass bei immer größer dimensionierten Extrusionswerkzeugen auch die Dimensionen eines Schmelzeleiters ansteigen, wodurch aufgrund des durch Scherspannun gen der Polymerschmelze bedingten herrschenden Werkzeuginnendrucks die Belastungen auf die Bauteile, insbesondere auf die die Polymerschmelze führenden Bauteile, zunehmen. Dadurch ergeben sich insbesondere bei der Extrusion von Produkten mit einem kleinen Extrusionsquerschnitt Einschränkungen bei der konstruktiven Gestaltung und Dimensio nierung insbesondere des Extrusionswerkzeugs.

Jedenfalls werden solche Schmelzeleiter dazu eingesetzt, eine von einer Bereitstellungs einheit im Wesentlichen kontinuierlich bereitgestellte Polymerschmelze von einer Ein trittsseite des Schmelzeleiters mit einer Eintrittsquerschnittsgesamtfläche bis zu einer Austrittsseite des Schmelzeleiters mit einer geometrisch und räumlich wesentlich veränder ten Austrittsquerschnittsgesamtfläche als die Eintrittsquerschnittsgesamtfläche gleichmäßig zu verteilen oder zusammenzuführen.

Ein als Schmelzeverteiler ausgebildeter Schmelzeleiter hat also die Aufgabe, die Polymer schmelze stromab an der Austrittsseite des Schmelzeverteilers mit einer größeren Aus trittsquerschnittsgesamtfläche bereitzustellen als dem Schmelzeleiter stromauf zugeführt wurde. Mit anderen Worten gesagt, die Polymerschmelze muss von einem ersten Gesamt durchgangsquerschnitt gleichmäßig auf einen zweiten Gesamtdurchgangsquerschnitt mit einer größeren Breite verteilt werden, wobei der jeweilige austrittsseitig austretende Schmelzekanalquerschnitt nicht geradlinig verlaufen muss, wie etwa bei einer austrittseitig angeordneten Breitschlitzdüse, sondern auch bogenförmig oder auch kreisrund, wie zum Beispiel hinsichtlich einer austrittseitig angeordneten Runddüse, verlaufen kann. Jedenfalls ist der Gesamtumfang des zweiten Gesamtdurchgangsquerschnitts, das heißt die Summe aller Elmfänge der Schmelzekanäle an der Austrittsseite des Schmelzeleiters, wesentlich größer als der des ersten Gesamtdurchgangsquerschnitts an der Eintritts seite des Schmelze leiters.

Demgegenüber hat ein als Schmelzemischer ausgebildeter Schmelzeleiter die Aufgabe, die Polymerschmelze stromab an der Austrittsseite mit einer geringeren Austrittsquerschnitts gesamtfläche bereitzustellen als dem Schmelzeleiter stromauf zugeführt wurde. Mit anderen Worten gesagt, die Polymerschmelze muss von einem ersten Gesamtdurchgangs- querschnitt gleichmäßig auf einen Gesamtdurchgangsquerschnitt mit einer wesentlich geringeren Gesamtquerschnittsfläche zusammengeführt bzw. gemischt werden, wobei der jeweilige austrittsseitig austretende Schmelzekanal querschnitt auch in diesem Fall nicht geradlinig verlaufen muss.

Die Polymerschmelze wird in der Regel eintrittsseitig des Schmelzeleiters von mindestens einer Bereitstellungseinheit, insbesondere von mindestens einem Extruder oder derglei chen, kontinuierlich bereitgestellt und dem Schmelzeleiter zugeführt. Austrittsseitig des Schmelzeleiters wird die Polymerschmelze zumindest mittelbar verdüst, um kontinuierlich ein Extrusionsprodukt zu erzeugen.

Beispielsweise offenbart die DE 21 14 465 A eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Vertei lung thermoplastischer Kunststoffe von mindestens einer Extruderkopfdüse zu mehreren Blas- oder Spitzköpfen hin, wobei die Vorrichtung einen massiven Verteilerblock aufweist, in welchem eine Vielzahl an Bohrungen und zusätzlichen Bolzen eingebracht sind, um Schmelzeleitungen sowie Elmlenkstellen innerhalb des massiven Verteilerblocks zu realisieren.

In der EP 0 197 181 Bl ist ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Spritzgießverteilers beschrieben, wobei der Spritzgießverteiler verschiedene Abzweigun gen aufweist, um Schmelze von einer gemeinsamen Einlassöffnung zu einer Mehrzahl von Auslassöffnungen zu übertragen. Der Spritzgießverteiler ist aus zwei aus Werkzeugstahl bestehenden Platten mit sich gegenüberliegenden Oberflächen zusammengeschraubt, wobei die Oberflächen übereinstimmende Nuten aufweisen, um Schmelzekanäle im Inneren des Schmelzeverteilers auszugestalten.

Aus der DE 197 03 492 Al ist ein Schmelzeverteiler für in einem Extruder plastifizierte Kunststoffschmelze bekannt, welche nach dem Auspressen aus einer Extrusionsdüse in mehrere, einzelne Stränge für vereinzelte Bearbeitungswerkzeuge aufgeteilt wird. Der Schmelzeverteiler weist einen Zuführkanal und einen daran anschließenden Stutzen mit Verteilerkanälen auf, wobei die Zahl der Verteilerkanäle der Anzahl der Bearbeitungs werkzeuge entspricht, und wobei die Mittelpunkte der Mündungen der am Stutzen ausge bildeten Verteilerkanäle auf einem Kreis liegen, um an allen Bearbeitungswerkzeugen Kunststoffschmelze mit möglichst gleichen Temperaturprofilen bereitstellen zu können. Wann immer im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung von einem Schmelzelei ter die Rede ist, so sei vor allem an einen Schmelzeleiter einer Extrusionsanlage gedacht, der entweder selbst Düsenaustritte zum Erzeugen von Extrusionsprodukten aufweist oder zum Speisen einer formgebenden Extrusionsdüse ausgebildet ist. Es sei also an einen solchen Schmelzeleiter gedacht, der Teil eines Extrusionswerkzeugs einer Extrusionsanla ge ist. In der Formulierung der Patentansprüche soll die Formulierung „für ein Extrusionswerkzeug einer Extrusionsanlage“ nicht implizieren, dass das Extrusionswerkzeug oder die Anlage zwingender Teil des jeweiligen Anspruchs sein sollen, sondern vielmehr nur die Eignung fordern. Des Weiteren soll die Formulierung „für eine Extrusionsanlage“ nicht implizieren, dass die Anlage zwingender Teil des jeweiligen Anspruchs sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schmelzeleiter weiterzuentwickeln sowie deren Nachteile zu überwinden. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Extrusi onswerkzeuge, Extrusionsanlagen sowie diesbezügliche Verfahren, insbesondere zum Betreiben solcher Extrusionsanlagen, weiterzuentwickeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schmelzeleiter mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte optionale Weiterbildungen des Schmelzeleiters ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12. Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Extrusionswerkzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Extrusionswerkzeugs ergeben sich aus Unteranspruch 14. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Extrusionsanlage gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage gemäß Patentanspruch 16 gelöst.

Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung löst diese Aufgabe ein Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusionswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehrere Schmelzeleiterblöcke sowie ein Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens eines der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist sowie mindestens einen Eintritt und mindestens einen Austritt für Polym erschmelze aufweist, wobei zwischen einem Eintritt und einem mit dem Eintritt fluidisch verbundenen Austritt mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen und mehrere Generationen Weiterver zweigungen über mehrere Generationen aufgeteilter Schmelzekanäle ausgebildet sind, wobei m Schmelzekanäle a-ter Generation mit x-ten lokalen Querschnitten und n Schmelzekanäle b-ter Generation mit y-ten lokalen Querschnitten vorhanden sind, wobei n>m, wenn b>a, wobei die y-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle b-ter Generation kleiner sind als die x-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle a-ter Generation, und wobei in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle a-ter Generation dem Eintritt und die Schmelzekanäle b-ter Generation dem Austritt zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter für einen designierten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzeverteiler dient, oder in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle a-ter Generation dem Austritt und die Schmelzekanäle b-ter Generation dem Eintritt zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter für einen designierten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzemischer dient.

Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein können.

Weiterhin sind alle Zahlenangaben sowie Angaben zu Verfahrensparametern und/oder Vorrichtungsparametern im technischen Sinne zu verstehen, d.h. als mit den üblichen Toleranzen versehen zu verstehen. Auch aus der expliziten Angabe der Einschränkung „wenigstens“ oder „mindestens“ o.ä. darf nicht geschlossen werden, dass bei der einfachen Verwendung von „ein“, also ohne die Angabe von „wenigstens“ o.ä., ein „genau ein“ gemeint ist.

Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Schmelzeleiter“ ist ein Bauteil oder eine Baugruppe, umfassend einen Schmelzeleiterblock mit dem Multikanal System, zu verstehen, welches dazu ausgebildet ist, eine dem Schmelzeleiter zugeführte Polymerschmelze je nach Ausbildung des Multika nalsystems zu verteilen und/oder zusammenzuführen. Der Schmelzeleiter kann ausschließ lich als Schmelzeverteiler ausgebildet sein, der die designierte Polymerschmelze von wenigstens einem Eintritt auf eine Vielzahl Austritte verteilt. Ferner kann der Schmelzelei ter ausschließlich als Schmelzemischer ausgebildet sein, der die designierte Polymer schmelze von zwei oder mehr Eintritten auf eine der Anzahl der Eintritte gegenüber geringere Gesamtzahl Austritte zusammenführt. Außerdem kann der Schmelzeleiter in beliebiger Reihenfolge teilweise als Schmelzeverteiler sowie teilweise als Schmelzemi scher ausgebildet sein, sodass die designierte Polymerschmelze beliebig verteilt und zusammengeführt werden kann, wobei die Anzahl der Ein- und Austritte anwendungsge mäß beliebig wählbar ist. Der Schmelzeleiter ist vorzugsweise wenigstens teilweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt.

Als „Schmelzeleiterblock“ wird dasjenige Bauteil des Schmelzeleiters bezeichnet, welches zusammengesetzt und verspannt mit weiteren Schmelzeleiterblöcken eine Blockeinheit bildet, in der das Multikanal System ganz oder teilweise aufgenommen ist und/oder welche das Multikanal System durch Zusammenfügen von zueinander fluidleitungsgepassten Teilen des Multikanalsystems bildet. Der jeweilige Schmelzeleiterblock ist vorzugsweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens ausgebildet. Der jeweilige Schmelzeleiterblock kann ein Grundkörper sein, welcher massiv oder mit Stütz Strukturen, beispielsweise in Skelettbauweise ausgebildet ist. Die Stütz Strukturen können zur Gewährleistung einer statischen Stabilität des jeweiligen Schmelzeleiterblocks ausgeformt sein, wobei die Stützstruktur ferner zur Stützung des Multikanalsystems ausgebildet sein kann. Ist der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet, wird nachfolgend der Begriff „Schmelzeverteilerblock“ als Synonym für den Schmelzeleiterblock verwendet. Gleichermaßen wird, wenn der Schmelzeleiter als Schmelzemischer ausgebildet ist, der Begriff „Schmelzemischerblock“ als Synonym für den Schmelzeleiterblock verwendet.

Die Schmelzeleiterblöcke sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Schmelzeleiter modular ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Schmelzeleiterblöcke prinzipiell - voraus gesetzt zueinander passende Gestaltung - beliebig zusammengesetzt und miteinander verbunden bzw. verspannt werden können. Mithin sind die einzelnen Schmelzeleiterblöcke auswechselbar ausgebildet und derart zueinander angeordnet, dass eine einfache Montage, Wartung und/oder Instandhaltung des Schmelzeleiters möglich ist. Anders gesagt können die Schmelzeleiterblöcke lösbar, das heißt beispielsweise - und bevorzugt - mittels einer gegenseitigen Verspannung und Abdichtung, aber auch nicht lösbar, das heißt insbesondere stoffschlüssig, miteinander verbunden werden. Unter einer lösbaren Verbindung bzw. Verspannung ist zu verstehen, dass die einzelnen Schmelzeleiterblöcke beispielsweise im Schadensfall, für Instandhaltungsmaßnahmen, zum Wechseln eines Moduls oder für einen Transport oder dergleichen zerstörungsfrei demontierbar bzw. auswechselbar ausgebildet sind. Dadurch ist eine einfache Montage, Demontage, Wartung und/oder Instandhaltung des Schmelzeleiters möglich.

Ein Vorteil der modularen Bauweise des Schmelzeleiters mittels mehrerer Schmelzeleiter blöcke ist, dass vergleichsweise einfach konstruierte Schmelzeleiterblöcke als Standardblö cke hergestellt und vorgehalten werden können, wobei diese Standardblöcke vergleichsweise einfache Kanalführungen des Multikanalsystems und/oder eine einfach herstellbare Außengeometrie aufweisen können. Dies ermöglicht eine simple Montage des Schmelzeleiters durch Vereinfachung der Schmelzeleiterblöcke, wobei die Schmelzeleiter blöcke je nach Ausbildung des Grundkörpers und/oder des Multikanal Systems beliebig in Reihe und/oder parallel angeordnet werden können. Darüber hinaus können Standardblö cke beliebig mit individuell gestalteten und konstruierten Schmelzeverteilerblöcken kombiniert werden, die ferner derart ausgebildet sein können, dass sie Kanalaustritte der Standardblöcke abdichtend verschließen. Ein vorteilhaftes Verfahren zum Konstruieren eines Schmelzeleiters kann daher im Zusammenfügen von einerseits einer Auswahl von für mehrere Aufträge vorgehaltenen Standardblöcken und andererseits individuell für einen Kundenauftrag kreierten Blöcken bestehen.

Als „Schmelzekanal“ wird ein Polymerschmelze bzw. ein Schmelzestrom der Polymer schmelze führender, im Wesentlichen länglich ausgebildeter Abschnitt des Multikanal sys- tems bezeichnet, der sich ausschließlich longitudinal bzw. gerade erstrecken oder Krüm mungen, beispielsweise in Form von Kurven aufweisen kann, um eine dreidimensionale Ausbildung des Multikanalsystems zu realisieren. Eine Mehrzahl solcher Schmelzekanäle sind über Verzweigungen und Weiterverzweigungen fluidisch miteinander verbunden und bilden so das Multikanal System aus, wobei zwei oder mehr Schmelzekanäle in Reihe und/oder parallel angeordnet werden können, um die Polymerschmelze entsprechend den Anforderungen an den Schmelzeleiter zu verteilen und/oder zu mischen. Die Schmelzeka näle erstrecken sich vom jeweiligen Eintritt bis zu dem mit dem Eintritt fluidisch verbun denen jeweiligen Austritt.

Der jeweilige Schmelzekanal kann beliebig ausgeformt sein. So ist denkbar, dass der Schmelzekanal einen im Wesentlichen unveränderten Schmelzekanalquerschnitt, das heißt einen beliebig ausgebildeten lokalen Querschnitt aufweist, der sich über die gesamte Länge des jeweiligen Schmelzekanals zwischen den Verzweigungen erstreckt. Der lokale Quer schnitt kann eine im Wesentlichen kreisrunde Querschnittsform, eine im Wesentlichen ovale oder elliptische Querschnittsform und/oder eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweisen. Auch eine von den bekannten geometrischen Standardformen abweichende Querschnittsform kann für den Schmelzekanal gewählt werden, insbesondere bei Übergängen zwischen den bekannten Standardformen. Wann immer im Rahmen dieser Erfindung von einer bestimmten Querschnittsform eines Schmel zekanals gesprochen wird, so ist damit gemeint, dass der jeweilige Schmelzekanal die besagte Querschnittsform bzw. den lokalen Querschnitt über einen Großteil von dessen axialer Erstreckung im Wesentlichen konstant aufweist, vorzugsweise von größer oder gleich 50 % der Länge des jeweiligen Schmelzekanals, bevorzugt von mindestens 2/3 der Länge des jeweiligen Schmelzekanals, ferner bevorzugt von mindestens 3/4 der Länge des jeweiligen Schmelzekanals.

In Reihe hintereinander angeordnete und über Verzweigungen bzw. Weiterverzweigungen miteinander fluidisch verbundene Schmelzekanäle werden im Rahmen der hier vorliegen den Patentanmeldung als in „Generationen“ eingeteilt beschrieben, die je nach Ausbildung des Schmelzeleiters und in Abhängigkeit der Fließrichtung der designierten Polymer schmelze in aufsteigender oder absteigender alphabetischer Reihenfolge bezeichnet werden. Gleiches gilt auch für die Verzweigungen und Weiterverzweigungen, die ebenfalls in Generation mit aufsteigender bzw. absteigender Reihenfolge bezeichnet werden. Die „designierte Fließrichtung“ der Polymerschmelze bezieht sich auf die Anordnung des Schmelzeleiters in der Extrusionsanlage sowie die Ausbildung des Multikanalsystems, wobei die Fließrichtung stets von einem Eintritt bis zu einem mit dem Eintritt fluidisch verbundenen Austritt verläuft, unabhängig davon, ob Polymerschmelze im Multikanal Sys tem verteilt und/oder vermischt wird. Insbesondere verläuft die designierte Fließrichtung der Polymerschmelze von einer Eintrittsseite bis hin zu einer Austrittsseite des Schmelze leiters.

Als „Multikanalsystem“ wird eine vorzugsweise zumindest teilweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellte Kanalstruktur innerhalb des Schmelzeleiters bezeichnet, die im jeweiligen Schmelzeleiterblock wenigstens teilweise integriert ist und sich dreidimensional räumlich innerhalb des jeweiligen Schmelzeleiterblocks erstreckt. Das Multikanalsystem besteht aus einer Vielzahl miteinander fluidisch verbundener Schmelzekanäle, die sich von mindestens einem Eintritt hin zu mindestens einem fluidisch mit dem Eintritt verbundenen Austritt erstrecken und die je nach Ausbildung des Schmel zeleiters über Verzweigungen und Weiterverzweigungen bzw. über Zusammenführungen fluidisch miteinander verbunden sind. Die Schmelzekanäle des Multikanalsystems sind in Reihe fluidisch hintereinander verbunden oder parallel zueinander geschaltet angeordnet. Bei einer Reihenschaltung ist mindestens ein Schmelzekanal a-ter Generation über eine Verzweigung bzw. Weiterverzweigung mit mindestens einem Schmelzekanal b-ter Generation fluidisch verbunden, wobei der Schmelzekanal a-ter Generation je nach Ausbildung des Schmelzeleiters als Verteiler oder Mischer in der designierten Fließrich tung der Polymerschmelze stromab oder stromauf des jeweiligen Schmelzekanals b-ter Generation liegt. Mit anderen Worten ist der Schmelzekanal a-ter Generation über eine Verzweigung oder eine Zusammenführung mit dem Schmelzekanal b-ter Generation fluidisch verbunden. Demgegenüber sind mehrere, bevorzugt alle, Schmelzekanäle einer jeweiligen Generation parallel angeordnet.

Unter einem „Eintritt“ des Multikanalsystems ist der Eingang des Multikanalsystems in den jeweiligen Schmelzeleiterblock zu verstehen, in den die von einer Bereitstellungsein heit bereitgestellte Polymerschmelze in den jeweiligen Schmelzeleiterblock gespeist wird. Anders gesagt ist der jeweilige Eintritt eintrittsseitig bzw. an einer Eintrittsseite am jeweiligen Schmelzeleiterblock angeordnet. Demgegenüber ist unter einem „Austritt“ des Multikanalsystems der Ausgang oder Ausfluss des Multikanalsystems aus dem jeweiligen Schmelzeleiterblock zu verstehen, aus dem die durch den jeweiligen Schmelzeleiterblock geführte bzw. verteilte und/oder zusammengeführte Polymerschmelze aus dem jeweiligen Schmelzeleiterblock austritt. Der jeweilige Austritt kann derart ausgebildet sein, dass er als Düse fungiert, wobei der jeweilige Austritt somit ein Düsenaustritt ist. Alternativ oder ergänzend kann der jeweilige Austritt auch derart ausgebildet sein, dass er eine stromab des Schmelzeleiters angeschlos sene Extrusionsdüse speist, die die Polymerschmelze entsprechend verdüst, um ein Extrusionsprodukt zumindest mittelbar herzustellen. Mithin ist der jeweilige Austritt austrittsseitig bzw. an einer Austrittsseite am jeweiligen Schmelzeleiterblock angeordnet.

Der Schmelzeleiterblock weist demnach eine Eintrittsseite und eine Austrittseite auf, wobei die Eintrittsseite mit dem jeweiligen Eintritt in Bezug auf die designierte Fließrichtung einer Polymerschmelze stromab der Bereitstellungseinheit angeordnet ist, und wobei die Austrittsseite mit dem jeweiligen Austritt stromauf einer Extrusionsdüse bzw. stromab der Eintrittsseite mit dem jeweiligen Eintritt angeordnet ist.

Wenn der vorliegende Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist, weist der Schmelzeleiter mehr Austritte auf als Eintritte, da der jeweilige Eintritt vorzugsweise über mindestens zwei Generationen aufgeteilter Schmelzekanäle mit einer Vielzahl von Austrit ten fluidisch verbunden ist. Um einen Schmelzestromabriss der designierten Polymer schmelze zu verhindern, das Multikanalsystem vor ungewollten Ablagerungen zu schützen sowie die Schubspannungen im Multikanal System im Wesentlichen konstant zu halten, vergrößert sich ein Gesamtquerschnitt aller lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle einer jeweiligen Generation mit steigender Generation. Zwar verkleinert sich der jeweilige lokale Querschnitt der n Schmelzekanäle b-ter Generation im Vergleich zum jeweiligen lokalen Querschnitt der m Schmelzekanäle a-ter Generation, jedoch nimmt die Anzahl der Schmel zekanäle von Generation zu Generation, das heißt mit steigender Reihenfolge des Alpha bets, zu. Anders gesagt ist der Schmelzekanal a-ter Generation dem Eintritt zu orientiert, wobei der Schmelzekanal b-ter Generation dem Austritt zu orientiert ist und in der desig nierten Fließrichtung der Polymerschmelze auf den Schmelzekanal a-ter Generation folgt. Dementsprechend folgt ein Schmelzekanal c-ter Generation in der designierten Fließrich tung der Polymerschmelze auf den Schmelzekanal b-ter Generation, und so weiter, wobei der Schmelzekanal c-ter Generation in Bezug auf den Schmelzekanal a-ter und b-ter Generation ebenfalls dem Austritt zu orientiert ist. Der Schmelzekanal b-ter Generation ist demgegenüber in Bezug auf den Schmelzekanal c-ter Generation dem Eintritt zu orientiert. Ein Schmelzekanal einer a-ten Generation teilt sich in mindestens zwei Schmelzekanäle einer b-ten Generation auf, wobei sich wiederum ein Schmelzekanal der b-ten Generation in mindestens zwei Schmelzekanäle einer c-ten Generation aufteilt, und so weiter. Mithin steigt die alphabetische Reihe der Generationen der Schmelzekanäle sowie die Anzahl der Schmelzekanäle entlang der designierten Fließrichtung der Polymerschmelze von Genera tion zu Generation.

Ist der vorliegende Schmelzeleiter als Schmelzemischer ausgebildet, weist der Schmelze leiter mehr Eintritte auf als Austritte, da mindestens zwei der Eintritte über vorzugsweise mindestens zwei Generationen zusammengeführter Schmelzekanäle mit einer geringeren Anzahl von Austritten fluidisch verbunden ist. Der Gesamtquerschnitt aller lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle einer jeweiligen Generation nimmt mit sinkender Generation ab, um einen Schmelzestromabriss der designierten Polymerschmelze zu verhindern sowie die Wandschubspannungen im Multikanal System im Wesentlichen konstant zu halten. Zwar vergrößert sich der jeweilige lokale Querschnitt der n Schmelzekanäle b-ter Generation im Vergleich zum jeweiligen lokalen Querschnitt der m Schmelzekanäle a-ter Generation, jedoch nimmt die Anzahl der Schmelzekanäle von Generation zu Generation, das heißt mit sinkender Reihenfolge des Alphabets, ab. Anders gesagt ist am Beispiel von drei Generationen Schmelzekanäle im Multikanalsystem der jeweilige Schmelzekanal c-ter Generation dem Eintritt zu orientiert, wobei der Schmelze kanal b-ter Generation dem Austritt zu orientiert ist und in der designierten Fließrichtung der Polymerschmelze auf den Schmelzekanal c-ter Generation folgt. Dementsprechend folgt ein Schmelzekanal a-ter Generation in der designierten Fließrichtung der Polymer schmelze auf den Schmelzekanal b-ter Generation, und ist in Bezug auf den Schmelzekanal c-ter und b-ter Generation ebenfalls dem Austritt zu orientiert. Der Schmelzekanal b-ter Generation ist demgegenüber in Bezug auf den Schmelzekanal c-ter Generation dem Eintritt zu orientiert. Das heißt, dass mindestens zwei Schmelzekanäle einer c-ten Genera tion zu einer dazu geringeren Anzahl Schmelzekanäle einer b-ten Generation zusammenge führt werden, wobei wiederum mindestens zwei Schmelzekanäle der b-ten Generation zu einer dazu geringeren Anzahl Schmelzekanäle einer a-ten Generation zusammengeführt werden. Mithin steigt die alphabetische Reihe der Generationen der Schmelzekanäle sowie die Anzahl der Schmelzekanäle entgegen der designierten Fließrichtung der Polymer schmelze von Generation zu Generation an.

Darüber hinaus ist denkbar, den Schmelzeleiter teilweise als Schmelzeleiter und teilweise als Schmelzemischer auszubilden. Darunter ist anhand eines Beispiels zu verstehen, dass sich zunächst je ein Schmelzekanal einer a-ten Generation in mindestens zwei Schmelze kanäle einer b-ten Generation aufteilt, wobei sich wiederum ein Schmelzekanal der b-ten Generation in mindestens zwei Schmelzekanäle einer c-ten Generation aufteilt, sodass zunächst eine Verteilung der Polymerschmelze von Generation zu Generation erfolgt. Mindestens zwei Schmelzekanäle der c-ten Generation können darauffolgend wieder zu einer dazu geringeren Anzahl Schmelzekanäle einer b‘-ten Generation zusammengeführt werden, wobei mindestens zwei Schmelzekanäle der b‘-ten Generation anschließend in Schmelzekanäle a‘-ten Generation zusammengeführt werden können, und so weiter, sodass eine Zusammenführung der Polymerschmelze von Generation zu Generation erfolgt. Auch eine umgekehrte Anordnung, bei der zunächst Schmelzekanäle zusammengeführt und anschließend aufgeteilt werden sowie eine beliebige Kombination von Verteilungen und Zusammenführungen ist je nach Anforderungen an die Polymerschmelze und das daraus hergestellte Extrusionsprodukt denkbar.

Der Wortlaut „zu orientiert“ ist im Rahmen der Erfindung als eine Anordnung eines Schmelzekanals und/oder einer Verzweigung oder Weiterverzweigung einer ersten Generation relativ zu einer weiteren Generation zu verstehen. Weist ein Multikanalsystem beispielsweise eine a-te, b-te und c-te Generation Schmelzekanäle auf, wobei die a-te Generation direkt am Eintritt des jeweiligen Schmelzeleiterblocks, die c-te Generation direkt am Austritt des jeweiligen Schmelzeleiterblocks und die b-te Generation in desig nierter Fließrichtung der Polymerschmelze zwischen der a-ten und c-ten Generation angeordnet sind, so ist der Schmelzekanal der a-ten Generation relativ zu den Schmelzeka nälen b-ten und c-ten Generation dem Eintritt zu orientiert. Der Schmelzekanal der c-ten Generation ist demgegenüber relativ zu den Schmelzekanälen der a-ten und b-ten Genera tion dem Austritt zu orientiert. Der Schmelzekanal der b-ten Generation ist folglich einerseits relativ zum Schmelzekanal der a-ten Generation dem Austritt zu orientiert und andererseits relativ zum Schmelzekanal der c-ten Generation dem Eintritt zu orientiert. Unter dem Begriff „sich dreidimensional erstreckend“ ist im Folgenden zu verstehen, dass das Multikanal System in bis zu sechs verschiedenen Freiheitsgraden innerhalb des Schmel zeleiterblocks ausgebildet bzw. ausgeformt sein kann. Mit anderen Worten kann ein Schmelzekanal des Multikanalsystems abschnittsweise vertikal nach oben und/oder unten und/oder horizontal nach links und/oder nach rechts und/oder vor und/oder zurück verlau fen. Dabei werden, unabhängig davon, wie das Multikanal System innerhalb des jeweiligen Schmelzeleiterblocks ausgebildet ist, stets mindestens drei der sechs Freiheitsgrade in Anspruch genommen. Wird beispielsweise ein vertikal nach unten verlaufender Schmelze kanal a-ter Generation über eine im Wesentlichen 90°-Verzweigung in einer gemeinsamen Ebene bzw. in einer Blattebene in zwei Schmelzekanäle b-ter Generation aufgeteilt, verlaufen die aufgeteilten Schmelzekanäle ausgehend vom Schmelzekanal a-ter Generation beispielsweise in horizontaler Richtung nach links bzw. rechts. Mithin werden bei einer solchen einfachen Aufteilung eines Schmelzekanals bereits drei Freiheitsgrade genutzt. Wird einer der Schmelzekanäle jedoch derart verzweigt, dass wenigstens einer der aufge- teilten Schmelzekanäle teilweise mit einem Winkel zu der genannten Ebene bzw. verläuft, wird ein vierter und/oder fünfter Freiheitsgrad genutzt. Darüber hinaus kann einer der Schmelzekanäle b-ter Generation auch teilweise entgegen den vertikal nach unten geführ ten Schmelzekanal a-ter Generation, das heißt eine entgegengesetzte Fließrichtung der Polymerschmelze aufweisend, geführt werden, sodass auch der sechste Freiheitgrad genutzt wird. Ferner ist eine gekrümmte Ausbildung des Multikanalsystems bzw. der Schmelzeka näle und/oder der Weiterverzweigungen im Raum denkbar, sodass gleichzeitig mehrere Freiheitsgrade in Anspruch genommen werden können.

Eine „Verzweigung“ bzw. „Weiterverzweigung“ ist in der vorliegenden Erfindung ein Knotenpunkt, an dem unabhängig von einer Fließrichtung einer Polymerschmelze ein Schmelzekanal in mindestens zwei Schmelzekanäle aufgeteilt wird. Dabei ist eine Weiter verzweigung eine Verzweigung ab der zweiten Generation. Bei einem Schmelzeverteiler wird über eine Verzweigung ein Schmelzekanal a-ter Generation in zwei oder mehr Schmelzekanäle b-ter Generation aufgeteilt. Ein Schmelzekanal b-ter Generation wird nachfolgend über eine Weiterverzweigung in zwei oder mehr Schmelzekanäle c-ter Generation aufgeteilt. Bei einem Schmelzemischer fungieren demgegenüber die Verzwei gung bzw. die Weiterverzweigungen als Zusammenführungen, wobei zwei oder mehr Schmelzekanäle b-ter Generation über eine Zusammenführung in einen Schmelzekanal a- ter Generation oder in eine geringere Anzahl Schmelzekanäle a-ter Generation zusammen geführt bzw. zusammengefasst werden.

Mittels eines als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiters gelingt es, eine in den Schmelzeverteiler bzw. in das Multikanal System des Schmelzeverteilerblocks kontinuier lich eingespeiste Polymerschmelze bis zu einer Vielzahl Austritten derart zu verteilen, dass die Polymerschmelze an den Austritten bzw. den Austrittskanälen im Wesentlichen mit gleichen Schubspannungen bereitgestellt werden kann. Das Multikanal System ist demnach vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Polymerschmelze stets die gleiche, das heißt eine symmetrische Schmelzehistorie aufweist. Hierdurch gelingt es ferner, dass die Polymer schmelze an der Austrittsseite des Schmelzeleiters flächig besonders gleichmäßig verteilt und damit auch besonders gleichmäßig verteilt an einem sich diesen Austrittskanälen weiter stromab anschließenden Extrusionsraum, das heißt insbesondere einem Sammel raum und/oder einem Eingang der Extrusionsdüse bereitgestellt werden kann.

Der Begriff „gleiche Schubspannungen“ beschreibt im Sinne der Erfindung im Wesentli chen Wandschubspannungen zwischen der Wandung des Multikanalsystems und der im jeweiligen Schmelzekanal geführten Polymerschmelze, insbesondere in allen Verzwei gungsstufen bzw. in allen Generation der Schmelzkanäle, wobei die Schubspannungen im Wesentlichen gleich bzw. konstant oder annähernd gleich bzw. konstant sind, wobei hierbei die Schubspannungen weniger als 30 %, vorzugsweise weniger als 20 % und besonders bevorzugt weniger als 10 %, voneinander abweichen.

Mittels eines als Schmelzemischer ausgebildeten Schmelzeleiters gelingt es, eine in den Schmelzemischer bzw. in das Multikanal System des Schmelzemischerblocks kontinuierlich eingespeiste Polymerschmelze an einer geringeren Anzahl Austritte derart zusammenzu führen, dass die Polymerschmelze an dem Austritt bzw. den Austritten im Wesentlichen mit gleichen Schubspannungen bereitgestellt werden kann. Auch in diesem Fall ist das Multikanal System vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Polymerschmelze am Austritt stets die gleiche, das heißt eine symmetrische Historie aufweist. Hierdurch gelingt es ferner, dass die Polymerschmelze an der Austrittsseite des Schmelzeleiters besonders gleichmäßig zusammengeführt und damit auch gezielt an einem sich dem Austrittskanal oder den Austrittskanälen weiter stromab anschließenden Extrusionsraum, das heißt insbesondere einem Sammelraum und/oder einem Eingang der Extrusionsdüse bereitge stellt werden kann.

Dies wird im Wesentlichen realisiert durch sich von Generation zu Generation ändernde Querschnittsgrößen der Schmelzekanäle sowie den zwischen den Schmelzekanalgeneratio nen angeordneten Verzweigungen und Weiterverzweigungen bzw. Zusammenführungen.

Im Fall eines Schmelzeverteilers reduziert sich die Querschnittsfläche jedes Schmelzeka nals einer jeweiligen Generation mit steigender Generation sowie in designierter Fließrich tung der Polymerschmelze, wobei die Summe an Schmelzekanälen pro Generation mit steigender Generation zunimmt, sodass von Generation zu Generation in designierter Fließrichtung eine Aufteilung von Schmelzeströmen erfolgt.

Bei einem Schmelzemischer steigt die Querschnittsfläche jedes Schmelzekanals einer jeweiligen Generation mit sinkender Generation sowie in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze an, wobei die Summe an Schmelzekanälen pro Generation mit sinkender Generation abnimmt, sodass von Generation zu Generation in designierter Fließrichtung eine Zusammenführung von Schmelzeströmen erfolgt.

Vorzugsweise erstreckt sich das Multikanal System durch wenigstens zwei der Schmelzelei terblöcke. Mit anderen Worten wird das Multikanal System erst dadurch komplett ausgebil det, wenn die Schmelzeleiterblöcke zueinander positioniert und montiert sind. Ein Teil der Schmelzekanäle des Multikanalsystems erstreckt sich, ein erstes Teilkanal System ausbil dend, durch einen ersten Schmelzeleiterblock und ein anderer Teil der Schmelzekanäle erstreckt sich, ein zweites Teilkanal System ausbildend, durch wenigstens einen zweiten Schmelzeleiterblock, wobei die Schmelzekanäle des ersten Schmelzeleiterblocks mit den Schmelzekanälen des zweiten Schmelzeleiterblocks fluidisch verbunden sind.

Sind beispielsweise ein erster und zweiter Schmelzeleiterblock in Reihe geschaltet, mündet ein jeweiliger Austritt des ersten Schmelzeleiterblock in einen Eintritt des zweiten Schmel zeleiterblocks.

Demgegenüber können bei beispielsweise zwei parallel geschalteten Schmelzeleiterblö cken die Schmelzekanäle an den Seitenflächen bzw. an aneinander zur Anlage kommenden Anlageflächen der Schmelzeleiterblöcke Kanaleintritte und/oder Kanalaustritte aufweisen, die einen Schmelzekanal des im ersten Schmelzeleiterblocks ausgebildeten ersten Teilka- nalsystems mit einem Schmelzekanal des im zweiten Schmelzeleiterblocks ausgebildeten zweiten Teilkanal Systems fluidisch verbinden.

Weiterhin können bei beispielsweise zwei parallel geschalteten bzw. angeordneten Schmelzeleiterblöcken die Schmelzekanäle an den Seitenflächen bzw. an aneinander zur Anlage kommenden Anlageflächen der Schmelzeleiterblöcke Kanaleintritte und/oder Kanalaustritte aufweisen, die zwei Teil sammelräume bilden, die einen gemeinsamen Sammelraums realisieren, der sich über mindestens zwei parallel geschalteten Schmelzelei terblöcken erstreckt und in dem sich die Polymerschmelze gleichmäßig verteilt und mit einer gleichen Schmelzehistorie in die Schmelzekanäle der jeweiligen ausgebildeten Teilkanal Systeme des jeweiligen Schmelzeleiterblocks übergeht.

Ein „Teilkanalsystem“ ist in diesem Zusammenhang ein in dem jeweiligen Schmelzeleiterblock ausgebildeter bzw. angeordneter Abschnitt des Multikanal Systems zu verstehen, wobei die Summe aller Teilkanal Systeme das Multikanal System bildet. Das Multikanal Sys tem liegt in der gesamten Größe erst nach der Montage der Schmelzeleiterblöcke im Extrusionswerkzeug vor. Die Teilkanal Systeme sind somit fluidisch miteinander verbun den.

Bevorzugt ist ein Verspannsystem vorgesehen, mittels welchem die Schmelzeleiterblöcke zu einer Blockeinheit miteinander verspannbar sind. Unter einer „Verspannung“ der Schmelzeleiterblöcke mittels des Verspannsystems ist zu verstehen, dass die miteinander verspannten Schmelzeleiterblöcke während einer Montage durch geeignete Mittel zunächst zueinander positioniert werden und diese Position im Anschluss derart gesichert wird, dass eine Relativbewegung der Schmelzeleiterblöcke verhindert und gleichzeitig ein optimales Fluchten der direkt miteinander fluidisch verbundenen Eintritte, Austritte und/oder Schmelzekanäle der beiden aneinander anliegenden Schmelzeleiterblöcke sichergestellt wird. Die Verspannung kann insbesondere hydraulisch und/oder mechanisch und/oder thermisch erfolgen.

Der Vorteil ist dabei, dass beliebig viele Schmelzeleiterblöcke miteinander gekoppelt werden können, sodass der Schmelzeleiter modular ausgebildet wird. Dadurch ist ein in Form und Größe beliebig ausgebildeter Schmelzeleiter realisierbar, bei dem in Reihe und/oder parallel geschaltete Schmelzeleiterblöcke zu einer den Schmelzeleiter zumindest mittelbar ausbildenden Blockeinheit miteinander verspannt sind. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei der Schmelze leiter ein Verspannsystem umfasst, mittels welchem die Schmelzeleiterblöcke zu einer Blockeinheit miteinander verspannbar sind.

Nach einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verspannsystem eine Halteeirichtung mit einem thermisch aktivierbaren Rahmenteil, mittels welchem wenigstens zwei der Schmel zeleiterblöcke gegeneinander verspannbar sind.

Unter einer „thermischen Aktivierung des Rahmenteils“ der Halteeinrichtung ist zu verstehen, dass das Rahmenteil erst dann eine Verspannung der Schmelzeleiterblöcke realisiert, wenn es unter Temperatureinfluss eine thermische Expansion erfährt. Insbeson dere wenn sich die Schmelzeleiterblöcke während des Betriebs erwärmen, und zwar zumindest durch das durch das Multikanal System geförderte, aufgeschmolzene Polymer, und vorzugsweise durch eine ergänzende Temperierung der Schmelzeleiterblöcke, expan dieren die Schmelzeleiterblöcke thermisch und wechselwirken mit der Halteeinrichtung bzw. mit dem thermisch aktivierbaren Rahmenteil der Halteeinrichtung. Aufgrund der temperaturbedingten Änderung der geometrischen Abmessungen der Schmelzeleiterblöcke realisiert das Rahmenteil eine Verspannungswirkung der Schmelzeleiterblöcke gegenei nander. Mithin gewährleistet das Rahmenteil die Verspannung der Schmelzeleiterblöcke zu einer zusammenhängenden Blockeinheit.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt, wobei ein analoges Verfahren zum Zusammensetzen der Schmel zeleiterblöcke und des Rahmenteils ebenfalls unabhängig vorteilhaft ist:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei der Schmelze leiter eine Halteeirichtung mit einem thermisch aktivierbaren Rahmenteil umfasst, wobei wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke infolge einer Temperaturdifferenz zwischen Rahmenteil und Schmelzeleiterblöcken bei Montage und Betrieb gegeneinander verspannt sind.

Vorzugweise weisen die Schmelzeleiterblöcke Positioniermittel auf, mittels welchen die mindestens zwei Schmelzeleiterblöcke zueinander positionierbar sind. Das bzw. die Positioniermittel sind bevorzugt an aneinander zur Anlage kommenden Anlageflächen der Schmelzeleiterblöcke angeformt und können ebenso wie der Rest des jeweiligen Schmelze leiterblocks mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sein, vorzugsweise direkt zusammen mit dem jeweiligen Schmelzeleiterblock. Die Positioniermittel sind zur formschlüssigen Verbindung von mindestens zwei Schmelzeleiterblöcken vorgesehen. Beispielsweise ist an einem ersten Schmelzeleiterblock ein Vorsprung ausgebildet bzw. angeformt, der in eine am zweiten Schmelzeleiterblock ausgebildete Ausnehmung oder Vertiefung eingreift und dadurch zum einen eine direkte Positionierung der Schmelzelei terblöcke zueinander realisiert und zum anderen eine formschlüssige Verbindung erzeugt. Anders gesagt sind an den Schmelzeleiterblöcken Vater- und Mutter-Teile ausgebildet, die nach Montage der Schmelzeleiterblöcke eine direkte Positionierung gewährleisten, sodass auf eine zusätzliche Ausrichtung der Blöcke relativ zueinander verzichtet werden kann. Bevorzugt sind die Vater- und Mutter-Teile derart codiert positioniert, dass die Schmelze leiterblöcke nur in derjenigen Reihenfolge und Ausrichtung zueinander positioniert werden können, in welcher sie vorgesehen sind, wodurch eine Falschmontage des Schmelzeleiters vermieden werden kann. Durch Kleben oder Schweißen können die miteinander zu verbindenden Schmelzeleiterblöcke zusätzlich miteinander fixiert werden. Mithin können die miteinander zu verbindenden Schmelzeleiterblöcke stoffschlüssig verbunden werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei die Schmelze leiterblöcke Positioniermittel aufweisen, mittels welchen mindestens zwei der Schmelzelei terblöcke zueinander vorpositionierbar sind.

Bevorzugt sind Mittel zum Verbinden vorgesehen, insbesondere zum Schraubverbinden und/oder Verkleben der Schmelzeleiterblöcke. „Mittel zum Verbinden“ sind insbesondere dazu ausgebildet, eine form-, reib und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den miteinander zu verspannenden Schmelzeleiterblöcken zu realisieren. Dabei können jeweils zwei Schmelzeleiterblöcke miteinander verbunden werden, wobei auch drei oder mehr Schmelzeleiterblöcke miteinander verbindbar sind. Eine Schraubverbindung umfasst vorzugsweise einen Gewindebolzen und eine Mutter, wobei der Gewindebolzen wenigs tens teilweise von den Schmelzeleiterblöcken aufgenommen wird. Eine Klebverbindung kann einen Ein- oder Mehrkomponentenkleber umfassen, welcher zwischen den miteinan der zu verklebenden Schmelzeleiterblöcken angeordnet wird.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei Mittel zum Verbinden, insbesondere zum Schraubverbinden und/oder Verkleben, der Schmelzeleiter blöcke vorgesehen sind.

Optional umfassen die Mittel zum Verbinden einen Zuganker, der durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke hindurchgeführt ist und der wenigstens zwei Schmelzeleiterblö cke gegeneinander verspannt. Dazu weisen die jeweiligen zu verspannenden Schmelzelei terblöcke vorteilhafterweise Durchbrüche oder Durchgangsöffnungen auf, durch die der Zuganker hindurchgeführt ist. Der Zuganker ist im montierten Zustand vorzugsweise vorgespannt. Der Zuganker kann beispielsweise parallel zu einer globalen Maschinenrich tung oder in einem Winkel bzw. schräg, insbesondere quer dazu angeordnet sein.

Unter einer „globalen Maschinenrichtung“ ist die Anordnung des Schmelzeleiters, insbesondere des Schmelzeleiterblocks, in der Extrusionsanlage zu verstehen, wobei die globale Maschinenrichtung entlang der designierten Fließrichtung zwischen der Bereitstellungsein heit und einer eventuellen Extrusionsdüse bzw. den Düsenaustritten am Schmelzeleiter block verläuft. Mithin ist die globale Maschinenrichtung eine räumliche Erstreckung des Schmelzeleiters, insbesondere des Schmelzeleiterblocks, in der Extrusionsanlage unter Berücksichtigung der Eintrittsseite und Austrittsseite des Multikanalsystems für die designierte Polymerschmelze.

Demgegenüber kann eine „lokale Maschinenrichtung“ lokal von der globalen Maschinenrichtung abweichen, wobei die lokale Maschinenrichtung die lokale Ausrichtung des Multikanalsystems beschreibt, insbesondere des jeweiligen Schmelzekanals relativ zur globalen Maschinenrichtung. Die lokale Maschinenrichtung verläuft koaxial zur Längsach se des Schmelzekanals in Richtung der designierten Fließrichtung der Polymerschmelze. In einem besonders vereinfachten Fall kann die lokale Maschinenrichtung vorzugsweise dann abschnittsweise deckungsgleich mit der globalen Maschinenrichtung sein, wenn das Multikanal System einen Eintritt an einer Eintritts Seite des Schmelzeleiterblocks und einen fluidisch damit verbundenen und koaxial dazu angeordneten Austritt an einer der Ein trittsseite gegenüberliegenden Austrittsseite des Schmelzeleiterblocks aufweist. Die Ausrichtung des Schmelzekanals im Raum und somit die lokale Maschinenrichtung kann in diesem Fall zumindest partiell koaxial zur globalen Maschinenrichtung sein.

Da das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend im Schmelzeleiter bzw. im Schmelzeleiterblock ausgebildet ist, weicht die lokale Maschinenrichtung regelmäßig von der globalen Maschinenrichtung ab. Da alle sechs Freiheitsgrade zur Ausbildung des Multikanalsystems ausnutzbar sind, kann zum einen eine schräge Anordnung des jeweili gen Schmelzekanals relativ zur globalen Maschinenrichtung vorgesehen sein. Jedoch ist auch denkbar und kann insbesondere zum Einsparen von Bauraum von Vorteil sein, dass die lokale Maschinenrichtung bezogen auf die globale Maschinenrichtung abschnittsweise in die entgegengesetzte Richtung verläuft.

Dadurch können Schmelzekanäle des Multikanalsystems in einem besonderen Ausfüh rungsbeispiel bis nahezu zur Eintrittsseite des Schmelzeleiters, insbesondere des Schmelze leiterblocks, zurückgeführt werden. Der Vorteil des Führens der lokalen Maschinenrichtung der Schmelzekanäle entgegengesetzt zur globalen Maschinenrichtung besteht folglich darin, dass der Schmelzeleiter bzw. der Schmelzeleiterblock durch beliebi ge Führung der Schmelzekanäle relativ zur globalen Maschinenrichtung besonders bau raumsparend ausgebildet werden kann. Außerdem können die Schmelzekanäle beliebig um Anschluss- oder Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, Gewinde oder derglei chen herumgeführt werden.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei Mittel zum Verbinden, insbesondere zum Schraubverbinden und/oder Verkleben der Schmelzeleiter blöcke, vorgesehen sind, wobei die Mittel zum Verbinden einen Zuganker umfassen, , der durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke hindurchgeführt ist und der wenigstens zwei Schmelzeleiterblöcke gegeneinander verspannt.

Des Weiteren bevorzugt ist an einer Anlagefläche zwischen zwei aneinander zur Anlage kommenden Schmelzeleiterblöcken eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung kann als Dichtring, als Dichtlippe oder dergleichen ausgebildet sein und ist insbesondere dazu vorgesehen, das Multikanal System gegenüber einer äußeren Atmosphäre abzudichten. Zudem wird mit der Dichtung verhindert, dass Feuchtigkeit oder Schmutz in das Multika nalsystem gelangt.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen des vorstehenden Absatzes auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet ist, wobei an einer Anlagefläche zwischen zwei aneinander zur Anlage kommenden Schmelzeleiterblöcken eine Dichtung angeordnet ist.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass sich zwei oder mehr Multikanalsys teme durch wenigstens zwei Schmelzeleiterblöcke erstrecken, wobei ein Kanalaustritt eines k-ten Multikanalsystems des ersten Schmelzeleiterblocks einem Kanaleintritt eines k-ten Multikanalsystems des zweiten Schmelzeleiterblocks, und umgekehrt, eindeutig zugeord net ist. Mit anderen Worten sind der Schmelzeleiter und insbesondere die Schmelzeleiter blöcke derart konstruiert, dass das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend durch mindestens zwei der Schmelzeleiterblöcke verläuft, wobei während des Betriebs der Extrusionsanlage alle Schmelzeleiterblöcke als eine gemeinsame Blockeinheit fungieren und keine geometrischen Fehlstellen an den Schnittstellen zwischen den Schmelzeleiter blöcken, insbesondere zwischen den fluidisch verbundenen Schmelzekanälen, auftreten. Bevorzugt fluchten alle Kanalaustritte der Schmelzekanäle eines ersten Teilkanalsystems des ersten Schmelzeleiterblocks mit Kanaleintritten daran fluidisch angeschlossener Schmelzekanäle eines zweiten Teilkanalsystems des zweiten Schmelzeleiterblocks, wobei der jeweilige Kanalaustritt und der jeweilige Kanaleintritt idealerweise identische Quer schnitte aufweisen, um ungewollte Schubspannungsschwankungen, Entmischungserschei nungen und/oder Ablagerungen im Multikanal System zu vermeiden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen des vorstehenden Absatzes auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend zwei oder mehr Schmelzeleiterblöcke mit zwei oder mehr Multikanal Systemen, wobei die Multikanal Systeme sich dreidimensional erstreckend innerhalb wenigstens zweier der Schmelzeleiterblöcke angeordnet sind, wobei ein Kanalaustritt, insbesondere mehrere oder alle Kanalaustritte, eines k-ten Multikanal Sys tems des ersten Schmelzeleiterblocks einem bzw. mehreren Kanaleintritten eines k-ten Multikanalsystems des zweiten Schmelzeleiterblocks, bevorzugt und umgekehrt, eindeutig zugeordnet sind.

Vorzugsweise weist wenigstens einer der Schmelzeleiterblöcke einen Medienkanal auf, insbesondere für eine zirkulierende Fluidversorgung, vor allem zum Temperieren, und/oder für eine elektrische Leitung und/oder für eine Messeinrichtung.

Unter einem „Medienkanal“ ist in diesem Zusammenhang ein zusätzliches, neben dem Multikanal System ausgebildetes und fluidisch davon getrenntes Kanalsystem zu verstehen, das vom Aufbau grundsätzlich wie das Multikanalsystem ausgebildet sein kann. Das bedeutet, dass auch der Medienkanal sich dreidimensional erstreckend durch den Schmel zeleiterblock verlaufen kann und einen Eintritt sowie einen damit fluidisch verbundenen Austritt aufweist. Der Medienkanal verläuft räumlich beabstandet zwischen den Schmelze kanälen des Multikanalsystems und kann mit dem Multikanal System wirkverbunden sein. Der Medienkanal kann beispielsweise zur Führung eines Mediums, insbesondere eines Temperiermediums, ausgebildet sein. Im Gegensatz zum Hohlkammersystem ist der Medienkanal ein separater, platzsparend ausgebildeter Kanal oder ein separates Kanalsys tem, durch den bzw. das eine Wechselwirkung mit der in den Schmelzekanälen geführten, designierten Polymerschmelze realisierbar ist. Darüber hinaus kann der Medienkanal oder ein weiterer Medienkanal zur Führung von elektrischen Leitungen und/oder einer Messein richtung, wie beispielsweise eine Sensorik mit dessen elektrischer Versorgungsleitung, vorgesehen sein. Das Multikanal System kann aufgrund dessen additiver Herstellung um den ebenfalls additiv herstellbaren Medienkanal, oder umgekehrt, herumgeführt werden. Die zuvor beschriebenen Stützstrukturen können gleichermaßen zur Realisierung statischer Stabilität des Mediankanals genutzt werden. Gleichermaßen können die zuvor beschriebe nen Schnittstellen, und zwar Kanalaustritte bzw. -eintritte, zur Verbindung des Medienka nals zwischen wenigstens zwei Schmelzeleiterblöcken verwendet werden.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelzeleiterblock, einen räumlich zwischen Schmelzekanälen des Multikanal Systems angeordneten Medienkanal aufweist, insbesondere für eine zirkulierende Fluidversorgung, vor allem zum Temperieren, und/oder für eine elektrische Leitung und/oder für eine Messeinrichtung.

Nach einem Ausführungsbeispiel weist der Schmelzeleiterblock ein statisches Funktions element zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der designierten Polymerschmelze auf. Unter einem „statischen Funktionselement“ ist wenigstens ein an oder im Multikanalsystem angeordnetes oder ausgebildetes im Wesentlichen ortsfestes Element oder Bauteil zu verstehen, das mit der designierten Polymerschmelze wechselwirkt. Das statische Funkti onselement realisiert eine derartige Beeinflussung der designierten Polymerschmelze, sodass die Eigenschaften, insbesondere die Fließeigenschaften, der Polymerschmelze vom Eintritt bis zum Austritt im Wesentlichen gleich bleiben, vorzugsweise verbessert werden. Insbesondere kann das statische Funktionselement bewirken, dass eine Schmelzetempera tur des Schmelzestroms homogener gestaltet wird. Auch können Ablagerungen und/oder Entmischungserscheinungen der Polymerschmelze im Multikanalsystem durch eine Homogenisierung des Schmelzestroms verhindert werden. Vorzugsweise ist das statische Funktionselement ein statisches Mischelement. Das stati sche Mischelement ist vorzugsweise innerhalb des Multikanalsystems bzw. in einem Schmelzekanal des Multikanalsystems angeordnet und wird vorteilhafterweise bei additi ver Herstellung des Multikanalsystems ebenfalls wenigstens teilweise additiv hergestellt. Das Mischelement kann rampenförmig, stabförmig, gekrümmt oder dergleichen ausgebil det sein und dient vornehmlich zur Durchmischung und Homogenisierung der designierten Polymerschmelze. Aufgrund der vorliegenden Schubspannungen in der Polymerschmelze liegen im Schmelzekanal unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten des Schmelzestroms vor, die von einer Mittelachse des Schmelzekanals zur Schmelzekanalwand hin abnimmt. Das statische Funktionselement, insbesondere das statische Mischelement, realisiert in diesem Zusammenhang eine Vergleichmäßigung des im Schmelzekanal geführten Schmel zestranges. Beispielsweise unmittelbar vor einem Austritt des Multikanalsystems kann eine Vergleichmäßigung der Schmelzeströmung durch ein statisches Mischelement eine gleichmäßige Speisung einer Extrusionsdüse oder eines stromauf der Extrusionsdüse ausgebildeten Sammelraums realisieren.

Das statische Mischelement ist vorzugsweise im Schmelzekanal zwischen zwei Verzwei gungen bzw. Weiterverzweigungen angeordnet. Es ist denkbar, dass im Bereich des Mischelements eine geringfügige lokale Querschnittsänderung der lokalen Querschnitts form des Schmelzekanals ausgebildet ist, insbesondere um eine Mischwirkung zu verbes sern. Bevorzugt ist eine lokale Aufweitung des Schmelzekanals vorgesehen, die abhängig von der im jeweiligen Schmelzekanal vorliegenden Strömungseigenschaften ausgeformt ist, wobei der statische Mischer innerhalb der lokalen Aufweitung ausgebildet ist. Der Schmelzekanal weist vorzugsweise vor und nach der lokalen Aufweitung des Schmelzeka nals im Wesentlichen die gleiche Querschnittsgröße und -form auf, wobei in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze dazwischen ein lokal vergrößerter Querschnitt ausge bildet ist. Die Querschnittsänderung kann stufenförmig und/oder rampenförmig ausgebildet sein. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn nach einer Richtungsänderung des Schmelzeka nals mit einem einfachen statischen Mischelement die Polymerschmelze bzw. die Schmel zeströmung von der Mittelachse des jeweiligen Schmelzekanals in Richtung der Wand des Schmelzekanals gelenkt wird.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der vorstehenden Absätze auch für sich genommen einen unabhängigen Aspekt der Erfindung darstellt, also unabhängig vom zuvor beschriebenen unabhängigen Patentanspruch. Eine als unabhängig und selbständig vorteilhaft offenbart zu verstehende Merkmalskombination wäre demnach wie folgt:

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusi onswerkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanal System, wobei das Multikanal System sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelzeleiterblock, ein statisches Funktionselement zur zumindest mittelbaren Beeinflus sung der designiert unter Druck durch das Multikanal System strömenden Polym erschmelze aufweist.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Schmelzeleiterblock ein erstes Multikanal System und ein zweites Multikanal System, insbesondere ein drittes, viertes oder fünftes Multikanal System aufweist. Dabei ist denkbar, dass die Multikanal Systeme fluidisch voneinander getrennt verlaufen oder dass wenigstens zwei Multikanalsysteme zusammen geführt werden, um die Polymerschmelzen der zusammengeführten Multikanalsysteme miteinander zu vermengen. Auch mehr als fünf Multikanalsysteme sind denkbar, die jeweils wenigstens teilweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens innerhalb des Schmelzeleiterblocks ausgebildet werden. Die Multikanalsysteme können identische, beispielsweise aber auch unterschiedliche oder teils identische und teils unterschiedliche Polymerschmelzen leiten, um beispielsweise mehrlagige oder wenigstens teilweise überlappende Folienbahnen oder Filamente herzustellen. Auch hinsichtlich ihrer Material anforderungen und -eigenschaften unterschiedliche Polymerschmelzen können in den Multikanal Systemen geleitet, insbesondere zusammengeführt und/oder verteilt werden, um ein entsprechendes Extrusionsprodukt zu erzeugen. Ferner ist denkbar, dass einzelne Filamente aus Polymerschmelzen verschiedener Multikanalsysteme erzeugt werden. Mithin können Filamente aus unterschiedlichen Komponenten bzw. Polymerschmelzen mit beliebigen Mischungsverhältnissen ausgebildet werden, wobei die Komponenten bei spielsweise benachbart aneinander anliegend, in Lagen, Schichten und/oder Segmenten im jeweiligen Filament angeordnet sind.

Aus einer Vielzahl von Filamenten lassen sich Vliese bzw. Vliesstoffe mit gleichen oder verschiedenen Materialeigenschaften erzeugen. Ein Vlies besteht aus einer Vielzahl Einzelfilamenten, bevorzugt aus 20 bis 10.000 Einzelfilamenten pro Meter Breite des Vlieses. Die Austritte des jeweiligen Multikanalsystems können zur Verdüsung der Polymerschmelze zu einem Filament ausgebildet sein. Ferner ist denkbar, dass die dem Schmelzeleiterblock nachgelagerte Extrusionsdüse zur Herstellung der Filamente und anschließend des Vlieses vorgesehen ist.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Extrusionswerk zeug für eine Extrusionsanlage zum Erzeugen von Extrusionsprodukten gelöst, umfassend einen Schmelzeleiter gemäß der zuvor beschriebenen Art, wobei der Schmelzeleiter dazu ausgebildet ist, mindestens eine Polymerschmelze zu verteilen und/oder zu mischen.

Unter einem „Extrusionswerkzeug“ ist eine Baugruppe einer Extrusionsanlage zu verstehen, die ein oder mehrere Schmelzeleiter mit jeweils einem oder mehreren Schmelzeleiter blöcken umfasst. Das Extrusionswerkzeug wird mit Polymerschmelze gespeist, die zumindest mittelbar in den Schmelzeleiter bzw. ein Multikanal System eines Schmelzelei terblocks des Schmelzeleiters geleitet wird. Stromauf des Extrusionswerkzeugs ist eine Bereitstellungseinheit in Form eines Extruders oder dergleichen zur Bereitstellung der designierten Polymerschmelze angeordnet.

Stromab des Schmelzeleiters bzw. des jeweiligen Schmelzeleiterblocks ist vorzugsweise mindestens ein Extrusionsdüsensegment angeordnet, wobei der Schmelzeleiter bzw. der jeweilige Schmelzeleiterblock dazu ausgebildet ist, das jeweilige Extrusionsdüsensegment wenigstens teilweise mit Polymerschmelze zu speisen. Somit weist das Extrusionswerk zeug zwei oder mehrere Extrusionsdüsensegmente auf, die wiederum eine zusammenhän gende mindestens eine Extrusionsdüse mit einem jeweiligen Extrusionsdüsenaustritt bilden können, wobei die jeweilige Extrusionsdüse ebenfalls Teil des Extrusionswerkzeugs sein kann. Zur Zwischenformgebung oder endgültigen Formgebung des Extrusionsprodukts sind die Extrusionsdüsensegmente derart miteinander kombiniert bzw. verbunden, dass ein gemeinsamer Extrusionsdüsenaustritt ausgebildet wird, welcher eine gleichmäßige Form gebung der Polymerschmelze gewährleistet.

Alternativ kann jeder Schmelzeleiterblock bereits eine einteilig damit verbundene Extrusi onsdüse umfassen oder selbst als Extrusionsdüse ausgebildet sein bzw. die Funktionen einer Extrusionsdüse übernehmen, sodass auf eine separate Extrusionsdüse verzichtet werden kann. Dazu ist der jeweilige Austritt des Multikanalsystems an der Austrittsseite des Schmelzeleiters entsprechend ausgeformt und dimensioniert, sodass eine Verdüsung der designierten Polymerschmelze realisiert wird. In diesem Fall wird die Summe aller Austritte am Schmelzeleiter als Extrusionsdüsenaustritt bezeichnet, wobei der Extrusions düsenaustritt je nach Anordnung der Austritte zueinander in Höhe und Breite beliebig ausgestaltet sein kann. Der Extrusionsdüsenaustritt weist vorzugsweise eine um ein Vielfaches größere Breite als Höhe auf, beispielsweise um Folien oder Vliese herzustellen.

Ebenso wie der Schmelzeleiter kann auch die separate Extrusionsdüse und dementspre chend auch der Extrusionsdüsenaustritt wenigstens teilweise mit einem additiven Herstel lungsverfahren hergestellt werden. Ein solches additives Herstellverfahren ermöglicht besonders unkompliziert verschiedenste Geometrien der Extrusionsdüse und des Extrusi onsdüsenaustritts sowie entsprechende Anschlussmittel zum form- und/oder kraftschlüssi gen Anschluss der Extrusionsdüse an den Schmelzeleiter zu erzeugen.

Der Extrusionsdüsenaustritt des Extrusionswerkzeugs ist vorzugsweise mit einer Breite von mehr als 5.000 mm, bevorzugt von mehr als 6.000 mm oder mehr als 8.000 mm ausgebildet. Durch die wenigstens teilweise additive Fertigung des Extrusionswerkzeugs, insbesondere des Extrusionsdüsenaustritts, lassen sich bisher nicht mögliche Abmessungen realisieren. Insbesondere lässt sich die Extrusionsdüse sowie der Extrusionsdüsenaustritt in Übergröße hersteilen. Zudem sind eine schnellere Herstellung und Nachlieferung verschlis sener oder defekter Teile möglich. Des Weiteren kann die Extrusionsdüse und/oder der Extrusionsdüsenaustritt mehrteilig ausgebildet werden, wobei durch insbesondere passge naue Bauteile mit geringen Toleranzen bereitgestellt werden können.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Extrusionsanlage zum Erzeugen von Extrusionsprodukten, umfassend ein Extrusionswerkzeug gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung. Die Extrusionsanlage ist insbesondere zur Aufbereitung von Polymerschmelze sowie zur Erzeugung von Extrusionsprodukten vorgesehen. Die Extrusi onsanlage wird von einer Bereitstellungseinheit mit Polymerschmelze gespeist, die ein Silo und/oder einen Extruder oder dergleichen umfasst. Ein derartiges Extrusionswerkzeug hat den Vorteil, dass aufgrund dessen Herstellungsweise beispielsweise zu Instandhaltungs und/oder Wartungsarbeiten ein besonders schneller und einfacher Wechsel des Schmelze leiters, des jeweiligen Schmelzeleiterblocks, eines eventuellen Extrusionsdüsensegments und/oder eines eventuellen Extrusionsdüsenaustritts an der Extrusionsdüse möglich ist. Zudem können Extrusionsprodukte in Übergröße, insbesondere in Überbreite hergestellt werden, da das Extrusionswerkzeug in beliebiger Form und Größe, insbesondere in beliebiger Breite ausgebildet sein kann. Durch die Parallel- und/oder in-Reihe-Schaltung der Schmelzeleiterblöcke ist eine Herstellung von Extrusionsprodukten mit bisher nicht möglichen Abmessungen, insbesondere in Überbreite, möglich.

Die erfindungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfindungsgemäßen Schmelzeleiter kann als Vorrichtung zur Herstellung von Filamenten oder Fäden ausgebildet sein. Derartige Vorrichtungen haben gemeinsam, dass sie einen punktförmigen Polymerschmelzeaustritt am Extrusionswerkzeug bzw. am Schmelzeleiterblock des Schmelzeleiters aufweisen, wobei austrittsseitig jeweils mehrere kleine Düsenbohrungen ausgebildet sind. Die Fäden formen als Endlosfilamente beispielsweise sogenannte Vliesstoffe, Mono- oder Multifila mente oder Bändchen. Der erfindungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafter weise als Schmelzeverteiler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Insbesondere kann der erfindungsgemäße Schmelzeleiter in einer Vorrichtung zur Herstel lung von Vliesstoffen aus Endlosfilamenten (einer sogenannten Spinnvliesanlage), im Wesentlichen bestehend aus mindestens einer Spinneinrichtung zum Erspinnen der Filamente, einer Kühleinrichtung zum Kühlen der Filamente, einer Verstreckeinrichtung zum Strecken der Filamente, einer Ablageeinrichtung, insbesondere einem Ablagesieb band, zum Ablegen der Filamente zu einer Vliesbahn, einer Verfestigungseinrichtung zum Verfestigen der Filamente Vliesbahn und einer Wickeleinrichtung zum Aufwickeln der Vliesbahn, zum Einsatz kommen.

Dabei besteht die Spinneinrichtung im Wesentlichen aus mindestens einer gravimetrischen oder volumetrischen Dosiereinrichtung zur Dosierung und Zuführung mindestens einer Polymerkomponente zu einem Extruder bzw. zu einer Bereitstellungseinheit, mindestens einem Extruder bzw. einer Bereitstellungseinheit zum Verdichten, Aufschmelzen und Fördern der mindestens einen Polymerkomponente, mindestens einem Schmelzefilter, der idealerweise als Siebwechsler mit oder ohne automatischer Reinigung zum Filtern von Partikeln aus der Polymerschmelze, mindestens einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Fördern der Polymerschmelze, mindestens einem als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter, der die Polymerschmelze im Wesentlichen quer zur globalen Maschinen- rieh tun g bzw. in sogenannter „Cross Direction“ (CD) der Vorrichtung gleichmäßig verteilt, gegebenenfalls mindestens einem weiteren als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelze leiter, der die Polymerschmelze zusätzlich ebenfalls quer zur globalen Maschinenrichtung, jedoch auch senkrecht zur „Cross Direction“ (CD) in eine sogenannte „Machine Direction“ (MD) der Vorrichtung verteilt, einem ein- oder mehrreihigen Düsenwerkzeug des Extrusi onswerkzeugs zur Erzeugung von Filamenten aus Polymerschmelze und Rohr- und/oder S chl auchl eitungen zur V erbindung der vorstehenden Einrichtungen. Der erfindungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als Schmelzeverteiler zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Die Erfindung kann ebenso in einer Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen aus ultrafeinen Endlosfilamenten (einer sogenannten Schmelzblasanlage), im Wesentlichen bestehend aus mindestens einer Blaseinrichtung zur Erzeugung und anschließender Kühlung ultrafeiner Filamente, einer Ablageeinrichtung, insbesondere einer Ablagewalze, zum Ablegen der ultrafeinen Filamente zu einer Vliesbahn, einer Verfestigungseinrichtung zum Verfestigen der Filamente Vliesbahn und einer Wickeleinrichtung zum Aufwickeln der Vliesbahn, zum Einsatz kommen.

Dabei besteht die Spinneinrichtung im Wesentlichen aus mindestens einer gravimetri sehen oder volumetrischen Dosiereinrichtung zur Dosierung und Zuführung mindestens einer Polymerkomponente zu einem Extruder bzw. zu einer Bereitstellungseinheit, mindestens einem Extruder bzw. eine Bereitstellungseinheit zum Verdichten und Aufschmelzen der mindestens einen Polymerkomponente, mindestens einem Schmelzefilter, der idealerweise als Siebwechsler mit oder ohne automatischer Reinigung zum Filtern von Partikeln aus der Polymerschmelze, mindestens einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Aufbau eines kontinuierlichen Druckes der Polymerschmelze, mindestens einem als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter der die Polymerschmelze in „Cross Direction“ (CD) der Vorrichtung gleichmäßig verteilt, gegebenenfalls mindestens einem weiteren als Schmel zeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter der die Polymerschmelze zusätzlich in „Machine Direction“ (MD) der Vorrichtung verteilt, einem ein- oder mehrreihigen Düsenwerkzeug des Extrusionswerkzeugs zur Erzeugung von ultrafeinen Filamenten aus Polymerschmelze und Rohr- und/oder S chl auchl eitungen zur Verbindung der vorstehenden Einrichtungen. Der erfindungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als Schmelzeverteiler zum Verteilen der Polymerschmelze zum Einsatz. Die erfindungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfindungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante eine Vorrichtung zur Herstellung von Platten oder Flachfolien sein. Derartige Vorrichtungen haben gemeinsam, dass ein linienförmiger Polymerschmel zeaustritt am Extrusionswerkzeug, insbesondere am Schmelzeleiterblock des Schmelzelei ters, ausgebildet ist, wodurch das Extrusionsprodukt wenigstens eine Ober- und Unterseite erhält. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmel zeverteiler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

In einer weiteren Variante kann erfmdungsgemäße Schmelzeleiter in einer Vorrichtung zur Herstellung von Flachfolien (einer sogenannten Flachfolienanlage), umfassend eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze, einer Breitschlitzdüse bzw. ein Werkzeug zum Erzeugen eines tafelförmigen Polymerschmelzestroms und einer Kühlwal- zeneinheit zum Einsatz kommen.

Dabei besteht die Einrichtung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze aus mindestens einer gravimetri sehen oder volumetrischen Dosiereinrichtung zur Dosierung und Zufüh rung mindestens einer Polymerkomponente zum Extruder, mindestens einem Extruder zum Verdichten, Aufschmelzen und Fördern der mindestens einen Polymerkomponente, mindestens einem Schmelzefilter, der idealerweise als Siebwechsler mit oder ohne automa tischer Reinigung zum Filtern von Partikeln aus der Polymerschmelze, optional aus einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Fördern der Polymerschmelze, optional aus einem Schmelzemischer zum Erzeugen eines mehrlagigen Aufbau des Schmelzestroms, einem als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter zur Verteilung des Schmelzestroms in „Cross Direction“ (CD), einer als Breitschlitzdüse ausgebildeten Extrusionsdüse zum Formen eines tafelförmigen Polymerschmelzestroms und Rohr- und/oder Schlauchleitun gen zur Verbindung der vorstehenden Einrichtungen. Es ist bei derartigen Vorrichtungen denkbar, den Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler, als Schmelzemischer sowie in einer Kombination aus Schmelzeverteiler und Schmelzemischer auszubilden.

Die erfmdungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfindungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante als Vorrichtung zur Herstellung von Rohren, Profilen oder Schläuchen ausgebildet sein. Solche Vorrichtungen sehen einen Polymerschmelzeaustritt vor, der durch entsprechend ausgebildete Schmelzekanalführung und/oder ergänzende Einbauten innenliegende und außenliegende Oberflächen des Extrusionsprodukts erzeugt. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmelzevertei ler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Die erfmdungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfindungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante als Vorrichtung zur Herstellung einer Schlauchfolie ausgebildet sein. Ein solche Vorrichtung weist einen wenigstens teilweise kreislinienförmig ausgebil deten Polymerschmelzeaustritt am Extrusionswerkzeug auf, der einen Ringspalt umfasst, wodurch das Extrusionsprodukt eine Innen- und Außenseite erhält. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmelzeverteiler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Insbesondere kann der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter in einer Vorrichtung zur Herstel lung von Blasfolien (einer sogenannten Blasfolienanlage), im Wesentlichen bestehend aus einer Einrichtung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze bzw. einer Bereitstellungsein heit, einem Blaskopf zum Erzeugen eines Folienschlauches, einer Abzugseinrichtung zum Abziehen und Quer- und Längsverstrecken des Folienschlauches in Extrusionsrichtung und einer Kühleinrichtung zum Kühlen des Folienschlauches, zum Einsatz kommen.

Dabei besteht die Einrichtung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze bzw. die Bereit stellungseinheit aus mindestens einer gravimetri sehen oder volumetrischen Dosiereinrich tung zur Dosierung und Zuführung mindestens einer Polymerkomponente zum Extruder, mindestens einem Extruder zum Verdichten, Aufschmelzen und Fördern der mindestens einen Polymerkomponente, mindestens einem Schmelzefilter, der idealerweise als Sieb wechsler mit oder ohne automatischer Reinigung zum Filtern von Partikeln aus der Polymerschmelze, optional aus einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Fördern der Polymerschmelze, und Rohr- und/oder S chl auchl eitungen zur Verbindung der vorstehen den Einrichtungen und des Blaskopfes, wobei zumindest der Blaskopf als Extrusionswerk zeug gemäß der Erfindung mit im Blaskopf integriertem Schmelzeverteiler, insbesondere Wendelverteiler oder Plattenverteiler, zu verstehen ist, der Blaskopf umfassend eine Ringschlitzdüse mit Wendelverteiler, insbesondere einem Radialwendelverteil er, zum Formen eines ein- oder mehrschichtigen ringförmigen Polymerschmelzestroms sowie eine Aufblaseinrichtung zum Aufblasen eines Folienschlauches. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als S chmelzevertei 1 er zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer Extrusionsanlage gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, wobei der Extrusi onsanlage mindestens ein extrudierfähiges Polymer, insbesondere mindestens ein Kunst stoff, zugeführt wird, das zu einer jeweiligen Polymerschmelze plastifiziert wird, wobei die jeweilige Polymerschmelze einem Schmelzeleiter gemäß der zuvor beschriebenen Art zugeführt wird, der die jeweilige Polymerschmelze verteilt und/oder mischt.

Die Zuführung des extrudierfähigen Polymers erfolgt beispielsweise über ein Silo oder eine Fördereinrichtung, die entweder Teil der Extrusionsanlage oder ein separates Bauteil oder Baugruppe ist. Das extrudierfähige Polymer kann als Granulat, also in im Wesentlichen fester Form, oder als wenigstens teilweise aufgeschmolzene Schmelze der Extrusionsanla ge zugeführt werden.

Granulat kann nach dessen Zuführung in die Extrusionsanlage von einer Bereitstellungs einheit, insbesondere einem Extruder oder dergleichen, weiterverarbeitet und durch Aufschmelzen und/oder weiteren Bearbeitungsschritten derart plastifiziert werden, dass es dem Schmelzeleiter als Polymerschmelze zur Zusammenführung und/oder Aufteilung zugeführt werden kann. Nach Aufteilung und/oder Zusammenführung der Polymerschmel ze kann diese aus dem Schmelzeleiter einer Extrusionsdüse zugeführt werden, die die Polymerschmelze zur Erzeugung des Extrusionsprodukts weiterverarbeitet.

Vorteilhaft bei einer derartigen Anlage ist, dass eine Anlage mit einem solchen Extrusi onswerkzeug sehr viel wirtschaftlicher betrieben werden kann, weil die Produktwechselzei ten bei einem Polymerwechsel deutlich kürzer sind und die Gesamtlaufzeit des Extrusionswerkzeuges vor einer Werkzeugreinigung deutlich länger sind.

Alle im Rahmen dieser Erfindung als additiv hergestelltes Bauteil beschriebenen Kompo nenten der Extrusionsanlage, insbesondere das Extrusions Werkzeug, der Schmelzeleiter und der Schmelzeleiterblock, sind aus einem zur additiven Fertigung und/oder Guss geeigneten Material ausgebildet. Als Material eignet sich insbesondere Metall, Kunststoff und/oder Keramik. Unter dem Begriff „Kunststoff 4 sind vorzugsweise Hochleistungskunststoffe zu verstehen, die Betriebstemperaturen des Extrusionswerkzeugs von über 200 °C ermöglichen. Ein Vorteil von aus Keramik additiv hergestellten Bauteilen, insbesondere von aus Keramik additiv hergestellten Schmelzekanälen, ist die Minimierung von Ablage rungen. Vorteilhafterweise sind die Flächen der Schmelzekanäle, die in direkten Kontakt mit der Polymerschmelze kommen, als eine ein- oder mehrlagige Keramikschicht in Form eines Inliners, in einem aus einem im Gegensatz zum bestehenden Schmelzeleiterblock verschiedenen Material ausgebildet. Mit anderen Worten können die Kanäle des jeweiligen Multikanalsystems wenigstens abschnittsweise eine ein- oder mehrlagige Keramikschicht zur Kanaloberflächenmodifikation aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, den gesamten Schmelzeleiterblock ganz oder teilweise aus Keramik auszubilden. Mit anderen Worten kann der Schmelzeleiterblock mit dem Multikanal System segmentweise aus unterschiedli chen Werkstoffen bestehen, deren Vorteile für den jeweiligen Anwendungsfall nutzbar sind. Dies können insbesondere unterschiedliche Metalle sein, oder auch eine Kombination aus Metall, Keramik und/oder Kunststoff.

Je nach Material des Schmelzeleiterblocks und/oder der Kanäle des Multikanal Systems kann alternativ eine Oberflächenbehandlung zur Veredelung der Oberfläche der Kanäle des Multikanalsystems erfolgen. Dies kann eine Wärmebehandlung, eine chemische Gaspha senabscheidung, eine physikalische Gasphasenabscheidung, ein Infiltrieren oder derglei chen umfassen. Dadurch wird eine Beschichtung in einer oder mehreren Lagen, insbesondere an den Kanal Oberflächen des Multikanalsystems, ausgebildet, wodurch die Oberflächenbeschaffenheit der Kanäle des Multikanalsystems beeinflusst wird, sodass vorteilhafterweise Fließeigenschaften der Polymerschmelze verbessert und Ablagerungen innerhalb des Multikanalsystems reduziert werden.

Nach Herstellung des Schmelzeleiterblocks kann die Innenfläche der Kanäle des Multika nalsystems und, sofern vorgesehen, die Beschichtung der Kanäle nachbearbeitet bzw. nachbehandelt werden. Dies kann zum einen ein Reinigen und/oder Spülen des Multikanal systems umfassen. Des Weiteren ist denkbar, ein Strömungsschleifen der Kanäle des Multikanalsystems durchzuführen. Diese Schritte können auch in Wartungsintervallen oder bei Produktwechseln durchgeführt werden, um eventuelle Ablagerungen im Multikanal Sys tem zu lösen und entsprechend zu entfernen. Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die vorliegend erzielbaren Vorteile und Effekte entsprechend kumuliert umsetzen zu können.

Weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung sind anhand der Zeich- nung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft eine kontinuierlich polymerverarbeitende Extrusionsanlage und Ausführungsbeispiele zu verschiedenen Schmelzeleitern dargestellt und beschrieben sind.

Komponenten, welche in den einzelnen Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeich- net sein, wobei die Komponenten nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 A eine schematische Ansicht eines möglichen Aufbaus einer Extrusionsanlage mit einem Schmelzeleiter, umfassend mehrere Schmelzeleiterblöcke und ein Multikanal System nach einer ersten Alternative;

Fig. 1B eine schematische Ansicht des Schmelzeleiters gemäß Fig. 1 A;

Fig. IC eine vereinfachte Detailansicht einer Schnittstelle zwischen zwei Schmelze leiterblöcken gemäß Fig. 1 A und Fig. 1B;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Austrittsseite des Schmelzeleiters nach einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel; Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht des Multikanal Systems gemäß Fig. 1A bis Fig. IC, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems nach einem dritten alternativen Ausführungsbeispiel, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzemischer ausgebildet ist; Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems nach einem vierten alternativen Ausführungsbeispiel, wobei der Schmelzeleiter teilweise als Schmelzeverteiler und teilweise als Schmelzemischer ausgebildet ist; Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht eines fünften alternativen Ausfüh rungsbeispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter teilweise als Schmelzemischer und teilweise als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 7A eine schematische Perspektivansicht eines sechsten alternativen Ausfüh rungsbeispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 7B eine weitere schematische Perspektivansicht des sechsten alternativen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7A;

Fig. 8A eine schematische Draufsicht eines siebten alternativen Ausführungsbei spiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzevertei ler ausgebildet ist;

Fig. 8B eine schematische Perspektivansicht des siebten alternativen Ausführungs beispiels gemäß Fig. 8A;

Fig. 8C eine weitere schematische Perspektivansicht des siebten alternativen

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8A und Fig. 8B;

Fig. 8D eine weitere schematische Perspektivansicht des siebten alternativen

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8A bis Fig. 8C;

Fig. 9 eine schematische Perspektivansicht eines achten alternativen Ausführungs beispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzever teiler ausgebildet ist;

Fig. 10A eine schematische Perspektivansicht eines neunten alternativen Ausfüh rungsbeispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 10B eine schematische Draufsicht des neunten alternativen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 10A; und

Fig. IOC eine weitere schematische Perspektivansicht des neunten alternativen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. lOAund Fig. 10B. In Fig. 1 A ist eine Extrusionsanlage 3 stark vereinfacht dargestellt. Die Extrusionsanlage 3 umfasst eine Bereitstellungseinheit 23, die dazu ausgebildet ist, eine Polymerschmelze 24 zur Herstellung eines Extrusionsprodukts 30 oder eines Zwischenprodukts bereitzustellen und aufzuarbeiten. Die Bereitstellungseinheit 23 ist vorliegend als - hier nicht näher dargestellter - Extruder ausgebildet, der mindestens ein extrudierfähiges Polymer 29 zur Polymerschmelze 24 plastifiziert. Das Polymer ist beispielsweise ein Kunststoff. Die Bereitstellungseinheit 23 kann auch zum Bereitstellen von einer oder mehreren unter schiedlichen Polymerschmelzen 24 mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften ausgebildet sein. Die Polymerschmelze 24 wird von der Bereitstellungseinheit 23 kontinu ierlich in ein Extrusionswerkzeug 2, umfassend einen Schmelzeleiter 1 und eine in desig nierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 nachgelagerte Extrusionsdüse 14 gefördert. Das Extrusionswerkzeug 2 ist in der kontinuierlich arbeitenden Extrusionsanla ge 3 integriert, an welcher die Polymerschmelze 24 in einer globalen Maschinenrichtung 18 kontinuierlich durch den Schmelzeleiter 1 gefördert wird, wobei sich die Bezeichnungen „stromab“ und „stromauf 4 auf diese globale Maschinenrichtung 18 beziehen.

Der Schmelzeleiter 1, der gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel als Schmelzeverteiler ausgebildet ist, weist fünf separate Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e auf, wobei sich nach der Montage des Schmelzeleiters 1 innerhalb der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e ein Multikanal system 5 dreidimensional erstreckt. Die Unterteilung der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e ist hier durch gestrichelte Linien dargestellt. Die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e sind mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt und ortsfest zueinander angeordnet und fixiert. Dadurch wird eine modulare Bauweise des Schmelzeleiters 1 realisiert, denn die Schmelzeleiterblöcke 4a -4e können je nach Anforderung an das Extrusionsprodukt 30 oder im Fall einer Instandhaltungs- oder Wartungsmaßnahme beliebig miteinander kombi niert oder ausgetauscht werden. Mithin sind die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e als auswech selbare Bauteile des Schmelzeleiters 1 in die kontinuierlich arbeitende Extrusionsanlage 3 integrierbar. Der jeweilige Schmelzeleiterblock 4a - 4e kann massiv als Block oder mit Stütz Strukturen filigran ausgebildet sein. Insofern wird das Multikanal System 5 durch räumlich um das Multikanal System 5 herum angeordnete - hier nicht näher gezeigte - Stütz Strukturen gestützt.

Die Bereitstellungseinheit 23 ist an einer Eintrittsseite 26 des Schmelzeleiters 1 bzw. an dem ersten Schmelzeleiterblock 4a angeflanscht. Der zweite, dritte, vierte und fünfte Schmelzeleiterblock 4b, 4c, 4d, 4e sind stromab des ersten Schmelzeleiterblocks 4a angeordnet und weisen gemeinsam die gleiche Breite auf wie der erste Schmelzeleiter block 4a. Die Extrusionsdüse 14 ist an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 bzw. an dem zweiten, dritten, vierten und fünften Schmelzeleiterblock 4a - 4e angeflanscht. Alternativ kann auch die Extrusionsdüse 14 mittels eines additiven Herstellverfahrens gefertigt sein, nämlich in - hier nicht gezeigten - Extrusionsdüsensegmenten, die jeweils mit einem der zweiten bis fünften Schmelzeleiterblöcke 4b - 4e einteilig ausgebildet sind. Die Extrusionsdüse 14 weist stromab wiederum einen Extrusionsdüsenaustritt 22 auf, der vorliegend eine Verdüsung der Polymerschmelze 24 zur Ausbildung des Extrusionspro dukts 30 realisiert. Die Extrusionsdüse 14 besitzt einen Extrusionsdüsenaustritt 22 mit einer Breite B von mehr als 5.000 mm. Die Breite B definiert die Breite eines durch die Extrusionsanlage 3 hergestelltes Extrusionsprodukt 30, das gemäß Fig. 1 A als Folie ausgebildet ist. Auch eine Verdüsung zu Filamenten ist mittels der vorliegenden Extrusi onsanlage 3, insbesondere mittels des vorliegenden Extrusionswerkzeugs 2, möglich.

An der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 ist ein Sammelraum 15 ausgebildet, in den das Multikanal System 5 mündet, wobei der Sammelraum 15 dazu ausgebildet ist, die mit dem als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter 1 verteilte Polymerschmelze 24 aufzunehmen und der Extrusionsdüse 14 kontinuierlich zuzuführen. Der Sammelraum 15 wird vorliegend in einem montierten Zustand des Schmelzeleiters 1 austrittsseitig durch den zweiten, dritten, vierten und fünften Schmelzeleiterblock 4a - 4e ausgeformt.

Das Multikanal System 5 wird in dessen gesamter Größe erst mit Montage des Schmelzelei ters 1 bzw. mit Verspannung der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e gegeneinander ausgebildet. Denn wie in Fig. 1B in Verbindung mit Fig. IC zu sehen ist, erstreckt sich das Multikanal system 5 durch alle Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e, wobei jeder der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e ein Teilkanal System mit einer Vielzahl von Schmelzekanälen 11 aufweist, die im montierten Zustand des Schmelzeleiters 1 das Multikanal System 5 bilden. Anders gesagt sind die Schmelzekanäle 11 aller Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e das Multikanal System 5 ausbildend fluidisch miteinander verbunden.

Nach Fig. 1B ist der Schmelzeleiter 1 in der Draufsicht dargestellt. Die Verspannung der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e gegeneinander erfolgt durch ein räumlich um den Schmelze leiter 1 bzw. um alle Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e angeordnetes Verspannsystem 13, das die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e zu einer Blockeinheit miteinander verspannt. Das Verspannsystem 13 umfasst vorliegend eine Halteeirichtung 16 mit vier thermisch akti vierbaren Rahmenteilen 17. Auch mehr oder weniger Rahmenteile 17 sind je nach Ausbil dung der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e denkbar. Die thermisch aktivierbaren Rahmenteile 17 sind derart ausgebildet, dass infolge einer thermischen Expansion der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e während des Betriebs, sei es durch die durch das Multikanal system geförderte Polymerschmelze 24 und/oder durch eine ergänzende Temperierung des Schmelzeleiters 1, eine Verspannungswirkung realisiert wird. Damit bedarf es keiner separaten mechanischen Verspannung der Schmelzeleiterblöcke 4a -4e gegeneinander, denn während des Betriebs der Extrusionsanlage 3 werden die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e automatisch gegeneinander verspannt. Unabhängig davon kann das Verspannsystem 13 trotzdem zur wenigstens teil- oder abschnittsweise mechanischen Verspannung der Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e ausgebildet sein.

Die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e können beliebig ausgebildet und zusammengesetzt werden. Es ist insbesondere möglich, neben individuell ausgebildeten Schmelzeleiterblö cken sogenannte Standardblöcke herzustellen, um eine schnellere Herstellung, Montage und Zuordnung der Schmelzeleiterblöcken 4a - 4e zu ermöglichen sowie günstigere Blöcke herzustellen. Vorliegend sind der zweite bis fünfte Schmelzeleiterblock 4b - 4e identisch ausgebildet, und zwar ist insbesondere das im jeweiligen Schmelzeleiterblock 4b -4e ausgebildete Teilkanal System identisch ausgebildet. Somit weist der Schmelzeleiter 1 gemäß dieser Ausführungsform zwar fünf Schmelzeleiterblöcke 4a -4e auf, jedoch sind nur zwei verschieden ausgebildete Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e vorgesehen. Der erste Schmelzeleiterblock 4a realisiert eine Vorverteilung der Polymerschmelze 24 zu den in der designierten Fließrichtung 25 sowie in globaler Maschinenrichtung 18 nachgelagerten und parallel geschalteten zweiten bis fünften Schmelzeleiterblöcken 4b - 4e.

Fig. IC zeigt einen detaillierten Teilschnitt zwischen dem ersten und zweiten Schmelzelei terblock 4a, 4b. Vorliegend weisen die Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b Positioniermittel 31 auf, und zwar in Form eines Vorsprungs 37 und einer Ausnehmung 38, wobei der Vor sprung 37 bei der Montage der Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b in die Ausnehmung 38 eingreift bzw. hineinragt und dadurch eine Relativbewegung der Schmelzeleiterblö cke 4a, 4b zueinander, in diesem Fall in Blattebene nach links und rechts, verhindert. Der Vorsprung 37 wird während der additiven Fertigung des jeweiligen Schmelzeleiter- blocks 4a, 4b einteilig damit ausgebildet, wobei auch die Ausnehmung 38 direkt bei Herstellung des jeweiligen Schmelzeleiterblocks 4a, 4b ausgebildet wird. Dadurch ist die jeweilige Anordnung des Vorsprungs 37 und der dazu komplementären Ausnehmung 38 vorbestimmt. Mittels der Positioniermittel 31 sind die Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b somit während der Montage direkt zueinander positionierbar, ohne dass eine ergänzende Ausrich tung und Positionierung der Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b erforderlich ist.

Anhand von Fig. IC wird deutlich, dass sich das Multikanal System 5 durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b dreidimensional erstreckt. Dabei sind die Schmelze leiterblöcke 4a, 4b derart ausgebildet und zueinander angeordnet bzw. verspannt, dass ein Kanal austritt 36 des am ersten Schmelzeleiterblock 4a ausgeformten Schmelzekanals 11 eindeutig zu einem Kanal eintritt 35 des am zweiten Schmelzeleiterblock 4b ausgeformten Schmelzekanals 1G zugeordnet ist, und umgekehrt. Mit anderen Worten weisen der Kanaleintritt 35 und der Kanalaustritt 36 im Schnittpunkt des Schmelzekanals 11 bzw. 11‘ die gleiche Form und Größe auf, sodass eine ungehinderte Führung der Polymerschmel ze 24 möglich ist und insbesondere Ablagerungen und/oder Störung der Polymerschmelze verhindert werden.

Des Weiteren sind zwischen einer ersten Anlagefläche 33a des ersten Schmelzeleiter blocks 4a und einer an der ersten Anlagefläche 33a zur Anlage kommenden zweiten Anlagefläche 33b Dichtungen 34 vorgesehen, die eine Dichtwirkung des Multikanal Sys tems 5 gegenüber einer äußeren Atmosphäre realisieren. Zudem wird verhindert, dass die Polymerschmelze 24 mit Luft reagieren kann. Vorliegend sind die Dichtungen 34 am ersten Schmelzeleiterblock 4a aufgenommen.

Die Ausbildung und Anordnung der Dichtungen 34 und der Positioniermittel 31 ist nur exemplarisch zu verstehen. Die Form, Größe und Anordnung ist beliebig wählbar und auf alle anderen Schmelzeleiterblöcke 4c, 4d, 4e, und zwar insbesondere auf alle aneinander zur Anlage kommenden Anlageflächen 33a, 33b zwischen den Schmelzeleiterblöcken 4a - 4e ohne weiteres übertragbar.

Nach Fig. 2 ist eine zweite alternative Ausführungsform des Schmelzeleiters 1 dargestellt; die die Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 in der Ansicht schematisch dargestellt. Der Schmelzeleiter 1 weist drei Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b, 4c auf, wobei der zweite und dritte Schmelzeleiterblock 4b, 4c gemeinsam so breit sind wie der erste Schmelzeleiter- block 4a. Vorliegend ist der Schmelzeleiter 1 in zwei Lagen montiert, wobei der erste Schmelzeleiterblock 4a in der unteren Lage und der zweite und dritte Schmelzeleiter block 4b, 4c in der oberen Lage angeordnet sind. Damit wird deutlich, dass die Schmelze leiterblöcke 4a, 4b, 4c sowohl nebeneinander als auch über- bzw. untereinander angeordnet und miteinander verspannt werden können.

In diesem Ausführungsbeispiel weist der Schmelzeleiter 1 Mittel zum Verbinden bzw. zum Schraubverbinden der Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b, 4c auf. Und zwar sind die Mittel zum Verbinden bzw. Schraubverbinden als - hier gestrichelt dargestellte - Zuganker 32 ausgebildet, die durch - hier ebenfalls gestrichelt dargestellte - Durchbrüche 39 hindurch geführt und verschraubt sind. Mittels der Zuganker 32 wird eine Verspannungswirkung erzielt, die eine Relativbewegung der Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b, 4c verhindert. Auch mehr als die hier gezeigten Zuganker 32 sind denkbar, insbesondere können auch der erste und zweite Schmelzeleiterblock 4a, 4b gegeneinander verspannt werden. In den Schnitt ebenen zwischen den Schmelzeleiterblöcken 4a, 4b, 4c ist eine Anordnung von Dichtele menten 34 und/oder Positioniermitteln 31 analog zu Fig. IC möglich. Alternativ oder ergänzend können die Schmelzeleiterblöcke 4a, 4b, 4c nach einer Positionierung miteinan der stoffschlüssig verbunden werden, insbesondere mittels Kleben, Löten, Schweißen oder dergleichen.

Vorliegend ist das Multikanal System 5 derart sich dreidimensional erstreckend ausgebildet, dass eine Vielzahl von Austritten 7 des Multikanalsystems 5 an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 angeordnet sind, wobei die Austritte 7 quer zur Austrittsrichtung des designierten Schmelzestroms, das heißt in Blattebene in mehreren Ebenen bzw. Lagen beabstandet zueinander angeordnet sind. Je nach Anforderung an das Extrusionsprodukt 30 können die Austritte 7 beliebig zueinander sowie in einer oder mehreren Lagen angeordnet werden. Die Austritte 7 sind dazu ausgebildet, die Polymerschmelze 24 zur Speisung der Extrusionsdüse 14 gemäß Fig. 1A in den Sammelraum 15 zu führen, mithin die Extrusi onsdüse 14 zu speisen. Die Ausbildung des Multikanalsystems 5 gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel ist für den ersten und zweiten Schmelzeleiterblock 4a, 4b in Fig. 7A und Fig. 7B und für den dritten Schmelzeleiterblock 4c in Fig. 10A bis Fig. IOC exemplarisch beschrieben. In diesem Beispiel sind die Austritte 7 in sechs parallelen Lagen angeordnet. Bei den ersten beiden Schmelzeleiterblöcken 4a, 4b sind vier Lagen vorgesehen, wobei je vier Austritte 7 in der Blattebene vertikal übereinander mit gleichmäßigem Abstand angeordnet sind. Demgegenüber weist der dritte Schmelzeleiterblock 4c zwei Lagen Austritte 7 auf, wobei je ein Austritt 7 einer Lage in Fließrichtung der Polymerschmelze 24 mittig zwischen zwei Austritten 7 der jeweils anderen Lage angeordnet ist. Mithin ist möglich, Austritte 7 quer zur Austrittsrichtung des designierten Schmelzestroms übereinander, versetzt zueinander und/oder teilweise überlagernd anzuordnen.

Nach Fig. 3 ist das Multikanal System 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1A und Fig. 1B gezeigt, wobei dieses Multikanalsystem 5 als Teilkanal System in einem der zweiten bis fünften Schmelzeleiterblöcke 4b - 4e angeordnet bzw. ausgebildet sein kann. Die Polymerschmelze 24 wird mittels des Multikanalsystems 5 von einem an einer Eintrittsseite 26 des in diesem Fall als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzelei ters 1 angeordneten Eintritt 6 über eine Verzweigung 8, mehrere hintereinander angeordne te Generationen 9a, 9b Weiterverzweigungen 10 sowie mehrere fluidisch dazwischen angeordnete Generationen aufgeteilter Schmelzekanäle 11 zu einer Vielzahl von fluidisch mit dem Eintritt 6 verbundenen und an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 ange ordneten Austritte 7 verteilt. Die designierte Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 verläuft also von der Eintrittsseite 26 zur Austrittsseite 27.

Das Multikanal System 5 weist folglich einen Eintritt 6 und eine Vielzahl von fluidisch mit dem Eintritt 6 verbundenen Austritten 7 auf. Der Eintritt 6 an der Eintrittsseite 26 ist als Eintrittsöffnung zu verstehen, durch welchen hindurch die Polymerschmelze 24 in das Multikanal System 5 eingespeist wird. Die Austritte 7 sind infolgedessen als Austrittsöff nungen zu verstehen, aus denen die Polymerschmelze 24 gleichmäßig verteilt und mit einer gleichen Schmelzehistorie dem - hier nicht gezeigten - Sammelraum 15 zugeführt wird.

Zur Vereinfachung sind in Fig. 3 sowie den darauffolgenden Figuren die Grenzen zwischen den Schmelzeleiterblöcken 4a - 4e nicht dargestellt. Ferner ist das Multikanal System 5 exemplarisch und vereinfacht abgebildet, und zwar umfasst das Multikanal System 5 hier lediglich eine Verzweigung 8 und zwei Generationen 9a, 9b Weiterverzweigungen 10, wobei natürlich auch drei oder mehr Generationen Weiterverzweigungen 10 denkbar sind. In designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 ist zwischen dem Eintritt 6 und der Verzweigung 8 ein Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a angeordnet, zwischen der Verzweigung 8 und der ersten Generation 9a Weiterverzweigungen 10 eine b-te Generati on 12b Schmelzekanäle 11b, und zwischen der ersten Generation 9a Weiterverzweigun gen 10 und der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 eine c-te Generation 12c Schmelzekanäle 11c angeordnet. Der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 ist außerdem eine d-te Generation 12d Schmelzekanäle lld nachgelagert.

Fig. 3 zeigt ferner, dass die Anzahl der Schmelzekanäle 11 mit zunehmender Generation zunimmt, und zwar werden aus einem Schmelzekanal 11a der a-ten Generation jeweils zwei Schmelzekanäle 1 lb der b-ten Generation, aus den zwei Schmelzekanälen 1 lb der b- ten Generation werden jeweils wiederum zwei Schmelzekanäle 11c der c-ten Generation, also in Summe vier Schmelzekanäle 11c gebildet werden, und so weiter. Anders gesagt verdoppelt sich die Anzahl der Schmelzekanäle 11 von Generation zu in Fließrichtung 25 nachgelagerter Generation. Insofern ist auch das Multikanalsystem 5 und dessen einzelne Kavitäten, vorliegend als Schmelzekanäle 11, Verzweigung 8 und Weiterverzweigun gen 10 ausgebildet, mittels des additiven Herstellungsverfahrens gefertigt. Ferner können weitere Kavitäten beispielsweise als Sammelraum 15 gemäß Fig. 1, lokale Aufweitungen oder Zusammenführungen vorgesehen sein. Außerdem können die Kavitäten als Verteil oder Mischkammern (hier nicht gezeigt) oder dergleichen ausgebildet sein.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a einen ersten lokalen Querschnitt auf, der kleiner ausgebildet ist als der zweite lokale Querschnitt der aufgeteilten Schmelzekanäle 11b b-ter Generation 12b. Jeder lokale Querschnitt der aufgeteilten Schmelzekanäle 11b b-ter Generation 12b ist wiederum größer als der lokale Querschnitt der daraus aufgeteilten Schmelzekanäle 11c c-ter Generati on 12c, und so weiter.

Wenn von einem kleineren oder größeren lokalen Querschnitt des jeweiligen Schmelzeka nals 11 gesprochen wird, so ist zu verstehen, dass der jeweilige Schmelzekanal 11 über mindestens die Hälfte der Länge des jeweiligen Schmelzekanals 11, vorzugsweise über mindestens 2/3 der Länge des jeweiligen Schmelzekanals 11, bevorzugt über mindes tens 3/4 der Länge des jeweiligen Schmelzekanals 11 einen größeren bzw. kleineren lokalen Querschnitt aufweist. Vorliegend ist der Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a in designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 dem Eintritt 6 und die Schmelzekanäle 11b b-ter Generation 12b gegenüber dem Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a dem Austritt ? zu orientiert. Die Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c sind gegenüber den Schmelzekanälen lld d-ter Generation 12d dem Eintritt 6 zu orientiert, wobei die Schmelzekanäle lld d-ter Generati on 12d bezogen auf die Schmelzekanäle 11 a-ter, b-ter und c-ter Generation 12a, 12b, 12c dem jeweiligen Austritt 7 zu orientiert sind. Daraus ergibt sich, dass der Schmelzeleiter 1 als Schmelzeverteiler fungiert.

Nach Fig. 4, einem dritten alternativen Multikanal System 5 eines - hier nicht gezeigten - dritten alternativen Schmelzeleiters 1, ist der Schmelzeleiter 1 im Gegensatz zu Fig. 3 umgekehrt im Extrusionswerkzeug 2 und in der Extrusionsanlage 3 angeordnet, sodass er gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel als Schmelzemischer ausgebildet ist. Dies ergibt sich daraus, dass der Schmelzeleiter 1 eine Vielzahl, vorliegend acht Eintritte 6 an der Eintrittsseite 26 des Schmelzeleiters 1 aufweist, über die eine oder bis zu acht gleiche oder wenigstens teilweise unterschiedliche Polymerschmelzen 24 zu einem fluidisch mit den Eintritten 6 verbundenen und an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 angeordne ten Austritt 7 zusammengeführt werden. Das Multikanal System 5 ist im Wesentlichen identisch zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ausgebildet. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Polymerschmelze 24 durch das Multikanal System 5 nicht verteilt wird, sondern dass bis zu acht verschiedene Polymerschmelzen 24 mittels des Multikanal systems 5 zusammengeführt werden können. Das Multikanal System 5 umfasst eine Verzweigung 8, mehrere hintereinander angeordnete Generationen 9a, 9b Weiterverzwei gungen 10 sowie mehrere dazwischen angeordnete Generationen aufgeteilter Schmelzeka näle 11, jedoch ist dies entgegen der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 zu betrachten, und zwar von der Austrittsseite 27 zur Eintritts Seite 26.

Entgegen der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 sind zwischen dem jeweiligen Austritt 7 und der Verzweigung 8 ein Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a angeordnet, zwischen der Verzweigung 8 und der ersten Generation 9a Weiterverzweigun gen 10 eine b-te Generation 12b Schmelzekanäle 11b, und zwischen der ersten Generati on 9a Weiterverzweigungen 10 und der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 eine c-te Generation 12c Schmelzekanäle 11c angeordnet. Der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 ist außerdem eine d-te Generation 12d Schmelzekanäle lld nachgelagert, die direkt mit den Eintritten 6 fluidisch verbunden sind. Somit nimmt in designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 die Anzahl der Schmelzekanäle 11 von den Eintritten 6 zum Austritt 7 mit abnehmender Generation ab, und zwar werden aus jeweils zwei der vorliegend acht Schmelzekanälen lld d-ter Generation 12d je ein Schmel zekanal 11c c-ter Generation 12c, also insgesamt vier Schmelzekanäle 11c c-ter Generati on 12c. Aus jeweils zwei der vier Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c gehen wiederum jeweils ein Schmelzekanal 11b b-ter Generation 12b, also insgesamt zwei Schmelzekanäle 1 lb b-ter Generation 12b, hervor, und aus den beiden Schmelzekanä len 11b b-ter Generation 12b wird ein Schmelzekanal 11a der a-ten Generation geformt, welcher direkt mit dem Austritt 7 fluidisch verbunden ist.

Umgekehrt zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1A, Fig. 1B und Fig. 3 nimmt der lokale Querschnitt der jeweiligen Schmelzekanalgeneration in designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 mit jeder abnehmenden Generation zu. Die Schmelzekanäle 11a a-ter Generation 12a sind in der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 dem Austritt 7 und die Schmelzekanäle 11b b-ter Generation 12b gegenüber den Schmelzekanä len 11a a-ter Generation 12a den Eintritten 6 zu orientiert. Die Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c sind gegenüber den Schmelzekanälen lld d-ter Generation 12d dem Austritt 7 zu orientiert, wobei die Schmelzekanäle lld d-ter Generation 12d bezogen auf die Schmelzekanäle 11 a-ter, b-ter und c-ter Generation 12a, 12b, 12c den Eintritten 6 zu orientiert sind. Daraus ergibt sich, dass der Schmelzeleiter 1 als Schmelzemischer fungiert.

Fig. 5 zeigt ein viertes alternatives Multikanal System 5 eines - hier nicht gezeigten - vierten alternativen Schmelzeleiterblocks 4. Das Multikanal System 5 ist als eine Kombina tion aus einem teilweise als Schmelzeverteiler und teilweise als Schmelzemischer ausge bildeten Schmelzeleiter 1 ausgeformt. Eintrittsseitig des Schmelzeleiters 1 bzw. des Multikanalsystems 5 ist zunächst ein Eintritt 6 des Multikanalsystem 5 vorgesehen, wobei der Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in eine Vielzahl Schmelzekanäle lld d-ter Generation 12d aufgeteilt wird. Weiter stromab in designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze erfolgt ausgehend von den Schmel zekanälen lld d-ter Generation 12d wieder eine Zusammenführung der Schmelzekanäle 11 analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 über Schmelzekanäle 11c, 11b c‘-ter Genera tion 12c‘ und b‘-ter Generation 12b 4 bis zu einem Schmelzekanal 11a a’-ter Generati on 12a‘ bzw. dem Austritt 7. Gemäß Fig. 6 ist ein fünftes alternatives Multikanal System 5 nach einer fünften alternativen Ausführungsform dargestellt, wobei vorliegend eine Kombination aus einem teilweise als Schmelzemischer und teilweise als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiters 1 abgebildet ist. Die Funktionsweise ist hier jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 entgegengesetzt ausgeführt. Und zwar weist das Multikanal System 5 an dessen Eintrittsseite 26 mehrere Eintritte 6 auf, wobei die direkt mit den Eintritten 6 fluidisch verbundenen Schmelzekanäle l ld d-ter Generation 12d entlang der designierten Fließrich tung 25 der Polymerschmelze 24 analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis zu einem Schmelzekanal 11a a-ter Generation 12a von Generation zu Generation zusammengeführt werden. Weiter stromab wird dieser Schmelzekanal 11a der a-ten Generation 12a analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 über eine Verzweigung 8, mehrere Generatio nen 9a‘, 9b‘ Weiterverzweigungen 10 sowie dazwischen angeordnete Generatio nen 12b‘, 12c‘, 12d‘ Schmelzekanäle 11b, 11c, l ld von Generation zu Generation aufgeteilt, bis an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiters 1 bzw. des Multikanalsystems 5 eine Vielzahl Austritte 7 angeordnet sind.

Das Multikanal System 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sowie gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist nicht auf die jeweilige hier dargestellte Form und Anordnung begrenzt. Es ist ebenso denkbar, innerhalb eines Schmelzeleiterblocks 4a - 4e stromauf oder stromab des jeweiligen Teilkanalsystems weitere als Schmelzeverteiler und/oder Schmelzemischer ausgebildete Abschnitte vorzusehen, die beliebig ausgebildet und kombiniert sein können. Von Vorteil ist jedoch, wenn die Polymerschmelze 24 ganz unabhängig davon, durch welche Schmelzekanäle 11 oder Schmelzekanalfolge sie hin durchgeflossen ist, immer die gleiche Schmelzehistorie aufweist. Bei acht Schmelzekanä len l ld der d-ten Generation 12d ist die Polymerschmelze 24 folglich in höchstens acht verschiedene Schmelzeströme unterteilt. Eine gleiche Historie der Polymerschmelze 24 bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle Schmelzeströme der Polymerschmelze 24 zum Zeitpunkt des Austretens aus dem Multikanal System 5 an dem Austritt 7 bzw. den Austritten 7 die gleiche Strecke durch das Multikanal System 5 zurückgelegt sowie die gleiche Anzahl Schmelzekanäle, Verzweigungen 8 und Weiterverzweigungen 10 durch flossen haben.

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 7A bis Fig. 10C bezie hen sich ausschließlich auf als Schmelzeverteiler ausgebildete Schmelzeleiter 1, wobei die Polymerschmelze 24 im Multikanal System 5 von einem jeweiligen Eintritt 6 auf eine Vielzahl Austritte 7 verteilt wird. Somit ist die Anordnung und Zählweise der Generation der Schmelzekanäle 11, sowie der Verzweigungen 8 und Generationen der Weiterverzwei gungen 10 analog zum ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, das heißt in der designier ten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 aufsteigend. Selbstverständlich sind die nachfolgenden Ausführungsformen auch zur Ausführung des Schmelzeleiters 1 als Schmelzemischer oder als Kombination aus Schmelzemischer und Schmelzeverteiler geeignet.

Nach den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1A, Fig. 1B und Fig. 3 bis Fig. 6 ist das Multikanal System 5 jeweils im Wesentlichen in einer Ebene liegend ausgebildet, wobei der jeweilige Eintritt 6 und der jeweilige Austritt 7 sowie alle Schmelzekanäle 11, Verzwei gungen 8 und Weiterverzweigungen 10 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Mithin werden mindestens drei Freiheitsgrade zur Ausbildung des Multikanalsystems 5 genutzt.

Demgegenüber ist in Fig. 7A und Fig. 7B ein sechstes alternatives Multikanal System 5 dargestellt, wobei sich das Multikanal System 5 vorliegend fünf Freiheitsgrade nutzend dreidimensional im Raum auffächert. Und zwar verlaufen, wie deutlich in Fig. 7B gezeigt ist, die Schmelzekanäle 11 in Fließrichtung der Polymerschmelze 24 ausgehend vom Eintritt 6 wenigstens teilweise nach unten, nach links, nach rechts, in die Blattebene hinein und aus der Blattebene hinaus. Die mit dem Eintritt 6 fluidisch verbundenen Schmelzeka näle 11 verteilen sich somit über die Verzweigungen 8 und Weiterverzweigungen 10 bis zu den Austritten 7, die sich aufgrund der vorliegenden Aufteilung auf zwei im Wesentlichen parallelen Ebenen aufteilen, wobei die erste Generation 9a Weiterverzweigungen 10 derart ausgebildet ist, dass die Schmelzekanäle 11c der c-ten Generation 12b im Vergleich zu den Schmelzekanälen 11b der b-ten Generation 12b um im Wesentlichen 90° verdreht verlau fen, sodass sich ausgehend von jedem Schmelzekanal 11c c-ter Generation ein separates Verteilungssystem 29a, 29b, 29c, 29d ausbildet, bei dem das erste und zweite Verteilungs system 29a, 29b sowie das dritte und vierte Verteilungssystem 29c, 29d in einer jeweiligen Ebene angeordnet sind, wobei die Ebenen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

Anhand eines derartig ausgebildeten Schmelzeleiters 1 ist es in einfacher Weise möglich, die Polymerschmelze 24 nicht nur gleichmäßig in die Breite analog zu Fig. 3 sondern ebenso gleichmäßig quer dazu, das heißt je nach Blickrichtung in die Höhe bzw. Tiefe zu verteilen, um die Polymerschmelze 24 in einer vergleichsweise großen Fläche aus dem jeweiligen Schmelzeleiterblock 4a - 4e austreten lassen zu können. Dies eignet sich besonders zur Herstellung von Filamenten bzw. Endlosfilamenten, insbesondere zum Herstellen von Spinnvliesen mittels mehrreihiger Düsenwerkzeuge.

Unabhängig von der Ausbildung der Verzweigung 8 und der Weiterverzweigungen 10 relativ zu den Schmelzekanälen 11 sowie ihrer Anordnung im dreidimensionalen Raum, nimmt der lokale Querschnitt der Schmelzekanäle 11 von Generation zu Generation bis zu den Austritten 7 ab, wobei die Schmelzekanäle 11 jeder Generation 12a, 12b, 12c, 12d, 12e in allen Verteilungssystemen 29a, 29b, 29c, 29d stets symmetrisch ausgebildet sind und die aufgeteilten Schmelzeströme der Polymerschmelze 24 die gleiche Schmelzehistorie aufweisen.

Somit liegen die Austritte 7 des ersten und zweiten Verteilungssystems 29a, 29b auf einer gedachten ersten geraden Linie und die Austritte 7 des dritten und vierten Verteilungssys tems 29c, 29d auf einer gedachten zweiten geraden Linie. Beide Linien sind parallel zueinander angeordnet, sodass alle Schmelzeströme am jeweiligen Austritt 7 aufgrund der gleichen Polymerschmelze 24 identische Material eigenschaften aufweisen. Eine derartige Anordnung der Austritte 7 entlang gerader, paralleler Linien ist beispielhaft in Fig. 2 gezeigt, wobei hier die Schmelzekanäle 11 am ersten und zweiten Schmelzeverteilerb lock 4a, 4b nicht auf zwei, sondern auf vier Ebenen verteilt sind.

Nach Fig. 7A und Fig. 7B ist ferner ein Medienkanal 20 im Schmelzeleiter 1 angeordnet, der sich räumlich zwischen den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 erstreckt und insbesondere eine zirkulierende Fluidversorgung realisiert, vorliegend zum Temperieren der Polymerschmelze 24. Der Medienkanal 20 ist nicht mit den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 fluidisch verbunden und bewirkt, dass der Schmelzeleiter 1 und insbesondere die Schmelzeleiterblöcke 4a - 4e während des Betriebs der Extrusionsanla ge 3 temperiert werden. Es können ferner weitere beliebig ausgebildete Medienkanäle vorgesehen sein, die fluidisch getrennt von den Schmelzekanälen 11 des Multikanal Sys tems 5 im einem oder mehreren Schmelzeleiterblöcken 4a - 4e angeordnet sind. Die weiteren Medienkanäle können auch in Form von Trockenschächten ausgebildet sein, die beispielsweise zur Aufnahme einer elektrischen Leitung und/oder zur Aufnahme einer Messeinrichtung vorgesehen sind.

Gemäß Fig. 8 bis Fig. 8D ist ein siebtes alternatives Multikanal System 5 dargestellt, wobei das Multikanal System 5 vorliegend sechs Freiheitsgrade nutzend dreidimensional im Raum auffächert. In diesem Ausführungsbeispiel ist gezeigt, dass die beiden Schmelzekanäle 1 lb der b-ten Generation 12b teilweise entgegen einer globalen Maschinenrichtung 18 verlaufen. Die globale Maschinenrichtung 18 führt vom Eintritt 6 zum Austritt 7 einer designierten Schmelzeströmung der Polymerschmelze 24. Jeder Schmelzekanal 1 lb der b- ten Generation 12b weist eine lokale Maschinenrichtung 19 auf, die in Abhängigkeit der Ausbildung und Erstreckung des jeweiligen Schmelzekanals 11 in Längsrichtung des Schmelzekanals 11 stets gleich ausgerichtet sein kann oder die in Längsrichtung des Schmelzekanals 11 eine sich ändernde Ausrichtung aufweisen kann. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die lokale Maschinenrichtung 19 wenigstens teilweise entgegen der globalen Maschinenrichtung 18 verläuft. Dies zeigt insbesondere in Fig. 8A. Vorliegend sind der Eintritt 6 und die Austritte 7 des Multikanalsystems 5 im Wesentlichen in einer ersten Ebene angeordnet, wobei die Schmelzekanäle 1 lb der b-ten Generation 12b teilweise quer zu dieser ersten Ebene verlaufen, sodass die erste Generation 9a Weiterverzweigungen 10 auf einer zur ersten Ebene parallelen zweiten Ebene angeordnet sind. Die daran angeformten Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c erstrecken sich teilweise in der zweiten Ebene und werden zur Weiterverteilung der Polymerschmelze 24 in die erste Ebene zurückgeführt. Durch die dreidimensionale Führung der Schmelzekanäle 11 im Raum, und insbesondere durch Führung der lokalen Maschinenrichtung 19 der Schmelzekanäle 11 teilweise entgegen der globalen Maschinenrichtung 18 wird eine Verteilung der Polymerschmelze 24 auf einem geringeren axialen Bauraum, also in globaler Maschinenrichtung 18 des Schmelzeleiters 1 realisiert. Mithin ist der Schmelzeleiter 1 in einem solchen Fall kompaktbauender ausbildbar.

Nach Fig. 9 ist ein achtes alternatives Ausführungsbeispiel mit einem achten alternativen Multikanal System 5 dargestellt. Das Multikanal System 5 ist im Wesentlichen identisch zum Multikanal System 5 nach Fig. 3 ausgebildet. Der Unterschied besteht vorliegend im Wesentlichen darin, dass der Schmelzeleiter 1 vorliegend im Bereich der Schmelzekanä le 11c c-ter Generation 12c jeweils ein in Form eines statischen Mischelementes ausgebil detes statisches Funktionselement 21 zur Beeinflussung der designierten Polymerschmelze 24 aufweist. Das jeweilige Funktionselement 21 ist innerhalb einer lokalen Aufweitung 28 der Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c angeordnet und realisiert eine Durchmischung der innerhalb der Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c geführten und verteilten Polymerschmelze 24. Dadurch kann eine Vergleichmäßigung des im jeweiligen Schmelzekanal 11 geführten Schmelzestranges der Polymerschmelze 24, insbesondere dessen Fließ- und Materialeigenschaften, gewährleistet werden. Somit ist das jeweilige Funktionselement 21 in einem der Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c zwischen einer Weiterverzweigung 10 erster Generation 9a und einer Weiterverzwei gung 10 zweiter Generation 9b angeordnet. Vor und nach der lokalen Aufweitung 28 weist der jeweilige Schmelzekanal 11c c-ter Generation 12c eine im Wesentlichen gleiche Querschnittsgröße und -form auf. Das statische Mischelement kann alternativ auch direkt im jeweiligen Schmelzekanal 11 angeordnet und somit nicht in einer lokalen Aufweitung ausgebildet sein.

Gemäß einem neunten alternativen Ausführungsbeispiel nach Fig. 10A bis Fig. 10C weist der Schmelzeleiter 1 ein erstes Multikanal System 5a und ein davon fluidisch getrenntes zweites Multikanal System 5b auf, wobei auch drei oder mehr Multikanal Systeme ohne weiteres denkbar sind. In einen ersten Eintritt 6a des ersten Multikanalsystems 5a wird eine erste Polym erschmelze 24 und in einen zweiten Eintritt 6b des zweiten Multikanal Sys tems 5b wird eine zweite Polymerschmelze 24 zugeführt, wobei die Polymerschmelzen 24 gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften besitzen können. Somit weist jedes Multika nalsystem 5a, 5b einen jeweiligen Eintritt 6a, 6b zur Zuführung der jeweiligen Polymer schmelze 24 sowie eine Vielzahl von Austritten 7a, 7b zur Speisung einer - hier nicht gezeigten - Extrusionsdüse mit der jeweiligen Polymerschmelze 24 auf. Das erste Multi kanalsystem 5a ist im Wesentlichen analog zum Multikanal System 5 nach Fig. 3 ausgebil det. Es sei insofern auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen, wobei, da wo nicht unumgänglich, aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine erneute Wiedergabe der identischen Bezugszeichen verzichtet wird.

Der Schmelzekanal i la der a-ten Generation 12a des zweiten Multikanalsystems 5b verläuft ausgehend vom Eintritt 6a des zweiten Multikanalsystems 5b zunächst parallel zum Schmelzekanal 11a der a-ten Generation 12a des ersten Multikanalsystems 5a. Die der Verzweigung 8 nachgelagerten aufgeteilten Schmelzekanäle 11b b-ter Generation 12b sind jedoch vorliegend um 45° verdreht, und zwar um etwa 45° zum ersten Multikanal System 5a hin, sodass die Schmelzekanäle 11 b-ter, c-ter und d-ter Generation 12b, 12c, 12d des zweiten Multikanalsystems 5b zum ersten Multikanalsystem 5a hin verlaufen und sich mit steigender Generation konstant den Schmelzekanälen 11 des ersten Multikanalsystems 5a nähern. Dies führt in der Folge dazu, dass die Austritte 7b des zweiten Multikanal Sys tems 5b vergleichsweise nah an die Austritte 7a des ersten Multikanalsystems 5a herange führt sind, sodass der Schmelzestrom der mit dem zweiten Multikanal System 5b verteilten Polymerschmelze 24 im Bereich der Austritte 7a, 7b mit einem vergleichsweise geringen Abstand zum Schmelzestrom der mit dem ersten Multikanal System 5a verteilten Polymer schmelze 24 austritt.

Die ersten Austritte 7a des ersten Multikanalsystems 5a sind auf einer ersten geraden Linie angeordnet und die zweiten Austritte 7b des zweiten Multikanalsystems 5b sind auf einer zweiten geraden Linie angeordnet, wobei die Linien im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Austritte 7a, 7b des jeweiligen Multikanal systems 5a, 5b auf zwei parallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet. Dadurch lassen sich zweilagige Folienbahnen erzeugen, deren Lagen gleiche oder unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen können.

Die Austritte 7a, 7b der Multikanal Systeme 5a, 5b sind quer zur designierten Fließrich tung 25 bzw. zur globalen Maschinenrichtung 18 der jeweiligen Polymerschmelze 24 versetzt zueinander angeordnet sind. Und zwar ist jeder Austritt 7a des ersten Multikanal systems 5a zwischen zwei Austritten 7b des zweiten Multikanalsystems 5b angeordnet. Die beiden Multikanal Systeme 5a, 5b sind räumlich versetzt zueinander angeordnet. Eine derartige Anordnung der Austritte 7 kann für den dritten Schmelzeleiterblock 4c gemäß Fig. 2 vorgesehen sein, wobei hier die Schmelzekanäle 11 am dritten Schmelzeverteilerb lock 4c nicht auf zwei parallelen Ebenen aus dem dritten Schmelzeverteilerblock 4c austreten.

Die beiden Multikanal Systeme 5a, 5b erstrecken sich analog zu Fig. 1B und Fig. IC durch wenigstens zwei der Schmelzeleiterblöcke 4a- 4e. Es wird insoweit auf Fig. IC verweisen, wobei ein Kanalaustritt 36 eines ersten Teilkanalsystems des beispielsweise ersten Schmel zeleiterblocks 4a einem Kanaleintritt 35 eines zweiten Teilkanalsystems des beispielsweise zweiten Schmelzeleiterblocks 4a eindeutig zugeordnet ist. Mindestens aus dem ersten und zweiten Teilkanal System wird nach Montage des Schmelzeleiters 1 das erste Multikanal- System 5a ausgebildet. Gleichermaßen ist ein Kanalaustritt 36 eines dritten Teilkanalsys tems des beispielsweise ersten Schmelzeleiterblocks 4a einem Kanaleintritt 35 eines vierten Teilkanalsystems des beispielsweise zweiten Schmelzeleiterblocks 4a eindeutig zugeordnet. Mindestens aus dem dritten und vierten Teilkanal System wird nach Montage des Schmelzeleiters 1 das zweite Multikanal System 5a ausgebildet. Dies ist selbstverständ lich auch mit mehr als zwei Teilkanal Systemen sowie für den dritten, vierten und/oder fünften Schmelzeleiterblock 4c, 4d, 4e anwendbar.

An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombi- niert werden können, um die erläuterten Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw. erzielen zu können. Es sei zudem explizit erwähnt, dass die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis Fig. 9 auch mit zwei oder mehr Multikanal Systemen ausgeführt werden können. Für diese sowie die Ausführungsform nach Fig. 10A bis Fig. IOC gilt gleichermaßen, dass der Schmelzeleiter 1 auch mit drei Multikanal Systemen, mit vier Multikanal Systemen, mit fünf Multikanal Systemen, aber auch mit mehr als fünf Multikanal Systemen ausgebildet werden kann.

Es versteht sich, dass es sich bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen lediglich um erste Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere des erfmdungsgemäßen Schmelzeleiters, des erfmdungsgemäßen Extrusionswerkzeugs und der erfmdungsgemäßen Extrusionsanlage handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfmdungswe- sentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination miteinander gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst. Bezugszeichenliste:

1 Schmelzeleiter

2 Extrusionswerkzeug

3 Extrusionsanlage

4a Erster Schmelzeleiterblock 4b Zweiter Schmelzeleiterblock 4c Dritter Schmelzeleiterblock 4d Vierter Schmelzeleiterblock

4e Fünfter Schmelzeleiterblock

5 Multikanal System

6 Eintritt des Multikanalsystems

7 Austritt des Multikanalsystems

8 Verzweigung

9a Erste Generation einer Weiterverzweigung 9b Zweite Generation einer Weiterverzweigung

10 W eiterverzweigung

11 Schmelzekanal

11 ‘ Schmelzekanal

11a Aufzuteilender Schmelzekanal einer ersten Generation

1 lb Aufgeteilter Schmelzekanal einer zweiten Generation

11c Aufgeteilter Schmelzekanal einer dritten Generation

1 ld Aufgeteilter Schmelzekanal einer vierten Generation

Ile Aufgeteilter Schmelzekanal einer fünften Generation

12a a-te Generation eines Schmelzekanals

12a‘ a‘-te Generation eines Schmelzekanals

12b b-te Generation eines Schmelzekanals

12b‘ b‘-te Generation eines Schmelzekanals

12c c-te Generation eines Schmelzekanals

12c‘ c‘-te Generation eines Schmelzekanals

12d d-te Generation eines Schmelzekanals

12d‘ d‘-te Generation eines Schmelzekanals

12e e-te Generation eines Schmelzekanals 13 Verspannsystem

14 Extrusionsdüse

15 Sammelraum

16 Halteeinrichtung

17 Rahmenteil

18 Globale Maschinenrichtung

19 Lokale Maschinenrichtung

20 Medienkanal

21 Statisches Funktionselement

22 Extrusionsdüsenaustritt

23 Bereitstellungseinheit

24 Polymerschmelze

25 Fließrichtung der Polymerschmelze

26 Eintrittsseite des Schmelzeleiterblocks

27 Austrittsseite des Schmelzeleiterblocks

28 Lokale Aufweitung des Schmelzekanals

29 Polymer

30 Extrusionsprodukt

31 Positioniermittel

32 Zuganker

33a Erste Anlagefläche eines Schmelzeleiterblocks

33b Zweite Anlagefläche eines Schmelzeleiterblocks

34 Dichtung

35 Kanaleintritt

36 Kanalaustritt

37 Vorsprung

38 Ausnehmung

39 Durchbruch

B Breite des Extrusionsdüsenaustritts