UND SPÜLVERFAHREN

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung für das Wenden einer Schmelze in einem Schmelzekanal, einen Blaskopf für das Durchführen eines Blasfolienextrusionsverfahrens sowie ein Verfahren für die Durchführung eines Spülvorgangs in einer Extrusionsvorrichtung.

Es ist bekannt, dass Extrusionsvorrichtungen verwendet werden, um eine Kunststoffschmelze zu erzeugen. Diese Kunststoffschmelze kann in unterschiedlichster Weise weiterverwendet werden. So ist es beispielsweise denkbar, die Schmelze in eine Kavität einer Spritzgussvorrichtung einzubringen, um dort entsprechende Bauteile durch Spritzguss zu erzeugen. Auch ist es bekannt, dass die Schmelze für ein sogenanntes Blasextrusionsverfahren zur Verfügung gestellt wird, bei welcher eine Blasfolie extrudiert wird. In sämtlichen Fällen ist es erforderlich, dass am Ende des Extruders die verflüssigte Schmelze über entsprechende Schmelzekanäle an den jeweiligen Ort der Verwendung transportiert wird. Diese Kanäle können beliebig komplex sein und insbesondere sich auch auf einzelne Kanäle aufteilen.

Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen der Extrusionsvorrichtungen ist es, dass diese einen hohen Aufwand für den Materialwechsel mit sich bringen. So muss ein sogenannter Spülvorgang durchgeführt werden, wenn ein Materialwechsel von einem ersten Schmelzematerial auf ein zweites Schmelzematerial erfolgen soll. Wird beispielsweise bei einer Blasfolienextrusionsvorrichtung eine gewisse Zeit ein Produkt mit einer blauen Folienfarbe hergestellt und anschließend wird ein Wechsel auf eine transparente Folienfarbe gewünscht, so muss erst die blaue Folienfarbe und das entsprechende Schmelzematerial aus den einzelnen Schmelzekanälen gespült werden. Hierfür wird bereits mit dem Folgematerial die Extrusionsvorrichtung betrieben, bis der größte Teil des alten Materials der Schmelze ausgespült worden ist.

Da bei Schmelzekanälen im Randbereich dieser Schmelzekanäle die Transportgeschwindigkeit im Wesentlichen gleich null ist, das alte Material dort sozusagen anhaftet, ist der Spülvorgang sehr zeitaufwendig. Bei Blasextrusionsvorrichtungen mit einem Durchsatz von bis zu ca. 120 kg Schmelze pro Stunde kann dabei ein Spülvorgang üblicherweise 20 min. bis 1 ,5 Std. in Anspruch nehmen. Für jede Folienschicht, für welche ein Materialwechsel erfolgen soll, führt dies demnach zu 120 kg oder mehr Ausschussmaterial der Schmelze. Bei mehreren Folienschichten multipliziert sich diese Menge mit der Anzahl der Folienschichten, auch wenn nur eine einzige Folienschicht gespült wird. Damit können Ausschussraten von bis zu 1000 kg erreicht werden. Gleichzeitig stellt die Spülzeit eine Totzeit für die Maschine dar, in welcher keine verwertbare Produktion stattfinden kann. Dementsprechend ist die bekannte Extrusionsvorrichtung mit dem entsprechenden Spülverfahren hinsichtlich des Zeitaufwandes und hinsichtlich der entstehenden Kosten sowie des Materialausschusses mit deutlich erkennbaren Nachteilen behaftet. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Zeit für den Spülvorgang zu reduzieren. Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Wendevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einen Blaskopf mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Blaskopf sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung dient dem Wenden einer Schmelze in einem Schmelzekanal. Hierfür weist die Wendevorrichtung einen Schmelzeeingang und einen Schmelzeausgang auf, wobei zwischen dem Schmelzeeingang und dem Schmelzeausgang zumindest ein Schmelzeführungsmittel angeordnet ist. Das Schmelzeführungsmittel dient einem Umschichten von Schmelze aus der Mitte des Schmelzeeingangs an den Rand des Schmelzeausgangs. Weiter ist das Schmelzeführungsmittel ausgebildet für ein Umschichten von Schmelze vom Rand des Schmelzeeingangs in die Mitte des Schmelzeausgangs.

Unter der Mitte des Schmelzekanals ist dabei grundsätzlich jeder Bereich zu verstehen, der vom Rand beabstandet ist. Insbesondere erfolgt also ein Umschichten vom Rand weg. Beispielsweise kann die Mitte des Schmelzeausgangs der gesamte Schmelzeausgangsbereich mit einem Abstand von ca. 5mm zum Rand sein.

Durch eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung erfolgt also automatisch ohne bewegbare Teile durch eine aktive Führung mithilfe der Schmelzeführungsmittel ein Umschichten der Schmelze im Schmelzekanal. Die Wendevorrichtung kann in den Schmelzekanal eingesetzt werden oder einen Teil des Schmelzekanals ausbilden. Über den Schmelzeeingang ist eine fluidkommunizierende Verbindung zum Schmelzekanal hergestellt, so dass die Schmelze über den Schmelzeeingang in die Wendevorrichtung einströmen kann. Nachdem der Schmelzeeingang passiert ist, wird die Schmelze über die Schmelzeführungsmittel in erfindungsgemäßer Weise umgeschichtet. Am Schmelzeausgang wird die umgeschichtete Schmelze die Wendevorrichtung wieder verlassen und über die fluidkommunizierende Verbindung im Schmelzekanal weiterströmen.

Erfindungsgemäß sind die Schmelzeführungsmittel ausgebildet für das Umschichten der Schmelze. Dabei werden zwei grundsätzliche Schichtfunktionalitäten zur Verfügung gestellt. Zum einen wird am Schmelzeeingang die Schmelze aus der Mitte verwendet und an den Rand des Schmelzeausgangs geführt. Gleichzeitig und über die gleiche Länge erfolgt ein Umschichten der Schmelze vom Rand des Schmelzeeingangs in die Mitte des Schmelzeausgangs. Somit wird das Material aus der Mitte am Schmelzeeingang mit dem Material am Rand des Schmelzeeingangs vertauscht, so dass am Schmelzeausgang eine komplett umgeschichtete Schmelzeschichtsituation vorliegt. Eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung reduziert nun die Spülzeit beim Einsatz in einer Extrusionsvorrichtung erheblich. So ist in einer Spülsituation in der Extrusionsvorrichtung davon auszugehen, dass altes Schmelzematerial im Bereich des Randes des Schmelzekanals länger verbleibt als in der Mitte. So wird während des Spülvorgangs relativ zügig die Mitte des Schmelzekanals mit komplett frischem und damit neuem Schmelzematerial ausgefüllt sein, während am Rand immer noch ein hoher Anteil altes Material haften bleibt. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung erfolgt nun ein Umschichten dieses alten Materials vom Rand des Schmelzekanals in die Mitte des Schmelzekanals und damit in den Bereich der schnellen bzw. höheren Durchströmungsquote. Dies führt dazu, dass sozusagen altes Schmelzematerial vor der Wendevorrichtung in die Mitte des Schmelzekanals nach der Wendevorrichtung umgeschichtet wird, so dass es nun in der Mitte schneller abtransportiert werden kann. Dadurch, dass dieses Umschichten in erfindungsgemäßer Weise erfolgt, kann eine deutliche Reduktion der Spülzeit durch ein schnelleres Ausbringen des alten Materials aus dem Schmelzekanal erzielt werden.

Insbesondere kann durch eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung eine Reduktion um bis zu 50 % der gesamten Spülzeit erhalten werden. Ein weiterer Vorteil ist die Reduktion der Verweildauer der Schmelze am Rand auch im normalen Betrieb. Auf diese Weise lässt sich die thermische Beeinflussung auf das Material reduzieren wodurch Materialbeeinträchtigungen reduziert oder sogar vermieden werden. Die Wendevorrichtung kann dabei in dem Schmelzekanal eingesetzt sein oder den Schmelzekanal ausbilden. Selbstverständlich können auch in einem Schmelzekanal zwei oder mehr Wendevorrichtungen mit definiertem Abstand vorgesehen sein. Bevorzugt ist es, wie es später noch näher erläutert wird, wenn die Wendevorrichtung sich bezogen auf die Länge des Schmelzekanals im Wesentlichen mittig angeordnet in diesem befindet.

Die Schmelzeführung mithilfe der Schmelzeführungsmittel kann dabei in unterschiedlichster Weise ausgestaltet sein. So können die später noch erläuterten Funktionen in einer Aufteilung genauso durch ein Schmelzeführungsmittel zur Verfügung gestellt werden, wie dies durch aktive Führungskanäle innerhalb des Schmelzekanals denkbar ist. Diese beiden unterschiedlichen Wendefunktionalitäten werden nachfolgend näher erläutert.

Vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung das zumindest eine Schmelzeführungsmittel einen Teilungsabschnitt mit einem ersten Teilkanal und einem zweiten Teilkanal aufweist. Dabei ist vor dem Teilungsabschnitt ein Aufteilungsabschnitt zum Aufteilen der Schmelze auf Teilkanäle und nach dem Teilungsabschnitt ein Kombinationsabschnitt zum Zusammenführen der Schmelze aus den Teilkanälen angeordnet. Diese Ausführung eines Schmelzeführungsmittels ist selbstverständlich grundsätzlich kombinierbar mit den Schmelzeführungsmitteln der beiden voranstehenden Absätze. Durch diese Teilungsfunktion kann ebenfalls ein Umschichten erfolgen. So wird über einen Aufteilungsabschnitt die Menge der Schmelze in die beiden Teilkanäle aufgeteilt. Dies gilt selbstverständlich auch für die Randschicht der Schmelze, so dass in den beiden Teilkanälen nur ein Teil des Randes, nämlich insbesondere die Hälfte des Randes mit altem Material versehen ist, während im Bereich des Aufteilungsabschnittes die andere Hälfte des Randes bereits mit frischem Material versehen ist. Wird nun der Kombinationsabschnitt zum Zusammenführen der Schmelze aus den Teilkanälen in entsprechender Weise geometrisch ausgerichtet, so führt dies dazu, dass zumindest ein Teil der Randschicht mit neuem Material auch beim Kombinieren der Teilströme der Schmelze erhalten bleibt. Somit kann durch die Funktionalität des Aufteilens und des Kombinierens ebenfalls eine Möglichkeit einer erfindungsgemäßen Umschichtung gewährleistet werden. Insbesondere wird eine solche teilweise erfolgte Umschichtung mit einem entsprechenden Teilungsabschnitt mit Führungskanälen kombiniert, wie sie in den voranstehenden Absätzen erläutert worden sind. Eine Wendevorrichtung gemäß dem voranstehenden Absatz lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Kombinationsabschnitt ausgebildet ist für ein mittiges Zusammenführen der Randabschnitte der Schmelze. Darunter ist zu verstehen, dass eine explizite geometrische Ausrichtung der einzelnen Teilkanäle im Kombinationsabschnitt vorliegt. Befinden sich beispielsweise nach dem Aufteilungsabschnitt die Randabschnitte mit altem Material der Schmelze an der Außenseite des jeweiligen Teilkanals, so können die beiden Teilkanäle in dem Kombinationsabschnitt derart zusammengeführt werden, dass nun die beiden Randabschnitte der Schmelze in den Teilkanälen mit altem Material mittig zusammengeführt werden. Damit erfolgt eine Rekombination der Teilströme der Schmelze unter einer kompletten oder im Wesentlichen kompletten Umschichtung, so dass nunmehr durch geschicktes Rekombinieren der Teilströme sich die Randschicht vor dem Schmelzeeingang in die Mitte am Schmelzeausgang verlagert hat. Gleichzeitig wurde neues Material aus der Mitte vom Schmelzeausgang in die Randschichten und damit an den Rand am Schmelzeausgang verlagert. Dabei wird vorzugsweise der jeweilige Durchmesser der Teilkanäle an den Durchmesser vor dem Aufteilabschnitt und nach dem Kombinationsabschnitt angepasst. Erfolgt beispielsweise ein Aufteilen auf zwei Teilkanäle, so weisen die vorzugsweise in Summe jeweils den halben Durchmesser auf im Vergleich zum Durchmesser vor dem Schmelzeeingang.

Es kann ebenfalls von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Teilkanäle gekrümmt, insbesondere unter Ausbildung einer Torusform, ausgebildet sind. Die Teilkanäle können auf diese Weise eine besonders kompakte Bauform der Wendevorrichtung gewährleisten. So kann durch die gekrümmte Ausbildung der Teilkanäle eine ausreichende Länge des gesamten Teilungsabschnittes zur Verfügung gestellt und gleichzeitig die geometrischen Abmessungen der Wendevorrichtung minimiert werden. Darüber hinaus werden die Teilkanäle hinsichtlich ihrer Maximallänge reduziert, so dass ein unnötiger Platzbedarf ebenfalls vermieden werden kann. Die Krümmung der einzelnen Teilkanäle kann sich voneinander unterscheiden. Jedoch ist es bevorzugt, wenn die einzelnen Teilkanäle gleiche oder im Wesentlichen gleiche Teilkanäle bzw. gleiche Krümmungen aufweisen. Bevorzugt ist sowohl die Länge als auch die Krümmung zwischen den vorhandenen Teilkanälen identisch, so dass die Teilkanäle zueinander zumindest abschnittsweise vorzugsweise gänzlich symmetrisch ausgebildet sind. Dies führt dazu, dass insbesondere bei im Wesentlichen kreisförmiger oder halbkreisförmiger Krümmung sich mittels der Teilkanäle eine Torusform ausbilden lässt. Dies führt neben der besonders kompakten Bauweise zu strömungstechnischen Vorteilen, so dass zwischen dem Einströmen im Aufteilabschnitt sowie dem Ausströmen im Kombinationsabschnitt nur geringe oder überhaupt keine Strömungsgeschwindigkeitsunterschiede bestehen. Dies führt zu verbesserter Produktionsqualität beim Einsatz der Wendevorrichtung, da Schichtabrisse wirkungsvoll vermieden werden können.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Teilkanäle eine gleiche oder im Wesentlichen gleiche Länge aufweisen. Damit wird ein Verzug für das Kombinieren im Kombinationsabschnitt besonders wirkungsvoll und effizient vermieden. Darüber hinaus kann durch eine Verzugsreduktion ein unerwünschter Schichtabriss vermieden oder zumindest reduziert werden. Letztendlich kann durch ein Angleichen der Länge der beiden Teilkanäle ebenfalls positiv Einfluss genommen werden auf die Kompaktheit der Bauform der gesamten Wendevorrichtung. Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Strömungsrichtung der Schmelze im Kombinationsabschnitt einen spitzen Winkel mit der Strömungsrichtung der Schmelze im Aufteilungsabschnitt aufweist. Darunter ist zu verstehen, dass zumindest eine teilweise vorhandene Umlenkung der Strömungsrichtung der Schmelze stattfindet. Bevorzugt ist es, wenn diese Umlenkung mit einem spitzen Winkel stattfindet, so dass insbesondere eine Umkehr bzw. ein teilweises Zurückführen der Schmelze durchgeführt wird. Dies führt sozusagen zu einer Verschachtelung bzw. zu einem Verschlingen der Teilkanäle im Kombinationsabschnitt, so dass die erfindungsgemäß beschriebene Umschichtung noch kompakter hinsichtlich der Bauweise der Wendevorrichtung durchgeführt werden kann. Beispielsweise können in der Draufsicht hier kreisförmige Formen, oder auch herzförmige Formen ausgeführt werden. Das Zurückführen führt sozusagen automatisch zu der Kombinationsmöglichkeit, wie sie bereits erläutert worden ist. So wird durch die einfache Umkehr der Strömungsrichtung automatisch das sich am Rand befindliche alte Schmelzematerial in der Mitte rekombiniert, so dass die erfindungsgemäße Umschichtfunktionalität sozusagen automatisch durch die Ausrichtung der Strömungsrichtung im spitzen Winkel erreicht werden kann.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Teilkanäle eine Krümmung aufweisen, welche die Strömungsrichtung der Schmelze zumindest abschnittsweise im Vergleich zur Strömungsrichtung der Schmelze im Aufteilungsabschnitt um mehr als ca. 90° ändert. Darunter ist zu verstehen, dass eine ausreichend große Umlenkung stattfindet. Insbesondere kann diese Umlenkung mit Bezug auf den Schmelzekanal auch nach oben oder nach unten durchgeführt werden. Damit wird es möglich, dass die Umschichtfunktionalität noch kompakter durchgeführt wird. Insbesondere können dreidimensionale Konstruktionen einer verschlungenen Teilkanalsgeometrie eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße Umschichtfunktionalität zu ermöglichen. So kann beispielsweise der Kombinationsabschnitt auch eingeschlossen zwischen den einzelnen Teilkanälen angeordnet werden, so dass auf diese Weise kostengünstig, einfach und vor allem in besonders kompakter Bauform der Kombinationsabschnitt die erfindungsgemäße Umschichtung ermöglicht. Dementsprechend können auf diese Weise noch kompaktere Baumaße für die erfindungsgemäße Wendevorrichtung erzielt werden. Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Teilkanäle eine Teilungswand, welche sich durch die Aufteilung neu ergibt, und eine Außenwand, welche aus dem Aufteilungsabschnitt übernommen wird, aufweisen. Dabei werden die Außenwände der Teilkanäle im Kombinationsabschnitt zusammengeführt und die Teilungswände gehen in die Außenwände des Kombinationsabschnittes über. Hierbei handelt es sich um eine explizite geometrische Korrelationsangabe, wie die einzelnen Wandungen miteinander über den Strömungsverlauf der Schmelze korrelieren. Beim Aufteilen im Aufteilungsabschnitt wird die Wandfläche entsprechend vergrößert. Das bedeutet, dass Teile der Wandflächen, nämlich die Teilungswände, durch den Aufteilungsabschnitt neu entstehen. Die neu entstehenden Teilungswände korrelieren dementsprechend auch mit sich neu ausbildenden Randabschnitten der Schmelze am Rand dieser Teilungswände. Dies ist dementsprechend aus der Mitte der strömenden Schmelze vorgesehen, so dass die Teilungswände am Rand nun neues Schmelzmaterial aufweisen. Die Außenwände, welche von dem Schmelzekanal bzw. dem Schmelzeeingang über den Aufteilungsabschnitt mit übernommen werden, sind nun weiter mit dem alten Schmelzematerial versehen. Durch die Rekombination im Kombinationsabschnitt, bei welcher die Teilungswände in die Außenwände des Kombinationsabschnittes übergehen, wird sozusagen der Schmelzeausgang mit neuen Außenwänden versehen, welche durch die Korrelation mit den Teilungswänden nun mit neuem Schmelzematerial versehen sind. In gleicher Weise werden die Außenwände der einzelnen Teilkanäle, welche noch mit dem alten Schmelzematerial korrelieren, mittig zusammengeführt und lösen sich sozusagen auf. Damit wird das entsprechende alte Schmelzematerial von den sich auflösenden Außenwänden der Teilungskanäle mittig im Kombinationsabschnitt zusammengeführt und der erfindungsgemäße Umschichtvorgang ist dadurch beendet. Mit anderen Worten können also die einzelnen Teilkanäle eine beliebige Richtungsänderung und Krümmung aufweisen, ohne dass die entsprechende Ausrichtung der Teilungswände und der Außenwände und damit einhergehend die Ausrichtung des alten Schmelzematerials und des neuen Schmelzematerials davon beeinflusst wird. Vielmehr folgt die Ausrichtung der Außenwände und der Teilungswände und damit auch die Ausrichtung des neuen Schmelzematerials und des alten Schmelzematerials jeglicher Krümmung und damit dem Verlauf der einzelnen Teilkanäle.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung die Teilkanäle miteinander wenigstens abschnittsweise eine Spiralform aufweisen. Diese Spiralform ist insbesondere auch mit drei oder mehr Teilkanälen ausbildbar. Dabei erfolgt vorzugsweise eine Spiralrotation um Winkelgrade, die mit der Anzahl der Teilkanäle korreliert. Sind beispielsweise zwei Teilkanäle vorhanden, so ist die Spirale vorzugsweise mit einem Spiralrotationswinkel von 180° versehen. Sind vier Teilungskanäle vorgesehen, so ist vorzugsweise ein Rotationswinkel für die Spirale von 90° vorgesehen. Entsprechend ergibt sich also ein bevorzugter Rotationswinkel für die Spirale durch eine Berechnung, in welcher man 360° durch die Anzahl der vorhandenen Teilkanäle teilt.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung eine Verschiebevorrichtung vorgesehen ist für ein Verschieben der Wendevorrichtung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. In der ersten Position befinden sich der Schmelzeeingang und der Schmelzeausgang in fluidkommunizierender Verbindung mit dem Schmelzekanal. In der zweiten Position sind der Schmelzeeingang und der Schmelzeausgang von dem Schmelzekanal getrennt. Damit kann die Verschiebevorrichtung zum Beispiel translatorisch, rotatorisch oder in kombinierter Weise eine Bewegung der Wendevorrichtung durchführen. Insbesondere wird dabei für die Wendevorrichtung in der zweiten Position ein Rohrstück bzw. ein Kanalstück vorgesehen, welches die beiden verbleibenden Endabschnitte des Schmelzekanals fluidkommunizierend miteinander verbindet. Die Verschiebevorrichtung erlaubt es also, die Umschichtfunktion sozusagen durch das Einschieben der Wendevorrichtung einzuschalten und durch das Ausschieben der Wendevorrichtung auszuschalten. Da die Wendevorrichtung durch ihre Wendefunktionalität eine entsprechende Druckverlustsituation erzeugt, ist es vorteilhaft, im normalen Betrieb diese Wendefunktion auszuschalten. Damit wird der erhöhte Druckverlust ausschließlich während des Spülvorgangs eingesetzt, um die entsprechende Umschichtfunktion zu gewährleisten. Der erhöhte Druckverlust der Wendevorrichtung wird durch das Herausschieben der Wendevorrichtung in die zweite Position im Normalbetrieb ausgeschaltet und kann dementsprechend nicht mehr weiter stören.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung der Schmelzeeingang und der Schmelzeausgang einen freien Strömungsquerschnitt aufweisen, welcher dem freien Strömungsquerschnitt des Schmelzekanals entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Mit anderen Worten wird stufenlos und ohne Kante oder Durchmesservariation eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen Schmelzeeingang und Schmelzekanal bzw. zwischen Schmelzeausgang und Schmelzekanal möglich. Eine solche Wendevorrichtung kann komplett in den Schmelzekanal eingesetzt werden bzw. den Schmelzekanal sogar teilweise ausbilden. Unter einem freien Strömungsquerschnitt ist dabei der Querschnitt senkrecht zur Strömung an der jeweiligen Position zu verstehen. Mit anderen Worten bildet der freie Strömungsquerschnitt die Strömungsquerschnittsfläche aus, über welche der Volumenstrom der Schmelze strömen kann.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung der freie Strömungsquerschnitt das Schmelzeführungsmittel dem freien Strömungsquerschnitt des Schmelzeeingangs und/oder dem freien Strömungsquerschnitt des Schmelzeausgangs entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Insbesondere ist diese Ausführungsform kombiniert mit der Ausführungsform gemäß dem voranstehenden Absatz. Der Strömungsquerschnitt der Schmelzeführungsmittel ist dabei vorzugsweise die Summe sämtlicher Schmelzeführungsmittel. Durch dieses Entsprechen wird also ein konstanter freier Strömungsquerschnitt zur Verfügung gestellt, so dass der Druckverlust durch Querschnittseinengungen vermieden oder im Wesentlichen vermieden wird. Dies reduziert den sich einstellenden Druckverlust beim Durchströmen mit Schmelze deutlich. Es verbleibt ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich ein Druckverlust, welcher durch die entsprechende Einwirkung auf die Strömungsrichtung und damit einhergehend durch das aktive Umschichten der Schmelze erzeugt wird. So kann beispielsweise eine Aufweitung des Schmelzekanals eine solche geometrische Korrelation im Bereich der Wendevorrichtung erlauben. Auch ist es denkbar, dass beim Aufteilen in einem Teilungsabschnitt eine entsprechende Anpassung der Strömungsquerschnitte durch die entsprechende Durchmesser der Teilkanäle zur Verfügung gestellt werden.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Blaskopf für das Durchführen eines Blasfolienextrusionsverfahrens. Ein solcher Blaskopf weist zumindest einen Schmelzekanal für die Förderung von Schmelze zu einem Blasausgang des Blaskopfs auf. Ein erfindungsgemäßer Blaskopf zeichnet sich dadurch aus, dass in dem zumindest einen Schmelzekanal wenigstens eine Wendevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Damit bringt ein erfindungsgemäßer Blaskopf die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung erläutert worden sind. Der Schmelzekanal steht dabei in fluidkommunizierender Verbindung mit dem Schmelzeeingang und dem Schmelzeausgang der Wendevorrichtung. Insbesondere ist ein solcher Blaskopf mit zwei oder mehr Schmelzekanälen für unterschiedliche Schichten der Blasfolie vorgesehen. Die Wendevorrichtung ist vorzugsweise in gleicher oder identischer Ausgestaltung in sämtlichen Schmelzekanälen angeordnet, um für alle Schmelzekanäle die gleiche Spülzeitreduktion in erfindungsgemäßer Weise zur Verfügung stellen zu können.

Ein Blaskopf gemäß dem voranstehenden Absatz lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Wendevorrichtung bezogen auf die Länge des Schmelzekanals in der Mitte oder im Wesentlichen in der Mitte des Schmelzekanals angeordnet ist. Dabei handelt es sich um eine optimierte Positionierung der Wendevorrichtung, welche die maximale Reduktion der Spülzeit um ca. 50 % erlaubt. Selbstverständlich sind auch zwei oder mehr Wendevorrichtungen möglich, welche vorzugsweise mit gleicher bzw. identischer Teilung in dem jeweiligen Schmelzekanal eingesetzt sind. Ein erfindungsgemäßer Blaskopf lässt sich weiter dahin gehend weiterbilden, dass benachbarte Teilkanäle benachbarter Wendevorrichtungen zu Schmelzkanälen neu kombiniert werden. Mit anderen Worten interagieren die einzelnen Wendevorrichtungen miteinander bzw. gehen ineinander über. So kann ausgehend von einem einzigen Schmelzekanal ein Aufteilungsabschnitt vorgesehen sein, welcher die entsprechende Aufteilung in zwei Teilkanäle durchführt. Jeweils links und rechts können benachbarte Schmelzekanäle in identischer Weise eine Aufteilung in zwei Teilkanäle vorsehen. Ausgehend vom mittleren Schmelzekanal kann nun der rechte Teilkanal mit dem linken Teilkanal des rechten Schmelzekanals in einem gemeinsamen Kombinationsabschnitt zusammengeführt werden. In gleicher Weise kann der linke Teilkanal des mittleren Schmelzekanals mit dem rechten Teilkanal des linken Schmelzekanals in einem Kombinationsabschnitt zusammengeführt werden. In Summe kann eine Vielzahl von Schmelzekanälen so einen Kreis ausbilden, so dass im Prinzip eine Verschiebung in Umfangsrichtung für die Kombinationsabschnitte eine Korrelation der einzelnen Wendevorrichtungen miteinander darstellt. Damit wird es möglich, ohne hohen Bedarf an Bauraum eine entsprechende Wendevorrichtung für eine Vielzahl von Schmelzekanälen auszubilden. Neben der Reduktion des Platzbedarfs kann eine solche Sternaufteilung auch Vorteile hinsichtlich des tatsächlichen Strömungsverlaufs innerhalb der einzelnen Schmelzekanäle und vor allem in den Kombinationsabschnitten mit sich bringen.

Bei einem erfindungsgemäßen Blaskopf ist es auch denkbar, dass bei einer Kombination von zwei oder mehr Wendevorrichtungen hintereinander jede Wendevorrichtung nur einen Teil des jeweiligen Randes abdeckt und damit nur von diesem Teil des Randes die Schmelze in die Mitte umschichtet. Dabei kann vorzugsweise jede Wendevorrichtung die Umschichtung für einen anderen Umfangsabschnitt durchführen, so dass nach dem passieren aller Wendevorrichtungen Schmelze vom vollumfänglichen Rand in die Mitte umgeschichtet worden ist. Beispielsweise können vier Wendevorrichtungen hintereinander jeweils 90° Umfang des Randes mit der Umschichtfunktion abdecken, so dass in Summe der gesamte Umfang von 360° umgeschichtet wird. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Durchführung eines Spülvorgangs in einer Extrusionsvorrichtung, insbesondere in einem Blaskopf gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte:

- Einbringen einer Schmelze in einen Schmelzeeingang einer Wendevorrichtung, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung,

- Umschichten von Schmelze aus der Mitte des Schmelzeeingangs an den Rand eines Schmelzeausgangs der Wendevorrichtung und

- Umschichten von Schmelze vom Rand des Schmelzeeingangs in die Mitte des Schmelzeausgangs.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren bringt die gleiche erfindungsgemäße Funktionalität wie eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung mit sich, so dass auch die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung erläutert worden sind.

Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßer Blaskopf und/oder die entsprechende Wendevorrichtung auch in anderen Extrusionsanlagen, zum Beispiel in einer Folienextrusion, insbesondere in einer Flachfolienextrusion eingesetzt werde. Damit kann der Blaskopf grundsätzlich als Extrusionskopf ausgebildet sein.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine schematische Darstellung während eines Spülvorgangs bei bekannten

Extrusionsvorrichtungen,

Fig. 2 die Situation gemäß Fig. 1 beim Einsatz einer erfindungsgemäßen

Wendevorrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Wirkung einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 6 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 8 die Ausführungsform der Fig. 8 in mehrfacher Anordnung,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung,

Fig. 1 1 die Ausführungsform der Fig. 10 in einer weiteren Ansicht, Fig. 12 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blaskopfs, und

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blaskopfes.

In Fig. 1 ist ein Schmelzekanal 1 10 mit einer Strömungsrichtung von links nach rechts dargestellt, wie er sich während des Spülvorgangs darstellt. Innerhalb des Schmelzekanals 1 10 ist ein freier Strömungsquerschnitt 70 vorgesehen, durch welchen Schmelze 200 strömt. Hier ist zu unterscheiden zwischen altem Schmelzematerial 220 und neuem Schmelzematerial 210. Hier ist gut zu erkennen, dass über den länglichen Verlauf des Schmelzekanals 1 10 während des Spülverlaufs sich eine rampenförmige bzw. konusförmige Ausbildung zwischen dem alten Schmelzematerial 220 und dem neuen Schmelzematerial 210 ausbildet. Dieser Konus wandert während der Spülzeit im Verlauf nach rechts, bis letztendlich der größte Teil des alten Schmelzematerials 220 ausgebracht worden ist und mit der aktiven Produktion weiter verfahren werden kann. In Fig. 2 ist die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 10 dargestellt. Hier erfolgt nun ein Umschichten vom Rand der Schmelze 200 in die Mitte der Schmelze 200 und umgekehrt. Am Schmelzeeingang 20 der Wendevorrichtung 10 wird dementsprechend Material vom Rand der Schmelze 200 aufgenommen und in die Mitte am Schmelzeausgang 30 bereitgestellt. In umgekehrter Weise wird frisches bzw. neues Schmelzematerial 210 aus der Mitte am Schmelzeeingang 20 an den Rand des Schmelzeausgangs 30 geführt. Wie gut zu erkennen ist, reduziert sich damit die sich einstellende Menge an altem Schmelzematerial 220 am rechten Ende des Schmelzekanals 1 10. Die Darstellung der Fig. 2 ist zum gleichen Zeitpunkt während des Spülvorgangs erfolgt, wie bei Fig. 1 .

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Möglichkeit, ein Umschichten durch eine Teilungsfunktionalität zur Verfügung zu stellen. Ausgehend von einem Schmelzekanal 1 10 gemäß Fig. 7 wird über einen Aufteilungsabschnitt 47 eine Aufteilung der Schmelze 200 auf zwei Teilkanäle 46a und 46b des Teilungsabschnittes 46 erfolgen. Dies führt schematisch zu einer Verteilung gemäß der Fig. 6. Während ausgehend vom Schmelzekanal 1 10 komplett umfänglich altes Schmelzematerial 220 das neue Schmelzematerial 210 umgibt, wird durch das Aufteilen in den Teilkanälen 46a und 46b nur noch ungefähr die Hälfte des Umfangs mit altem Schmelzematerial 220 bedeckt sein. Die andere Hälfte in den Teilkanälen 46a und 46b ist am Rand mit bereits neuem Schmelzematerial 210 versehen. Wird nun durch geschicktes Kombinieren ein mittiges Zusammenführen der beiden Teilkanäle 46 für die Randbereiche mit dem alten Schmelzematerial 220 durchgeführt, so kann ebenfalls ein komplettes oder zumindest teilweises erfindungsgemäßes Umschichten durch diese Teilungsfunktion erfolgen.

Die Fig. 5 zeigt schematisch eine mögliche weitere Ausführungsform einer Wendevorrichtung 10 mit dieser Teilungsfunktionalität. Hier erfolgt ein Aufteilen auf insgesamt vier Teilkanäle 46a und 46b und ein Rekombinieren in einem Kombinationsabschnitt 48. Schematisch ist darüber hinaus die entsprechende Verteilung von altem Schmelzematerial 220 und neuem Schmelzematerial 210 in den entsprechenden Kanälen dargestellt. Nach dem Kombinieren bzw. Zusammenführen am Kombinationsabschnitt 48 befinden sich die Randabschnitte mit dem alten Material 220 komplett mittig, so dass der Umgebungsrand im Schmelzekanal 1 10 im Wesentlichen vollständig durch das neue Schmelzematerial 210 ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch sechs oder mehr Teilkanäle im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. In Fig. 6 ist schematisch eine Möglichkeit dargestellt, wie die einzelnen Wendevorrichtungen 10 miteinander in Verbindung stehen können. So ist hier eine sternförmige Aufteilung vorgesehen, bei welcher ausgehend von einem Zentralkanal eine Vielzahl von sternförmigen Schmelzekanälen 1 10 sich von unten her aufteilt. Jeder Schmelzekanal 1 10 ist mit einer Wendevorrichtung 10 ausgestattet, welche einen Teilungsabschnitt 46 aufweist. Über entsprechende Aufteilungsabschnitte 47 wird jeder sternförmige Schmelzekanal 1 10 in zwei Teilkanäle 46a und 46b aufgeteilt. Dementsprechend erfolgt anschließend in zugehörigen Kombinationsabschnitten 48 ein Zusammenführen der Teilkanäle 46a und 46b. Die Kombinationsabschnitte 48 verbinden jedoch Teilkanäle 46a und 46b, welche vorher von unterschiedlichen Schmelzekanälen 1 10 aufgeteilt worden sind. Somit kann ein halber Teilungsversatz in Umfangsrichtung bezüglich der Kombinationsabschnitte 48 erzielt werden. Dies führt zu der bereits mehrfach erläuterten, besonders effizienten Kombinationsmöglichkeit, wobei im rechten Teil der Fig. 6 die erfindungsgemäße Umschichtung von altem Schmelzematerial 220 am Rand in die Mitte durchgeführt werden kann.

In Fig. 7 ist schematisch eine Lösung dargestellt, welche gekrümmte Teilungskanäle 46a und 46b beinhaltet. Diese Teilungskanäle sind hier im Wesentlichen mit gleicher Länge und im Wesentlichen mit gleicher Krümmung ausgebildet. Die Teilungskanäle 46a und 46b des Teilungsabschnitts 46 bilden bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen eine Torusform aus. Gleichzeitig ist zu erkennen, dass sich zwischen den Strömungsrichtungen SR vor dem Aufteilungsabschnitt 47 und nach dem Kombinationsabschnitt 48 hier ein spitzer Winkel einstellt. Schematisch sind wieder die Aufteilungen bzw. die Umschichtungen des alten Schmelzematerials 220 mit den entsprechenden Pfeildarstellungen erkennbar. Die Fig. 8 zeigt die Kombination einer Wendevorrichtung 10 in einer sternförmigen Aufteilung, wie sie bereits bezüglich der Fig. 7 erläutert worden ist.

In Fig. 9 ist eine weitere Lösung einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 10 dargestellt. Hier erfolgt eine im Wesentlichen herzförmige Aufteilung und Kombination der einzelnen Teilungskanäle 46a und 46b. Wie gut zu erkennen ist, erfolgt dabei eine Umlenkung der Strömungsrichtung SR der Schmelze zwischen dem Aufteilungsabschnitt 47 und dem Kombinationsabschnitt 48 von ca. 90°. Dies führt zu der kompakten Bauweise, so dass durch die im Wesentlichen vollständige Umlenkung der Schmelze 200 der Kombinationsabschnitt 48 zwischen den Teilkanälen 46a und 46b angeordnet werden kann.

Die Fig. 10 und 1 1 zeigen eine Lösung, bei welcher die einzelnen Teilkanäle 46a und 46b, wobei hier vier Teilkanäle 46a und 46b vorgesehen sind, spiralförmig miteinander verflochten sind. Dies führt zu einer entsprechenden Kombination, welche ebenfalls eine Umschichtung des alten Schmelzematerials 220 vom Rand in die Mitte im Kombinationsabschnitt 48 zur Verfügung stellt.

In Fig. 12 ist dargestellt, wie in einem Schmelzekanal 1 10 in einem Blaskopf 100 eine Wendevorrichtung 10 angeordnet sein kann. Dabei kann es sich hier um jede der beschriebenen Ausführungsformen der Wendevorrichtung 10 handeln. Dabei weist der Blaskopf 100 einen ringförmigen Blasauslass 1 12 auf.

Die Fig. 13 zeigt eine Lösung ähnlich der Fig. 12, wobei jedoch hier eine Verschiebevorrichtung 60 für die Wendevorrichtung 10 dargestellt ist. Gemäß der Fig. 1 12 befindet sich die Wendevorrichtung 10 in der zweiten Position, und damit außer fluidkommunizierendem Eingriff mit dem Schmelzekanal 1 10. Hierbei handelt es sich um die Betriebsposition. Für die Spülsituation wird über die Verschiebevorrichtung 60 die Wendevorrichtung 10 in den Schmelzekanal 1 10 eingebracht und kann damit die erfindungsgemäße Funktionalität für die Reduktion der Spülzeit zur Verfügung stellen.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. B ez u g s ze i c h e n l i s te 10 Wendevorrichtung

20 Schmelzeeingang

22 Mitte des Schmelzeeingangs

24 Rand des Schmelzeeingangs

30 Schmelzeausgang

32 Mitte des Schmelzeausgangs

34 Rand des Schmelzeausgangs

40 Schmelzeführungsmittel

46 Teilungsabschnitt

46a erster Teilkanal

46b zweiter Teilkanal

47 Aufteilungsabschnitt

47a Teilungswand

47b Außenwand

48 Kombinationsabschnitt

48b Außenwand

60 Verschiebevorrichtung

70 freier Strömungsquerschnitt

100 Blaskopf

110 Schmelzekanal

120 Blasausgang

200 Schmelze

210 Neues Schmelzematerial

220 Altes Schmelzematerial

Strömungsrichtung der Schmelze