WO2021073697A1

WO2021073697A1 - Schmelzeleiter für ein extrusionswerkzeug einer extrusionsanlage, extrusionswerkzeug, extrusionsanlage und verfahren zum betreiben einer solchen extrusionsanlage

Info

Publication number: WO2021073697A1
Application number: PCT/DE2020/200087
Authority: WO
Inventors: Helmut Meyer; Volkmar KRUK; Tim POHL; Hans-Georg Geus; Anna Klara ROTTSTEGGE
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: EP4045282A1; EP4045281A1; PL4045280T3; US20240100761A1; JP2022551894A; US20240227273A9; DE102020212987A1; EP4045280B1; WO2021073695A1; BR112022007227A2; WO2021073696A1; DE112020005000A5; KR20220083705A; CN114555328A; JP7737365B2; EP4045280A1; DE112020005051A5; US20240100762A1; CN114555328B; CN114728458A

Abstract

Schmelzeleiter (1), insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusionswerkzeug (2) einer Extrusionsanlage (3), aufweisend einen Schmelzeleiterblock (4) mit einem Multikanalsystem (5), wobei das Multikanalsystem (5) sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks (4) 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 verbundenen Austritt (7) mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen (8) und mehrere Generationen (9a, 9b, 9c) 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 Querschnitten und n Schmelzekanäle (11b) b-ter Generation (12b) mit y-ten lokalen Querschnitten vorhanden sind, wobei n>m, wenn b>a, wobei die y-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (11b) b-ter Generation (12b) kleiner sind als die x-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation (12a), und wobei im Bereich des Multikanalsystems (5) Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung von Polymerschmelze angeordnet sind.

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 Extrusionsan lage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanalsystem.

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 ausgebil det 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 Schmelzeleiters 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 Extrusionswerkzeug umfasst in diesem Fall also den bzw. die Schmelzeleiter sowie eine in Fließrichtung der designierten Polymer schmelze 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 Extrusions düse ist somit in Fließrichtung der Polymerschmelze das für das Extrusionsprodukt formge bende 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 Schmelze kanäle 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 Schmel zekanäle auf, die über wenigstens eine Verzweigung und mehrere Generationen Weiterver zweigungen in aufgeteilte Schmelzekanäle aufgeteilt sind. Im Umkehrschluss werden Schmelzekanäle und somit auch die Schmelzefäden in der designierten Fließrichtung 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 aufnimmt, 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 Multikanalsystem nach und nach in eine Vielzahl von in Schmelzekanälen geführten Schmelzefäden aufgeteilt. Mit anderen Worten weist der Schmelzeverteiler in einer desig nierten Fließrichtung der Polymerschmelze Schmelzekanäle auf, die über wenigstens eine Verzweigung und mehrere Generationen Weiterverzweigungen in aufgeteilte Schmelzeka näle 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 Schmelzemischers Eintritte.

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

Unter dem Begriff „extrudierfähiges 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), Polyamid (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) Polycarbonat (PC) Styrolbutadien (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 Biowerkstoffe wie thermoplastische Stärke, Lösungen und weitere Materialien extrudierfähig und können für die hier vorliegende Erfindung anstelle von oder gemeinsam mit einem Kunststoffpolymer verwendet werden. Der Einfachheit halber wird im Rahmen der hier vorliegenden Patent anmeldung 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 Schmelze leiters 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 Schmelze leiters ist die Polymerschmelze in der Regel im Wesentlichen vollständig aufgeschmolzen 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 Wesentli chen 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 aufge- schmolzene 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 Aus trittsquerschnitt an der Extrusionsdüse bekannt. Beispielsweise existieren Wendelverteiler 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 gleichmäßig bis zu den Düsenaustritten bzw. der Extrusionsdüse heran zu fördern, so dass an jeder Stelle des Düsenaustritts eine erforderliche Menge an Polymerschmelze über eine gewünschte Breite vorliegt. Stand der Technik sind insbesondere Schmelzeleiter Systeme 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 Bereit stellungseinheit bereitgestellte Polymerschmelze möglichst gleichmäßig den Düsenaustritten bzw. der Extrusionsdüse zuzuführen. Je nach Anwendungsbereich werden diese Schmelze leiter als T-Verteiler, Kleiderbügelverteiler, Strangverteiler, Kanalverteiler, Stufenverteiler, Pinoienverteiler, Wendelverteiler oder Spaltverteiler ausgebildet.

Die meisten bisher bekannten Schmelzeleiter werden als mehrteilige Konstruktion bereitge stellt, 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 Dimensionie rung insbesondere des Extrusionswerkzeugs.

Jedenfalls werden solche Schmelzeleiter dazu eingesetzt, eine von einer Bereitstellungsein heit im Wesentlichen kontinuierlich bereitgestellte Polymerschmelze von einer Eintrittsseite des Schmelzeleiters mit einer Eintrittsquerschnittsgesamtfläche bis zu einer Austrittsseite des Schmelzeleiters mit einer geometrisch und räumlich wesentlich veränderten Austritts querschnittsgesamtfläche 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 Austritts querschnittsgesamtfläche bereitzustellen als dem Schmelzeleiter stromauf zugeführt wurde. Mit anderen Worten gesagt, die Polymerschmelze muss von einem ersten Gesamtdurch gangsquerschnitt gleichmäßig auf einen zweiten Gesamtdurchgangsquerschnitt mit einer größeren Breite verteilt werden, wobei der jeweilige austrittsseitig austretende Schmelzeka nalquerschnitt nicht geradlinig verlaufen muss, wie etwa bei einer austrittseitig angeordneten Breitschlitzdüse, sondern auch bogenförmig oder auch kreisrund, wie zum Beispiel hinsicht lich einer austrittseitig angeordneten Runddüse, verlaufen kann. Jedenfalls ist der Gesamt umfang des zweiten Gesamtdurchgangsquerschnitts, das heißt die Summe aller Umfänge der Schmelzekanäle an der Austrittsseite des Schmelzeleiters, wesentlich größer als der des ersten Gesamtdurchgangsquerschnitts an der Eintrittsseite des Schmelzeleiters.

Demgegenüber hat ein als Schmelzemischer ausgebildeter Schmelzeleiter die Aufgabe, die Polymerschmelze stromab an der Austrittsseite mit einer geringeren Austrittsquerschnittsge samtfläche bereitzustellen als dem Schmelzeleiter stromauf zugeführt wurde. Mit anderen Worten gesagt, die Polymerschmelze muss von einem ersten Gesamtdurchgangsquerschnitt gleichmäßig auf einen Gesamtdurchgangsquerschnitt mit einer wesentlich geringeren Gesamtquerschnittsfläche zusammengeführt bzw. gemischt werden, wobei der jeweilige austrittsseitig austretende Schmelzekanalquerschnitt 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 dergleichen, kontinuierlich bereitgestellt und dem Schmelzeleiter zugefiihrt. Austrittsseitig des Schmelze leiters 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 Umlenkstellen innerhalb des massiven Verteilerblocks zu realisie ren.

In der EP 0 197 181 Bl ist ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Spritz gießverteilers beschrieben, wobei der Spritzgießverteiler verschiedene Abzweigungen 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 Bearbeitungswerk zeuge entspricht, und wobei die Mittelpunkte der Mündungen der am Stutzen ausgebildeten Verteilerkanäle auf einem Kreis liegen, um an allen Bearbeitungswerkzeugen Kunststoff schmelze mit möglichst gleichen Temperaturprofilen bereitstellen zu können. Wann immer im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung von einem Schmelzeleiter 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 Extrusionsanlage 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 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 solchen 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 einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiter blocks angeordnet ist sowie mindestens einen Eintritt und mindestens einen Austritt für Polymerschmelze 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 Schmelzever teiler 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 Schmelzemi scher dient, und wobei im Bereich des Multikanalsystems Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflus sung von Polymerschmelze angeordnet sind.

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 Verfahrensparametem und/oder Vorrichtungsparametem 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 Schmel zeleiterblock mit dem Multikanalsystem, zu verstehen, welches dazu ausgebildet ist, eine dem Schmelzeleiter zugeführte Polymerschmelze je nach Ausbildung des Multikanalsystems zu verteilen und/oder zusammenzuführen. Der Schmelzeleiter kann ausschließlich als Schmelzeverteiler ausgebildet sein, der die designierte Polymerschmelze von wenigstens einem Eintritt auf eine Vielzahl Austritte verteilt. Ferner kann der Schmelzeleiter ausschließ lich als Schmelzemischer ausgebildet sein, der die designierte Polymerschmelze von zwei oder mehr Eintritten auf eine der Anzahl der Eintritte gegenüber geringere Gesamtzahl Austritte zusammenfuhrt. Außerdem kann der Schmelzeleiter in beliebiger Reihenfolge teilweise als Schmelzeverteiler sowie teilweise als Schmelzemischer ausgebildet sein, sodass die designierte Polymerschmelze beliebig verteilt und zusammengeführt werden kann, wobei die Anzahl der Ein- und Austritte anwendungsgemäß beliebig wählbar ist. Der Schmelzelei ter ist vorzugsweise wenigstens teilweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt.

Als „Schmelzeleiterblock“ wird dasjenige Bauteil des Schmelzeleiters bezeichnet, welches das Multikanalsystem ganz oder teilweise aufnimmt. Der Schmelzeleiterblock ist dabei vorzugsweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens ausgebildet. Der Schmelzelei terblock kann ein Grundkörper sein, welcher massiv oder mit Stützstrukturen, beispielswei se in Skelettbauweise ausgebildet ist. Die Stützstrukturen können zur Gewährleistung einer statischen Stabilität des 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 Schmelze leiter als Schmelzemischer ausgebildet ist, der Begriff „Schmelzemischerblock“ als Synonym für den Schmelzeleiterblock verwendet. Es können mehrere Schmelzeleiterblöcke vorgese hen sein, die ortsfest zueinander angeordnet werden und den Schmelzeleiter modular ausbilden, wobei die einzelnen Schmelzeleiterblöcke somit bevorzugt auswechselbar ausgebildet und derart zueinander angeordnet sind, dass eine einfache Montage, Wartung und/oder Instandhaltung des Schmelzeleiters möglich ist. Anders gesagt können die Schmelzeleiterblöcke lösbar, das heißt beispielsweise mittels einer gegenseitigen Verspan nung, 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 Instandhaltungsmaßnah men, für einen Transport oder dergleichen zerstörungsfrei demontierbar bzw. auswechselbar ausgebildet sind.

Als „Schmelzekanal“ wird ein Polymerschmelze bzw. ein Schmelzestrom der Polymer schmelze führender, im Wesentlichen länglich ausgebildeter Abschnitt des Multikanalsys tems bezeichnet, der sich ausschließlich longitudinal bzw. gerade erstrecken oder Krümmungen, beispielsweise in Form von Kurven aufweisen kann, um eine dreidimensiona le Ausbildung des Multikanalsystems zu realisieren. Eine Mehrzahl solcher Schmelzekanäle sind über Verzweigungen und Weiterverzweigungen fluidisch miteinander verbunden und bilden so das Multikanalsystem aus, wobei zwei oder mehr Schmelzekanäle in Reihe und/oder parallel angeordnet sein können, um die Polymerschmelze entsprechend den Anforderungen an den Schmelzeleiter zu verteilen und/oder zu mischen. Die Schmelzekanä le erstrecken sich vom jeweiligen Eintritt bis zu dem mit dem Eintritt fluidisch verbundenen 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 quadrati sche Querschnittsform aufweisen. Auch eine von den bekannten geometrischen Standard formen 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 Schmelzekanals 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 vorliegenden Patentanmeldung als in „Generationen“ eingeteilt beschrieben, die je nach Ausbildung des Schmelzeleiters und in Abhängigkeit der Fließrichtung der designierten Polymerschmelze 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 verbunde nen Austritt verläuft, unabhängig davon, ob Polymerschmelze im Multikanalsystem verteilt und/oder vermischt wird. Insbesondere verläuft die designierte Fließrichtung der Polymer schmelze von einer Eintrittsseite bis hin zu einer Austrittsseite des Schmelzeleiters.

Als „Multikanalsystem“ wird eine vorzugsweise zumindest teilweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellte Kanalstruktur innerhalb des Schmelzeleiters bezeichnet, die im Schmelzeleiterblock integriert ist und sich dreidimensional innerhalb des Schmelzelei terblocks 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 Schmelzeleiters über Verzweigungen und Weiterverzweigungen bzw. über Zusammen führungen fluidisch miteinander verbunden sind. Die Schmelzekanäle des Multikanalsystems sind in Reihe fluidisch hintereinander verbunden oder parallel zueinander geschaltet ange ordnet. 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 Ausbil dung des Schmelzeleiters als Verteiler oder Mischer in der designierten Fließrichtung 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 Schmelzeleiterblock zu verstehen, in den die von einer Bereitstellungseinheit bereitgestellte Polymerschmelze in den Schmelzeleiterblock gespeist wird. Anders gesagt ist der jeweilige Eintritt eintrittsseitig bzw. an einer Eintrittsseite am Schmelzeleiterblock angeordnet.

Demgegenüber ist unter einem „Austritt“ des Multikanalsystems der Ausgang oder Ausfluss des Multikanalsystems aus dem Schmelzeleiterblock zu verstehen, aus dem die durch den Schmelzeleiterblock geführte bzw. verteilte und/oder zusammengeführte Polymerschmelze aus dem Schmelzeleiterblock austritt. Der jeweilige Austritt kann derart ausgebildet sein, dass er als Düse füngiert, 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 angeschlossene Extrusionsdüse speist, die die Polymerschmelze entsprechend verdüst, um ein Extrusionsprodukt zumindest mittelbar herzustellen. Mithin ist der jeweilige Austritt austrittsseitig bzw. an einer Austrittsseite am 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 Aus- trittsseite 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 Austritten fluidisch verbunden ist. Um einen Schmelzestromabriss der designierten Polymerschmelze zu verhindern, das Multikanalsystem vor ungewollten Ablagerungen zu schützen sowie die Schubspannungen im Multikanalsystem 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 Quer- schnitt der n Schmelzekanäle b-ter Generation im Vergleich zum jeweiligen lokalen Quer schnitt der m Schmelzekanäle a-ter Generation, jedoch nimmt die Anzahl der Schmelzeka näle von Generation zu Generation, das heißt mit steigender Reihenfolge des Alphabets, 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 designierten Fließrichtung der Polymerschmelze auf den Schmelzekanal a-ter Generation folgt. Dement sprechend folgt ein Schmelzekanal c-ter Generation in der designierten Fließrichtung 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 demgegen über 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 fi 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 Generati on zu Generation.

Ist der vorliegende Schmelzeleiter als Schmelzemischer ausgebildet, weist der Schmelzelei ter 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 Quer schnitte der Schmelzekanäle einer jeweiligen Generation nimmt mit sinkender Generation ab, um einen Schmelzestromabriss der designierten Polymerschmelze zu verhindern sowie die Wandschubspannungen im Multikanalsystem 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 Generatio nen Schmelzekanäle im Multikanalsystem der jeweilige Schmelzekanal c-ter Generation dem Eintritt zu orientiert, wobei der Schmelzekanal 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 Polymerschmelze 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 Schmel zekanal c-ter Generation dem Eintritt zu orientiert. Das heißt, dass mindestens zwei Schmelzekanäle einer c-ten Generation zu einer dazu geringeren Anzahl Schmelzekanäle einer b-ten Generation zusammengeführt werden, wobei wiederum mindestens zwei Schmelzekanäle der b-ten Generation zu einer dazu geringeren Anzahl Schmelzekanäle einer a-ten Generation zusammengefuhrt werden. Mithin steigt die alphabetische Reihe der Generationen der Schmelzekanäle sowie die Anzahl der Schmelzekanäle entgegen der designierten Fließrichtung der Polymerschmelze 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 Schmelzekanäle einer b-ten Generation aufteilt, wobei sich wiederum ein Schmelzekanal der b-ten Generati on 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 geringe ren 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 Zusammenfüh rung 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 Genera tion relativ zu einer weiteren Generation zu verstehen. Weist ein Multikanalsystem bei spielsweise eine a-te, b-te und c-te Generation Schmelzekanäle auf, wobei die a-te Generation direkt am Eintritt des Schmelzeleiterblocks, die c-te Generation direkt am Austritt des Schmelzeleiterblocks und die b-te Generation in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze zwischen der a-ten und c-ten Generation angeordnet sind, so ist der Schmelzekanal der a-ten Generation relativ zu den Schmelzekanälen b-ten und c-ten Generation dem Eintritt zu orientiert. Der Schmelzekanal der c-ten Generation ist demge genüber relativ zu den Schmelzekanälen der a-ten und b-ten Generation 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 Multikanalsystem in bis zu sechs verschiedenen Freiheitsgraden innerhalb des Schmelze leiterblocks ausgebildet bzw. ausgeformt sein kann. Mit anderen Worten kann ein Schmel zekanal des Multikanalsystems abschnittsweise vertikal nach oben und/oder unten und/oder horizontal nach links und/oder nach rechts und/oder vor und/oder zurück verlaufen. Dabei werden, unabhängig davon, wie das Multikanalsystem innerhalb des Schmelzeleiterblocks ausgebildet ist, stets mindestens drei der sechs Freiheitsgrade genutzt. Wird beispielsweise ein vertikal nach unten verlaufender Schmelzekanal a-ter Generation über eine im Wesentli chen 90°- Verzweigung in einer gemeinsamen Ebene in zwei Schmelzekanäle b-ter Generati on 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 Freiheits grade genutzt. Wird einer der Schmelzekanäle jedoch derart verzweigt, dass wenigstens einer der aufgeteilten 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 geführten 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 Schmelzekanäle 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 Schmel- zekanäle 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 Verzweigung bzw. die Weiterver zweigungen jeweils als Zusammenführung, 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 zusammengeführt bzw. zusammen gefasst werden.

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

Der Begriff „gleiche Schubspannungen“ beschreibt im Sinne der Erfindung im Wesentlichen Wandschubspannungen zwischen der Wandung des Multikanalsystems und der im jeweili gen Schmelzekanal geführten Polymerschmelze, insbesondere in allen Verzweigungsstufen 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 f0 %, voneinander abweichen.

Mittels eines als Schmelzemischer ausgebildeten Schmelzeleiters gelingt es, eine in den Schmelzemischer bzw. in das Multikanalsystem des Schmelzemischerblocks kontinuierlich eingespeiste Polymerschmelze an einer geringeren Anzahl Austritte derart zusammenzufüh ren, dass die Polymerschmelze an diesem Austritt bzw. diesen Austritten im Wesentlichen mit gleichen Schubspannungen bereitgestellt werden kann. Auch in diesem Fall ist das Multikanalsystem 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 Schmelzeleiterblocks besonders gleich mäßig 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 bereitgestellt 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 Schmelzekanals einer jeweiligen Generation mit steigender Generation sowie in designierter Fließrichtung 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.

Unter einem „Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze“ ist eine Einrichtung, eine Baugruppe, ein Bauteil und/oder ein Element zu verstehen, welches den in einem jeweiligen Schmelzekanal des Multikanalsystems geleiteten Schmelzestrom direkt oder indirekt beeinflusst, also manipuliert und/oder ändert.

Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zudem zu verstehen, dass die Mittel zur Beeinflussung der Polymerschmelze und die im jeweiligen Schmelzekanals des Multikanal systems geführte Polymerschmelze über ein weiteres Bauteil oder Funktionselement, das zwischen den Mitteln zur Beeinflussung und der Polymerschmelze angeordnet ist, miteinan der (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar bzw. ohne dazwischen liegendes Bauteil miteinander verbunden sind. Zwischen den Mitteln zur Beeinflussung und der Polymerschmelze kann beispielsweise ein wärmeleitendes Material angeordnet sein, wobei die Mittel zur Beeinflussung somit eine Vorrichtung zum Temperieren der Polymer- schmelze ist. Damit erfolgt eine mittelbare bzw. indirekte Beeinflussung der Polymer schmelze, deren Fließeigenschaften durch die Wärmebeeinflussung verbessert werden. Ferner können am oder im Schmelzekanal Bauteile oder Elemente vorgesehen sein, die eine Durchmischung, Beschleunigung und/oder Verlangsamung des im jeweiligen Schmelzekanal geleiteten Schmelzestroms realisieren, beispielsweise Rampen, Streben, Lochscheiben, Kanäle, statische oder veränderbare Querschnittsänderer, oder dergleichen. Damit erfolgt eine unmittelbare bzw. direkte Beeinflussung der Polymerschmelze, da die im oder am jeweiligen Schmelzekanal angeordneten Mittel zur Beeinflussung direkt in Kontakt mit der Polymerschmelze kommen. Das jeweilige Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze kann mittels eines additiven Herstellungsverfahrens ausgebildet sein, und zwar separat oder im Zuge der Fertigung des Schmelzeleiterblocks, insbesondere des Multikanalsystems.

Vorzugsweise ist ein Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze ein statisches Funktionselement, ein Aktor, ein Bimetall, ein in einem Schmelzekanal beweglich angeordnetes Teil, eine Pumpe, ein austauschbares Einsteckelement und/oder ein Querschnittsänderer für das Multikanalsystem.

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. Insbe sondere kann das statische Funktionselement bewirken, dass eine Schmelzetemperatur des Schmelzestroms homogener gestaltet wird. Auch können Ablagerungen und/oder Entmi schungserscheinungen der Polymerschmelze im Multikanalsystem durch eine Homogenisie rung des Schmelzestroms verhindert werden.

Unter einem „Aktor“ ist ein elektromechanisches Antriebselement zu verstehen, welches den Schmelzestrom zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar bzw. direkt beeinflusst. Der Aktor kann am oder im jeweiligen Schmelzekanal angeordnet sein und die daran geführte Polymerschmelze mechanisch beeinflussen. Der Aktor kann insbesondere dafür genutzt werden, um die Menge an Polymer über die Breite B eines Extrusionsdüsenaustritts einer Extrusionsdüse zu beeinflussen.

Ein „Bimetall“ im Sinne dieser Erfindung ist ein mit dem jeweiligen Schmelzekanal wirkver bundenes Bauteil oder mit dem jeweiligen Schmelzekanal wirkverbundener Teil des Schmelzeleiterblocks, der aus zwei unterschiedlichen Metallen besteht, die Stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Bimetall kann beispielsweise zwei überei nander liegende Schichten mit unterschiedlichen Metallen aufweisen. Aufgrund von unter schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Metalle dehnt sich eine der Schichten bei Wärmebeeinflussung stärker aus als die andere, wodurch sich das Bimetall beispielsweise lokal verformt. Diese WerkstofFeigenschaften können genutzt werden, um eine lokale Verformung des lokalen Querschnitts des jeweiligen Schmelzekanals zu realisie ren. Mithin ist eine temperaturabhängige lokale Aufweitung oder lokale Verjüngung möglich. Das Bimetall ist vorzugsweise während der Herstellung des Schmelzeleiterblocks bzw. des Multikanalsystem ebenfalls additiv fertigbar.

In diesem Sinne ist das Bimetall vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Kanalgeometrie mindestens eines der Schmelzekanäle in Abhängigkeit einer bevorzugt elektrisch und/oder fluidisch induzierten Temperaturänderung am Schmelzeleiterblock lokal zu ändern.

Ein im jeweiligen Schmelzekanal beweglich angeordnetes Teil ist ein Element oder Bauteil, welches derart im oder am Schmelzekanal angeordnet ist, dass es durch eine dynamische Bewegung entweder die Polymerschmelze aktiv beeinflusst oder von der Polymerschmelze derart betätigt wird, dass daraus eine Beeinflussung der Polymerschmelze erfolgt. Mithin kann kinetische Energie der fließenden Polymerschmelze auf das im jeweiligen Schmelzeka nal beweglich angeordnete Teil übertragen werden. Das beweglich angeordnete Teil ist beispielsweise um ein Rotationsachse herum angeordnet. In diesem Fall kann das im jeweiligen Schmelzekanal beweglich angeordnete Teil beispielsweise ein Rad, eine Turbi nenschaufel und/oder eine Klappe sein, das die Polymerschmelze derart beeinflusst, dass eine Homogenisierung der Fließgeschwindigkeit sowie der Materialeigenschaften des Schmelzestroms erfolgt. Die Rotationsachse des beweglich angeordneten Teils kann je nach Ausbildung und Anordnung des beweglich angeordneten Teils koaxial, parallel oder schräg zur Längsrichtung des jeweiligen Schmelzekanals verlaufen. Es ist alternativ oder ergänzend denkbar, dass ein derartiges Teil auch im Bereich oder innerhalb einer Verzweigung bzw. einer Weiterverzweigung beweglich angeordnet ist.

Unter einem als „Pumpe“ ausgebildeten Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze ist ein Fördermittel für Polymerschmelze zu verstehen, welches eine Energieübertragung auf die Polymerschmelze durch strömungsmechanische Vorgänge realisiert. Mithin wird eine Druck- und/oder Strömungsgeschwindigkeitsveränderung durch die im oder am jeweiligen Schmelzekanal angeordnete Pumpe ermöglicht.

Ein „austauschbares Einsteckelement“ ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bauteil, das wenigstens teilweise in den Schmelzeverteilerblock einsetzbar ist und das nach Einset zen in den Schmelzeverteilerblock die Polymerschmelze beeinflusst. Das Einsteckelement kann kassettenförmig ausgebildet und in eine komplementäre Ausnehmung am Schmelze verteilerblock einsetzbar und fixierbar sein. Das Einsteckelement kann ein oder mehrere der vorher genannten Mittel zur Beeinflussung der Polymerschmelze umfassen.

Unter einem „Querschnittsänderer“ ist ein im oder am jeweiligen Schmelzekanal angeordne tes Element, welches den Querschnitt des jeweiligen Schmelzekanals lokal ändert. Mit anderen Worten ändert der Querschnittsänderer eine Durchflussmenge lokal, wobei dies statisch oder dynamisch erfolgen kann. Dies kann in Form einer im Schmelzekanal ange formten Lippe, also statisch, oder dynamisch, beispielsweise in Form eines Ventils erfolgen, das eine Durchflussmenge durch den jeweiligen Schmelzekanal einstellt oder an die Anfor derungen anpasst.

Vorzugsweise ist das austauschbare Einsteckelement dazu ausgebildet, eine Kanalgeometrie mindestens eines der Schmelzekanäle lokal zu ändern und/oder wengistens zwei der Schmelzekanäle des Multikanalsystems fluidisch miteinander zu verbinden. Mit anderen Worten kann das Einsteckelement Schmelzekanalabschnitte und/oder Verzweigungen aufweisen, um eine lokale Zusammenführung oder Aufteilung von Schmelzekanälen zu realisieren. Der lokale Querschnitt der Schmelzekanalabschnitte kann alternativ oder ergänzend größer oder kleiner sein als der jeweilige Schmelzekanal, mit dem das Einste ckelement wirkverbunden ist. Mithin kann mittels des Einsteckelements eine Querschnitts form des Schmelzekanals der jeweiligen Generation lokal geändert, und zwar vergrößert oder verkleinert, werden. Das Einsteckelement kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Geometrie und Ausbildung des Multikanalsystems über mehrere Generationen Schmelzekanäle und/oder über mehrere Generationen Verzweigungen und Weiterverzweigungen zu ändern. Somit kann durch Wechsel zwischen zwei unterschiedlichen Einsteckelementen schnell und einfach auf kurzfristige Änderungen der Anforderungen an das Extrusionsprodukt reagiert werden.

Bevorzugt weist der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelzeleiterblock, eine Revisions öffnung mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem auf. Durch eine Revisionsöff nung kann das Multikanalsystem auf eventuelle Verstopfungen oder Ablagerungen überprüft werden. Des Weiteren kann über die Revisionsöffnung ein Spül- oder Reinigungs- Vorgang des Multikanalsystems durchgeführt oder unterstützt werden. Die Revisionsöff nung ist verschließbar ausgebildet, sodass während des Betriebs der Extrusionsanlage eine ungewollte Beeinflussung der Polymerschmelze über die Revisionsöffnung verhindert wird.

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 Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika- nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, eine Revisionsöffnung zum Multikanalsystem aufweist.

Ferner bevorzugt weist der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelzeleiterblock, eine Ventilaufnahme mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem auf. Der externe Zugang kann ein separater Zugang oder in der Revisionsöffnung integriert sein. Die Ventilaufnahme ist am jeweiligen Schmelzekanal angeordnet und kann als Kavität zur Aufnahme eines Ventils ausgebildet sein. Die Ventilaufnahme kann alternativ oder ergänzend derart ausge bildet sein, dass eine Aufnahme einer Filter einrichtung möglich ist, um beispielsweise Schwebeteilchen aus der Polymerschmelze zu filtern. Die Filtereinrichtung kann wiederum ein Filterelement umfassen, welches über den externen Zugang bzw. die Revisionsöffnung zugänglich und entnehmbar angeordnet ist.

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, eine Ventilaufnahme mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem auf weist.

Nach einem Ausführungsbeispiel weist der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelzeleiter block, eine Durchgangsöffnung mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem auf, mittels welchem ein Medium zum Multikanalsystem hin und/oder vom Multikanalsystem weg führbar ist. Die Durchgangsöffnung kann ein separater Kanal zu einem jeweiligen Schmelzekanal oder Teil der Revisionsöffnung sein. Ferner kann die Durchgangsöffnung ein separates Kanalsystem zum Zugang zu mehreren Schmelzekanälen einer Generation oder verschiedener Generationen sein. Das Medium kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, wobei die Flüssigkeit auch einen Feststoffanteil aufweisen kann.

Die Durchgangsöffnung ist optional dazu ausgebildet, Luft vom Multikanalsystem abzulei ten oder zum Multikanalsystem hinzufördem. Mithin ist die Durchgangsöffnung zum Be- und/oder Entlüften des Multikanalsystems ausgebildet.

Ferner ist denkbar, dem Schmelzestrom ein Fluid zuzuführen, sodass die Polymerschmelze mit dem Fluid reagiert und sich dadurch die Materialeigenschaften der Polymerschmelze ändern.

Alternativ oder ergänzend ist die Durchgangsöffnung zur Zugabe eines Additivs in mindes tens einen Schmelzekanal des Multikanalsystems ausgebildet. Somit ist denkbar, dass die Durchgangsöffnung Teil der Revisionsöffnung ist. Die Zugabe eines Additivs über die jeweilige Durchgangsöffnung ist insbesondere bei einer sogenannten Compoundierung relevant, wobei der Polymerschmelze zur Herstellung des Extrusionsprodukts wenigstens ein Additiv zugegeben wird. Ein Additiv ist vorteilhaft, um die Materialeigenschaften des fertigen Kunststoffs auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung einzustellen oder die Materialeigenschaften der Polymerschmelze während der Verarbeitung zu beeinflussen. Zudem verbessern Additive im Kunststoff mitunter die chemischen, mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften des betreffenden Compounds. Additive sind insbesondere Weichmacher, Stabilisatoren, Verstärkungsstoffe, Färb- oder Füllstoffe sowie Treib- oder Gleitmittel. Des Weiteren ist denkbar, einen sogenannten Marker als Additiv über die Durchgangsöffnung zuzugeben, mittels dessen ein hergestelltes Extrusionsprodukt anhand des Markers beispielsweise identifiziert, ausgelesen und/oder authentifiziert werden kann. Außerdem ist denkbar, die hier genannten Additive miteinander beliebig zu kombinieren bzw. zu mischen.

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 Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, eine Durchgangsöffnung mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem aufweist, mittels welchem ein Medium zum Multikanalsystem hin und/oder vom Multikanal system weg führbar ist

Vorzugsweise ist ein Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze eine wähl- und wechselweise aktivierbare und deaktivierbare Manipulationseinrichtung zum Manipulieren von innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordneten zum Führen von Polymerschmelze eingerichteten Schmelzebereichen. Als „Schmelzebereiche“ sind alle Polymerschmelze führenden Abschnitte des Multikanalsys tems zu verstehen, somit der jeweilige Eintritt, die Schmelzekanäle aller Generationen, alle Verzweigungen und Weiterverzweigungen, sowie der jeweilige Austritt.

Die Manipulationseinrichtung lässt sich je nach Betriebssituation der Extrusionsanlage an- oder abschalten. Sie kann daher mit einer Steuereinheit oder einer Computereinheit verbun den sein, die eine Aktivierung bzw. eine Deaktivierung einleitet und durchführt. Bei mehreren Manipulationseinrichtungen ist es möglich, durch gezielte Aktivierung bzw. Deaktivierung der Manipulationseinrichtung eine lokale oder bereichsweise Beeinflussung der Polymerschmelze im Multikanalsystem zu realisieren. Anders gesagt ist in diesem Fall jede Manipulationseinrichtung nur mit einzelnen Schmelzebereichen oder Segmenten des Schmelzeleiterblocks wirkverbunden.

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, eine wähl- und wechselweise aktivierbare und deaktivierbare Manipulationsein richtung zum Manipulieren von innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordneten zum Führen von Polymerschmelze eingerichteten Schmelzebereichen aufweist.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist die Manipulationseinrichtung temperaturgesteuert ausgebildet. Mit anderen Worten umfasst die Manipulationseinrichtung ein Temperierele ment und/oder einen Temperierstreifen, wobei das Temperierelement bzw. der Temperier streifen im oder am entsprechenden Schmelzebereich angeordnet sein können. Vorteilhafterweise ist das Temperierelement bzw. der Temperierstreifen dazu ausgebildet, ein das Multikanalsystem umgebendes und ausbildendes Material zu temperieren, welches wiederum die Temperatur der Polymerschmelze innerhalb des Multikanalsystems beein- flusst. Das Temperierelement kann die Polymerschmelze lokal beeinflussen, wohingegen der Temperierstreifen zum Beispiel umlaufend um den jeweiligen Schmelzekanal und/oder entlang dessen Längserstreckung angeordnet sein kann, um die Polymerschmelzetemperatur entsprechend zu beeinflussen.

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, eine temperaturgesteuerte, wähl- und wechselweise aktivierbare und deaktivier bare Manipulationseinrichtung zum Manipulieren von innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordneten zum Führen von Polymerschmelze eingerichteten Schmelzebereichen auf weist.

Vorzugsweise weist der Schmelzeleiterblock ferner einen Medienkanal auf, insbesondere für eine zirkulierende Fluidversorgung, vor allem zum Temperieren und/oder für eine elektri sche Leitung und/oder für eine Messeinrichtung.

Unter einem „Medienkanal“ ist in diesem Zusammenhang ein zusätzliches, neben dem Multikanalsystem 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 Schmelze leiterblock 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 Multikanalsystem 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 Multikanalsystem 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.

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, einen räumlich zwischen Schmelzekanälen des Multikanalsystems 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 ist das statische Funktionselement ein statisches Mische lement. Das statische Mischelement ist vorzugsweise innerhalb des Multikanalsystems bzw. in einem Schmelzekanal des Multikanalsystems angeordnet und wird vorteilhafterweise bei additiver Herstellung des Multikanalsystems ebenfalls wenigstens teilweise additiv herge stellt. Das Mischelement kann rampenförmig, stabförmig, gekrümmt oder dergleichen ausgebildet 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 geführ- ten Schmelzestranges. 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 Querschnittsform des Schmelzekanals ausgebildet ist, insbesondere um eine Mischwirkung zu verbessern. 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 Schmelzekanals im Wesentli chen die gleiche Querschnittsgröße und -form auf, wobei in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze dazwischen ein lokal vergrößerter Querschnitt ausgebildet ist. Die Querschnittsänderung kann stufenförmig und/oder rampenförmig ausgebildet sein. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn nach einer Richtungsänderung des Schmelzekanals mit einem einfachen statischen Mischelement die Polymerschmelze bzw. die Schmelzeströmung von der Mittelachse des jeweiligen Schmelzekanals in Richtung der Wand des Schmelzeka nals gelenkt wird.

Schmelzeleiter, insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusions werkzeug einer Extrusionsanlage, aufweisend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multika nalsystem, wobei das Multikanalsystem sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks angeordnet ist, wobei der Schmelzeleiter, insbesondere der Schmelze leiterblock, ein statisches Mischelement aufweist. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Schmelzeleiterblock ein erstes Multikanalsystem und ein zweites Multikanalsystem, insbesondere ein drittes, viertes oder fünftes Multikanalsystem aufweist. Dabei ist denkbar, dass die Multikanalsysteme fluidisch voneinander getrennt verlaufen oder dass wenigstens zwei Multikanalsysteme zusammenge- fiihrt 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 Schmelze leiterblocks 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 Materialanforderungen und - eigenschaften unterschiedliche Polymerschmelzen können in den Multikanalsystemen geleitet, insbesondere zusammengeführt und/oder verteilt werden, um ein entsprechendes Extrusionsprodukt zu erzeugen. Ferner ist denkbar, dass einzelne Filamente aus Polymer schmelzen verschiedener Multikanalsysteme erzeugt werden. Mithin können Filamente aus unterschiedlichen Komponenten bzw. Polymerschmelzen mit beliebigen Mischungsverhält nissen ausgebildet werden, wobei die Komponenten beispielsweise 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 Einzel filamenten, 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 Extrusionswerkzeug für eine Extrusionsanlage zum Erzeugen von Extrusionsprodukten gelöst, umfassend einen Schmelzeleiter gemäß der zuvor beschriebenen Art, wobei der Schmelzeleiter dazu ausge bildet 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 Schmelzeleiterblöcken umfasst. Das Extrusionswerkzeug wird mit Polymerschmelze gespeist, die zumindest mittelbar in den Schmelzeleiter bzw. ein Multikanalsystem eines Schmelzeleiterblocks des Schmelzeleiters geleitet wird. Stromauf des Extrusionswerkzeugs ist eine Bereitstellungs einheit in Form eines Extruders oder dergleichen zur Bereitstellung der designierten Polymerschmelze angeordnet. Stromab des Schmelzeleiters bzw. des jeweiligen Schmelze leiterblocks ist vorzugsweise mindestens eine Extrusionsdüse angeordnet, die ebenfalls Teil des Extrusionswerkzeugs sein kann. Die Extrusionsdüse weist wiederum einen Extrusions düsenaustritt auf, der zur Zwischenformgebung oder endgültigen Formgebung des Extrusi onsprodukts ausgebildet ist.

Alternativ kann der jeweilige Schmelzeleiterblock bereits eine einteilig damit verbundene Extrusionsdüse umfassen oder als Extrusionsdüse ausgebildet sein bzw. die Funktionen einer Extrusionsdüse übernehmen, sodass auf eine separate Extrusionsdüse verzichtet werden kann. Dazu ist der jeweilige Austritt des jeweiligen Multikanalsystems an der Austrittsseite des Schmelzeleiterblocks entsprechend ausgeformt und dimensioniert, sodass eine Verdüsung der designierten Polymerschmelze realisiert wird. In diesem Fall wird die Summe aller Austritte am Schmelzeleiterblock als Extrusionsdüsenaustritt bezeichnet, wobei der Extrusionsdüsenaustritt 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.

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 verschlissener oder defekter Teile möglich. Des Weiteren kann die Extrusionsdüse und/oder der Extrusionsdü senaustritt mehrteilig ausgebildet werden, wobei durch insbesondere passgenaue 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 Art. Die Extrusionsanlage ist insbesondere zur Aufbereitung von Polymer schmelzen sowie zur Erzeugung von Extrusionsprodukten vorgesehen. Die Extrusionsanla ge 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 Schmelzelei ters, des Schmelzeleiterblocks, einer eventuellen Extrusionsdüse und/oder eines eventuellen Extrusionsdüsenaustritts an der Extrusionsdüse möglich ist. Zudem können Extrusionspro dukte in Übergröße, insbesondere in Überbreite, hergestellt werden, da das Extrusions werkzeug in beliebiger Form und Größe, insbesondere in beliebiger Breite, ausgebildet sein kann. Des Weiteren ist eine mehrteilige Ausbildung des Schmelzeleiters mit mehreren parallel oder in Reihe geschalteter Schmelzeleiterblöcke möglich, um eine Herstellung von Extrusionsprodukten mit bisher nicht möglichen Abmessungen, insbesondere in Überbreite, zu realisieren.

Die erfmdungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfmdungsgemäßen 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 Multifilamente oder Bändchen. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmelzeverteiler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymer schmelze zum Einsatz.

Insbesondere kann der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter in einer Vorrichtung zur Herstel lung von Vliesstoffen aus Endlosfilamenten (einer sogenannten Spinnvliesanlage), im Wesentlichen bestehend aus mindestens einer Spinneinrichtung zum Erspinnen der Filamen- te, einer Kühleinrichtung zum Kühlen der Filamente, einer Verstreckeinrichtung zum Strecken der Filamente, einer Ablageeinrichtung, insbesondere einem Ablagesiebband, 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 gravimetri sehen 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 Maschinenrich tung bzw. in sogenannter „Cross Direction“ (CD) der Vorrichtung gleichmäßig verteilt, gegebenenfalls mindestens einem weiteren als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzelei ter, 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 chlauchleitungen zur Verbindung der vorstehenden Einrichtungen. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als Schmelzeverteiler zur Verteilung der Poly mer schmelze 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 Schmelze verteiler 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 chlauchleitungen zur Verbindung der vorstehenden Einrichtungen. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als Schmelzeverteiler zum Verteilen der Polymerschmelze zum Einsatz.

Die erfmdungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfmdungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante eine Vorrichtung zur Herstellung von Platten oder Flachfolien sein. Derartige Vorrichtungen haben gemeinsam, dass ein linienförmiger Polymerschmelzeaustritt am Extrusionswerkzeug, insbesondere am Schmelzeleiterblock des Schmelzeleiters, ausgebildet ist, wodurch das Extrusionsprodukt wenigstens eine Ober- und Unterseite erhält. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmelze verteiler 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 Einrich tung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze, einer Breitschlitzdüse bzw. ein Werkzeug zum Erzeugen eines tafelförmigen Polymerschmelzestroms und einer Kühlwalzeneinheit zum Einsatz kommen.

Dabei besteht die Einrichtung zum Bereitstellen einer Polymerschmelze aus mindestens einer gravimetri sehen oder volumetrischen Dosiereinrichtung zur Dosierung und Zuführung mindestens einer Polymerkomponente zum Extruder, mindestens einem Extruder zum Verdichten, Aufschmelzen und Fördern der mindestens einen Polymerkomponente, mindes tens einem Schmelzefilter, der idealerweise als Siebwechsler mit oder ohne automatischer Reinigung zum Filtern von Partikeln aus der Polymerschmelze, optional aus einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Fördern der Polymerschmelze, optional aus einem Schmelzemi scher zum Erzeugen eines mehrlagigen Aufbau des Schmelzestroms, einem als Schmelze verteiler ausgebildeten Schmelzeleiter zur Verteilung des Schmelzestroms in „Cross Direction“ (CD), einer als Breitschlitzdüse ausgebildeten Extrusionsdüse zum Formen eines tafelförmigen Polymerschmelzestroms und Rohr- und/oder Schlauchleitungen zur Verbin dung 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 erfmdungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante als Vorrichtung zur Herstellung von Rohren, Profilen oder Schläu chen 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 erfm dungsgemäße Schmelzeleiter kommt dabei vorteilhafterweise als Schmelzeverteiler des formgebenden Extrusionswerkzeuges zur Verteilung der Polymerschmelze zum Einsatz.

Die erfmdungsgemäße Extrusionsanlage mit dem erfmdungsgemäßen Schmelzeleiter kann in einer weiteren Variante als Vorrichtung zur Herstellung einer Schlauchfolie ausgebildet sein. Ein solche Vorrichtung weist einen wenigstens teilweise kreislinienförmig ausgebilde ten 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 Bereitstel lungseinheit aus mindestens einer gravimetri sehen oder volumetrischen Dosiereinrichtung 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 Poly merschmelze, optional aus einer Schmelze- und/oder Spinnpumpe zum Fördern der Polymerschmelze, und Rohr- und/oder Schlauchleitungen zur Verbindung der vorstehenden Einrichtungen und des Blaskopfes, wobei zumindest der Blaskopf als Extrusionswerkzeug gemäß der Erfindung mit im Blaskopf integriertem Schmelzeverteiler, insbesondere Wen delverteiler oder Plattenverteiler, zu verstehen ist, der Blaskopf umfassend eine Ringschlitz düse mit Wendelverteiler, insbesondere einem Radi alwendelverteiler zum Formen eines ein- oder mehrschichtigen ringförmigen Polymerschmelzestroms sowie eine Aufbl aseinri chtung zum Aufblasen eines F olienschlauches. Der erfmdungsgemäße Schmelzeleiter kommt somit insbesondere als S chmelzeverteiler 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 Kunststoff, 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 Extrusionsanlage zugeführt werden.

Granulat kann nach dessen Zuführung in die Extrusionsanlage von einer Bereitstellungsein heit, insbesondere einem Extruder oder dergleichen weiterverarbeitet und durch Aufschmel- zen und/oder weiteren Bearbeitungsschritten derart plastifiziert werden, dass es dem Schmelzeleiter als Polymerschmelze zur Zusammenführung und/oder Aufteilung zugefiihrt werden kann. Nach Aufteilung und/oder Zusammenfiihrung der Polymerschmelze kann diese aus dem Schmelzeleiter einer Extrusionsdüse zugefiihrt werden, die die Polymer schmelze zur Erzeugung des Extrusionsprodukts weiterverarbeitet.

Vorteilhaft bei einer derartigen Anlage ist, dass eine Anlage mit einem solchen Extrusions werkzeug sehr viel wirtschaftlicher betrieben werden kann, weil Produktwechselzeiten bei einem Polymerwechsel deutlich kürzer sind und die Gesamtlaufzeit des Extrusionswerkzeu ges vor einer Werkzeugreinigung deutlich länger sind. Mithin werden Umspülzeiten optimiert.

Alle im Rahmen dieser Erfindung als additiv hergestelltes Bauteil beschriebenen Komponen ten der Extrusionsanlage, insbesondere das Extrusionswerkzeug, 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“ sind vorzugsweise Hochleistungskunststoffe zu verstehen, die Betriebstemperaturen des Extrusionswerkzeugs von über 200 °C ermögli chen. Ein Vorteil von aus Keramik additiv hergestellten Bauteilen, insbesondere von aus Keramik additiv hergestellten Schmelzekanälen, ist die Minimierung von Ablagerungen. 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 verschie denen Material ausgebildet. Mit anderen Worten können die Kanäle des jeweiligen Multika nalsystems 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 Multikanalsystem 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 Multikanalsystems kann alternativ eine Oberflächenbehandlung zur Veredelung der Oberfläche der Kanäle des Multikanalsystems erfolgen. Dies kann eine Wärmebehandlung, eine chemische Gasphasen abscheidung, eine physikalische Gasphasenabscheidung, ein Infiltrieren oder dergleichen umfassen. Dadurch wird eine Beschichtung in einer oder mehreren Lagen, insbesondere an den Kanaloberflächen des Multikanalsystems, ausgebildet, wodurch die Oberflächenbeschaf fenheit 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 Multikanal systems und, sofern vorgesehen, die Beschichtung der Kanäle nachbearbeitet bzw. nachbe handelt werden. Dies kann zum einen ein Reinigen und/oder Spülen des Multikanalsystems umfassen. Des Weiteren ist denkbar, ein Strömungsschleifen der Kanäle des Multikanalsys tems durchzuführen. Diese Schritte können auch in Wartungsintervallen oder bei Produkt wechseln durchgeführt werden, um eventuelle Ablagerungen im Multikanalsystem 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 Zeichnung 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 gekennzeichnet sein, wobei die Komponenten nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.

In der Zeichnung zeigen

Fig. I eine schematische Ansicht eines möglichen Aufbaus einer Extrusionsanlage mit einem Schmelzeleiter, umfassend einen Schmelzeleiterblock mit einem Multikanalsystem nach einer ersten Alternative; Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems gemäß Fig. 1, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems nach einem zweiten alternativen Ausfiihrungsbeispiel, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzemischer ausgebildet ist;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems nach einem dritten alternativen Ausfiihrungsbeispiel, wobei der Schmelzeleiter teilweise als Schmelzeverteiler und teilweise als Schmelzemischer ausgebildet ist;

Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht des Multikanalsystems nach einem vierten alternativen Ausfiihrungsbeispiel, wobei der Schmelzeleiter teilweise als Schmelzemischer und teilweise als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 6A eine schematische Perspektivansicht eines fünften alternativen Ausführungs- beispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzever teiler ausgebildet ist; Fig. 6B eine weitere schematische Perspektivansicht des fünften alternativen Ausfüh rungsbeispiels gemäß Fig. 6A;

Fig. 6C eine weitere schematische Perspektivansicht des fünften alternativen Ausfüh rungsbeispiels gemäß Fig. 6Aund Fig. 6B;

Fig. 7A eine schematische Draufsicht eines sechsten alternativen Ausführungsbei spiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzeverteiler ausgebildet ist;

Fig. 7B eine schematische Perspektivansicht des sechsten alternativen Ausführungs beispiels gemäß Fig. 7A;

Fig. 7C eine weitere schematische Perspektivansicht des sechsten alternativen

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7Aund Fig. 7B;

Fig. 7D eine weitere schematische Perspektivansicht des sechsten alternativen

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7Abis Fig. 7C; Fig. 8 eine schematische Perspektivansicht eines siebten alternativen Ausführungs- beispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzever teiler ausgebildet ist;

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 Ausführungs- beispiels des Multikanalsystems, wobei der Schmelzeleiter als Schmelzever teiler ausgebildet ist;

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

Fig. 11 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals eines Multika nalsystems gemäß einer zehnten alternativen Ausfuhrungsform;

Fig. 12A eine schematische Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals eines Multika nalsystems gemäß einer elften alternativen Ausfuhrungsform, wobei ein Bi metall in einem unverformten Zustand dargestellt ist;

Fig. 12B eine schematische Teilschnittdarstellung des Schmelzekanals nach Fig. 12A, wobei das Bimetall in einem verformten Zustand dargestellt ist;

Fig. 13 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals eines Multika nalsystems gemäß einer zwölften alternativen Ausfuhrungsform;

Fig. 14 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals eines Multika nalsystems gemäß einer dreizehnten alternativen Ausfuhrungsform;

Fig. 15 eine schematische Teilschnittdarstellung des Schmelzeleiterblocks gemäß einer vierzehnten alternativen Ausfuhrungsform; und

Fig. 16 eine schematische Teilschnittdarstellung des Schmelzeleiterblocks gemäß einer fünfzehnten alternativen Ausfuhrungsform. In Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage 3 stark vereinfacht dargestellt. Die Extrusionsanlage 3 umfasst eine Bereitstellungseinheit 23, die dazu ausgebildet ist, eine Polymerschmelze 24, vorliegend einen Kunststoff, bereitzustellen und aufzubereiten. Die Bereitstellungseinheit 23 ist vorliegend als - hier nicht näher dargestellter - Extruder ausgebildet, der mindestens ein extrudierfähiges Polymer 29 zur Polymerschmelze 24 plastifiziert. Die Bereitstellungsein heit 23 kann auch zum Bereitstellen von einer oder mehreren unterschiedlichen Polymer schmelzen 24 mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften ausgebildet sein. Die Polymerschmelze 24 wird von der Bereitstellungseinheit 23 kontinuierlich in ein Extrusi onswerkzeug 2, umfassend einen Schmelzeleiter 1 und eine in designierter Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 nachgelagerte Extrusionsdüse 14, gefördert. Das Extrusionswerk zeug 2 ist in der kontinuierlich arbeitenden Extrusionsanlage 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‘ auf diese globale Maschinenrichtung 18 beziehen.

Der Schmelzeleiter 1, der gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel als Schmelzeverteiler ausgebildet ist, weist einen Schmelzeleiterblock 4 mit einem sich dreidimensional innerhalb des Schmelzeleiterblocks 4 erstreckenden Multikanalsystem 5 auf. Der Schmelzeleiter block 4 ist ebenso wie das Multikanalsystem 5 mittels eines additiven Herstellungsverfah rens hergestellt und als auswechselbares Bauteil des Schmelzeleiters 1 in die kontinuierlich arbeitende Extrusionsanlage 3 integrierbar. Das Multikanalsystem 5 gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Der Schmelzeleiterblock 4 kann massiv als Block oder mit Stützstrukturen filigran ausgebildet sein. Insofern wird das Multikanalsystem 5 durch räumlich um das Multikanalsystem 5 herum angeordnete - hier nicht näher gezeigte - Stützstrukturen gestützt.

Die Bereitstellungseinheit 23 ist an einer Eintrittsseite 26 des Schmelzeleiterblocks 4 angeflanscht, wobei an der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiterblocks 4 die Extrusionsdü se 14 ausgeformt ist, und zwar derart, dass auch die Extrusionsdüse 14 mittels eines additiven Herstellverfahrens gefertigt ist, nämlich gemeinsam mit dem Schmelzeleiter block 4. An der Austrittsseite 27 des Schmelzeleiterblocks 4 kann je nach Anforderung an die Extrusionsanlage 3, an das Extrusionsprodukt 30 sowie an die Extrusionsdüse 14 ein - hier nicht gezeigter - Sammelraum ausgebildet sein, in den das Multikanalsystem 5 mündet, wobei der Sammelraum dazu ausgebildet ist, die mit dem als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiter 1 verteilte Polymerschmelze 24 aufzunehmen und der Extrusi onsdüse 14 kontinuierlich zuzuführen. Der Sammelraum kann auch so ausgeführt werden, dass eine Lochscheibe und/oder ein Filtersieb darin integriert ist. Das Multikanalsystem 5 weist, wie in Fig. 2 bis Fig. 10B zu sehen ist, einen oder mehrere Austritte 7 auf, die dazu ausgebildet sind, die Polymerschmelze 24 zur Speisung der Extrusionsdüse 14 in den Sammelraum oder direkt in die Extrusionsdüse 14 zu führen. Die in Fig. 1 gezeigte Extrusi onsdüse 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 hergestell tes Extrusionsprodukt 30, das gemäß Fig. 1 als Folie ausgebildet ist.

Der Schmelzeleiter 1 verteilt die Polymerschmelze 24 nach Fig. 2 im Multikanalsystem 5 bezogen auf dessen designierte Fließrichtung 25 von einem an einer Eintrittsseite 26 des in diesem Fall als Schmelzeverteilerblocks ausgebildeten Schmelzeleiterblocks 4 angeordneten Eintritt 6 über mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen 8, mehrere Generatio nen 9a, 9b Weiterverzweigungen 10 sowie mehrere dazwischen angeordnete Generationen aufgeteilter Schmelzekanäle 11 zu einer Vielzahl von fluidisch mit dem Eintritt 6 verbunde nen und an einer Austrittsseite 27 des Schmelzeleiterblocks 4 angeordneten Austritte 7. Das Multikanalsystem 5 weist somit einen Eintritt 6 und eine Vielzahl von fluidisch mit dem Eintritt 6 verbundenen Austritten 7 auf. Der Eintritt 6 an der Eintrittsseite 26 des Schmelze leiterblocks 4 ist folglich als Eintrittsöffnung ausgebildet, durch welchen hindurch die Polymerschmelze 24 in das Multikanalsystem 5 des Schmelzeleiterblocks 4 eingespeist wird.

Zur Vereinfachung ist das Multikanalsystem 5 in Fig. 2 lediglich mit einer Verzweigung 8 und zwei Generationen 9a, 9b Weiterverzweigungen 10 dargestellt. Die weiteren Weiter verzweigungen 10 und Schmelzekanäle sind im Wesentlichen analog dazu ausgebildet, um die Polymerschmelze 24 auf die entsprechende Breite B für den Extrusionsdüsenaustritt 22 zu verteilen. Somit sind auch drei oder mehr Generationen Weiterverzweigungen 10 denkbar. 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 Generation 12b Schmelzekanäle 11b, und zwischen der ersten Generation 9a Weiterver zweigungen 10 und der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 eine c-te Generati on 12c Schmelzekanäle 1 lc angeordnet. Der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 ist außerdem eine d-te Generation 12d Schmelzekanäle l ld nachgelagert. Fig. 2 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 Genera tion, 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 Weiterverzweigungen 10 ausgebildet, mittels des additiven Herstellungsverfahrens gefertigt. Ferner können weitere Kavitäten beispielsweise als Sammelraum, lokale Aufweitungen 28 oder Zusammenführun- gen vorgesehen sein, auf die in der weiteren Beschreibung alternativer Ausfiihrungsbeispiele näher eingegangen wird. Außerdem können die Kavitäten als Verteil- oder Mischkammern (hier nicht gezeigt) oder dergleichen ausgebildet sein.

Gemäß diesem Ausfiihrungsbeispiel weist der Schmelzekanal 1 la a-ter Generation 12a einen ersten lokalen Querschnitt auf, der kleiner ausgebildet ist als der zweite lokale Querschnitt der aufgeteilten Schmelzekanäle 1 lb 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 Generation 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 mindestens 3/4 der Länge des jeweiligen Schmelzekanals 11 einen größeren bzw. kleineren lokalen Quer schnitt 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 7 zu orientiert. Die Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c sind gegenüber den Schmelzekanälen l ld d-ter Generation 12d dem Eintritt 6 zu orientiert, wobei die Schmelzekanäle l ld 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. 3, einem zweiten alternativen Multikanalsystem 5 eines - hier nicht gezeigten - zweiten alternativen Schmelzeleiterblocks 4, ist der Schmelzeleiter 1 im Gegensatz zu Fig. 2 umgekehrt im Extrusionswerkzeug 2 und in der Extrusionsanlage 3 angeordnet, sodass er gemäß diesem alternativen Ausfiihrungsbeispiel als Schmelzemischer ausgebildet ist. Dies ergibt sich daraus, dass der Schmelzeleiter 1 eine Vielzahl, vorliegend acht Eintritte 6 an der Eintrittsseite 26 des Schmelzeleiterblocks 4 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 Schmelzeleiterblocks 4 angeord neten Austritt 7 zusammengefuhrt werden. Vorliegend ist der Schmelzeleiterblock 4 nicht gezeigt, sondern zur besseren Veranschaulichung nur das Multikanalsystem 5. Das Multika nalsystem 5 ist im Wesentlichen identisch zum Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 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 Multikanalsystems 5 zusammengefuhrt werden können. Das Multikanalsystem 5 weist vorliegend ebenfalls mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen 8, mehrere Generationen 9a, 9b Weiterverzweigungen 10 sowie mehrere dazwischen angeordnete Generationen 12a - 12d aufgeteilter Schmelzekanäle 11a - l ld auf, jedoch ist dies entgegen der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 zu betrachten, und zwar von der Austrittsseite 27 zur Eintrittsseite 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 1 lc angeordnet. Der zweiten Generation 9b Weiterverzweigungen 10 ist außerdem eine d-te Generation 12d Schmelzekanäle l ld 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 l ld 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 wiede rum jeweils ein Schmelzekanal 1 lb 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 Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 2 nimmt der lokale Querschnitt der jeweili gen 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 Schmelzeka näle 11b b-ter Generation 12b gegenüber den Schmelzekanälen 11a a-ter Generation 12a den Eintritten 6 zu orientiert. Die Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c sind gegenüber den Schmelzekanälen l ld d-ter Generation 12d dem Austritt 7 zu orientiert, wobei die Schmelzekanäle l ld d-ter Generation 12d bezogen auf die Schmelzekanäle 11a, 11b, 11c 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. 4 zeigt ein drittes alternatives Multikanalsystem eines - hier nicht gezeigten - dritten alternativen Schmelzeleiterblock 4. Das vorliegende Multikanalsystem 5 ist als eine Kombi nation aus einem teilweise als Schmelzeverteiler und teilweise als Schmelzemischer ausge bildeten Schmelzeleiter 1 ausgeformt. Eintrittsseitig des Schmelzeleiterblocks 4 ist zunächst ein Eintritt 6 des Multikanalsystem 5 vorgesehen, wobei der Schmelzekanal i la a-ter Generation 12a analog zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2A in eine Vielzahl Schmelzeka näle l ld d-ter Generation 12d aufgeteilt wird. Weiter stromab in designierter Fließrich tung 25 der Polymerschmelze erfolgt ausgehend von den Schmelzekanälen 1 ld d-ter Generation 12d wieder eine Zusammenführung der Schmelzekanäle 11 analog zum Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 3 über Schmelzekanäle 11c, 11b c‘-ter Generation 12c‘ und b‘-ter Generation 12b ‘ bis zu einem Schmelzekanal 1 la a’-ter Generation 12a‘ bzw. dem Aus tritt 7.

Gemäß Fig. 5 ist ein viertes alternatives Multikanalsystem 5 eines - nicht dargestellten - vierten alternativen Schmelzeleiterblocks 4 dargestellt, wobei vorliegend ebenfalls eine Kombination aus einem teilweise als Schmelzemischer und teilweise als Schmelzeverteiler ausgebildeten Schmelzeleiters 1 abgebildet ist. Die Funktionsweise ist hier jedoch im Gegensatz zum Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 4 entgegengesetzt ausgefiihrt. Und zwar weist der Schmelzeleiterblock 4 an dessen Eintrittsseite 26 mehrere Eintritte 6 zum Multi kanalsystem 5 auf, wobei die direkt mit den Eintritten 6 fluidisch verbundenen Schmelzeka näle l ld d-ter Generation 12d entlang der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 analog zum Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 3 bis zu einem Schmelzeka nal 11a a-ter Generation 12a von Generation zu Generation zusarnmengeführt werden. Weiter stromab wird dieser Schmelzekanal 1 la der a-ten Generation 12a analog zum Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 2 über eine Verzweigung 8, mehrere Generationen 9a‘, 9b ‘ Weiterverzweigungen 10 sowie dazwischen angeordnete Generationen 12b‘, 12c‘, 12d‘ Schmelzekanäle 11b, 11c, l ld von Generation zu Generation aufgeteilt, bis an der Aus trittsseite 27 des Schmelzeleiterblocks 4 eine Vielzahl Austritte 7 angeordnet sind.

Das Multikanalsystem 5 gemäß dem Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 4 sowie gemäß dem Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 5 ist nicht auf die hier dargestellte Form und Anordnung begrenzt. Es ist ebenso denkbar, stromauf und/oder stromab des jeweiligen Multikanalsys tems 5 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 hindurchfließt, am Austritt 7 bzw. an den Austritten 7 immer die gleiche Schmelzehistorie aufweist. Bei acht Schmelzekanälen l ld der d-ten Generati on 12d ist die Polymerschmelze 24 folglich in höchstens acht verschiedene Schmelzeströme unterteilt. Eine gleiche Historie der Polymerschmelze 24 bedeutet in diesem Zusammen hang, dass alle Schmelzeströme der Polymerschmelze 24 am Austritt 7 bzw. an den Austrit ten 7 die gleiche Strecke durch das Multikanalsystem 5 zurückgelegt sowie die gleiche Anzahl Schmelzekanäle 11, Verzweigungen 8 und Weiterverzweigungen 10 durchflossen haben.

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 6A bis Fig. 10B beziehen sich ausschließlich auf als Schmelzeverteiler ausgebildete Schmelzeleiter 1, wobei die Polymerschmelze 24 im Multikanalsystem 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. 2. Selbstverständlich sind die nachfolgenden Ausführungsformen auch zur Ausführung des Schmelzeleiters 1 als Schmel zemischer oder als beliebige Kombination aus Schmelzemischer und Schmelzeverteiler geeignet.

Nach den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 ist das Multikanalsystem 5 jeweils im Wesentlichen in einer Ebene liegend ausgebildet, wobei folglich der jeweilige Eintritt 6 und der jeweilige Austritt 7 sowie alle Schmelzekanäle 11, Verzweigungen 8 und Weiter verzweigungen 10 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Mithin werden mindestens drei Freiheitsgrade zur Ausbildung des Multikanalsystems 5 genutzt.

Demgegenüber ist in Fig. 6A bis Fig. 6C ein fünftes alternatives Multikanalsystem 5 eines fünften alternativen Schmelzeleiterblocks 4 dargestellt, wobei sich das Multikanalsystem 5 vorliegend fünf Freiheitsgrade nutzend dreidimensional im Raum auffächert. Es verlaufen, wie in Fig. 6C gezeigt ist, die Schmelzekanäle 11 in Fließrichtung der Polymerschmelze 24 ausgehend vom Eintritt 6 und verteilt über mehrere Generationen 12a - 12e wenigstens teilweise nach unten, nach links, nach rechts, in die Blattebene hinein und aus der Blattebene hinaus. Die mit dem Eintritt 6 fluidisch verbundenen Schmelzekanäle 11a - I le verteilen sich somit über die Verzweigungen 8 und Weiterverzweigungen 10 bis zu den Austritten 7, die sich gemäß der vorliegenden Aufteilung auf zwei im Wesentlichen parallele Ebenen aufteilen. Die erste Generation 9a Weiterverzweigungen 10 ist derart ausgebildet, dass die Schmelzekanäle 11c der c-ten Generation 12b zu den Schmelzekanälen 1 lb der b-ten Generation 12b um im Wesentlichen 90° verdreht verlaufen, sodass sich ausgehend von jedem der Schmelzekanäle 1 lc c-ter Generation ein separates Verteilungssys tem 29a, 29b, 29c, 29d ausbildet, und zwar derart, dass das erste und zweite Verteilungs system 29a, 29b in einer ersten Ebene angeordnet sind und das dritte und vierte Verteilungssystem 29c, 29d in einer zweiten Ebene 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. 2 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 Schmelzelei terblock 4 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 jeweiligen Anordnung im dreidimensionalen Raum, nimmt der lokale Querschnitt der Schmelzekanäle 11 von Generation zu Generati on 12a - 12e bis zu den Austritten 7 ab, wobei die Schmelzekanäle 11 jeder Generation 12a - 12e in allen Verteilungssystemen 29a - 29d stets symmetrisch ausgebildet sind und die aufgeteilten Schmelzeströme der designierten Polymerschmelze 24 die gleiche Schmelzehis torie aufweisen.

Die Austritte 7 des ersten und zweiten Verteilungssystems 29a, 29b bzw. der ersten Ebene liegen auf einer gedachten ersten geraden Linie und die Austritte 7 des dritten und vierten Verteilungssystems 29c, 29d bzw. der zweiten Ebene auf einer gedachten zweiten geraden Linie. Beide Linien bzw. beide Ebenen sind hier parallel zueinander angeordnet. Da alle Schmelzekanäle 11 mit einem einzigen Eintritt 6 verbunden sind, weisen alle Schmelzeströ me am jeweiligen Austritt 7 aufgrund der gleichen Polymerschmelze 24 identische Materi aleigenschaften auf.

Der Schmelzeleiterblock 4 weist ferner mehrere Revisionsöffnungen 13a - 13d zum Multikanalsystem 5 auf. Die Revisionsöffnungen 13a - 13d sind in einem Kurvenab schnitt 46 zwischen einem vorliegend im Wesentlichen horizontalen Kanalabschnitt 47 und einem im Wesentlichen vertikalen Kanalabschnitt 48 des Schmelzekanals 11c c-ter Genera tion 12c angeordnet, und erstrecken sich davon ausgehend jeweils schräg nach oben in Richtung einer Seitenfläche 49 des Schmelzeleiterblocks 4. Die Revisionsöffnungen 13a - 13d können zur Überprüfung oder Spülung des Multikanalsystems 5 genutzt werden und dementsprechend prinzipiell beliebig ausgebildet am Multikanalsystem 5 angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste und zweite Revisionsöffnung 13a, 13b derart ausgebildet, dass sie über einen jeweiligen Kurvenabschnitt 50 jeweils senkrecht zu einer im Wesentlichen vertikalen Seitenfläche 49 des Schmelzeleiterblocks 4 austreten. Die dritte und vierte Revisionsöffnung 13c, 13d ist beispielhaft derart ausgebildet, dass sie jeweils über einen jeweiligen Kurvenabschnitt 50 senkrecht zu einer horizontalen Seitenflä che 49 des Schmelzeleiterblocks 4 austreten.

Ferner weist der Schmelzeleiterblock 4 einen Medienkanal 20 auf, der sich räumlich zwischen den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5, vorliegend zwischen den beiden Ebenen der Verteilungssysteme 29a - 29d, erstreckt und eine Fluidführung realisiert. Die Fluidführung dient hier zum Temperieren des Schmelzeleiterblocks 4 und folglich der im Multikanalsystem 5 geführten Polymerschmelze 24. Der Medienkanal 20 ist nicht mit den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 fluidisch verbunden und bewirkt, dass der Schmelzeleiter 1 und insbesondere der Schmelzeleiterblock 4 während des Betriebs der Extrusionsanlage 3 temperiert werden. Es können ferner weitere beliebig ausgebildete Medienkanäle vorgesehen sein, die fluidisch getrennt von den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 im Schmelzeverteilerblock 4 angeordnet sind. Die weiteren Medienka näle 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. 7A bis Fig. 7D ist ein sechstes alternatives Multikanalsystem 5 eines - hier nicht gezeigten - sechsten alternativen Schmelzeleiterblocks 4 dargestellt, wobei das Multikanalsystem 5 vorliegend sechs Freiheitsgrade nutzend dreidimensional im Raum auffächert. In diesem Ausführungsbeispiel ist gezeigt, dass die beiden Schmelzekanäle 11b 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. 7A.

Unter der „globalen Maschinenrichtung“ 18 ist die Anordnung des Schmelzeleiters 1, insbesondere des Schmelzeleiterblocks 4, in der Extrusionsanlage 3 zu verstehen, wobei die globale Maschinenrichtung 18 entlang der designierten Fließrichtung zwischen der Bereit stellungseinheit und der Extrusionsdüse 14 am Schmelzeleiterblock 4 verläuft. Mithin ist die globale Maschinenrichtung 18 eine räumliche Erstreckung des Schmelzeleiters 1, insbeson dere des Schmelzeleiterblocks 4, in der Extrusionsanlage 3 unter Berücksichtigung der Eintrittsseite 26 und Austrittsseite 27 des Multikanalsystems 5 für die designierte Polymer schmelze 24. Demgegenüber kann eine „lokale Maschinenrichtung“ 19 lokal von der globalen Maschinen richtung 18 abweichen, wobei die lokale Maschinenrichtung 19 die lokale Ausrichtung des Multikanalsystems 5 beschreibt, insbesondere des jeweiligen Schmelzekanals 11 relativ zur globalen Maschinenrichtung 18. Die lokale Maschinenrichtung 19 verläuft koaxial zur Längsachse des Schmelzekanals 11 in Richtung der designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24. In einem besonders vereinfachten Fall kann die lokale Maschinenrich tung 19 vorzugsweise dann abschnittsweise deckungsgleich mit der globalen Maschinenrich tung 18 sein, wenn das Multikanalsystem 5 einen Eintritt 6 an einer Eintrittsseite des Schmelzeleiterblocks 4 und einen fluidisch damit verbundenen und koaxial dazu angeordne ten Austritt 7 an einer der Eintrittsseite gegenüberliegenden Austrittsseite des Schmelzelei terblocks 4 aufweist. Die Ausrichtung des Schmelzekanals 11 im Raum und somit die lokale Maschinenrichtung 19 kann in diesem Fall zumindest partiell koaxial zur globalen Maschi nenrichtung 18 sein.

Da das Multikanalsystem 5 sich dreidimensional erstreckend im Schmelzeleiter 1 bzw. im Schmelzeleiterblock 4 ausgebildet ist, weicht die lokale Maschinenrichtung 19 regelmäßig von der globalen Maschinenrichtung 18 ab. Da alle sechs Freiheitsgrade zur Ausbildung des Multikanalsystems 5 ausnutzbar sind, kann zum einen eine schräge Anordnung des jeweili gen Schmelzekanals 4 relativ zur globalen Maschinenrichtung 18 vorgesehen sein. Jedoch ist auch denkbar und kann insbesondere zum Einsparen von Bauraum von Vorteil sein, dass die lokale Maschinenrichtung 19 bezogen auf die globale Maschinenrichtung 18 abschnitts weise in die entgegengesetzte Richtung verläuft.

Dadurch können Schmelzekanäle 11 des Multikanalsystems 5 in einem besonderen Ausfüh rungsbeispiel bis nahezu zur Eintrittsseite des Schmelzeleiters 1, insbesondere des Schmel zeleiterblocks 4, zurückgeführt werden. Der Vorteil des Führens der lokalen Maschinenrichtung 19 der Schmelzekanäle 11 entgegengesetzt zur globalen Maschinenrich tung 18 besteht folglich darin, dass der Schmelzeleiter 1 bzw. der Schmelzeleiterblock 4 durch beliebige Führung der Schmelzekanäle 11 relativ zur globalen Maschinenrichtung 18 besonders bauraumsparend ausgebildet werden kann. Außerdem können die Schmelzekanä le 11 beliebig um - hier nicht gezeigte - Anschluss- oder Befestigungselemente, insbesonde re Schrauben, Gewinde oder dergleichen herumgeführt werden. Vorliegend sind der Eintritt 6 und die Austritte 7 des Multikanalsystems 5 im Wesentlichen in einer ersten Ebene angeordnet, wobei die Schmelzekanäle 11b 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 1 lc c-ter Generation 12c erstrecken sich teilweise in der zweiten Ebene und werden zur Weiterverteilung der Polymerschmelze 24 in die erste Ebene zurückgefiihrt. 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 breite Verteilung der Polymerschmelze 24 auf einem gleichzeitig geringeren axialen Bauraum, also in globaler Maschinenrichtung 18 des Schmelzeleiters 1 realisiert. Mithin ist der Schmelzeleiter 1 in einem solchen Fall kompaktbauender ausbildbar.

Durch einen derartig ausgebildeten Schmelzeleiterblock 4 ist es möglich, die Polymerschmelze 24 derart zu verteilen, dass insbesondere Vliese mit 20 bis 10.000 Einzelfilamenten pro Meter Breite herstellbar sind.

Nach Fig. 8 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel mit einem siebten alternativen Multikanalsys tem 5 dargestellt. Das Multikanalsystem 5 ist im Wesentlichen identisch zum Multikanalsys tem 5 nach Fig. 2 ausgebildet. Der Unterschied besteht vorliegend darin, dass der Schmelzeverteilerblock 4, vorliegend im Bereich der Schmelzekanäle 1 lc c-ter Generati on 12c jeweils ein in Form eines statischen Mischelementes ausgebildetes statisches Funkti onselement 21 als Mittel zur Beeinflussung der designierten Polymerschmelze 24 aufweist. Das jeweilige statische Funktionselement 21 ist innerhalb einer lokalen Aufweitung 28 der Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c angeordnet und in Form von sich kreuzenden Streben ausgebildet. Das jeweilige Funktionselement 21 ist in jeweils einem der Schmelze kanäle 11c c-ter Generation 12c zwischen einer Weiterverzweigung 10 erster Generation 9a und einer Weiterverzweigung 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 jeweilige statische Funktions element 21 realisiert eine Durchmischung der innerhalb der Schmelzekanäle 11c c-ter Generation 12c geführten und verteilten Polymerschmelze 24. Dadurch kann wiederum eine Vergleichmäßigung des im jeweiligen Schmelzekanal 11 geführten Schmelzestranges der Polymerschmelze 24, insbesondere dessen Fließ- und Materialeigenschaften, gewährleistet werden. Das statische Mischelement kann alternativ auch direkt im jeweiligen Schmelzeka nal 11 angeordnet und somit nicht in einer lokalen Aufweitung ausgebildet sein.

Alternativ dazu zeigt ein achtes Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 9 ein achtes alternatives Multikanalsystem 5, das an Stelle der Aufweitung 29 mit dem darin angeordneten Funktionselement 21 eine jeweilige Pumpe 36 als Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinfluss der Polymerschmelze 24 am jeweiligen Schmelzekanal 11c c-ter Generation 12c angeordnet ist, um die Polymerschmelze 24 durch das Multikanalsystem 5 zu fördern. Das Vorsehen von Pumpen 36 ist von Vorteil bei Multikanalsystemen mit einer Vielzahl von Schmelzekanalgenerationen und Verzweigungsgenerationen, wobei die Polymerschmelze 24 auf eine große Breite des Schmelzeleiterblocks 4 verteilt wird bzw. von einer großen Breite des Schmelzeleiterblocks 4 zusammengeführt wird. Das Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 9 kann ohne Weiteres auch mit dem Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 8 kombiniert werden.

Fig. 10A und Fig. 10B zeigen ein neuntes alternatives Ausfiihrungsbeispiel eines neunten alternativen Multikanalsystems 5. Das Multikanalsystem 5 ist im Wesentlichen analog zum Multikanalsystem 5 nach Fig. 2 ausgebildet. Es sei insofern auf die diesbezügliche Beschrei bung verwiesen, wobei dort, wo nicht unumgänglich, aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine erneute Wiedergabe der identischen Bezugszeichen verzichtet wird.

Neben dem Multikanalsystem 5 weist der Schmelzeleiterblock 4 auch eine ebenfalls als Kanalsystem ausgebildete Durchgangsöffnung 17 auf, die im Bereich der Austritte 7 des Multikanalsystems 5 über Zusammenführungen 15 mit dem Multikanalsystem 5 fluidisch verbunden ist, um je nach Anforderung ein Medium zum Multikanalsystem 5 hin und/oder vom Multikanalsystem 5 wegzuführen.

Vorliegend ist die Durchgangsöffnung 17 zur Zugabe eines Additivs in den Schmelzeka nal l ld d-ter Generation 12d des Multikanalsystems 5 ausgebildet. Mit anderen Worten werden in einen ersten Eintritt 38 der Durchgangsöffnung 17 ein - hier nicht näher gezeig tes - Additiv zugeführt, wobei das Additiv über die Kanäle 39 derart verteilt wird, dass je ein Kanal 39 der Durchgangsöffnung 17 über eine jeweilige Zusammenführung 15 mit je einem Schmelzekanal 1 ld d-ter Generation 12d des Multikanalsystem 5 verbunden ist. Somit wird das Additiv mittels der Zusammenführungen 15 mi der Polymerschmelze 24 vermengt, um beispielsweise Materialeigenschaften der Polymerschmelze 24 einzustellen. Somit weist auch die als Kanalsystem ausgebildete Durchgangsöffnung 17 analog zum Multikanalsystem 5 Kanäle 39 auf, die über Verzweigungen 8 und mehrere Generationen 9a Weiterverzweigungen 10 aufgeteilt werden, sodass eine entsprechende Speisung der in den Schmelzekanälen l ld d-ter Generation 12d des Multikanalsystem 5 strömenden Schmelze ströme der Polymerschmelze 24 mit Additiven erfolgen kann. Die Polymerschmelze 24 im Multikanalsystem 5 und das Additiv in der Durchgangsöffnung 17 werden vorliegend erst kurz vor Austreten aus dem Multikanalsystem bzw. aus dem Schmelzeleiterblock 4 zusam mengeführt. Dadurch wird ein Compound erzeugt, welches über die Austritte 7 verdüst oder einer - hier nicht gezeigten - Extrusionsdüse zugeführt wird.

Zudem können die Kanäle 39 der Durchgangsöffnung 17 parallel, senkrecht oder schräg zu den Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 angeordnet sein. Vorliegend sind die das Additiv führenden Kanäle 39 der Durchgangsöffnung 17 derart schräg angeordnet, dass sich die Kanäle 39 von Generation zu Generation an die Schmelzekanäle 1 la - 1 ld des Multika nalsystems 5 konstant annähern, bis sich die Kanäle 39 und die Schmelzekanäle l ld d-ter Generation 12d im Bereich der jeweiligen Zusammenführung 15 treffen und eine Vermi schung der designierten Polymerschmelze 24 mit dem designierten Additiv realisieren.

Alternativ kann über das Kanalsystem der Durchgangsöffnung 17 auch eine Entlüftung, das heißt eine Abführung von Gasen aus dem Multikanalsystem 5 erfolgen. Dabei können die Zusammenführungen 15 auch an anderen Stellen des Multikanalsystems 5, insbesondere im Bereich anderer Generation Schmelzekanäle 11 oder Verzweigungen 8 bzw. Weiterver zweigungen 10, angeordnet werden.

In Fig. 11 bis Fig. 16 sind verschiedene Ausführungsformen von Mitteln zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 gezeigt. Diese können in einzelnen Schmelzekanälen 11, in mehreren Schmelzekanälen 11 einer Generation oder in allen Schmelzekanälen 11 des Multikanalsystems 5 angeordnet sein und beliebig bzw. je nach Anforderung an die Polymerschmelze und/oder das Extrusionsprodukt 30 miteinander kombiniert werden.

Fig. 11 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals 11 des - hier nicht näher gezeigten - Multikanalsystems 5 gemäß einer zehnten alternativen Ausführungsform. Vorliegend umfassen die Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 einen Aktor 33, welcher ein innerhalb des Schmelzekanals 11 angeordnetes und um eine Rotationsachse R drehbar gelagertes Rad 40 antreibt. Die Rotationsachse R des Rades 40 verläuft vorliegend quer zur designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24. Die Rotation des Rades 40 wird mittels einer außerhalb des Schmelzeleiterblocks 4 angeordneten Steuereinheit 44 gesteuert und geregelt, wobei dies eine Anpassung einer Rotationsrichtung und/oder einer Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl und/oder eine Aktivierung oder Deaktivierung einer Rotation des Rades 40 umfassen kann. Durch das Rad 40 wird eine Durchmischung und Homogenisierung der in Fließrichtung 25 fließenden - hier nicht gezeigten - Polymerschmelze 24 realisiert. Der Aktor 33 ist in Abhängigkeit der Materialeigenschaften, insbesondere der Fließeigenschaften der Polymerschmelze 24, aktivierbar oder deaktivierbar. Der Aktor 33 umfasst eine - hier nicht gezeigten - Antriebseinheit zum Antrieb des Rades 40, das ebenfalls innerhalb des Schmelzeleiterblocks 4 und im Bereich des Schmelzekanals 11 angeordnet ist.

Die Rotationsachse R des Rades 40 kann alternativ auch parallel zur designierten Fließrichtung 25 der Polymerschmelze 24 angeordnet sein, sodass das Rad 40 in Form eines Propellers, Rotors oder Turbinenrades eine Durchmischung der Polymerschmelze 24 realisiert. Des Weiteren ist denkbar, das Rad 40 unangetrieben im Schmelzekanal 11 anzuordnen.

In Fig. 12A und Fig. 12B ist das Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 nach einer elften alternativen Ausfuhrungsform als Bimetall 34 ausgebildet. Das Bimetall 34 ist vorliegend umlaufend um den Schmelzekanal 11 angeordnet und besteht aus einer ersten Lage 41a und einer radial außerhalb davon angeordneten zweiten Lage 41b, wobei die zweite Lage 41b vollflächig an der ersten Lage 41a anliegt. Das Bimetall 34 ist vorliegend ebenfalls mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt, und zwar während der Ausbildung des Schmelzekanals 11.

Die Lagen 41a, 41b des Bimetalls sind aus zwei unterschiedlichen Metallen ausgebildet, welche unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei die Metalle Stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metalle dehnt sich eine der Lagen 41a, 41b, vorliegend die erste Lage 41a, infolge eines Aufwärmens des Schmelzeleiterblocks 4 und/oder der Polymerschmelze 24 stärker aus als die andere, wodurch sich das Bimetall lokal verformt. Bei einer ersten Temperatur des Bimetalls 34, hier gezeigt in Fig. 12A, weist der Schmelzekanal 11 einen ersten Durchmesser Dl auf, welcher größer ist als ein in Fig. 12B dargestellter zweiter Durchmesser D2 des Schmelzekanals 11, welcher sich bei Erwärmung des Bimetalls 34 auf eine zweite Temperatur einstellt. Mithin erfolgt eine temperaturabhängige lokale Verjüngung des lokalen Querschnitts des Schmelzekanals 11 infolge einer Erwärmung des Bimetalls 34. Alternativ können das Bimetall 34 bzw. die metallischen Lagen 41a, 41b des Bimetalls 34 derart ausgebildet sein, dass infolge einer Erwärmung eine Aufweitung des lokalen Querschnitts des Schmelzekanals 11 erfolgt, so dass D2 größer ist als Dl.

Gemäß Fig. 13 ist ein Teillängsschnitt eines Schmelzekanals 11 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei vorliegend ein im Schmelzekanal 11 beweglich angeordnetes Teil 35 als Mittel zur Beeinflussung der Polymerschmelze 24 angeordnet ist. Bei dem beweglich angeordneten Teil 35 handelt es sich um ein gegenüber dem Schmelzeleiterblock 4 bzw. der Wandung des Schmelzekanals 11 drehbar angeordnetes Rad 40, welches infolge einer kinetischen Energie der in designierter Fließrichtung 25 fließenden Polymerschmelze 24 um eine Rotationsachse R rotiert und eine Durchmischung der Polymer schmelze 24 im Wesentlichen analog zu Fig. 11 ermöglicht.

Nach Fig. 14, einer Teilschnittdarstellung eines Schmelzekanals 11 des Multikanalsystems 5 gemäß einer dreizehnten alternativen Ausführungsform, umfassen die Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 eine wähl- und wechselweise aktivierbare und deaktivierbare Manipulationseinrichtung 32 zum Manipulieren von innerhalb des Schmelzeleiterblocks 4 angeordneten zum Führen von Polymerschmelze 24 eingerichteten Schmelzebereichen. Mit anderen Worten wird die innerhalb der Schmelzekanäle 11 geführte designierte Polymerschmelze 24 durch Ein- oder Abschalten der Manipulationseinrichtung 32 beeinflusst. Vorliegend ist die Manipulationseinrichtung 32 temperaturgesteuert ausgebildet. Das bedeutet, dass mittels der Manipulationseinrichtung 32 in Abhängigkeit der Temperatur des Materials des Schmelzeleiterblocks 4 und/oder in Abhängigkeit der Temperatur der Polymerschmelze 24 eine Steuerung, eine Veränderung der Eigenschaften der Polymerschmelze 24 erfolgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Manipulationseinrichtung 32 als Heizstreifen ausgebildet, welcher wenigstens teilweise umlaufend und radial beabstandet zum Schmelzekanal 11 angeordnet ist. Der Heizstreifen ist hülsenförmig ausgeformt, wobei in Abhängigkeit der Temperatur der designierten Polymerschmelze 24 eine Aktivierung oder Deaktivierung des Heizstreifens erfolgt. Eine Aktivierung der Manipulationseinrichtung 32 kann beispielsweise erforderlich sein, um die Viskosität der designierten Polymerschmelze 24 zu reduzieren. Ein Deaktivieren der Manipulationseinrichtung 32 kann demgegenüber erforderlich sein, wenn der Schmelzeleiterblock 4 eine gewünschte Materialtemperatur aufweist, wodurch entsprechende Fließeigenschaften der designierten Polymerschmelze 24 gewährleistet sind und eine weitere Reduzierung der Viskosität nicht mehr erforderlich ist.

Alternativ oder ergänzend ist denkbar, dass Heizelemente und/oder Heizstreifen der Manipulationseinrichtung 32 als Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der designierten Polymerschmelze 24 an Außenflächen des Schmelzeleiterblocks 4 wirksam angeordnet werden, um eine vollständige oder bereichsweise Temperierung des Schmelzeleiterblocks 4 und somit der innerhalb des Schmelzeleiterblocks 4 in den Schmelzekanälen 11 geführten Polymerschmelze 24 zu realisieren.

Fig. 15 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen Schmelzeleiterblock 4 gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel. Vorliegend ist das Multikanalsystem 5 teilweise abgebildet, wobei in einer - hier gestrichelt dargestellten - Ausnehmung 42 des Schmelzeleiterblocks 4 ein austauschbares Einsteckelement 31 aufgenommen und dazu eingerichtet ist, eine Kanalgeometrie mindestens eines der Schmelzekanäle 11 lokal zu ändern und/oder wengistens zwei der Schmelzekanäle 11 des Multikanalsystems 5 fluidisch miteinander zu verbinden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Einsteckelement 31 eine Verzweigung 8 auf, welche einen ersten Schmelzekanal 1 la in zwei zweite Schmelzekanäle 1 lb einer in Fließrichtung 25 der designierten Polymerschmelze 24 nachgelagerter Generation aufteilt. Vorliegend ist das Einsteckelement 31 so ausgebildet, dass ein lokaler Querschnitt der Schmelzekanäle 11a, 11b konstant bleibt. Es ist jedoch auch denkbar, dass sich die Querschnittsform und/oder die Querschnittsart der Schmelzekanäle 1 la, 1 lb innerhalb des Einsteckelements 31 ändert. Ferner ist denkbar, innerhalb des Einsteckelements 31 Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 anzuordnen, wie sie in Fig. 11 bis Fig. 14 oder Fig. 16 beschrieben sind. Somit kann beispielsweise bei Wechseln von Polymerschmelzen 24 bzw. bei Produktwechseln durch einfaches Wechseln des Einsteckelements 31 auf die Anforderungen an die Polymerschmelze 24 und/oder das Extrusionsprodukt 30 reagiert werden. Insbesondere können die Fließeigenschaften der Polymerschmelze 24 angepasst und/oder eine Schmelzefiihrung des Multikanalsystems 5 verändert werden.

In Fig. 16 ist das Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze 24 nach einer elften alternativen Ausführungsform als Querschnittsänderer 37, und zwar vorliegend als Ventil ausgebildet. Der - hier nicht näher dargestellte - Querschnittsände rer 37 ist auswechselbar im - hier nur teilweise dargestellten - Schmelzeleiterblock 4 angeordnet und wird über einen externen Zugang 45 in eine Ventilaufnahme 16 eingesetzt, welche im Schmelzekanal 11 ausgebildet ist. Der Querschnittsänderer 37 ist derart ausgebil det, dass der Schmelzekanal 11 gegenüber dem externen Zugang 45 abgedichtet ist. Zudem ist der als Ventil ausgeführte Querschnittsänderer 37 dazu ausgebildet, eine Durchflussmen ge des Schmelzekanals 11 anzupassen, wobei die Durchflussmenge während des Betriebs der Extrusionsanlage 3 geändert werden kann. Aufgrund der austauschbaren Anordnung des Querschnittsänderers 37 am Schmelzeleiterblock 4 kann der externe Zugang 45 auch als Revisionsöffnung oder als Durchgangsöffnung zur Zugabe oder Abführung eines Mediums an bzw. vom Multikanalsystem 5 vorgesehen sein.

Je nach Ausbildung der Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmel ze, beispielsweise in Form einer - hier nicht gezeigten - Klappe oder beliebig beispielsweise mit einem Aktor betätigbaren verschieblichen Wand, können einzelne Schmelzekanäle und infolgedessen einzelne oder mehrere Segmente des Multikanalsystems temporär verschlos sen werden, wodurch es möglich ist, mittels des Extrusionswerkzeugs Extrusionsprodukte mit verschiedenen Breiten herzustellen oder die Breiten kontinuierlich zu verändern.

An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die erläuterten Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw. erzielen zu können. Es sei zudem explizit erwähnt, dass die Ausführungsbei spiele nach Fig. 1 bis Fig. 10B auch mit zwei oder mehr Multikanalsystemen ausgeführt werden können. Es versteht sich, dass es sich bei den vorstehend erläuterten Ausfiihrungsbeispielen lediglich um erste Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere des erfmdungsgemäßen Schmelzelei ters 1, des erfmdungsgemäßen Extrusionswerkzeugs 2 und der erfmdungsgemäßen Extrusi onsanlage 3 handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf diese Ausfiihrungsbeispiele.

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

4 Schmelzeleiterblock

5 Multikanalsystem

6 Eintritt des Multikanalsystems

7 Austritt des Multikanalsystems

8 Verzweigung

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

10 W eiterverzweigung

11 Schmelzekanal

11a Aufzuteilender Schmelzekanal einer ersten Generation 11b Aufgeteilter Schmelzekanal einer zweiten Generation 11c Aufgeteilter Schmelzekanal einer dritten Generation 1 ld Aufgeteilter Schmelzekanal einer vierten Generation I le 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

13a Erste Revisionsöffnung

13b Zweite Revisionsöffnung

13c Dritte Revisionsöffnung

13d Vierte Revisionsöffnung

14 Extrusionsdüse 15 Zusammenfuhrung

16 V entilaufnahme

17 Durchgangsöffnung

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 Einsteckelement

32 Manipulationseinrichtung

33 Aktor

34 Bimetall

35 beweglich angeordnetes Teil

36 Pumpe

37 Querschnittsänderer

38 Eintritt der Durchgangsöffnung

39 Kanal der Durchgangsöffnung

40 Rad

41a Erste Lage des Bimetalls

41b Zweite Lage des Bimetalls

42 Ausnehmung am Schmelzeleiterblock

43 Ventil

44 Steuerungseinheit

45 Externer Zugang

46 Kurvenabschnitt des Schmelzekanals 47 Horizontaler Kanalabschnitt des Schmelzekanals

48 Vertikaler Kanalabschnitt des Schmelzekanals

49 Außenfläche des Schmelzeleiterblocks

50 Kurvenabschnitt der Revisionsöffnung

B Breite des Extrusionsdüsenaustritts

Dl Erster Durchmesser des Schmelzekanals

D2 Zweiter Durchmesser des Schmelzekanals R Rotationsachse

Claims

Patentansprüche

1. Schmelzeleiter (1), insbesondere Schmelzeverteiler oder Schmelzemischer, für ein Extrusionswerkzeug (2) einer Extrusionsanlage (3), aufweisend einen Schmelzeleiterblock (4) mit einem Multikanalsystem (5), wobei das Multikanalsystem (5) sich dreidimensional erstreckend innerhalb des Schmelzeleiterblocks (4) 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 verbundenen Austritt (7) mehrere hintereinander angeordnete Verzweigungen (8) und mehrere Generationen (9a, 9b, 9c) Weiterverzweigungen (10) über mehrere Generationen (12a, 12b) aufgeteilter Schmelzekanäle (1 la, 1 lb) ausgebildet sind, wobei m Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation (12a) mit x-ten lokalen Querschnitten und n Schmelzekanäle (11b) b-ter Generation (12b) mit y-ten lokalen Querschnitten vorhanden sind, wobei n>m, wenn b>a, wobei die y-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (1 lb) b- ter Generation (12b) kleiner sind als die x-ten lokalen Querschnitte der Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation (12a), wobei in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation (12a) dem Eintritt (6) und die Schmelzekanäle (1 lb) b-ter Generation (12b) dem Austritt (7) zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter () für einen designierten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzeverteiler dient, oder in designierter Fließrichtung der Polymerschmelze die Schmelzekanäle (11a) a-ter Generation dem Austritt (7) und die Schmelzekanäle (1 lb) b-ter Generation dem Eintritt (6) zu orientiert sind, sodass der Schmelzeleiter (1) für einen designierten Schmelzestrom der Polymerschmelze als Schmelzemischer dient, und wobei im Bereich des Multikanalsystems (5) Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung von Polymerschmelze angeordnet sind.

2. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze ein statisches Funktionselement (21), ein Aktor (33), ein Bimetall (34), ein in einem Schmelzekanal beweglich angeordnetes Teil (35), eine Pumpe (36), ein austauschbares Einsteckelement (31) und/oder ein Querschnittsänderer (37) für das Multikanalsystem (5) ist.

3. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeleiter (1), insbesondere der Schmelzeleiterblock (4), eine Revi- sionsöffnung (13) mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem (5) aufweist.

4. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeleiter (1), insbesondere der Schmelzeleiterblock (4), eine Ven- tilaufnahme (16) mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem (5) aufweist.

5. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeleiter (1), insbesondere der Schmelzeleiterblock (4), eine Durchgangsöflnung (17) mit einem externen Zugang zum Multikanalsystem (5) aufweist, mittels welchem ein Medium zum Multikanalsystem (5) hin und/oder vom Multikanalsystem (5) weg führbar ist.

6. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangs- Öffnung (17) zur Zugabe eines Additivs in mindestens einen Schmelzekanal (11) des Multikanalsystems (5) ausgebildet ist.

7. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Einsteckelement (31) dazu ausgebildet ist, eine Kanalgeometrie mindestens eines der Schmelzekanäle (11) lokal zu ändern und/oder wengistens zwei der Schmelzekanäle (11) des Multikanalsystems (5) fluidisch miteinander zu verbinden.

8. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel zur zumindest mittelbaren Beeinflussung der Polymerschmelze eine wahl- und wechselweise aktivierbare und deaktivierbare Manipulationseinrichtung (32) zum Manipulieren von innerhalb des Schmelzeleiterblocks (4) angeordneten zum Führen von Polymerschmelze eingerichteten Schmelzebereichen ist.

9. Schmelzeleiter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationseinrichtung (32) temperaturgesteuert ausgebildet ist.

10. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetall dazu ausgebildet ist, eine Kanalgeometrie mindestens eines der Schmelzekanäle (11) in Abhängigkeit einer Temperaturänderung am Schmelzeleiterblock (4) lokal zu ändern.

11. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeleiterblock (4) einen Medienkanal (20) aufweist, insbesondere für eine zirkulierende Fluidversorgung, vor allem zum Temperieren und/oder für eine elektrische Leitung und/oder für eine Messeinrichtung.

12. Schmelzeleiter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Funktionselement (21) ein statisches Mischelement ist.

13. Extrusionswerkzeug (2) für eine Extrusionsanlage (3) zum Erzeugen von Extrusionsprodukten, umfassend einen Schmelzeleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Schmelzeleiter (1) dazu ausgebildet ist, mindestens eine designierte Polymerschmelze zu verteilen und/oder zu mischen.

14. Extrusionswerkzeug () nach Anspruch 13 gekennzeichnet durch einen Extrusionsdüsenaustritt 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 plastifi- ziert wird, wobei die jeweilige Polymerschmelze einem Schmelzeleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zugefuhrt wird, der die jeweilige Polymerschmelze verteilt und/oder mischt.