Strangpresse zur Herstellung von Netzen aus thermoplastischem Kunststoff
Zur Herstellung von Bahnen von netz- oder gewebeartiger Struktur aus thermoplastischem Kunststoff ist es bekannt, den erwärmten plastischen Kunststoff durch in zwei Reihen angeordnete, schräg gegeneinandergerichtete Düsenöffnungen zu pressen, die senkrecht zur Austrittsöffnung des Kunststoffes in Richtung der Düsenreihen relativ zueinander beweglich sind. Wenn jeweils zwei Düsenöffnungen - senk- recht zu ihrer Bewegungsrichtung gesehen - einander gegenüberstehen, berühren sich die austretenden Fäden und schweissen an der Berührungsstelle, so dass eine Verbindungsstelle des Gewebes oder Netzes entsteht.
Nach einem anderen Vorschlag kann man die geraden Düsenreihen zu Kreisringen schliessen. Ordnet man die eine Düsenreihe am Innenrand einer kreisringförmigen Scheibe und die andere Düsenreihe am Aussenrand einer dazu konzentrischen Kreisscheibe an, so entsteht beim Auspressen des Kunststoffes ein Netzschlauch, wenn beide Düsenringe gegenläufig rotieren. Auch hier berühren sich beim Gegenüberstehen je einer Düse der Innenscheibe und des Aussenringes die austretenden Fäden, verschweissen miteinander und bilden so eine Verbindungsstelle des Netzes.
Den nach den beschriebenen Verfahren hergestellten Netzen haftet aber der Nachteil an, dass die Verbindungsstellen der Fäden nur eine geringe mechanische Festigkeit haben, weil sie durch Verschweissen der Einzelfäden erzeugt werden. Das Netz lässt sich also verhältnismässig leicht wieder in seine Einzelfäden auftrennen. Dies kommt daher, weil bei allen diesen Verfahren das Netz erst ausserhalb des Düsenkopfes der Strangpresse aus den Einzelfäden erzeugt wird. Nur die Einzelfäden selbst werden innerhalb der Düsen gebildet.
Gegenstand der Erfindung ist eine Strangpresse, die es ermöglichen soll, Netzbahnen von flacher oder schlauchförmiger Gestalt aus thermoplastischem Kunststoff als Ganzes herzustellen. Die Strangpresse gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenscheiben in der Pressrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sind und in ihrer Berührungsfläche relativ zueinander eine schwingende Bewegung ausführen, wobei mindestens der Schlitz der einen Düsenscheibe die Form einer Linie mit mehrfachem Richtungswechsel hat und wobei die Schlitzlinien beider Düsenscheiben derart verlaufen, dass sie sich bei der relativen Bewegung der Düsenscheiben in ihrer ganzen Ausdehnung überstreichen und sich dabei ständig an einer Anzahl von Punkten überlagern.
Dabei können diese Überlagerungsstellen der Schlitze der beiden Düsenscheiben während der Relativbewegung der beiden Düsenscheiben eine Reihe ständig hin und her wandernder und sich dabei paarweise vorübergehend vereinigender und wieder voneinander entfernender, durch beide Düsenscheiben hindurchgehender Einzeldüsen bilden, aus denen der Kunststoff unmittelbar in Form eines Netzes austritt.
Die einfachsten Beispiele einer Linienform mit mehrfachem Richtungswechsel für die genannten Schlitze der Düsenscheiben sind die Zickzacklinie und die Wellenlinie.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemä ssen Strangpresse verlaufen die Achsen der Schlitzlinien beider Düsenscheiben geradlinig und parallel zueinander, und die beiden Düsenscheiben führen in einer zu den Achsen der Schlitzlinien senkrechten Richtung relativ zueinander eine hin und her gehende schwingende Bewegung aus. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform können die Achsen der Schlitzlinien beider Düsenscheiben auch gekrümmte Linien, beispielsweise Kreisbögen, sein. Bei einer zweiten Ausführungsform sind die Schlitzlinien beider Düsenscheiben in sich geschlossen, und die beiden Düsenscheiben führen relativ zueinander eine Drehbewegung aus.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Düsenscheiben mit geradlinigem Düsenschlitz,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Düsenscheiben mit zickzackförmigem Düsenschlitz,
Fig. 3 das Schema eines Bewegungszustandes zweier Düsenscheiben,
Fig. 4 das Schema eines anderen Bewegungszustandes zweier Düsenscheiben,
Fig. 5 eine schematische Darstellung zweier Düsenscheiben mit verschiedenem Düsenschlitz,
Fig. 6 eine schematische Darstellung zweier hintereinander angeordneter Düsenscheiben,
Fig. 7 den Spritzkopf einer Strangpresse im Schnitt,
Fig. 8 den Spritzkopf von Fig. 7 in einem Schnitt senkrecht zur Fig. 7,
Fig. 9 ein Kunststoffnetz, hergestellt mit einer Strangpresse gemäss der Erfindung,
Fig. 10 einen Schnitt nach X-Y von Fig. 9,
Fig.
11 die Draufsicht auf zwei Düsenscheiben bei einer anderen Ausführungsform der Strangpresse,
Fig. 12 die Draufsicht auf eine abgeänderte Form der Düsenscheiben von Fig. 11,
Fig. 13 den Spritzkopf der Strangpresse für die Düsenscheiben gemäss Fig. 11 und 12 im Längsschnitt und
Fig. 14 bis 17 verschiedene Netzarten, hergestellt mit der Strangpresse gemäss Fig. 13.
Die Düsenscheibe a der Fig. 1 besitzt einen geradlinigen Düsenschlitz c, dessen Achse mit A1 bezeichnet ist, die Düsenscheibe b der Fig. 2 einen Düsenschlitz d in Form einer regelmässigen Zickzacklinie mit der Achse A2. Gemäss den Fig. 7 und 8 sind die hier im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildeten Düsenscheiben a und b im Spritzkopf e der Strangpresse in der Pressrichtung des zu verarbeitenden Kunststoffes T unmittelbar hintereinander angeordnet, und die Düsenscheibe a ist relativ zu der hier feststehenden Düsenscheibe b beweglich.
Zur Herstellung von Netzen wird dabei die Düsenscheibe a in einer zu den parallelen Achsen A1 und A2 der Schlitzlinien senkrechten Richtung in eine hin und her gehende schwingende Bewegung versetzt, indem der um die Bolzen g drehbare Halterahmen f der Düsenscheibe a mittels des Kurvenschleifentriebes h, i angetrieben wird. Die Fig. 3 und 4 stellen zwei verschiedene relative Bewegungszustände der beiden Düsenscheiben a und b dar. Die Schwingungsweite der relativen Bewegung der beiden Düsenscheiben muss dabei gleich der doppelten Amplitude der zickzackförmigen Schlitzlinie der Düsenscheibe b sein.
Die Schlitze der beiden Düsenscheiben überlagern sich ständig in einer Reihe von Punkten und bilden so Einzeldüsen D, durch die der Kunststoff in Form von Fäden austritt. Diese Einzeldüsen wandern ständig entlang der geraden Abschnitte des Zickzackschlitzes d der Düsenscheibe b auf und ab und vereinigen sich jeweils kurzzeitig paarweise, und zwar jedesmal abwechselnd zwei verschiedene benachbarte Einzeldüsen D, zu einer einzigen Düse Dk in den Spitzen des Zickzackschlitzes d. Entsprechend vereinigen sich dabei die bis dahin getrennt aus den Düsen D austretenden Kunststoffäden während ihrer Entstehung in den Düsen Dk und laufen bei der weiteren Relativbewegung der Düsen D wieder auseinander.
So entsteht durch die beschriebene relative Schwingungsbewegung der Düsenscheiben beim Strangpressen unmittelbar ein Netz k, dessen Verbindungsstellen gleichzeitig mit den Fäden durch den Strangpressvorgang gebildet werden. Es ist dabei für die Entstehung des Netzes ohne Belang, welche der beiden Düsenscheiben in der Pressrichtung gesehen, vor der anderen angeeordnet ist. Die Düsenscheiben können daher vertauscht werden. Ein Beispiel eines mit der beschriebenen Vorrichtung hergestellten Netzes ist in den Fig. 9 und 10 gesondert dargestellt.
Als weitere Beispiele von Düsenscheiben mit geradachsigen Düsenschlitzen zeigt die Fig. 5 zwei hintereinander angeordnete Düsenscheiben a und b, von denen die vordere Scheibe a einen geraden Düsenschlitz c und die (eingeklammert bezeichnete) hintere Scheibe b einen wellenförmigen Düsenschlitz 1 hat. Weiterhin sind in Fig. 6 zwei hintereinander angeordnete Düsenscheiben a und b dargestellt, die beide zickzackförmige Düsenschlitze d aufweisen.
Mit diesen Düsen scheiben lassen sich in gleicher Weise unmittelbar durch Strangpressen Netze herstellen.
Die oben skizzierte zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schlitzlinien beider Düsenscheiben in sich geschlossen sind und die Düsenscheiben relativ zueinander eine Drehbewegung ausführen, ist in den Fig. 11 bis 13 schematisch dargestellt, wobei die Fig. 11 und 12 in der Draufsicht zwei Ausführungsbeispiele der beiden Düsenscheiben zeigen und die Fig. 13 im Längsschnitt den Spritzkopf der Strangpresse. Die mit dieser Vorrichtung hergestellten Netze haben die Form von Schläuchen, wie sie in den Beispielen der Fig. 14 bis 17 in Seitenansicht dargestellt sind.
Nach den Fig. 11 und 12 hat der Düsenschlitz o der Düsenscheibe bl, b2 die Form einer geschlossenen Zickzacklinie, während der Düsenschlitz der Düsenscheibe al, a2. nach Fig. 11 die Form eines Kreises m und nach Fig. 12 die Form einer Ellipse n hat. Damit auch hierbei die Schlitze der beiden Düsenscheiben einander bei deren relativer Drehung in ihrer ganzen Ausdehnung überstreichen, hat der kreisförmige Düsenschlitz m nach Fig. 11 einen Durchmesser gleich dem mittleren Durchmesser der Zickzacklinie des Düsenschlitzes o und ist um die Amplitude der Zickzacklinie o exzentrisch zur Drehachse der Düsenscheibe al, a2 versetzt.
Entsprechend ist gemäss Fig. 12 die grosse Achse der elliptischen Schlitzlinie n gleich dem grössten und die kleine Achse dieser elliptischen Schlitzlinie gleich dem kleinsten Durchmesser der Zickzacklinie o.
Der Spritzkopf der Strangpresse besteht hier gemäss Fig. 13 im wesentlichen aus dem Gehäuse P und den beiden Düsenscheiben al, a2 und bl, b2. Von diesen ist hier die Düsenscheibe bl, b2 undrehbar angeordnet und die Düsenscheibe al, a2 mittels der Welle r drehbar gelagert. Die Düsenscheiben können dabei in einem Stück hergestellt sein. In diesem Falle können die Schlitze m, n und o an ihrem Grunde durch Stege überbrückt sein, die aber so schmal sein müssen, dass sich der Strom der Kunststoffmasse hinter ihnen und noch innerhalb der gleichen Düsenscheibe wieder schliesst.
Vorteilhaft sind daher gemäss Fig. 13 die genannten Düsenscheiben jeweils in zwei konplanar ineinander angeordnete Teilscheiben al und a2 bzw. b1 und b2 unterteilt, wobei jeweils die Teilscheiben gemeinsam den Schlitz der Düsenscheibe bilden. Diese Unterteilung macht eine besondere Kupplung der Teilscheiben al und a2 der drehbaren Düsenscheiben al, a2 durch ein Getriebe erforderlich, das in dem dargestellten Beispiel durch den Zahnkranz s1 der äusseren Teilscheibe al, die Welle t mit den Zahnrädern s2 und 53 und das Zahnrad s4 der mit der inneren Teilscheibe a2 verbundenen Welle r verwirklicht ist.
Von der anderen Düsenscheibe bl, b, ist die äussere Teilscheibe b1 in das Gehäuse P undrehbar eingesetzt und die innere Teilscheibe b2 an der Lagerbuchse q der Welle r befestigt und dadurch gleichfalls undrehbar angeordnet.
Die mit der Vorrichtung der Fig. 14 erhaltenen Netze sind in den Fig. 14 und 15 in Seitenansicht dargestellt. Das Netz nach Fig. 14 ist unter Verwendung von Düsenscheiben gemäss Fig. 11 hergestellt.
Die Verbindungsstellen der Netzfäden liegen dabei auf einer Wendel, deren Steigung gleich der einfachen Maschenhöhe ist. Bei Verwendung von Düsenscheiben entsprechend Fig. 12 entsteht ein Netz gemäss Fig. 15. Bei diesem liegen die Verbindungsstellen der Netzfäden auf einer Wendel, deren Steigung gleich der doppelten Maschenhöhe ist.
Mit den dargestellten Vorrichtungen lassen sich auch Netze mit teilweise ausgefüllten Maschen pressen. Es ist hierzu nur erforderlich, den Schlitz der einen Düsenscheibe stellenweise zu verbreitern. Bei den Anordnungen nach den Fig. 11, 12 und 13 kann auch zu diesem Zweck eine der Teilscheiben der einen Düsenscheibe weggelassen werden. Es wird dann nur jede zweite Maschenreihe durch Fäden gebildet, während die andere Maschenreihe voll gepresst wird. Die Fig. 16 und 17 zeigen Beispiele solcher Netze.
Die beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen lassen sich vielfältig abwandeln, so dass Erzeugnisse der verschiedensten Musterung hergestellt werden können. So kann man z. B. stetig oder unstetig die relative schwingende oder drehende Bewegung der Düsenscheiben ändern oder die Düsenscheiben statt einer gleichförmigen oder ungleichförmigen Drehbewegung relativ zueinander Drehschwingungen ausführen lassen.
Als thermoplastische Kunststoffe für die Netze kommen beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyamid und Polyester in Frage.
Extrusion press for the production of nets from thermoplastic plastic
For the production of webs of mesh-like or fabric-like structure made of thermoplastic material, it is known to press the heated plastic material through nozzle openings arranged in two rows and directed at an angle, which are movable relative to one another perpendicular to the outlet opening of the plastic in the direction of the nozzle rows. If two nozzle openings - viewed perpendicular to their direction of movement - face each other, the emerging threads touch and weld at the point of contact, so that a connection point of the fabric or net is created.
According to another suggestion, the straight rows of nozzles can be closed to form circular rings. If you arrange one row of nozzles on the inner edge of a circular disc and the other row of nozzles on the outer edge of a circular disc concentric to it, a mesh hose is created when the plastic is pressed out when both nozzle rings rotate in opposite directions. Here, too, when one nozzle of the inner pane and one of the outer ring face one another, the emerging threads touch each other, weld together and thus form a connection point of the network.
However, the nets produced according to the described method have the disadvantage that the connecting points of the threads have only a low mechanical strength because they are produced by welding the individual threads. The network can therefore be separated again relatively easily into its individual threads. This is because, in all of these processes, the network is only created from the individual threads outside the nozzle head of the extrusion press. Only the single threads themselves are formed inside the nozzles.
The subject of the invention is an extrusion press which is intended to make it possible to produce mesh webs of flat or tubular shape from thermoplastic as a whole. The extrusion press according to the invention is characterized in that the nozzle disks are arranged directly one behind the other in the pressing direction and perform a swinging movement relative to one another in their contact surface, with at least the slot of one nozzle disk being in the form of a line with multiple changes of direction and the slot lines of both Nozzle disks run in such a way that, when the nozzle disks move relative to one another, they sweep over their entire extent and thereby constantly overlap at a number of points.
During the relative movement of the two nozzle disks, these overlapping points of the slots of the two nozzle disks can form a row of single nozzles that are constantly moving back and forth and temporarily unite in pairs and then separate from each other, passing through both nozzle disks, from which the plastic emerges directly in the form of a network .
The simplest examples of a line shape with multiple changes of direction for the mentioned slots of the nozzle disks are the zigzag line and the wavy line.
In one embodiment of the extrusion press according to the invention, the axes of the slot lines of both nozzle disks are straight and parallel to one another, and the two nozzle disks perform a reciprocating oscillating movement relative to one another in a direction perpendicular to the axes of the slot lines. In a modification of this embodiment, the axes of the slot lines of the two nozzle disks can also be curved lines, for example circular arcs. In a second embodiment, the slot lines of the two nozzle disks are self-contained, and the two nozzle disks rotate relative to one another.
The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which shows various exemplary embodiments. Show:
1 shows a schematic representation of the nozzle disks with a straight nozzle slot,
2 shows a schematic representation of the nozzle disks with a zigzag-shaped nozzle slot,
3 shows the diagram of a state of motion of two nozzle disks,
4 shows the diagram of another state of motion of two nozzle disks,
5 shows a schematic representation of two nozzle disks with different nozzle slots,
6 shows a schematic representation of two nozzle disks arranged one behind the other,
7 shows the die head of an extrusion press in section,
8 shows the spray head from FIG. 7 in a section perpendicular to FIG. 7,
9 shows a plastic net produced with an extruder according to the invention,
Fig. 10 is a section along X-Y of Fig. 9,
Fig.
11 the plan view of two nozzle disks in another embodiment of the extrusion press,
FIG. 12 shows the plan view of a modified form of the nozzle disks from FIG. 11,
13 shows the extrusion head of the extrusion press for the nozzle disks according to FIGS. 11 and 12 in longitudinal section and FIG
14 to 17 different types of net produced with the extruder according to FIG. 13.
The nozzle disk a of FIG. 1 has a straight nozzle slot c, the axis of which is denoted by A1, and the nozzle disk b of FIG. 2 has a nozzle slot d in the form of a regular zigzag line with the axis A2. According to FIGS. 7 and 8, the nozzle disks a and b, which have a circular arc-shaped cross-section, are arranged in the extrusion head e of the extruder in the pressing direction of the plastic T to be processed, and the nozzle disk a is movable relative to the nozzle disk b, which is fixed here.
To produce nets, the nozzle disk a is set in a reciprocating oscillating movement in a direction perpendicular to the parallel axes A1 and A2 of the slot lines, in that the holding frame f of the nozzle disk a, which is rotatable around the bolts g, is moved by means of the cam loop drive h, i is driven. 3 and 4 show two different relative movement states of the two nozzle disks a and b. The amplitude of the relative movement of the two nozzle disks must be twice the amplitude of the zigzag-shaped slot line of the nozzle disk b.
The slots of the two nozzle disks are constantly superimposed in a series of points and thus form individual nozzles D through which the plastic emerges in the form of threads. These individual nozzles constantly move up and down along the straight sections of the zigzag slot d of the nozzle disk b and combine briefly in pairs, each time alternating two different adjacent individual nozzles D, to form a single nozzle Dk in the tips of the zigzag slot d. Correspondingly, the plastic threads exiting separately from the nozzles D up to that point combine during their formation in the nozzles Dk and diverge again as the nozzles D move further.
The above-described relative oscillatory movement of the nozzle disks during extrusion creates a network k, the connecting points of which are formed simultaneously with the threads by the extrusion process. It is irrelevant for the formation of the network which of the two nozzle disks is arranged in front of the other in the pressing direction. The nozzle disks can therefore be interchanged. An example of a network produced with the device described is shown separately in FIGS. 9 and 10.
As further examples of nozzle disks with straight-axis nozzle slots, FIG. 5 shows two nozzle disks a and b arranged one behind the other, of which the front disk a has a straight nozzle slot c and the rear disk b (shown in brackets) has a wave-shaped nozzle slot 1. Furthermore, FIG. 6 shows two nozzle disks a and b which are arranged one behind the other and both have zigzag-shaped nozzle slots d.
With these nozzles disks can be produced in the same way directly by extrusion networks.
The second embodiment of the invention outlined above, in which the slot lines of both nozzle disks are self-contained and the nozzle disks rotate relative to one another, is shown schematically in FIGS. 11 to 13, with FIGS. 11 and 12 showing two exemplary embodiments in plan view of the two nozzle disks and FIG. 13 shows the extrusion head of the extrusion press in longitudinal section. The nets produced with this device are in the form of tubes, as shown in side view in the examples of FIGS. 14 to 17.
According to FIGS. 11 and 12, the nozzle slot o of the nozzle disk bl, b2 has the shape of a closed zigzag line, while the nozzle slot of the nozzle disk a1, a2. 11 has the shape of a circle m and according to FIG. 12 the shape of an ellipse n. In order that the slots of the two nozzle disks sweep over each other in their entire extent during their relative rotation, the circular nozzle slot m according to Fig. 11 has a diameter equal to the mean diameter of the zigzag line of the nozzle slot o and is eccentric to the axis of rotation by the amplitude of the zigzag line o the nozzle disc al, a2 offset.
Accordingly, according to FIG. 12, the major axis of the elliptical slot line n is equal to the largest and the minor axis of this elliptical slot line is equal to the smallest diameter of the zigzag line o.
According to FIG. 13, the extrusion head of the extrusion press consists essentially of the housing P and the two nozzle disks a1, a2 and b1, b2. Of these, the nozzle disk bl, b2 is non-rotatable here and the nozzle disk a1, a2 is rotatably mounted by means of the shaft r. The nozzle disks can be made in one piece. In this case, the slots m, n and o can be bridged at their bottom by webs, which must, however, be so narrow that the flow of the plastic compound closes again behind them and within the same nozzle disk.
Therefore, according to FIG. 13, the nozzle disks mentioned are each subdivided into two partial disks a1 and a2 or b1 and b2 arranged conplanar inside one another, the partial disks each jointly forming the slot of the nozzle disk. This subdivision requires a special coupling of the partial disks al and a2 of the rotatable nozzle disks al, a2 by means of a gear, which in the example shown by the ring gear s1 of the outer partial disk al, the shaft t with the gears s2 and 53 and the gear s4 of shaft r connected to the inner graduated disk a2 is realized.
Of the other nozzle disk bl, b, the outer part disc b1 is inserted non-rotatably into the housing P and the inner part disc b2 is attached to the bearing bush q of the shaft r and is thus likewise non-rotatable.
The nets obtained with the device of FIG. 14 are shown in side view in FIGS. 14 and 15. The network according to FIG. 14 is produced using nozzle disks according to FIG. 11.
The connection points of the net threads lie on a helix, the pitch of which is equal to the single mesh height. When using nozzle disks according to FIG. 12, a net according to FIG. 15 is created. In this case, the connecting points of the net threads lie on a helix, the pitch of which is equal to twice the mesh height.
With the devices shown, nets with partially filled meshes can also be pressed. It is only necessary to widen the slot of one nozzle disk in places. In the arrangements according to FIGS. 11, 12 and 13, one of the partial disks of the one nozzle disk can also be omitted for this purpose. Then only every second course is formed by threads, while the other course is fully pressed. Figures 16 and 17 show examples of such networks.
The embodiments described and shown in the drawing can be modified in many ways so that products with a wide variety of patterns can be produced. So you can z. B. continuously or discontinuously change the relative oscillating or rotating movement of the nozzle disks or let the nozzle disks execute torsional vibrations relative to one another instead of a uniform or non-uniform rotational movement.
As thermoplastics for the nets, for example, polyvinyl chloride, polyethylene, polyamide and polyester come into question.