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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von strangförmigen
Waren in Form von Bändern, Fasersträngen, Monofilamenten
oder Folien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Ein
gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße
Vorrichtung sind beispielsweise aus der
DE 102 41 371 A1 bekannt.
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Bei
dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden eine
Vielzahl von Folienbändchen aus einer extrudierten Folie
hergestellt. Die Folie wird aus einer Polymerschmelze extrudiert und
in einem Wasserbad abgekühlt. Nach der Abkühlung
wird die Folie in eine Vielzahl von Bändchen zerschnitten.
Die Folienbändchen werden als Schar gemeinsam durch Walzenlieferwerke
abgezogen und zwischen zwei benachbarten Walzenlieferwerken verstreckt.
Zur Verstreckung werden die Folienbändchen gemeinsam durch
eine Heizeinrichtung geführt, in welcher die Folienbändchen
mittels einer Heißluft auf eine Strecktemperatur erwärmt
werden. Die an den Folienbändchen durchgeführte
thermische Behandlung ist auf das herzustellende Produkt und insbesondere
auch auf das thermoplastische Material abgestimmt, aus denen die
Folienbändchen gebildet sind.
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So
ist je nach Material und Beschaffenheit der herzustellenden Waren
es ebenfalls üblich, die Wärmebehandlung bei strangförmigen
Waren aus thermoplastischem Material durch ein Heißwasserbad
auszuführen. Hierzu werden üblicherweise Wasserbadeinrichtungen
verwendet, die ein Heißwasser enthalten, durch welches
die strangförmigen Bänder oder Folien geführt
werden. Insoweit sind im Stand der Technik nur Vorrichtungen bekannt,
bei welchen die Heizeinrichtungen entweder eine Heißlufterwärmung
oder eine Heißwassererwärmung ermöglichen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten
Art sowie eine Vorrichtung der beschriebenen Gattung derart weiterzubilden,
dass eine thermische Behandlung an den strangförmigen Waren
mit maximaler Flexibilität ausführbar ist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, mit welcher
verschiedene thermoplastische Materialien individuell zu strangförmigen
Waren hergestellt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren
dadurch gelöst, dass das heiße Medium zur thermischen
Behandlung der Waren wahlweise in Form einer Heißluft oder
in Form eines Heißwasser bereitgestellt wird. Für
eine Vorrichtung ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die
Heizeinrichtung durch einen Umluftofen und durch eine Wasserbadeinrichtung
gebildet ist, wobei der Umluftofen oder die Wasserbadeinrichtung
für eine thermische Behandlung der Waren wahlweise aktivierbar
sind.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei Großanlagen
zur Herstellung von strangförmigen Waren in Form von Bändern,
Fasersträngen, Monofilamenten oder Folien ohne jegliche
Umrüstungen eine flexible thermische Behandlung der Waren durchgeführt
werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
somit besonders geeignet, um strangförmige Waren aus unterschiedlichen
Polymermaterialien in einer Anlage optimal herstellen zu können.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt zudem den
Vorteil, dass ohne jegliche Umrüstung die thermische Behandlung
der Waren von einer Heißluftbehandlung auf eine Wasserbehandlung
oder umgekehrt umstellbar ist.
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Bei
der Herstellung von strangförmigen Waren aus einer extrudierten
thermoplastischen Polymerschmelze werden die Waren sowohl zum Zwecke einer
Verstreckung als auch zum Zwecke einer Relaxationsbehandlung erwärmt.
Hierzu wird die Führung der als ein breites Band geführten
strangförmigen Waren durch den Ablauf der Waren an einem
Walzlieferwerk sowie durch einen Zulauf in einem benachbarten Walzlieferwerk
bestimmt. Insoweit ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft,
bei welcher die Waren zur thermischen Behandlung in einer Behandlungsebene
geführt werden, die sich zwischen den Walzlieferwerken
aufspannt.
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Um
unabhängig von der durch die Walzlieferwerke bestimmte
Behandlungsebene sowohl eine Heißlufterwärmung
oder eine Heißwasserwärmung zu ermöglichen,
werden gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante
die Heißluft durch einen Umluftofen und das Heißwasser
durch ein Wasserbad bereitgestellt, die durch eine Höhenverstellung
wechselweise in die Behandlungsebene gehalten werden.
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Hierzu
ist in der Heizeinrichtung ein Umluftofen und eine Wasserbadeinrichtung übereinander
angeordnet, wobei die Heizeinrichtung höhenverstellbar
ausgebildet ist. Damit lässt sich wahlweise der Umluftofen
oder die Wasserbadeinrichtung in die Behandlungsebene positionieren.
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Um
eine gleichmäßige Erwärmung der strangförmigen
Waren während der thermischen Behandlung zu erhalten, wird
gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante die
strangförmigen Waren von allen Seiten mit der Heißluft
oder mit dem Heißwasser umspült. Insbesondere
lassen sich dabei an einer Oberseite und einer Unterseite der strangförmig
geführten Waren gleichmäßige Erwärmungen
erreichen.
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Hierzu
ist die erfindungsgemäße Weiterbildung der Vorrichtung
bevorzugt verwendet, bei welcher der Umluftofen zumindest zwei Gebläse
aufweist, wobei in einer Betriebsstellung des Umluftofens eines
der Gebläse oberhalb der Behand lungsebene und das andere
Gebläse unterhalb der Behandlungsebene angeordnet ist.
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Um
eine schnelle Umstellung zwischen einer Heißluftbehandlung
und einer Heißwasserbehandlung vornehmen zu können,
ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung die Wasserbadeinrichtung
mit einem Behälter ausgeführt, welcher über
zumindest eine Leitung mit einer Wasserquelle verbunden ist und
welcher zumindest ein Heizmittel aufweist. Somit lässt
sich vor Inbetriebnahme der Wasserbadeinrichtung ein Heißwasser
erzeugen, durch welches die strangförmigen Waren geführt
werden können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung lässt sich insbesondere mit einer erfindungsgemäßen
Heizeinrichtung verwenden, bei welcher ein Umluftofen einen Heißkanal
mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung
zur Führung der strangförmigen Waren enthalten
ist. Erfindungsgemäß ist dem Umluftofen eine Wasserbadeinrichtung
zugeordnet, die eine zweite Einlassöffnung und eine zweite
Auslassöffnung zur Führung strangsförmiger
Waren aufweist.
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Der
Umluftofen und die Wasserbadeinrichtung sind übereinander
gehalten und gemeinsam höhenverstellbar ausgebildet, so
dass je nach Wahl der thermischen Behandlung entweder die Einlassöffnung
und Auslassöffnung des Umluftofens in einer Behandlungsebene
oder die Einlassöffnung und die Auslassöffnung
der Wasserbadeinrichtung der Behandlungsebene gehalten sind.
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Hierbei
wird bevorzugt die Weiterbildung der Heizeinrichtung verwendet,
bei welcher der Umluftofen zumindest zwei Gebläse aufweist,
und wobei eines der Gebläse oberhalb des Heizkanals und
das andere Gebläse unterhalb des Heizkanals angeordnet
sind. Damit wird zu beiden Seiten der als breites Band geführten
strangförmigen Waren eine Heißluft erzeugt.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter Hinweise auf die beigefügten Zeichnungen nachfolgend
näher beschrieben.
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Es
stellen dar
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1 schematisch
eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens
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2 schematisch eine Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wie in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 eingesetzt
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens schematisch in einer Ansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel
betrifft eine Anlage zur Herstellung von Folienbändchen
aus einer extrudierten Folie.
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Hierzu
ist eine Spinneinrichtung 1 aus einem Extruder 1.1 und
einem Spinnkopf 1.2 gebildet. Der Spinnkopf 1.2 enthält
ein Strangpresswerkzeug, um aus einer durch den Extruder 1.1 zugeführten
thermoplastischen Schmelze eine Folie zu extrudieren. Hierbei tritt
die extrudierte Folie 3 in ein unterhalb des Spinnkopfes 1.2 angeordnetes
Kühlbad 4 ein, so dass die Folie 3 an
ihrer Oberfläche verfestigt wird. Die Folie 3 wird über
ein erstes Walzlieferwerk 5 zu einer Schneideinrichtung 6 geführt.
Das erste Walzlieferwerk 5 weist hierzu mehrere angetriebene
Walzen 13 auf, an deren Umfang die Folie mit Teilumschlingung
geführt ist.
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In
der Schneideinrichtung 6 treten einzelne Messer in die
Folie 3 ein, um die Folienbahn in eine Schar von Folienbändchen 7 zu
zerschneiden. Die Folienbändchen 7 werden hierzu
durch ein nachgeordnetes zweites Walzlieferwerk 12 von
der Schneideinrichtung 6 abgezogen. Das zweite Walzlieferwerk 12 weist
ebenfalls mehrere angetriebene Walzen 13 auf, die mit einer
höheren Umfangsge schwindigkeit angetrieben werden als die
Walzen des Walzlieferwerkes 5, so dass die Folienbändchen 7 verstreckt werden.
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Zur
Verstreckung ist zwischen den Walzlieferwerken 5 und 12 eine
Heizeinrichtung 8 angeordnet. Die Heizeinrichtung 8 weist
einen Umluftofen 10 und eine Wasserbadeinrichtung 9 auf,
die innerhalb der Heizeinrichtung 8 übereinander
angeordnet sind. Die Heizeinrichtung 8 ist höhenverstellbar
ausgebildet, so dass wahlweise der Umluftofen 10 oder die Wasserbadeinrichtung 9 in
eine durch die Walzlieferwerke 5 und 12 bestimmte
Behandlungsebene 21 positionierbar sind. Bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Umluftofen 10 in der
Behandlungsebene 21 angeordnet, so dass die Folienbändchen 7 mittels
einer Heißluft erwärmt werden.
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Dem
zweiten Walzlieferwerk 12 ist ein weiteres drittes Walzlieferwerk 14 nachgeordnet,
welche die Folienbändchen 7 zu einer Aufwickeleinrichtung 12 führen.
Das dritte Walzlieferwerk 14 weist ebenfalls mehrere angetriebene
Walzen 13 auf, die von der Bändchenschar umschlungen
sind.
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Die
Walzlieferwerke 5, 12 und 14 weisen jeweils
auf der letzten Walze 13 eine schwenkbar gelagerte Anpresswalze 16 auf,
durch deren Normalkraft die Folie bzw. die Folienbändchen 7 an
den jeweiligen Walzen angedrückt und in Verbindung mit
der Umschlingung die Halte- und Streckkräfte festgelegt sind.
An dem zweiten Walzlieferwerk 12 und dem dritten Walzlieferwerk 14 ist
eine Absaugeinrichtung 18 angeschlossen, von welcher die
Folienbändchen bei der Inbetriebnahme der Anlage, d. h.
während des Anlegens der einzelnen Folienbändchen,
zunächst abgesaugt werden. Hierdurch werden auch die während
des Betriebes abgerissenen Bändchen abgesaugt, damit sich
an den Walzen keine Wickler bilden können.
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Am
Ende der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein
Aufwickeleinrichtung 22 angeordnet. Zwischen der Aufwickeleinrichtung 22 und
dem letzten Walzlieferwerk 14 ist ein Präparationseinrichtung 19 vorgesehen,
durch welche die Folien bändchen vor dem Aufwickeln zu Spulen
mit einem Präparationsmittel benetzt werden.
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Die
Aufwickeleinrichtung 22 weist ein Maschinengestell auf,
in welchem eine Vielzahl von Wickelstellen 23 übereinander
und nebeneinander angeordnet sind. In jeder der Wickelstelle wird
eines der Folienbändchen zu einer Spule gewickelt. Die
Verteilung der Folienbändchen 7 auf die Wickelstellen 23 erfolgt
durch eine Fadenführerleiste 20 und den den Wickelstellen 23 zugeordneten
Fadenführern.
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Die
zur Behandlung und Führung der Folienbändchen 7 in
dem Ausführungsbeispiel nach 1 gezeigten
Einrichtungen sind nur beispielhaft. Grundsätzlich können
noch zusätzliche Behandlungsschritte und Behandlungseinrichtungen
vorgesehen sein, um je nach Material und je nach Bändchentyp
zusätzliche Behandlungsschritte durchführen zu
können. So ist es beispielsweise üblich, zwischen
dem zweiten Walzenlieferwerk 12 und dem letzten Walzenlieferwerk 14 eine
Relaxationsbehandlung auszuführen. Dabei werden die Folienbändchen 7 üblicherweise
erwärmt, so dass zwischen den beiden Walzlieferwerken 12 und 14 eine
weitere Heizeinrichtung angeordnet sein könnte. So ließe
sich beispielsweise die Heizeinrichtung 8 ohne Probleme
auch zur thermischen Behandlung in der Relaxationszone einsetzen.
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Um
die thermische Behandlung wahlweise mit einer Heißluft
oder mit einem Heißwasser ausführen zu können,
ist die Heizeinrichtung 8 durch einen Umluftofen 10 und
eine Wasserbadeinrichtung 9 gebildet.
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In
der 2 ist ein Ausführungsbeispiel
einer derartigen erfindungsgemäßen Heizeinrichtung schematisch
in einer Querschnittsansicht gezeigt. In der 2.1 ist
die Heizeinrichtung in einer ersten Betriebsstellung gezeigt, in
welcher die Folienbändchen mittels einer Heißluft
erwärmt werden. In der 2.2 ist
die Heizeinrichtung in einer zweiten Betriebsstellung dargestellt,
in welcher die Folienbändchen 7 durch ein Heißwasser
erwärmt werden. Insoweit gilt die nachfolgende Beschreibung
der Heizeinrichtung für beide Figuren.
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Die
Heizeinrichtung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch
einen Umluftofen 10 und eine Wasserbadeinrichtung 9 gebildet,
die übereinander angeordnet sind. So ist die Wasserbadeinrichtung 9 unmittelbar
oberhalb des Umluftofen 10 angeordnet. Dem Umluftofen 10 und
der Wasserbadeinrichtung 9 ist eine Höhenverstelleinrichtung 11 zugeordnet,
die in diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere Hubzylinder
gebildet sind.
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Der
Umluftofen 10 weist einen länglichen Heizkanal 30 auf,
der sich zwischen einer Einlassöffnung 26.1 und
einer Auslassöffnung 27.1 erstreckt. Die Einlassöffnung 26.1 ist
an einer Stirnseite des Umluftofens 10 schlitzförmig
ausgebildet, um beispielsweise eine Schar von Bändern in
einer Behandlungsebene führen zu können. Auf der
gegenüberliegenden Stirnseite des Umluftofens 10 ist
die Auslassöffnung 27.1 korrespondierend ausgebildet.
Innerhalb des Umluftofens 10 sind zwei Gebläse 15.1 und 15.2 vorgesehen,
um die innerhalb des Ofens erzeugte Heißluft gleichmäßig
zu verteilen. Das Gebläse 15.1 ist oberhalb des
Heizkanales 30 und das Gebläse 15.2 unterhalb
des Heizkanals 30 angeordnet. Damit lassen sich die strangförmigen
Waren innerhalb des Umluftofens 10 von einer Oberseite
und einer Unterseite her gleichmäßig erwärmen.
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Die
Wasserbadeinrichtung 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Behälter 24 gebildet, der zumindest
einen Wasseranschluß 25 aufweist. Über
den Wasseranschluß 25 ist eine Anbindung an eine
hier nicht dargestellte Wasserquelle möglich, so dass in
dem Behälter 24 ein Frischwasser eingeleitet werden
kann. Innerhalb des Behälters 24 ist ein Heizmittel 31 vorgesehen,
um das in dem Behälter 24 eingeleitete Frischwasser
zu erwärmen. Im oberen Bereich des Behälters 24 ist
an einer Stirnseite eine Einlassöffnung 26.2 und
auf der gegenüberliegenden Seite eine Auslassöffnung 27.2 ausgebildet.
Innerhalb des Behälters 24 sind der Einlassöffnung 26.2 und
der Auslassöffnung 27.2 mehrere Umlenkrollen 28 zugeordnet,
um beispielsweise eine Schar von Bändchen oder eine Folie
zur thermischen Behandlung durch das Heißwasser des Behälters 24 zu
führen.
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Auf
einer Auslassseite des Behälters 24 sind mehrere
Abstreifrollen 29 vorgesehen, um das an den Bändchen
oder der Folie anhaftende Wasser abzustreifen.
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In
der 2.1 ist die Heizeinrichtung
in einer ersten Betriebsstellung mit aktiviertem Umluftofen 10 gezeigt,
in welcher die strangförmigen Waren über die erste
Einlassöffnung 26.1 ins Innere des Umluftofens 10 geführt
werden. Der Umluftofen 10 ist über die Höhenverstelleinrichtung 11 derart
positioniert, dass die Einlassöffnung 26.1 und
die Auslassöffnung 27.1 in einer Behandlungsebene
liegen. Diese Situation ist beispielsweise auch in dem Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 gezeigt.
In dieser Betriebsstellung wird das strangförmige Material
durch eine Heißluft erwärmt. Je nach Behandlungsart,
ob eine Verstreckung oder eine Relaxation erforderlich ist, lässt
sich die Temperatur des Umluftofens 10 einstellen. Die
Wasserbadeinrichtung 9 ist in dieser Betriebsstellung deaktiviert, so
dass kein Wasser vorgehalten wird.
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In 2.2 ist die Heizeinrichtung in einer zweiten Betriebsstellung
mit aktivierter Wasserbadeinrichtung 9 gezeigt, in welcher
die Wasserbadeinrichtung 9 mit ihrer Einlassöffnung 26.2 und
ihrer Auslassöffnung 27.2 in der Behandlungsebene
angeordnet sind, um die zugeführten strangförmigen
Waren mit einem Heißwasser zu erwärmen. Hierzu
ist in dem Behälter 24 ein Wasser eingeleitet
und über das Heizmittel 31 auf eine vorbestimmte
Temperatur erhitzt. In dieser Situation ist der Umluftofen 10 deaktiviert.
Die thermische Behandlung erfolgt ausschließlich durch
die Wasserbadeinrichtung 9.
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Die
in 2 dargestellte Heizeinrichtung
ist somit besonders geeignet, um die thermische Behandlung wahlweise
mit einer Heißluft oder einem Heißwasser in dem
in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durchzuführen.
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Das
in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich vorteilhaft
auch dazu nutzen, um eine Vielzahl von Monofilamenten herzustellen.
Hierzu enthält der Spinnkopf 1.2 eine Spinndüse
mit einer Mehr zahl von Düsenöffnungen, so dass
bereits einzelne Monofilamente extrudiert werden können.
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Es
ist ebenfalls möglich, dass innerhalb der Vorrichtung die
extrudierte Folie nicht zu Bändchen zerschnitten wird,
sondern als Flachfolie hergestellt und aufgewickelt wird. Insoweit
erstreckt sich die Erfindung auf alle Einrichtungen, die eine strangförmige Ware
aus einem extrudierten thermoplastischen Material herstellen und
die zwischen Walzlieferwerken eine thermische Behandlung an den
strangförmigen Waren ausführen.
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- 1
- Spinneinrichtung
- 1.1
- Extruder
- 1.2
- Spinnkopf
- 3
- Folie
- 4
- Kühlbad
- 5
- Walzlieferwerk
- 6
- Schneideinrichtung
- 7
- Folienbändchen
- 8
- Heizeinrichtung
- 9
- Wasserbadeinrichtung
- 10
- Umluftofen
- 11
- Höhenverstelleinrichtung
- 12
- Walzlieferwerk
- 13
- Walze
- 14
- Walzlieferwerk
- 15.1,
15.2
- Gebläse
- 16
- Anpresswalze
- 17
- Umlenkwalze
- 18
- Absaugeinrichtung
- 19
- Präparationseinrichtung
- 20
- Fadenführerleiste
- 21
- Behandlungsebene
- 22
- Aufwickeleinrichtung
- 23
- Wickelstelle
- 24
- Behälter
- 25
- Wasseranschluß
- 26.1,
26.2
- Einlassöffnung
- 27.1,
27.2
- Auslassöffnung
- 28
- Umlenkrollen
- 29
- Abstreifrollen
- 30
- Heizkanal
- 31
- Heizmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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