DE10307678A1 - Schlauch sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein schneller als bisher durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Schlauches (25, 40, 41, 42) aus einem Polymer- und/oder Metallfolienmaterial (A-E). Der Schlauch wird während des Fügeprozesses relativ zu den Fügewerkzeugen bewegt. DOLLAR A Neu und erfinderisch ist, dass das Metallfolienmaterial (A-E) vor dem Zusammenfügen des Schlauches in Form zumindest einer Folienbahn (A-E) vorliegt. Die Ränder dieser Folienbahn (A-E) werden in einem Fügeprozess miteinander verbunden, wobei zumindest eine Längsnaht (27) entsteht. Der Schlauch wird während des Fügeprozesses relativ zu den Fügewerkzeugen bewegt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Schlauches. Des Weiteren wird Schutz für den Schlauch selbst begehrt.
- Folienschläuche finden unter anderem bei sogenannten Form, Fill and Seal-Maschinen (im Folgenden FFS-Maschinen) Verwendung. Diese Maschinen, welche unter anderem in den Druckschriften
DE 199 33 446 ,DE 199 20478 undDE 199 36 660 gezeigt sind, verfügen über Abwicklungsvorrichtungen, auf denen Schläuche dieser Art gespeichert sind. Von diesen Abwicklungsvorrichtungen wird der Schlauch abgewickelt und zu Schlauchstücken vereinzelt. In weiteren Arbeitsgängen werden in der Regel Schlauchböden gebildet, Füllgut in den entstandenen Sack gefüllt sowie der Sack verschlossen. - In der Regel werden zu diesem Zweck Folienschläuche durch Blasfolienextrusion gebildet, deren Format (hier deren Umfang) mit dem des gebildeten Sackes übereinstimmt. Diese Vorgehensweise führt jedoch dazu, dass schon an den Extrusionsanlagen relativ häufig teure Formatwechsel vorgenommen werden müssen, um unterschiedliche Sackformate realisieren zu können. Darüber hinaus sind die zur Sackbildung benötigten Formate relativ klein und lassen sich relativ unwirtschaftlich erzeugen. Blasfolienanlagen größeren Formats erzeugen gleiche Folie zu geringeren Kosten pro Flächeneinheit.
- Daher ist des Öfteren versucht worden, zunächst sehr breite Folienbahnen durch Flachfolienextrusion oder durch Blasfolienextrusion an Anlagen großen Zuschnitts herzustellen, wobei in der Regel ebenfalls in erster Linie aus Kostengründen Blasfolienextrusionsanlagen bevorzugt wurden. Die entstandenen Folienschläuche oder Folienbahnen großen Formats wurden dann durch formatgerechtes Schneiden zu Flachfolienbahnen weiterverarbeitet.
- Daraufhin wurde eine dieser flachgelegten Folienbahnen zu einem Schlauch zusammengelegt und durch eine Längsschweißnaht zu einem Schlauch verbunden. Ein Nachteil solcher in der Regel sehr kurzer Schläuche besteht darin, dass die durch die Längsschweißnaht verursachte Dickstelle das Aufwickeln des Schlauches erschwert, da die Schlauchrolle teleskopiert, das heißt durch die Addition der Dickstellen eine kegelstumpfartige Form annimmt.
- In ähnlicher Weise werden auch Schlauchstücke zur Herstellung höherwertiger Säcke hergestellt. So ist es zum Beispiel bekannt, Seitenfaltenbeutel oder – säcke aus Schlauchstücken herzustellen, welche aus mehreren Folienabschnitten gebildet sind. In der Regel werden zu diesem Zweck die Ränder der jeweiligen Folienabschnitte miteinander verschweißt. Dieser Vorgang wird zwischen Schweißbacken vorgenommen, die das zu verschweißende Material während des Schweißvorganges arretieren.
- Dieser Umstand macht eine intermittierende Förderung des Schlauchmaterials während des ganzen Schlauchbildungsprozesses notwendig und führt damit zu geringen Produktionsgeschwindigkeiten.
- Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein schneller durchführbares Herstellverfahren zur Herstellung eines Schlauches aus zumindest einer Folienbahn vorzuschlagen.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schlauch während des Fügeprozesses relativ zu den Fügewerkzeugen bewegt wird.
- Werden zwei oder mehr Folienbahnen zur Schlauchherstellung verwendet, so werden auch dementsprechend mehr Nähte beziehungsweise Dickstellen verwendet, so dass ein Teleskopieren des Schlauchwickels insbesondere dann unterbleibt, wenn die Dickstellen gleichmäßig über den Außenumfang des Schlauches verteilt sind.
- Bei dem oben angeführten Stand der Technik erfolgt die intermittierende Förderung der Schlauchstücke zwischen den verschiedenen Bearbeitungsstufen orthogonal zu den Achsen der Schlauchstücke, um beispielsweise die Boden- oder Deckelbildung besser vornehmen zu können. Dies ist unter anderem in der
EP 1 034 918 gezeigt. - Vorteilhaft ist es jedoch, die Schlauchbildung vorzunehmen, während die zumindest eine Folienbahn entlang ihrer Längsseite, welche dann in die Richtung der späteren Sackachse zeigt, gefördert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise das Folienmaterial von einer ersten Wickelstelle abgewickelt werden, während der fertige Schlauch auf einen anderen Wickel aufgewickelt wird.
- Bei allen Arten von Fügeprozessen ist es von Vorteil, wenn der erfindungsgemäße Fügeprozess über einen gewissen Zeitraum kontinuierlich betrieben wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt noch hinzu, dass sich Schläuche, welche in vorteilhafter Weise weiterverarbeitet werden sollen, eine gewisse Mindestlänge aufweisen sollten. Lange Schläuche dieser Art exstieren jedoch bisher nicht, da sie mit den intermittierenden Herstellverfahren, bei denen die Transportrichtung der Schlauchstücke quer zu der Schlauchachse verläuft, nicht herstellbar waren. Bei diesen Verfahren begrenzt die Maschinenlänge die Länge des Schlauches.
- In diesem Zusammenhang ist noch einmal zu betonen, dass der in dieser Anmeldung oft verwendete Begriff „fügen" alle Arten von Füge- oder Verbindungsverfahren wie Schweißen, Kleben, durch Extrudat verbinden usw. umfasst.
- Es ist von großem Vorteil, den Schlauch unmittelbar nach Fügevorgängen in Richtung der Schwerkraft zu fördern, da flüssiges oder verflüssigtes Material der Fügenaht auf diese Weise nicht aus dem Bereich der Fügenaht läuft.
- Es ist von Vorteil, wenn erfindungsgemäße Vorrichtungen über Fügewerkzeuge verfügen, die als Walzen ausgestaltet sind. Die Walzen können den zu fügenden Bereichen der Folien die nötige Anpresskraft vermitteln. Sie können auch als Schweißwalzen ausgestaltet sein und die zu einem thermisch induzierten Fügeprozess nötige Wärmeenergie vermitteln.
- Einer der möglichen Fügeprozesse ist das Verkleben mit Hilfe eines wie auch immer gearteten Extrudats, welches z. B. Klebstoff oder Schmelze sein kann. Die möglichen Ausgestaltungen des Extruders, seiner Extrusionseinrichtungen und Düsen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Düsen oder Düsenbereiche so verschwenk- oder verfahrbar sind, dass sie im Stillstand nicht die Folienbahn durch Nachtropfen benetzen. Von besonderem Vorteil ist die in der gegenständlichen Beschreibung dargestellte Ausführung der Einrichtung zur Zuführung des Extrudats oder Extruderarms, welcher über zwei Düsen verfügt. Auf die dargestellte Weise können die Randbereiche der beiden Frontfolien A und D mit Extrudat beaufschlagt werden, während diese Folien noch auf den Quetschwalzen
14 und15 aufliegen und noch nicht in dem Walzenspalt angekommen sind. - Es sei noch einmal erwähnt, dass die Länge des Schlauches für seine Weiterverarbeitungsmöglichkeiten von besonderer Bedeutung ist, da die Bildung eines Schlauchwickels aus dem hergestellten Schlauch kostengünstige und neue Weiterverarbeitungsmöglichkeiten erschließt.
- Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
- Die einzelnen Figuren zeigen:
-
1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung -
2 Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus1 von oben -
3 Den Schnitt I-I aus1 -
4 Eine Skizze der Bahnverlaufs vor dem Walzenspalt50 -
5 Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schlauch -
6 Einen Schnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Schlauch Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung1 , deren Funktion im Folgenden vor allem an Hand des Weges der Folienbahn E durch die Vorrichtung1 beschrieben wird. Die Vorrichtung verfügt über eine Abwicklungsvorrichtung2 von der die Folienbahn E abgewickelt wird. Die Folienbahn E wird in Richtung des Pfeiles zunächst in Richtung der späteren Schlauchachse z transportiert und über die Umlenkwalzen3 und4 der lediglich durch die Linie II – II symbolisierte Schneidestation5 zugeführt. Die Schneidestation verfügt über nicht dargestellte Schneidwerkzeuge, mit denen die Bahn E zu den Bahnen A, B, C und D zerschnitten wird. - Die Folienbahn A wird an den Wendestangen
6 und7 zweimal umgelenkt, so dass sie ihre Richtung umkehrt schließlich entgegen der Richtung z der Fügestelle8 zugeführt wird. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang noch, dass die Wendestange6 in z-Richtung verschiebbar ist, so dass sich das Längsregister der Folienbahn A hier einstellen lässt. Dieser Umstand ist durch den Pfeil45 angedeutet. - Die Folienbahn B wird über die Walzen
9 und10 , die Wendestange11 und die Walze12 geführt. Hierbei bewegt sie sich zeitweise in x-Richtung. Oberhalb der Fügestation8 läuft die Folienbahn noch über die Walze13 , über die sie in Richtung auf den Walzenspalt50 zwischen den Abquetschwalzen14 und15 geführt wird. Zwischen der Walze13 und dem Walzenspalt50 läuft die Bahn über ein in4 dargestelltes Dreieck51 aus Profilrohren. Auf diese Weise wird die zuvor flach liegende Bahn B gefaltet, so dass spätestens nach der Abquetschung durch die Walzen14 und15 in dem Walzenspalt50 eine klar definierte Falzkante, welche in dem fertiggestellten Schlauch25 eine Seitenfalte26 bildet, entsteht. In4 wurde auf die Darstellung weiterer Maschinenkomponenten verzichtet. - Die Registerkorrektur an der Bahn B kann durch eine Verschiebung der Walze
12 in x-Richtung vorgenommen werden (Pfeil46 ). - Die Folienbahn C wird zunächst über die Walzen
9 ,16 ,17 , und19 geführt, wobei der Pfeil20 die Verstellbarkeit der Walze18 in y-Richtung andeutet, welche wieder eine Längsregisterkorrektur der Bahn C ermöglicht. Nach der Passage der Walze19 läuft die Bahn C über die Wendestange21 , woraufhin die Bahn C in x-Richtung auf die Walze22 zuläuft und von dieser nach unten in Richtung auf den von den Walzen14 und15 definierten Walzenspalt50 umgelenkt wird. Die Bildung einer Seitenfalte durch eine Faltung der Bahn C läuft analog zu der oben dargestellten Bearbeitung der Bahn B: Nach der Umlenkung der Bahn C durch die Walze22 läuft die Bahn über ein nicht dargestelltes Dreieck aus Profilrohren, dessen Spitze auf den Walzenspalt50 zeigt. Die Bahn C kommt auf diese Weise gefaltet in dem Walzenspalt50 an. An dieser Stelle sei noch einmal angemerkt, dass es auch andere Möglichkeiten zur Faltenbildung sowohl an Bahnen als auch der Seitenfaltenbildung an Schläuchen oder Säcken gibt, die auch in erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Einsatz kommen können. - Die Flachfolienbahn D läuft, nachdem sie die Schneidestation
5 durchlaufen hat, über die Walzen9 ,23 ,30 in den durch die Walzen14 und15 definierten Walzenspalt50 . Die durch den Pfeil24 angedeutete Verstellbarkeit der Walze23 in y-Richtung ermöglicht eine Registerkorrektur an der Bahn D. - In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
1 werden also alle zur Schlauchbildung benötigten Bahnen A bis D in der Fügestelle8 oder genauer in dem durch die Walzen14 und15 definierten Walzenspalt50 zusammengefügt. - Um die Fügestellen
27 fest miteinander zu verbinden, wird von den zwei Extrusionsvorrichtungen31 Extrudat bereitgestellt. Genaugenommen wird das Extrudat in dem Extruder32 , in dem eine Extruderschnecke hohe Drücke erzeugt, bereitgestellt und über die Extruderarme33a ,b über den Walzenspalt50 der Fügestelle8 transportiert. Hier wird das Extrudat durch die dafür vorgesehenen Düsen34a ,b ,35a,b auf die Ränder der Bahnen A bis D extrudiert, welche unmittelbar nach diesem Vorgang in dem Walzenspalt50 miteinander verbunden werden. - In der Regel wird das Extrudat in erhitztem Zustand aufgebracht, so dass die Erkaltung des Extrudats zu einer festen Verbindung der Folienbahnen führt. Als Extrudat können Polyolefine Verwendung finden. Jedoch ist an dieser Stelle auch an die Verwendung aller möglichen Formen von Klebstoff, oder an eine Verschweißung der Ränder der Bahnen in Betracht zu ziehen.
- Nach dem Verlassen des Walzenspalts
50 ist der Folienschlauch25 bereits gebildet. Er wird zunächst in Richtung der Schwerkraft gefördert. Diese Ausrichtung des Schlauches ist für die Verfestigung der Fügestellen27 beziehungsweise die Verteilung des Extrudats vorteilhaft. - Schließlich läuft der Schlauch
25 über die Walzen38 und39 zu der Aufwicklung36 , welche ebenfalls symbolhaft dargestellt ist. Im Zusammenhang mit den beschriebenen1 bis3 sind noch der Motor60 , der über einen nicht dargestellten Riemen Drehmoment auf den Extruder überträgt, der Lüfter61 und das Maschinengestell37 erwähnenswert. Auf die Darstellung anderer Halteelemente weiterer Vorrichtungsbestandteile wie Walzen oder Umlenkstangen wurde verzichtet, da die Lagerung und Halterung solcher Bauteile dem Fachmann geläufig sind. - Auch andere im Prinzip bekannte Vorrichtungsbestandteile wie die Auf- und Abwicklung sind lediglich symbolisch dargestellt.
-
5 zeigt den Querschnitt eines durch die dargestellte Vorrichtung dargestellten Sackes25 . In der Figur gezeigt sind die Bahnen A-D, die sie verbindenden Fügestellen27 sowie die Seitenfalten26 . - In den
6 bis8 werden andere Querschnitte erfindungsgemäßer Säcke dargestellt. Der in6 dargestellte erfindungsgemäße Schlauch40 verfügt wie der Schlauch25 über 4 Fügenähte27 , die vier Bahnen M, N, O, P miteinander verbinden. Im Gegensatz zu dem Schlauch25 verfügt der Schlauch40 über keine Seitenfalten26 . - Abschließend sei noch einmal betont, dass sich die dargestellten erfindungsgemäßen Schläuche auch zu anderen Endprodukten als FFS-Säcken weiterverarbeiten lassen dürften. Insbesondere dem Seitenfaltenschlauch
25 dürften sich auch andere Einsatzfelder erschließen.
Claims (21)
- Verfahren zur Herstellung eines Schlauches (
25 ,40 ,41 ,42 ) aus einem Polymer- und/oder Metallfolienmaterial (A-E), – welches vor dem Zusammenfügen des Schlauches in Form zumindest einer Folienbahn (A-E) vorliegt, – deren Ränder in einem Fügeprozess miteinander verbunden werden, – wobei zumindest eine Längsnaht (27 ) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch während des Fügeprozesses relativ zu den Fügewerkzeugen (14 ,15 ,32 ,33 ,34 ,35 ) bewegt wird. - Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schlauchbahnen (A-E) zur Herstellung des Schlauches verwendet werden.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (
25 ,40 ,41 ,42 ) während des Fügeprozesses in Richtung der Schlauchachse (z) gefördert wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine flüssige Masse auf zumindest einen der jeweils zu verbindenden Ränder der Folienbahn (A, D) extrudiert wird, bevor oder während die Folienränder zusammengefügt werden.
- Verfahren dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass dass es sich bei der flüssigen Masse um eine Polyolefinschmelze handelt.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfolienbahnen (A, D), aus welchen der Schlauch gebildet wird, mindestens eine Minute lang während des Fügeprozesses gefördert werden.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Schlauch nach seinem Zusammenfügen zunächst nach unten gefördert wird.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Flachfolienbahn (B-D) aus einer Mehrzahl von Flachfolienbahnen (A-D), welche durch Längsnähte zu einem Schlauch vereinigt werden, vor dem Zusammenfügen der Folienbahnen in einer anderen Ebene transportiert wird als zumindest eine zweite Flachfolienbahn (A).
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Folienbahnen (A-D) bei ihrem Zusammenfügen überlappen.
- Vorrichtung (
1 ) zur Herstellung eines Schlauches (25 ,40 ,41 ,42 ) aus einem Polymer- und/oder Metallfolienmaterial, – wobei das Folienmaterial (A-E) vor dem Zusammenfügen des Schlauches (25 ,40 ) in Form zumindest einer Folienbahn (A-E) vorliegt, – deren Ränder in einem Fügeprozess miteinander verbunden werden, – wobei zumindest eine Längsnaht (27 ) entsteht, gekennzeichnet durch Fügewerkzeuge (14 ,15 ,32 ,33 ,34 ,35 ) zum Zusammenfügen der Ränder laufender Folienbahnen (A-D). - Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Fügewerkzeuge (
14 ,15 ,32 ,33 ,34 ,35 ) zumindest eine Walze (14 ,15 ) umfassen, mit welcher die Ränder zumindest einer Folienbahn (A-D) während des Fügeprozesses mit Druck beaufschlagbar sind. - Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Fügewerkzeuge (
50 ) zumindest einen Walzenspalt umfassen, in welchem die zu verpressenden Ränder der Folienbahnen (A-D) zusammengedrückt werden. - Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch gekennzeichnet durch ein System von Bahntransport- und Umlenkeinrichtungen, welches eine Mehrzahl von Folienbahnen (A-D) auf unterschiedlichen Wegen in einen Walzenspalt (
50 ) führt. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Extrusionsvorrichtung (
32 ), welche über Düsen verfügt, mit welchen eine fließfähige Substanz auf die zu verbindenden Ränder extrudierbar ist. - Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einrichtungen (
33a,b ) zur Zuführung des Extrudats vorgesehen sind, welche oberhalb eines Walzenspalts (50 ) angebracht sind und mit denen beide Ränder zumindest zweier Folienbahnen (A, D), welche in dem Walzenspalt (50 ) zusammengeführt werden, mit Extrudat beaufschlagbar sind. - Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einrichtungen (
33a,b ) zur Zuführung des Extrudats vorgesehen sind, welche jeweils zwei voneinander beabstandete Extrudatdüsenbereiche (34a,b ,35a,b ) aufweisen, mit denen sich Extrudat auf bei Ränder zweier im Walzenspalt (50 ) zusammenzuführender Folien extrudieren lässt. - Vorrichtung nach einem der drei vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen oder Düsenbereiche der Einrichter zur Zuführung des Extrudates (
33a,b ) quer zu der Förderrichtung (z) der Folienbahnen verschieblich sind. - Schlauch (
25 ,40 ) aus einer Polymer- und oder Metallfolie (A-E, U, V), welcher zumindest zwei Längsnähte (27 ) aufweist, gekennzeichnet durch eine Länge von zumindest 20 Metern. - Schlauch (
25 ,40 ) nach dem vorstehenden Anspruch gekennzeichnet durch eine Länge von zumindest 50 Metern. - Schlauch (
25 ,40 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchwandungen aus vier Folienbahnen (A-D) bestehen, welche durch vier Längsnähte (27 ) miteinander verbunden sind. - Schlauch (
25 ,40 ) nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zwei der vier Folienbahnen (B, C) Seitenfalten (26 ) aufweisen.
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