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Vorrichtung zum Strangpressen eines aus thermoplastischem Kunststoff
bestehenden Netzgebildes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Strangpressen
von Netzgebilden, die aus drei miteinander verbundenen Fadenscharen bestehen.
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Als Verpackungsmittel dienende Netzb eutel aus Kunststoffen finden
neuerdings in zunehmender Weise Verwendung. Sie dienen dazu, im Handel verschiedene
Gegenstände, wie z. B. landwirtschaftliche Produkte, Zuckerstangen u. dgl., zu verpacken.
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Zur Herstellung der bekannten Netzgebilde ist eine Vorrichtung zum
Strangpressen mit einem ersten Düsenträger und einem dazu relativ und quer zur Austrittsöffnung
der Düsen bewegbaren, zusammen mit dem ersten Düsenträger einen Hohlraum einschließenden
zweiten Düsenträger, deren Düsen aus jeweils mit dem gemeinsamen Hohlraum in Verbindung
stehenden kanalartigen Vertiefungen in der dem anderen Düsenträger zugewandten Seite
des Düsenträgers bestehen, wobei der Hohlraum mit einer Beschickungsöffnung für
den zu verarbeitenden Kunststoff versehen ist, bekannt. Die auf diese Weise hergestellten
mehr oder minder rauten- oder maschenförmigen Netzgebilde haben die unerwünschte
Eigenschaft, sich unter dem Einfluß des Gewichts des Füllguts in Längsrichtung stark
zu dehnen, wobei die Rauten oder Maschen gestreckt werden, der Beutel sich auslängt,
eine unansehnliche Gestalt annimmt und sich in Querrichtung zusammenschnürt. Dies
ist besonders beim Füllen von Beuteln mit Zwiebeln, Orangen oder Kartoffeln lästig.
Die entstehende Packung hat dann oft die Form einer langen Röhre statt eines üblichen
Beutels.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Strangpressen
von Netzgebilden aus thermoplastischem Kunststoff erhöhter Formstabilität zu schaffen,
die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen und dazu aus drei miteinander verbundenen
Fadenscharen gebildet sind.
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Ein derartiges Netzgebilde konnte durch die bekannte Vorrichtung
nicht erzeugt werden, weil durch diese immer nur zwei Fadenscharen aus parallelen
Fäden aus plastischem Kunststoff miteinander verbunden werden konnten. Die bekannten
Vorrichtungen konnten also immer nur rauten- oder maschenförmige Netzgebilde erzeugen,
deren Formstabilität nicht sehr hoch ist.
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Netzgebilde, die sich in Längsrichtung kaum dehnen lassen, können
gemäß der Erfindung auf einer Vorrichtung zum Strangpressen thermoplastischen Kunststoffes
erzeugt werden, bei der zwischen dem ersten und dem zweiten Düsenträger der oben
angeführten bekannten Vorrichtung ein dritter bzw.
mittlerer relativ zu den beiden
anderen Düsenträgern und quer zu ihren Düsen bewegbarer Düsenträger angeordnet ist,
der an seiner Stirnseite als Düsen Schlitze aufweist, die sich über die gesamte
Breite seiner Stirnseite zwischen dem ersten und dem zweiten Düsenträger erstrecken
und in den vom ersten und zweiten Düsenträger eingeschlossenen Hohlraum hineinragen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt z. B. Netzgebilde aus drei einander kreuzenden
Fadenscharen. Es wirken mindestens zwei einander unmittelbar benachbarte Düsenträger
zur Bildung der Kreuzungsstellen zusammen. Durch die neuartige, von dem bekannten
Vorbild abweichende Ausbildung der Düsenöffnungen des dritten Düsenträgers ist die
wahlweise Vereinigung der durch die austretenden Fadenschar mit der durch die Düsenöffnung
des ersten Düsenträgers austretenden Fadenschar oder mit dem durch die Düsenöffnungen
des zweiten Düsenträgers gepreßten Fadenschar möglich.
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Bei besonders formstabilen Netzgebilden kreuzen sich jeweils ein
Faden der drei Fadenscharen in einer Kreuzungsstelle. Um derartige Netzgebilde zu
erzeugen, ist es vorteilhaft, daß die Düsen auf den einzelnen Düsenträgern mit gleicher
Teilung angeordnet
sind und so in einer bestimmten Relativstellung
der drei Düsenträger zueinander die Düsen des ersten und zweiten Düsenträgers durch
die Schlitze des dritten Düsenträgers miteinander verbunden sind.
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Sollen netzartige ebene Flächengebilde aus thermoplastischem Kunststoff
hergestellt werden, so sind die Düsen zweckmäßigerweise geradlinig in den einzelnen
Düsenträgern angeordnet und diese mit einem Antrieb zur Erzeugung einer geradlinigen
Relativbewegung zueinander versehen.
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Als Verpackungsmittel dienende Netzbeutel werden vorteilhafterweise
als schlauchartige Netzgebilde gefertigt. In diesem Falle ist der Strangpreßkopf
der erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgebildet, daß alle drei Düsenträger einander
konzentrisch umschließen und die Düsen auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft,
daß die Düsen des dritten bzw. mittleren Düsenträgers radial verlaufende Schlitze
sind, um jeweils einen Faden der mittleren Fadenschar mit einem Faden der benachbarten
Fadenschar in einer einzigen Kreuzungsstelle vereinigen zu können.
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Um ein Ausdehnen oder Längen des netzartigen Gebildes in der Richtung,
in der es stranggepreßt wurde, zu verhindern, ist es günstig, eine Fadenschar parallel
zur Strangpreßrichtung verlaufen zu lassen. Solche Netzgebilde werden erzeugt, wenn
die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet ist, daß einer der drei Düsenträger
ortsfest ist. Eine besonders hohe Formstabilität in Längsrichtung und in Querrichtung
weist das Netzgebilde dann auf, wenn die mittlere Fadenschar parallel zur Strangpreßrichtung
verläuft und sich die dazu diagonal verlaufenden beiden anderen Fadenscharen so
mit der mittleren Fadenschar kreuzen, daß jeweils drei Fäden in einer einzigen Kreuzungsstelle
miteinander verbunden werden. Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß
der dritte bzw. mittlere Düsenträger feststeht und der erste und der zweite, also
die beiden äußeren Düsenträger gegenläufig und derart synchron antreibbar sind,
daß ihre Düsen gleichzeitig mit den Düsen des dritten bzw. mittleren Düsenträgers
fluchten. Bei dem mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten
Netzgebilde, insbesondere wenn sie zu Beuteln verarbeitet sind, wird der durch das
Gewicht des Füllguts ausgeübte Zug von den achsparallelen Fäden aufgefangen, die
aber gegeneinander - durch die diagonal verlaufenden Fäden der äußeren Fadenscharen
abgestützt werden, wodurch das Zusammenziehen noch wirkungsvoller verhindert ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können außer thermoplastischen
Kunststoffen noch verschiedene Werkstoffe verwendet werden, wie z. B. a) ein synthetisches
thermoplastisches Gut, das schmelzbar ist und in geschmolzenem Zustand durch Düsen
gespritzt oder stranggepreßt werden kann und durch ein Kühlmedium nach Austritt
aus den Düsen aushärtbar ist. Zu den geeigneten thermoplastischen Kunststoffen gehören
Polyamide oder Superpolyamide, ferner Polyester, Polyvinylchlorid oder deren Copolymere
mit Vinylacetat oder Vinylidenchlorid, Polyäthylen sowie Celluloseacetate oder b)
natürlicher und synthetischer Kautschuk, der anschließend vulkanisiert wird oder
Vulkanisiermittel enthält, oder
c) strangpreßbare wärmehärtbare Kunststoffmaterialien
oder Mischungen davon mit thermoplastischen Stoffen, oder d) feuchtspinnbare Stoffe,
wie z. B. Viskose, Kupferammoniakcellulose oder Proteinkunststoff (der z. B. aus
Sojabohnen gewonnen wird), die sich strangpressen lassen und durch Eintauchen in
ein Koaguliermittel oder Besprühen mit einem solchen erhärten, wenn der plastische
Werkstoff aus den Düsen austritt.
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Die Erfindung ist im folgenden für mehrere Ausführungsbeispiele an
Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, aus denen auch Weiterbildungen
gemäß den Unteransprüchen deutlich werden. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Strangpressen, mit drei
koaxialen, ringförmigen Düsenträgern, von denen die zwei äußeren drehbar und der
mittlere ortsfest ist, Fig.2 eine Draufsicht des ortsfesten Düsenträgers gemäß F
i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht von unten auf die drei koaxialen Düsenträger, wobei
diese in drei möglichen Relativstellungen dargestellt sind, Fig.4 einen Längsschnitt
durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Strangpressen ähnlich Fig.
1, bei der jedoch der äußere Düsenträger ortsfest ist, F i g. 5 einen Längsschnitt
durch eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zum Strangpressen ähnlich den
F i g. 1 und 4, bei der der innere Düsenträger ortsfest ist, Fig. 6 und 8 perspektivische
Ansichten, die den Austritt eines dreilagigen Netzgebildes aus einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung erkennen lassen, und F i g. 7, 9 und 10 Netzmusterformen, wie sie mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbar sind.
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Bei der Ausführungsform der Vorrichtung zum Strangpressen gemäß Fig.
1 tritt der zu verarbeitende Werkstoff in die ringförmigen Hohlräume la und lb ein.
Die Antriebswelle 2 mit dem Zahnrad 3 trägt an ihrem Ende den ersten bzw. inneren
Düsenträger 4. Der zweite bzw. äußere Düsenträger 5 ist am Gehäuse 7 drehbar und
der dritte bzw. mittlere Düsenträger 8 an der Preßkammer 9 ortsfest angebracht.
Der Düsenträger weist eine Anzahl Öffnungen 10 auf, durch die der zu verarbeitende
Werkstoff kontinuierlich aus dem Hohlraum la zum Hohlraum 1 b übertreten kann, um
den Düsen aller drei Düsenträger zugeführt zu werden. Der äußere Düsenträger wird
über den Zahnkranz 6 in Drehung versetzt.
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Fig. 1 Faßt erkennen, wie der mittlere ortsfeste Düsenträger 8 ausgebildet
ist. Die Schlitze 12 an seinem unteren Rand bilden die Matrize, durch die die mittlere
Fadenschar extrudiert wird. Diese Schlitze reichen von der Unterkante des Düsenträgers
weiter nach oben als die entsprechenden Düsenschlitze der Düsenträger 4 und 5, damit
eine Zufuhr des zu verarbeitenden Kunststoffs zu den Düsenschlitzen aus beiden Hohlräumen
la und lb erfolgt.
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Der äußere Düsenträger 5 weist, wie Fig. 3 veranschaulicht, am Umfang
verteilt die Düsen 11 auf, die an der mit dem Düsenträger 8 in Berührung stehenden
Außenfläche auslaufen. Der innere Düsenträger
4 hat ebenfalls mehrere
Düsen 13, die in dessen mit dem Düsenträger 8 in Berührung stehenden Außenfläche
enden. Der Düsenträger 8 hat, wie die Darstellung zeigt, eine Vielzahl radial verlaufender
Schlitze 12, die in gleicher Höhe an der mit den Düsenträgern 4 und 5 in Berührung
stehenden Außenfiächen auslaufen.
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F i g. 3 ist in die Bereiche I, II und III unterteilt.
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Bereich I zeigt die Düsen 11, 12 und 13 außer Fluchtung; in dieser
Stellung werden von jeder Düsenreihe einzelne Fäden gepreßt. In Bereich II sind
die Düsen 11 und 12 fluchtend dargestellt, so daß in diesem Fall einteilige Kreuzungsstellen
zwischen zwei Fadenscharen gepreßt werden können, während die Düsen 13 außer Fluchtung
stehen und von ihnen nur einzelne Fäden erzeugt werden. In Bereich III sind alle
drei Düsenreihen 11, 12 und 13 fluchtend gezeigt, so daß einteilige Kreuzungsstellen
aller drei Fadens charen gebildet werden. Eine Synchronisation der Düsenträger bewirkt,
daß die im Bereich III dargestellte Relativstellung der Düsenträger in regelmäßigen
Abständen erfolgt. Die Betriebsweise der drei in Fig. 3 veranschaulichten Düsenträger
läßt sich auf der in den Fig. 4 und 5 ebenso wie in F i g. 1 veranschaulichten Vorrichtung
verwirklichen.
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Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Strangpressen
gemäß F i g. 4 ist der äußere Düsenträger 5 ortsfest ausgeführt, während die beiden
inneren Düsenträger 4 und 8 drehbar sind. Bei dieser Ausführungsform ist der äußere
Düsenträger 5 am Gehäuse 7 angebracht. Der mittlere Düsenträger 8 ist drehbar und
mit einem Antriebsrad 6 verbunden. Die Welle 2 mit dem Antriebsrad 3 endet unten
im inneren Düsenträger 4, wie dies auch aus Fig. 1 hervorgeht. Der Düsenträger 8
weist wieder eine Vielzahl von Öffnungen 10 wie in F i g. 2 auf, um den Werkstoff
vom Hohlraum la in den Hohlraum lb übertreten lassen zu können.
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Fig.5 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung, bei der der innere Düsenträger 4 ortsfest und die Düsenträger
5 und 8 drehbar ausgeführt sind. Ein weiterer wesentlicher Unterschied ist der,
daß die Welle 2 gemäß F i g. 5 hohl ausgebildet ist, um den Einlaß 1 aufzunehmen,
durch den der zu verarbeitende Werkstoff eingeführt wird; er tritt durch die Mündungen
21 in den Hohlraum la aus. Der Düsenträger 8 hat ebenfalls eine Vielzahl von Öffnungen
10, durch die der Werkstoff aus dem Hohlraum 1 a zum Hohlraum lb übertritt. Die
Düsenträger 5 und 8 werden über die Antriebsräder 6 bzw. 3 in Drehung versetzt.
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Fig. 6 veranschaulicht einen Teil der Düsenträger, der der Einfachheit
halber gerade dargestellt ist.
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Die Düsenträger 31, 32 und 33 haben die Düsenreihen 34, 35 bzw. 36,
aus denen die Fadenscharen 34 a, 35 a und 36 a extrudiert werden. Im veranschaulichten
Ausführungsbeispiel werden die Düsenträger 31 und 33 in entgegengesetzten Richtungen
quer zu den Austrittsöffnungen bewegt, während der mittlere Düsenträger 32 ortsfest
ist. An der Stelle, an der die Düsen 34 und 35 während der Relativbewegung fluchten,
werden einteilige Kreuzungsstellen 37 erzeugt, während die einteiligen Kreuzungsstellen
38 bei Fluchtung der Düsen 35 und 36 erzeugt werden. Fig. 7 läßt einen Teil eines
von den in Fig. 6 veranschaulichten Düsen erzeugten netz-
artigen Gebildes erkennen,
wobei dieselben Bezugsziffern benutzt worden sind.
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In Fig. 8, die Fig. 6 entspricht, ist die Relativbewegung der Düsenträger
31, 32 und 33 derart synchronisiert, daß die Düsen 34 und 36 an den Düsen 35 während
des Preßvorgangs zur Erzeugung einteiliger Kreuzungsstellen 39 gleichzeitig vorbeilaufen,
die daher aus allen drei Fadenscharen gebildet sind.
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Dieses Herstellungsverfahren liefert ein in Fig.9 veranschaulichtes
Netzgebilde, bei dem sämtliche Kreuzungsstellen einteilige Kreuzungsstellen aller
drei Fadenscharen sind.
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Fig. 10 zeigt ein gemäß der Erfindung erzeugtes Netzgebilde, bei
dem ein Düsenträger ortsfest gehalten wurde, um in Achsrichtung des erzeugten Netzgebildes
längslaufende Fäden 36 a zu erzeugen, während die beiden anderen Düsenträger in
gleicher Richtung aber mit unterschiedlicher Relativgeschwindigkeit zum ortsfesten
Düsenträger bewegt werden, um diagonal verlaufende Fäden 34 a und 35 a zu bilden.
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Bei den oben beschriebenen Figuren ist der mittlere Düsenträger ortsfest
dargestellt. Es ist indessen auch möglich, daß einer der anderen Düsenträger ortsfest
ist, während sich die beiden Düsenträger relativ zu diesem bewegen. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung erlaubt allgemein die Herstellung von Netzgebilden, deren Längsfadenschar
in einer von drei Lagen bzw. Ebenen liegt.
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Obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Herstellung rohrförmiger
Netzgebilde dienen, umfaßt die Erfindung auch solche Vorrichtungen, die gemäß den
F i g. 6 und 8 geradlinige Düsenträger aufweisen.
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Die extrudierten Fäden können verschiedene Querschnittsformen haben,
z.B. quadratisch, oval, an einer Seite flach usw. sein. Dies hängt weitgehend von
der Wahl des jeweiligen Netzmusters und unter anderem vom speziellen Verwendungszweck
des Netzgebildes ab.
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Die erzeugten Netzgebilde weisen eine erhöhte Formstabilität auf.
Besonders vorteilhaft sind sie für Netzbeutel oder -säcke aus thermoplastischem
Kunststoff, bei denen die Einhaltung von Form und Maßen wichtig ist. Eine weitere
vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zur Herstellung
von stranggepreßten starren Röhren aus einem steifen Netzgebilde, weil die dritte
Verstärkungslage einen erheblich besseren Widerstand gegen radiale Druckbeanspruchungen
ergibt.