DE19618891C1 - Verfahren zum Herstellen eines Mähfadens sowie Mähfaden aus einem verstreckten und extrudierten Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines monofilen Mähfadens aus einem extrudierbaren und verstreckbaren Kunststoff, der bezogen auf seine Längsachse eine sich ändernde Lage seines Querschnittes aufweist, bei dem aus dem Kunststoff ein Monofil extrudiert und bei einer Temperatur unterhalb der Schmelzetemperatur des Kunststoffes um das Zwei- bis Zehnfache verstreckt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wodurch ein Monofil hoher Festigkeit mit Kreisquerschnitt erhalten wird. Des weiteren befaßt sich die Erfindung mit einem Mähfaden aus einem verstreckten und extrudierten Kunststoff, der extrudiert und um das Zwei- bis Zehnfache verstreckt ist.

Unter extrudierbarem und verstreckbarem Kunststoff, die geeignet sind für die Herstellung von Mähfäden, werden beispielsweise geeignete hochfeste Kunststoffe, wie Polyamide, Nylon, Polyurethane, Abwandlungen dieser Kunststoffe sowie Abmischungen von thermoplastischen Kunststoffen einschließlich von Verarbeitungshilfsstoffen, Stabilisatoren, Farbmitteln oder dergleichen verstanden.

Mähfaden aus Kunststoff für Freischneidegeräte mit Antriebsmotor sind seit langem bekannt. So werden beispielsweise in der EP-OS 0260 158 Mähfaden mit sternförmigem Querschnitt beschrieben. Aus der US 4186 239 ist ein Mähfaden aus Nylon bekannt mit einem im wesentlichen runden oder elliptischen oder wulstartig sternförmigen Querschnitt, der auf seiner Oberfläche mit quer zur Längserstreckung verlaufenden Einkerbungen zur Erhöhung der Festigkeit und Verhinderung des Ausfransens versehen ist. Auch kann der Mähfaden nach der US 4186 239 schraubenlinienförmig verdrillt sein, wobei er runde wulstartige Rippen bildet. Die Einkerbungen sind durch Verformung, d. h. Eindrücken auf der Oberfläche des Mähfadens, erzeugt.

Mähfaden aus Kunststoff werden hoch belastet, die Anforderungen in bezug auf Verschleißfestigkeit und damit Betriebsdauer - Lebensdauer - sind hoch. Freischneidegeräte mit Mähfaden werden mit Drehzahlen bis zu 15 000 Umdrehungen pro Minute betrieben, wodurch nicht nur die mechanische Beanspruchung des Mähfadens sehr hoch ist, sondern auch eine erhebliche Geräuschbelästigung durch Wirbelablösung der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Mähfaden entsteht.

Um die Verschleißfestigkeit und die mechanische Belastbarkeit eines Mähfadens zu erhöhen, werden die aus einem geeigneten, insbesondere thermoplastischen Kunststoff als Monofile extrudierten Mähfaden bei einer unterhalb der Schmelzetemperatur liegenden Temperatur verstreckt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt, um die Verstreckung zu stabilisieren, wodurch die Festigkeit entsprechend erhöht wird.

Um den Geräuschpegel, den ein in Betrieb befindlicher Mähfaden bei einer Umdrehungszahl von 10 000 Umdrehungen pro Minute und mehr erzeugt, zu verringern, ist bereits in der DE 40 05 879 C1 vorgeschlagen worden, den Mähfaden mit einem von der Punktsymmetrie abweichenden, nämlich punktunsymmetrischen Querschnitt auszubilden. Nach der DE 40 05 879 C1 wird ein Mähfaden aus Kunststoff mit einem punktunsymmetrischen Querschnitt, beispielsweise mit einer wendelförmig umlaufenden Erhebung oder Nut extrudiert oder gespritzt. Ein solcher nach der DE 40 05 879 C1 ausgebildeter Mähfaden kann jedoch nach seiner Herstellung durch Extrusion oder Spritzen keiner Verfestigung durch Strecken unterworfen werden, da durch ein der Formgebung nachfolgendes Verstrecken des Monofils die vorher erzeugte und erwünschte Querschnittform des Mähfadens wieder beseitigt würde. Der Mähfaden nach der DE 40 05 879 C1 erzeugt zwar einen geringeren Geräuschpegel, jedoch weist er infolge der nicht durchführbaren Verstreckung eine erheblich verminderte Festigkeit und damit verminderte Verschleißfestigkeit und damit verkürzte Lebensdauer auf.

Auch der gewendelte Mähfaden gemäß US 4186 239 kann zwar beim Extrudieren unmittelbar in der gewendelten Form hergestellt werden, die zur Geräuschminderung erwünscht ist, jedoch entfällt auch hier eine zusätzliche Verfestigung durch Streckung, da sonst die gewendelte Form, wieder verlorenginge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mähfaden mit einem den Geräuschpegel mindernden Querschnitt herzustellen.

Mit der Erfindung soll ein Mähfaden geschaffen werden, der sowohl hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit infolge Verstreckung des Fadens aufweist, als auch eine wesentliche Reduzierung des Geräuschpegels im Betrieb ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines monofilen Mähfadens dadurch gelöst, daß das nach dem Extrudieren und Verstrecken erhaltene Monofil aus einem geeigneten Kunststoff in Richtung der Längsachse Monofils kontinuierlich oder intermittierend mittels Laserstrahlen bearbeitet wird und mittels der Laserstrahlen Kunststoff bereichsweise unter Veränderung bzw. Verkleinerung des Querschnittes des Monofils entfernt wird und das Monofil zusätzlich zu seiner Transportbewegung in Richtung der Längsachse des Monofils während des Bearbeitens mittels der Laserstrahlen um seine Längsachse eine Drehbewegung in nur einer Drehrichtung oder eine oszillierende Drehbewegung ausführt bzw. die Laserstrahlen um die Längsachse des Monofils eine Drehbewegung in nur einer Drehrichtung oder eine oszillierende Drehbewegung ausführen.

Erfindungsgemäß wird das Monofil in bezug auf seinen Querschnitt verkleinert und die Geometrie des Querschnittes verändert und am Monofil durch das Einwirken der Laserstrahlen und Verdampfen von Kunststoff in Längserstreckung desselben intermittierend bereichsweise oder durchgehend verlaufende Schnittflächen mit am Umfang des Monofils verlaufenden Abrißkanten ausgebildet werden, die entsprechend der durchgeführten Dreh- oder Oszillationsbewegung des Monofils gewendelt verlaufen. Die Abrißkanten können erfindungsgemäß durchgehend gewendelt oder auch intermittierend, wie abschnittweise oder bereichsweise begrenzt, gewendelt ausgebildet sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es nicht nur, einen Mähfaden als Monofil aus Kunststoff in extrudierter und verstreckter und damit hochfester Form herzustellen, sondern ihm gleichzeitig eine solche Form zu geben, die durch eine entsprechende Formgebung einer Geräuschbildung des Mähfadens in Betrieb entgegenwirkt. Üblicherweise erfolgt bei der hohen Drehgeschwindigkeit eines Freischneidegerätes mit Mähfaden die periodische Ablösung der Wirbel am freien Ende der Mähfaden. Durch die mittels der Laserstrahlbearbeitung ausgebildeten Abrißkanten am Mähfaden wird jedoch eine frühere Wirbelablösung an stets anderen Stellen ermöglicht, wodurch eine erhebliche Verringerung des Geräuschpegels ermöglicht ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es erstmals möglich, einen Mähfaden mit relativ hoher Verschleißfestigkeit und Lebensdauer, und einem niedrigeren Geräuschpegel damit arbeitender Freischneidegeräte bei 10 000 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute herzustellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.

Der erfindungsgemäße Mähfaden aus einem verstreckbaren und extrudierbaren Kunststoff, der extrudiert und um das Zwei- bis Zehnfache verstreckt ist, zeichnet sich dadurch aus, daß er mindestens drei am äußersten Umfang des Monofils in Längserstreckung verlaufende wendelförmige Abrißkanten aufweist, wobei entweder nur in einer Wendelrichtung oder einer einer oszillierenden Bewegung entsprechenden wechselnden Wendelrichtung vorhanden ist. Erfindungsgemäß weist der Mähfaden Kanten auf, d. h. scharfe Kanten, im Gegensatz zu den Abrundungen des äußeren Umfanges in Wülsten gemäß der US 4186 239. Auch bei einer Extrusion des Mähfadens gemäß DE 40 05 879 C1 werden keine scharfen Kanten von Nuten erreicht, sondern üblicherweise werden leicht abgerundete Übergänge erzeugt.

Es ist bekannt in der Werkstoffbearbeitung sowohl zum Schweißen von Kunststoffen und Metallen als auch zum Schneiden und Bohren Laser einzusetzen. Die Energie kann exakt dosiert werden und der Laserstrahl sehr genau fokussiert und damit lokalisiert werden, so daß es möglich ist, die erfindungsgemäße Bearbeitung, d. h. Schneiden bzw. Beschneiden von Monofilen zum Herstellen von Mähfaden mit in Längserstreckung des Mähfadens variiertem Querschnitt mit Abrißkanten mit hoher Präzision herzustellen. Beim Bearbeiten von Kunststoff mittels Laser zum Zwecke des Schneidens oder Entfernens von Material zur Veränderung der Querschnitte wird der Kunststoff in den mit dem Laserstrahl in Berührung kommenden Bereichen durch Verdampfen entfernt. Mit dem Schneiden ist also gleichzeitig eine gewisse Materialabtragung verbunden. So entstehen sowohl bei durchgängigen Schnittflächen als auch bei bereichsweisen Abtragungen, zum Beispiel Ausbilden von Kerben, jeweils präzise, relativ scharfe Kanten am Umfang des so bearbeiteten Monofils.

Erfindungsgemäß wird der wendelförmige Verlauf der Abrißkanten dadurch erreicht, daß die Schnittflächen, die mittels Laserstrahl am Monofil erzeugt werden, durch eine entsprechende Drehbewegung des Monofils gewendelt werden und damit entsprechend die Abrißkanten, in denen die Schnittflächen am Umfang des Monofils enden. Es ist natürlich auch möglich, das Monofil während der Bearbeitung mittels des Laserstrahles gerade hindurchzuziehen und die Laserstrahlen eine entsprechende Drehbewegung um das Monofil beispielsweise durchlaufend rotierend oder oszillierend ausführen zu lassen, wodurch analog gewendelte Schnittflächen und Abrißkanten am Monofil erzeugt werden. Entsprechend kann dieses Verfahren auch gemäß der kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 13 durchgeführt werden, wenn statt des Monofils die Laserstrahlen die Drehbewegung durchführen.

Für den Fall, daß das Monofil gedreht wird, um die entsprechend gewendelten Abrißkanten und Schnittflächen zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, um nicht das gesamte Monofil über die gesamte Führungsstrecke einschließlich Vorratsrolle zu drehen, das Monofil nur eine Oszillationsbewegung durchführen zu lassen über einen entsprechenden Winkel, zum Beispiel vorzugsweise nur bis zu 180°, insbesondere nur bis zu 90°, hin- und hergehend. Entsprechend kann auch bei gerader Führung nur die Laserapparatur für die Laserstrahlen entsprechend hin und her oder rotierend um die Längsachse des Monofils bewegt werden.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Monofil mit einem relativ großen kreisrunden Querschnitt extrudiert und anschließend verstreckt, vorzugsweise um das Vier- bis Achtfache und danach wird das Monofil mittels zwei senkrecht zueinander verlaufenden Laserstrahlen durchtrennt, wobei der theoretische Kreuzungspunkt der Laserstrahlen sich bevorzugt auf der Längsachse des Monofils befindet, so daß aus dem extrudierten und verstreckten Monofil vier einzelne Mähfaden mit jeweils einem einem Viertelkreis entsprechenden Querschnitt mit drei in Längserstreckung wendelförmig in einer Richtung bzw. wechselnden Wendelrichtungen verlaufenden Abrißkanten erzeugt werden entsprechend den gewendelt verlaufenden Schnittflächen, die mittels der Laserstrahlen erzeugt werden. Die viertelkreisförmigen Querschnitte der Monofile, die nahezu dreieckig sind, weisen durch die erfindungsgemäße Verfahrenstechnik relativ scharfe Abrißkanten, nämlich drei auf, wobei sie auf Grund ihrer kompakten Querschnittform und durch die Verstreckung eine hohe Festigkeit und damit Verschleißfestigkeit aufweisen und infolge der gewendelten Abrißkanten durch frühzeitige mehrfache Wirbelablösung im Betrieb eine geringere Geräuschbildung im Vergleich zu nicht gewendelten Mähfaden hervorrufen. Diese erfindungsgemäße Verfahrensweise hat des weiteren den Vorteil, daß zum Beispiel aus einem Monofil vier Mähfaden erzeugt werden können, wodurch auch mittels der Laserstrahlbearbeitung eine relativ hohe Produktivität erzielbar ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirken auf das Monofil zwei parallel zueinander verlaufende Laserstrahlen ein, dergestalt, daß an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Monofils vorzugsweise gleich große Abschnitte vom Querschnitt des Monofils abgetrennt bzw. durch Verdampfen des Materials entfernt werden und ein Mähfaden mit vier wendelförmig in Längserstreckung in einer Richtung oder abwechselnder Wendelrichtung verlaufenden Abrißkanten erzeugt wird. Die gleich großen Abschnitte, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Monofils mittels Laserenergie abgearbeitet werden, können entweder gerade Abschnitte sein, d. h. es erfolgt eine Verflachung oder Abflachung des Querschnittes des Monofils oder aber auch in Gestalt von konkaven bis nutenförmigen Verläufen.

Es ist üblich, Mähfaden mit Durchmessern von 1,5 bis 3,5 mm einzusetzen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können derartige Mähfaden in der Weise hergestellt werden, daß ein Monofil mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm extrudiert und nachfolgend um das Vier- bis Achtfache verstreckt wird, wobei der Durchmesser entsprechend verkleinert wird. Aus diesen verstreckten Monofilen werden durch Bearbeiten mittels Laserstrahlen Mähfaden mit vom kreisrunden Querschnitt abweichenden Querschnitten mit wendelförmig verlaufenden Abrißkanten erzeugt, die einen mittleren Durchmesser des Querschnittes von etwa 1,5 bis 4 mm aufweisen. Hierbei kann das Monofil entweder gemäß den Verfahrensmerkmalen des Anspruches 5 oder beispielsweise gemäß den Verfahrensmerkmalen des Anspruches 6 mittels Laser zum Mähfaden bearbeitet werden. Unter mittlerem Durchmesser des Mähfadens wird der maximale Durchmesser, d. h. die größte Erstreckung des Querschnittes des Mähfadens verstanden.

Um eine günstige Wirbelablösung bei Betrieb des Mähfadens bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten zu erreichen, die eine entsprechend geringere Geräuschbildung zur Folge haben, wird vorgeschlagen, die wendelförmige Steigung der Abrißkanten des Mähfadens so zu wählen, daß auf einer Länge von 1 bis 2,5 cm des Mähfadens ein Abriß erfolgt, d. h. der Abstand zwischen zwei eine gedachte Mantellinie des Mähfadens aufeinanderfolgend kreuzenden Abrißkanten 1 bis 2,5 cm beträgt. Der aktive Teil eines Mähfadens im Freischneidegerät, der mit der hohen Geschwindigkeit rotiert, beträgt üblicherweise bei den bekannten Geräten zwischen 15 bis 20 cm. Auf diese Weise kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Mähfaden so ausgebildet werden, daß sechs bis zehn Abrisse, d. h. Wirbelablösungen an einem Mähfaden, im Betrieb erfolgen können.

Bevorzugt wird der Mähfaden gemäß der Erfindung spiegelsymmetrisch mittels Laser bearbeitet und weist einen entsprechend spiegelsymmetrisch ausgebildeten Querschnitt auf.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, Abrißkanten an der Oberfläche des Monofils zu erzeugen, die nur bereichsweise vorhanden sind, beispielsweise durch Ausbilden von Kerben durch Einwirken von Laserstrahlen auf die Oberfläche des Monofils und Verdampfen, d. h. Entfernen von Kunststoff in den gewünschten Bereichen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 14. Die Kerben können gleiche Größe und Form und gleichmäßige Anordnung auf dem Monofil aufweisen, jedoch sind auch unregelmäßige, gegebenenfalls rapportmäßig sich wiederholende Anordnungen und/oder Ausbildungen der Kerben möglich, um eine gute Ablösung der Winkel beim Mähfaden und eine entsprechend hohe Geräuschminderung zu erzielen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von Mähfaden und erfindungsgemäße Mähfaden werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a Schema der Extrusionsanlage mit Verstreckung zum Herstellen eines Monofils,

Fig. 1b Schema der Herstellung von vier Mähfaden mit gewendelten Abrißkanten aus einem Monofil,

Fig. 2a, b, c die verschiedenen Querschnitte zum Herstellen der Mähfaden aus einem Monofil gemäß Fig. 1b,

Fig. 3 vergrößerte Darstellung des Querschnittes eines einzelnen Mähfadens gemäß Fig. 2c,

Fig. 4 perspektivische Darstellung eines Mähfadens gemäß Fig. 2c und Fig. 3,

Fig. 5 schematische Darstellung der Herstellung des Mähfadens gemäß Fig. 2c, 3 und 4 mittels Laserstrahlen,

Fig. 6a, b Querschnitt durch ein Monofil und Bearbeitung desselben mittels Laser zum Herstellen eines Mähfadens,

Fig. 6c perspektivische Darstellung des Mähfadens gemäß Fig. 6b,

Fig. 7a, b eine weitere Variante der Querschnitte des Monofils und eines hieraus durch Laserbearbeitung hergestellten Mähfadens,

Fig. 8 perspektivische ausschnittweise Darstellung eines Mähfadens mit Kerben.

Fig. 1a zeigt schematisiert einen Extruder E mit einem Düsenwerkzeug W mit Kreisquerschnitt zum Extrudieren des Monofils 1a aus einem hochfesten thermoplastischen Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid-Homo- und Copolymere oder thermoplastische Polyurethane oder Polyurethanelastomere (TPU) oder Abmischungen von Polyamiden mit flexibilisierenden Zusätzen. Von den homopolymeren Polyamidformmassen werden beispielsweise PA6 oder PA66 oder PA11, gegebenenfalls in flexibilisierter Form, eingesetzt. Die extrudierten Monofile 1 werden nachfolgend bei einer unterhalb ihrer Schmelzetemperatur liegenden Temperatur verstreckt, siehe angedeutete Verstreckungseinrichtung S, wobei sie üblicherweise um das Zwei- bis Zehnfache, vorzugsweise um das Vier- bis Achtfache verstreckt werden und hierbei ein entsprechend verfestigtes Monofil entsteht, das nachfolgend auf die Rolle R aufgewickelt wird.

Das so hergestellte extrudierte und verstreckte Monofil 1 wird nachfolgend, wie in der Fig. 1b gezeigt, zu dem gewünschten Mähfaden einer spezifischen Konfiguration verarbeitet. Das verstreckte und verfestigte Monofil 1 wird gemäß Fig. 1b von der Vorratsrolle R abgewickelt und einer mit Lasern LI und LII ausgestatteten Bearbeitungsstation zugeführt. Mittels der Laser LI und LII werden Laserstrahlen LS1, LS2 erzeugt, mit deren Hilfe das Monofil 1 in bezug auf seinen Querschnitt verändert wird. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die von den Lasern I und II erzeugten Laserstrahlen LS1 und LS2 in zueinander senkrechten Ebenen, wie in der Fig. 5 ersichtlich, auf das Monofil 1 einwirken, wobei der theoretische Kreuzungspunkt der beiden Laserstrahlen LS1 und LS2 auf der Längsachse X des Monofils liegt. Mittels der so angeordneten Laserstrahlen LS1 und LS2 wird das Monofil 1, wie in der Fig. 5 ersichtlich, senkrecht und quer mittig durchtrennt, so daß aus dem Monofil 1 vier kleinere Monofile 11, 12, 13, 14 veränderter Geometrie entstehen, die die gewünschten Mähfaden bilden. Diese vier Mähfaden 11, 12, 13, 14 werden, wie in der Fig. 1b ersichtlich, einzeln auf Vorratsrollen R1, R2, R3, R4 aufgewickelt und können dann dem Verbrauch zugeführt werden.

Während des Einwirkens der Laserstrahlen LS1, LS2 auf das Monofil 1 erfolgt zugleich eine Relativbewegung des Monofils und der Laserstrahlen in bezug aufeinander, dergestalt, daß entweder das Monofil 1 um seine Längsachse eine Drehbewegung D1 bzw. D2 in der einen oder anderen Richtung durchführt oder eine oszillierende, d. h. hin- und hergehende Bewegung D1, D2, oder aber die Laserstrahlen LS1, LS2 so geführt werden, daß sie um das Monofil herum rotieren, und zwar ebenfalls entweder durchlaufend in Richtung D1 oder D2 oder oszillierend hin- und hergehend D1, D2. Die Vorrichtungen zum Erzeugen einer Rotationsbewegung entweder des Monofils 1 bzw. der Laserstrahlen LS1, LS2 bzw. der Laser I, II während des Hindurchziehens des Monofils 1 in Pfeilrichtung T durch die mit den Laserstrahlen beaufschlagte Strecke sind nicht näher dargestellt. Auf Grund der Längsbewegung des Monofils 1 in Pfeilrichtung T bei gleichzeitiger Drehbewegung entweder der Laserstrahlen oder des Monofils werden Schnitte S1, S2 mittels der Laserstrahlen LS1 bzw. LS2 erzeugt, die wendelförmig verlaufende Schnittflächen bilden und damit entsprechend wendelförmig geformte Mähfaden 11, 12, 13, 14 aus dem ursprünglichen Monofil 1 mit kreisrundem Querschnitt ausschneiden. Das Monofil 1, siehe Fig. 5, wird in Führungen H1, H2 geführt, zusätzlich kann noch in Transportrichtung nach der Laserstation eine Kühlvorrichtung, beispielsweise in Gestalt von Blasluft, und im Bereich der Laserstation eine Absaugstation für das verdampfte Kunststoffmaterial im Bereich der erzeugten Schnittflächen angeordnet sein.

In den Fig. 2a-2c ist schematisch nochmals der Formveränderungsvorgang zum Herstellen von Mähfaden aus dem extrudierten und verstreckten Monofil 1 mit kreisrundem Querschnitt gemäß Fig. 2a dargestellt. Im Bereich der Laserstation wird mittels der Laserstrahlen LS1, LS2 das Monofil 1 in den schraffierten Schnittflächen S1, S2, siehe Fig. 2b, durchtrennt und gleichzeitig im Bereich der Schnittflächen mit einer Spaltdicke d das Material durch Verdampfung abgetragen. Auf diese Weise entstehen durch die Bearbeitung mittels der Laserstrahlen LS1, LS2 vier Teile 11, 12, 13, 14 aus einem Monofil 1, wie in der Fig. 2c ersichtlich. In den Fig. 3 und 4 ist ein einzelner so hergestellter Mähfaden 11 vergrößert im Details dargestellt. Der mittels Laserstrahlen aus dem Monofil 1 ausgeschnittene Mähfaden 11 weist einen viertelkreisförmigen Querschnitt 110 auf, wobei die Schnittflächen 115, 116 zusammen mit der Mantelfläche 114 einen kompakten Mähfaden 11 mit drei Abrißkanten 113, 112, 111 bilden.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, verlaufen die Schnittflächen 115, 116 und damit auch die Mantelfläche 114 wendelförmig, da das Monofil 1 zusätzlich zu seiner Längsbewegung T längs seiner Achse X einer Drehbewegung D1 um seine Längsachse X unterworfen wurde. In der Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Mähfaden 11 über die erste Wegstrecke a zwischen A und B um 90° gewendelt und auf der nachfolgenden Wegstrecke a zwischen B und C um weitere 90° in der gleichen Richtung gewendelt verläuft. Die Konfiguration, d. h. der schraubenlinienförmige Verlauf des Mähfadens 11, ist nicht durch Verformung desselben bei der Extrusion oder nachfolgend in einem entsprechenden Form- oder Ziehwerkzeug erfolgt, sondern ausschließlich durch die entsprechende Führung von mittels Laserstrahlen erzeugter Schnitte durch das extrudierte verstreckte Monofil. Der wie in Fig. 4 dargestellte schraubenlinienförmige Mähfaden 11 weist also die hohe Festigkeit eines extrudierten und verstreckten Produktes auf, das gleichzeitig die gewünschte wendelförmige oder schraubenlinienförmige Kontur von mindestens drei scharfen Abrißkanten 111, 112, 113 aufweist. Bei Einsatz des Mähfadens in einem Freischneidegerät, wo er bei einer Arbeitslänge von 15 bis 20 cm einseitig freihängend mit bis zu 15 000 Umdrehungen pro Minute rotiert, ermöglichen diese Abrißkanten 111, 112, 113 das Ablösen von Wirbel nicht erst am Ende des Fadens, also einmalig, sondern an jeder Stelle, wo eine Abrißkante, in Längsersteckung des Mähfadens betrachtet, entlang einer Mantellinie eine andere Abrißkante kreuzt, d. h. bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 nach jeder Wegstrecke a. Durch die so verlegte Wirbelablösung wird eine erhebliche Geräuschminderung erreicht.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Mähfaden 11 könnte auch bereits nach einer ersten Wegstrecke a im Bereich B eine Umkehr der Drehrichtung D1 erfolgen, so daß die Schnittflächen 115, 116 und damit auch die Mantelfläche 114 in entgegengesetzter Richtung verlaufen und an der Stelle c wieder die Lage wie bei A dargestellt einnehmen. Dieses würde einer Oszillation mit einem Winkel α um 90° entsprechen, während die Darstellung gemäß Fig. 4, falls die Drehrichtung D1 nicht verändert wird, die erste Halbwelle einer schraubenlinienförmigen Ausbildung des Mähfadens 11 entspricht und falls nach dem Schnitt C eine Umkehr der Drehrichtung D1 erfolgt, dies einer Oszillation mit einem Drehwinkel 180° entsprechen würde.

Beispielsweise ist es möglich, ein Monofil aus Polyamid 6 mit einem Durchmesser von 8 mm zu extrudieren und dieses nachfolgend um das Sechsfache zu einem Monofil mit einem Durchmesser von 3,27 mm zu verstrecken. Aus diesem Monofil können durch Schneiden mittels Laserstrahlen LS1, LS2, wie in der Fig. 5 und Fig. 2 dargestellt, vier Mähfaden 11, 12, 13, 14 erzeugt werden, die noch einen mittleren Durchmesser nach Schmelzverlust von etwa 1,5 mm aufweisen.

In der Fig. 6a ist eine weitere Möglichkeit der Bearbeitung eines Monofils 1, im Querschnitt schematisch betrachtet, mittels Laserstrahlen LS1, LS2 dargesellt. In diesem Fall sind die Laserstrahlen LS1, LS2 parallel zueinander ausgerichtet, dergestalt, daß sie an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des extrudierten und verstreckten Monofils 1 Kreisabschnitte S1, S2 abschneiden und verdampfen. Gleichzeitig zu der Transportbewegung in Längserstreckung des Monofils, siehe Fig. 5, wird das Monofil 1 oder aber die Laserstrahlen einer Drehbewegung unterworfen, so daß die Schnittflächen entsprechend wendelförmig am Monofil verlaufen. Der nach dem Abschneiden der Kreisabschnitte S1, S2 verbleibende Kern bildet dann den Mähfaden 10, siehe Fig. 6b, mit den Schnittflächen 101, 102, den verbliebenen Mantelflächen 103, 104 sowie den Abrißkanten 10a, 10b, 10c, 10d. Wie in der perspektivischen schematischen Darstellung nach Fig. 6c ersichtlich, verlaufen die Schnittflächen 101, 102 und damit auch die verbliebenen Mantelflächen 103, 104 wendelförmig um die Längsachse X des ehemaligen Monofils und bilden den gewünschten verdrillten Mähfaden 10 mit Abrißkanten. Die Drehbewegung des Monofils 1 während des Bearbeitens mittels der Laserstrahlen LS1, LS2 kann, wie bei Fig. 4 bereits erläutert, erfolgen, nämlich entweder Oszillieren um 90° oder Oszillieren um 180°, wie in der Fig. 6c dargestellt oder Drehbewegung kontinuierlich in einer Richtung. Darüber hinaus ist es auch möglich, bei kontinuierlicher Transportbewegung in Richtung T die Drehbewegung oder oszillierende Bewegung zum Erzeugen wendelförmiger Schnittflächen und damit wendelförmig geformter Mähfaden aus einem Monofil intermittierend auszuführen, so daß gewendelte Partien mit nicht gewendelten Partien, jedoch aufgeschnittene Partien, so daß in jedem Fall durchgehende Abrißkanten gebildet werden, abwechselnd ausgebildet werden. In der Fig. 6c ist nur beispielhaft dargestellt, wie nach Drehung des Monofils oder Lasers während des Schneidens auf der Wegstrecke 2a um 180° und nachfolgendem Zurückdrehen auf der Wegstrecke b zwischen C und F um wiederum 180° eine oszillierende Bewegung am Monofil durchgeführt werden kann. Die Wegstrecke 2a ist gleich der Wegstrecke 2b zwischen A und C bzw. C und F gemäß Fig. 6c und entspricht jeweils zwischen A und C bzw. C und F einer Halbwelle der Wendelung.

In der Fig. 7a ist eine weitere Möglichkeit der Veränderung des Querschnittes des extrudierten und verstreckten Monofils 1 zum Herstellen eines Mähfadens dargestellt. Gemäß der Variante nach Fig. 7a wirken zwei Laserstrahlen LS1, LS2 auf einer Achse in entgegengesetzter Richtung, d. h. an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Monofils auf dieses ein und arbeiten durch Verdampfen des Kunststoffes im Bereich S1 und S2 je eine Delle oder konkave Einbuchtung oder Nut 101, 102, siehe Fig. 7b, aus. Auch bei dieser Arbeitsweise mittels Laserstrahlen LS1, LS2 wird das Monofil 1 oder die Laserstrahlen rotierend um die Längsachse X des Monofils 1 gedreht in einer Richtung oder oszillierend, so daß die Einbuchtungen als Rillen wendelförmig oder schraubenlinienförmig am Umfang des aus dem Monofil hergestellten Mähfadens 10 verlaufen und zugleich vier Abrißkanten 10a, 10b, 10c, 10d, siehe Fig. 7b, bilden.

Es ist natürlich auch möglich, die Einwirkung der Laserstrahlen LS1, LS2 gemäß Fig. 7a, 7b auf das Monofil nicht kontinuierlich durchzuführen, sondern intermittierend. Dann erhält man in entsprechenden Abständen durch Verdampfen des Kunststoffes im Bereich der Bearbeitung mittels der Laserstrahlen ausgearbeitete Kerben oder Nutbereiche, die ebenfalls je nach Drehung des Monofils 1 während des Transports längs der Achse X in einer entsprechenden Steigung am Umfang des Monofils verlaufend angeordnet sind. Hierbei kann die Tiefe und Breite der in der Oberfläche eingearbeiteten Kerben variiert und auch den Durchmesser des Monofils 1 angepaßt werden.

In der Fig. 8 ist beispielhaft schematisch die Ausbildung von Abrißlinien mittels Kerben 105 an einem Monofil 1 schematisch dargestellt. Das Monofil 1 wird hierbei aus einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff hoher Festigkeit extrudiert und verstreckt, so daß es hierbei bereits den endgültigen für den Mähfaden bestimmten verstreckten Durchmesser dm erhält. Um dieses Monofil 1 zusätzlich zur hochfesten Ausrüstung durch Verstreckung noch geräuschmindernd auszubilden, werden am Umfang des Monofils in regelmäßiger oder auch unregelmäßiger, gegebenenfalls rapportweise sich wiederholender Anordnung Kerben 105 mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen eingearbeitet. Durch die Einwirkung der Laserstrahlen punktuell auf Bereiche der Oberfläche des Monofils werden die Kerben in der gewünschten Tiefe und Größe durch Verdampfen von Kunststoff gebildet. Das Monofil 1 wird hierbei in Transportrichtung T achsparallel zu seiner Längsachse X an der Einwirkungsstelle der Laserstrahlen LS vorbeigeführt, wobei gleichzeitig eine Drehbewegung beispielsweise in der dargestellten Richtung D1 um Längsachse X erfolgt. Je nach Geschwindigkeit der Transportbewegung T und der Drehbewegung D1 erfolgt die Anordnung und Steigungsverlauf der Kerben 105 auf dem Umfang des Monofils 1 sowie die Größe der Kerben, dies richtet sich auch nach der Einwirkungsdauer des intermittierend, d. h. diskontinuierlich mit Unterbrechungen auf die Oberfläche des Monofils einwirkenden Laserstrahles LS. Das so mit Kerben 105 versehene Monofil bildet dann den Mähfaden, wobei die Randkanten der Kerben die sogenannten Abrißkanten für den Mähfaden bilden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Herstellen eines monofilen Mähfadens aus einem extrudierbaren und verstreckbaren Kunststoff, der bezogen auf seine Längsachse eine sich ändernde Lage seines Querschnittes aufweist, bei dem aus dem Kunststoff ein Monofil extrudiert und bei einer Temperatur unterhalb der Schmelzetemperatur des Kunststoffes um das Zwei- bis Zehnfache verstreckt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wodurch ein Monofil hoher Festigkeit mit Kreisquerschnitt erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Extrudieren und Verstrecken erhaltene Monofil (1) in Richtung der Längsachse (X) des Monofils (1) mittels Laserstrahlen kontinuierlich oder intermittierend bearbeitet wird und mittels der Laserstrahlen Kunststoff bereichsweise unter Veränderung bzw. Verkleinerung des Querschnittes des Monofils entfernt wird und das Monofil zusätzlich zu seiner Transportbewegung in Richtung der Längsachse (X) des Monofils (1) während des Bearbeitens mittels der Laserstrahlen um seine Längsachse (X) eine Drehbewegung in nur einer Drehrichtung oder eine oszillierende Drehbewegung ausführt bzw. die Laserstrahlen um die Längsachse (X) des Monofils eine Drehbewegung in nur einer Drehrichtung oder eine oszillierende Drehbewegung ausführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlicher Bearbeitung des Monofils mittels Laserstrahlen am Monofil (1) in Längserstreckung desselben Schnittflächen (115, 116; 101, 102) mit am Umfang des Monofils entsprechend verlaufenden Abrißkanten (111, 112, 113; 10a, 10b, 10c, 10d) durch das Einwirken der Laserstrahlen ausgebildet werden, die entsprechend der durchgeführten Dreh- oder Oszillationsbewegung des Monofils gewendelt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil abwechselnd nach der einen oder anderen Drehrichtung vorzugsweise bis zu einem Drehwinkel α von 180° gedreht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil entlang einer vorgegebenen Wegstrecke exakt in Richtung seiner Längsachse (X) geführt und einer Drehbewegung unterworfen wird, während unter Einwirkung von Laserstrahlen entlang vorgegebener Schnittrichtungen Material am Querschnitt des Monofils durch Verdampfen entfernt wird und hierbei die Schnittflächen (115, 116; 101, 102) am Monofil erzeugt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Monofil zwei senkrecht zueinander verlaufend ausgerichtete Laserstrahlen einwirken, deren theoretischer Kreuzungspunkt sich bevorzugt auf der Längsachse (X) des Monofils (1) befindet und das Monofil in zwei zueinander senkrechten Schnittebenen durchtrennen und hierbei aus dem Monofil (1) vier einzelne Mähfäden (11, 12, 13, 14) mit jeweils einem einem Viertelkreis entsprechenden Querschnitt mit drei in Längserstreckung wendelförmig, gegebenenfalls wechselnder Wendelrichtung verlaufenden Abrißkanten (111, 112, 113) erzeugt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Monofil (1) zwei parallel zueinander verlaufende Laserstrahlen einwirken, dergestalt, daß an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Monofils vorzugsweise gleich große Abschnitte vom Querschnitt des Monofils abgetrennt bzw. durch Verdampfen des Kunststoffes entfernt werden und ein Mähfaden (10) mit vier wendelförmig in Längserstreckung verlaufender Abrißkanten (10a, 10b, 10c, 10d), gegebenenfalls wechselnder Wendelrichtung, erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kreisabschnitte vom Querschnitt des Monofils (1) abgetrennt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nuten am Querschnitt durch Verdampfen des Materials erzeugt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monofil mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm extrudiert und nachfolgend um das Vier- bis Achtfache verstreckt wird und hieraus durch Bearbeiten mittels Laserstrahlen Mähfaden mit einem mittleren Durchmesser des Querschnittes von etwa 1,5 bis 4 mm und mit wendelförmiger Gestalt erhalten werden.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil eine oszillierende Bewegung um einen Drehwinkel α von 90° ausführt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmige Steigung der Abrißkanten so gewählt ist, daß auf einer Länge (a) von 1 bis 2,5 cm des Mähfadens ein Abriß erfolgt, d. h. einer Länge, die einem Abstand (a) zwischen zwei, in Längserstreckung des Mähfadens betrachtet, eine gedachte Mantellinie kreuzenden Abrißkanten entspricht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine spiegelsymmetrische Bearbeitung des Querschnitts des Monofils (1) mittels der Laserstrahlen erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung des Querschnittes des Monofils mittels Laserstrahlen in Längserstreckung des Monofils intermittierend erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei intermittierender Bearbeitung der Oberfläche des Monofiles mittels Laserstrahlen Kerben gleicher oder verschiedener Abmessungen in gleichmäßiger oder unregelmäßiger Anordnung längs, quer oder schräg zur Längsachse des Monofils in die Oberfläche des Monofils durch Verdampfen von Kunststoff eingearbeitet werden, wobei an den Kerbenrändern Abrißkanten für die Geräuschminderung gebildet werden.

15. Mähfaden aus einem verstreckten und extrudierten Kunststoff, der extrudiert und um das Zwei- bis Zehnfache verstreckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens drei am äußersten Umfang des Monofils in Längserstreckung ausgebildete wendelförmig verlaufende Abrißkanten (111, 112, 113; 10a, 10b, 10c, 10d) aufweist, wobei entweder nur eine Wendelrichtung oder eine einer oszillierenden Bewegung des Monofils entsprechende wechselnde Wendelrichtung vorhanden ist.