DE1995704U - Vorrichtung zum schrumpfen von kunststoffstreifen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Beseitigen der Restschrumpfung in Kunststoffen und insbesondere eine Vorrichtung, welche eine Längsschrumpfung in Kunststoffen nach ihrer Unterteilung in lange Streifen oder Bogen beseitigt.

Beim Herstellen von Kunststoffstreifen oder -bogen in länglicher Form, die in bestimmte Längen geschnitten werden können, ist das auf die Bildung der Streifen oder Bogen folgende Problem, das mit der Restschrumpfung infolge der Entspannung der in Längsrichtung wirkenden Kräfte zusammenhängt, sehr ernst und führt häufig zu nicht maßhaltigen Erzeugnissen. Beispielsweise ist es beim Herstellen von Kunststoff-Fliesen, wobei das Material im ersten Verfahrensschritt in Tafeln gefertigt wird, wichtig, die Tafel sogleich nach ihrer Fertigstellung auf die gewünschte Größe schneiden zu können. Wird das Material vor dem Beseitigen der restlichen Spannungen geschnitten, schrumpft es lange Zeit weiter, besonders wenn unmittelbar nach dem Schneiden verpackt wird. Das Eigengewicht des Materials kann die Stücke am Boden des Packens an ihrem Schrumpfen auf die endgültige Größe hindern. Wenn bei der Verwendung die Teile auf einen Boden zementiert werden, schrumpfen die Fliesen weiter und ergeben unansehnliche Zwischenräume zwischen angrenzenden Fliesen. Das ist wohlverstanden nur ein besonderes Beispiel für die Art des Problems, mit dem man zu tun hat, und viele weitere gleicher Art ergeben sich für den Fachmann. Beim Schrumpfen von Kunststoffen, insbesondere von Tafeln für Fliesen, bei welchen das Material einen hohen Elastizitätsmodul hat, ist es notwendig, eine Vorrichtung wie die in dem oben erwähnten Patent beschriebene zu verwenden. Infolge der dem Material innewohnenden Steifheit wird sich in manchen Fällen das Material über den Rollen biegen oder werden die Rollen lediglich an der Streifenfläche gleiten.

Es ist deshalb Ziel der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffen in Streifen- oder Tafelform zu schaffen, in denen grundsätzlich alle Längsschrumpfung beseitigt worden ist.

Besonders ist es das Ziel der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, mit der gewaltsam ein Kunststoffstreifen geschrumpft wird, wodurch die Restschrumpfung beseitigt und die Notwendigkeit vermieden wird, das Schneiden des Streifens in Stücke von gewünschter Größe zurückzustellen, bis der Streifen durch die ihm innewohnenden Schrumpfkräfte geschrumpft ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Beseitigen der Restschrumpfung aus länglichem Kunststoffmaterial zu schaffen, die mit einer streifenbildenden Einrichtung zusammenarbeitet, sodaß die Längsschrumpfung des Streifens gewaltsam beseitigt wird, während das Material von der Formeinrichtung herunterbewegt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist schließlich, eine verbesserte Vorrichtung zum Schrumpfen von Kunststoffmaterial in Streifenform zu schaffen, auf der das Streifenmaterial zwischen zwei Reihen paralleler Rollen eingezwängt ist, die in der Laufrichtung des Streifens gleichmäßig abnehmende Durchmesser haben und mit derselben Drehzahl mit sich daraus ergebender, zunehmender Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, sodaß ein zwischen den Rollenreihen gehaltener und fortbewegter Kunststoffstreifen fortschreitend und unter Druck über seine ganze Länge geschrumpft wird.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die unter Bezug auf die beigefügte, einen Teil der Anmeldung bildende Zeichnung beschrieben ist; in dieser ist

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung mit einzelnen weggeschnittenen Teilen zur besseren Veranschaulichung der Konstruktion im einzelnen,

Fig. 2 ein teilweiser Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 mit Einzelheiten der senkrechten Seitenträger und Haltevorrichtungen für die entsprechenden Schrumpfrollen jeder Rollenreihe und

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils der Fig. 1, teilweise geschnitten, die etwas übertrieben die Verringerung der Rollendurchmesser jeder Reihe in Laufrichtung des Kunststoff-Streifenmaterials dazwischen zeigt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung wird in ihrer bevorzugten Ausführungsform dazu verwendet, vorbestimmte Längen aus Kunststoffmaterial gewaltsam vorzuschrumpfen, das zur Verwendung in einem oder als ein Enderzeugnis ohne weiteres Beschneiden oder Strecken auf Längsform brauchbar ist. Das Material wird in einem erhitzten, plastischen Zustand durch eine geeignete Formvorrichtung, wie einen Extruder oder Kalander, gedrückt, sodaß es als ein länglicher, laufender Streifen von geeignetem Querschnitt herauskommt. Den so geformten Streifen läßt man zwischen und in Berührung mit einem Paar oberer und unterer Reihen eng angeordneter, angetriebener Rollen hindurchlaufen, die in der Laufrichtung des Streifens zunehmend geringere Umfangsgeschwindigkeiten haben. Das bewirkt ein Verlangsamen der Längsbewegung des Streifens, während er sich noch auf einer hohen Temperatur befindet, und ein verstärktes Schrumpfen des Streifens, dessen Größe eine solche ist, daß nunmehr praktisch kein zusätzliches Schrumpfen erfolgt, nachdem der Streifen sich abgekühlt hat. Um zusätzlich die Beseitigung der Schrumpfkräfte in gewissen Materialien noch zu fördern, ist es wünschenswert, für ein fortgesetztes Erwärmen des Streifenmaterials bei seinem Durchlauf zwischen den Rollenreihen zu sorgen.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung 10 zum Durchführen der Schrumpfung ist in der Zeichnung mit einer oberen Schrumpfeinheit B und einer unteren Schrumpfeinheit A dargestellt; dabei hat die Einheit A im Abstand angeordnete Pfosten 11, an denen obere Längsträger 12 und untere Längsträger 13 angebracht sind. Mit den oberen Längsträgern 12 sind im Abstand angeordnete, senkrechte Seitenstützen 14 verbunden.

In Lagern 15 an den Seitenstützen 14 der Einheit A sitzt eine Vielzahl von Rollen 16. Die Rollen im Mittelteil der Einheit A haben Durchmesser, welche von links nach rechts, in Fig. 1 gesehen, zunehmend kleiner werden, und alle haben gleiche Kettenräder 17, die an ihren durch die senkrechten Seitenstützen 14 hindurchgehenden Enden 18 befestigt sind. Über die Kettenräder 17 läuft eine Antriebskette 19, die ebenso über lose Räder 20 und 21 sowie ein Doppelantriebsrad 22 läuft. Das Kettenrad 22 wird unmittelbar von einem Untersetzungsgetriebe 23 angetrieben, das mit einem nicht gezeichneten Motor verbunden ist.

Am Auslassende der Vorrichtung 10 sitzen 4 senkrechte Tragstützen 24. An den Stützen 24 sitzt gleitend ein Tragglied 25 für ein Gelenk. Drehbeweglich auf dem Tragglied 25 sitzen senkrechte Rahmenteile 26 der oberen Schrumpfeinheit B. Ein Paar obere, waagerechte Träger 27 verbindet jeden senkrechten Rahmenteil 26 mit einem entsprechenden Rahmenteil 28 am Einlassende der Vorrichtung 10. Die unteren Enden der senkrechten Stützen 26 und 28 sind durch senkrechte, seitliche Halteplatten 29 verbunden. Zwischen den Halteplatten 29 ist mittels der Lager 30 eine Rollenreihe 31 gelagert. Die Rollen 31 sitzen in der Weise an den Platten 29, daß in ihrer normalen

Arbeitsstellung eine von der Achse jeder Rolle 31 und der Achse der entsprechenden Rolle 16 der Einheit A bestimmte Ebene senkrecht auf der Ebene des zwischen ihnen durchlaufenden Kunststoffmaterials 32 steht. Die Rollen 31 haben ebenfalls Durchmesser, welche zunehmend von links nach rechts, in Fig. 1 gesehen, kleiner werden, sodaß jede Rolle 31 denselben Durchmesser wie die ihr entsprechende Rolle 16 hat, die unter ihr sitzt. Jede Rolle 31 hat an ihrem Ende 34 ein ganz gleiches Kettenrad 33; das Ende 34 geht durch die senkrechten Halteplatten 29 hindurch. Über die Kettenräder 33 läuft eine Antriebskette 35, die ebenso über lose Räder 36, 37 und 38 sowie ein Antriebskettenrad 39 läuft. Das Antriebsrad 39 wird von einer Kette 40 angetrieben, welche um es und auch um das Doppelrad 22 sowie ein einstellbares Spannrad 41 gelegt ist.

Die Rollenreihe 16 und die Rollenreihe 31 sind so angeordnet, daß die geometrischen Orte ihrer Achsen eine konvexe Kurve beschreiben, die vorteilhaft eine umgekehrte Kettenlinie ist. Bekanntlich ist eine Kettenlinie die natürliche Kurve, die von einer nur an ihren Enden gehaltenen Kette gebildet wird. Da die Kettenräder an allen Rollen jeder Rollenreihe übereinstimmen, folgt, daß die angetriebenen Ketten 19 und 35 sich ebenfalls der Form der umgekehrten Kettenlinie anpassen, welche von den Rollenachsen bei der Berührung mit den Rollenrädern bestimmt wird. Infolgedessen fassen die Ketten 19 und 35 auf ihre entsprechenden Räder 17 und 33 in der Weise, daß sie die Notwendigkeit zwischen die Rollen geschalteter Kettenspannräder ausschalten und damit eine engere Anordnung der Rollen 16 und 31 jeder Rollenreihe ermöglichen. Das ist wünschenswert, weil der Abstand zwischen den Rollen 16 und 31 nicht so groß sein soll, daß das besondere, warme Kunststoffmaterial, das geschrumpft wird, zwischen den Rollen durchhängen oder merklich einknicken kann. Ein solches Durchhängen würde vermöge der auf das Material zwischen den Rollen 16 einwirkenden Schwerkraft eine Längsdehnung des Materials bewirken und damit den Zweck der Erfindung zunichte machen.

Die Antriebsketten 19 und 35 werden gleichzeitig um ihre Kettenräder 17 und 33 durch Einstellen ihrer losen Kettenräder 31 und 38 gespannt.

Das Tragglied 25 am Auslaßende der Vorrichtung 10 kann senkrecht mittels einer Stellschraube 42 eingestellt werden. Ein gleiches Paar Stellschrauben 43 sitzt am Einlaßende der Vorrichtung 10, sodaß die Rollen 31 richtigen Abstand von den Rollen 16 je nach der Stärke des zwischen ihnen geschrumpften Kunststoffstreifens 32 erhalten können. Beim Heben oder Senken des Tragglieds 25 wird der Abstand zwischen den Mitten der Kettenräder 39 und 22 geändert. Um diese Änderung auszugleichen, kann das auf den oberen Längsträgern 12 sitzende, lose Kettenrad 41 nach links oder rechts bewegt werden, wie gewünscht wird, um die Ketten 40 richtig zu spannen. Daraus ergibt sich, daß die ganze obere Einheit B durch nicht gezeichnete Mittel aus ihrer Stellung der Zusammenarbeit mit der unteren Schrumpfeinheit A nach oben bewegt werden kann, indem sie um die Welle 44 geschwenkt wird. Für eine zusätzliche Erwärmung des Kunststoffmaterials 32 beim Durchlauf zwischen den Rollen 16 und 31 hängen

Heizlampen 45 von Querträgern 46 der oberen Einheit B herab.

Die Vorrichtung 10 nach der Erfindung kann mit einem beliebigen Gerät zum Formen von Kunststoffmaterial in längliche Streifen oder Tafeln benutzt werden, solange das Material warm und plastisch ist. Ein solches Gerät zum Formen ist nicht gezeigt, weil es keinen Teil der Erfindung bildet.

Bei der Herstellung tritt ein Kunststoff-Materialstreifen 32 aus einem Formgerät auf frei umlaufende Pollen 16a am Materialeinlaßende der Einheit A aus und läuft über sie zu den angetriebenen Rollen 16 und 31. Frisch geformt ist das Streifenmaterial 32 in heißem, plastischem Zustand. Weil alle Rollen 16 und 31 ganz gleiche Antriebsräder haben, werden sie mit derselben Drehzahl angetrieben. Infolge der Tatsache, daß ihre Durchmesser schrittweise in der Laufrichtung des Streifens 32 abnehmen, werden ihre Umfangsgeschwindigkeiten schrittweise verringert. Diese schrittweise Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 16 und 31 zwingt den Streifen 32, sich in der Längsrichtung zusammenzuziehen, wenn er zwischen den Rollen hindurchläuft, und schrumpft nachdrücklich den Streifen 32 ein, wodurch die in dem Streifen bei seinem Auspressen erzeugten Restspannungen beseitigt werden.

Wenn der Streifen 32 die angetriebenen Rollen 16 und 31 verläßt, läuft er auf die frei beweglichen Rollen 16b am Materialauslaßende der Einheit A und wird von der Vorrichtung 10 für eine Weiterverarbeitung von einem Förderer 47 abgenommen.

Das folgende, besondere Beispiel dient dazu, den Betrag der erzielbaren Schrumpfung durch Anwendung der Erfindung zu veranschaulichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie die Zeichnung zeigt, hat der Aufbau 26 angetriebene Rollen 16 und 26 entsprechende Rollen 31. Die ersten oder Eingangs-Schrumpfrollen 16, 31 haben einen Außendurchmesser von 56,25 mm, und jede folgende Rolle hat einen um 2,5 mm kleineren Außendurchmesser, sodaß die letzte oder Ausgangs-Rolle einen Durchmesser von 50 mm hat. Weil die Rollen ganz gleiche Antriebs-Kettenräder und einen gemeinsamen Antrieb haben, haben sie deshalb die gleiche Winkelgeschwindigkeit, aber eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit in der Laufrichtung des Streifens 32. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit der ersten Rollen 16, 31 von 21,6 m/min hat das letzte Paar Rollen 16, 31 eine Umfangsgeschwindigkeit, die sich aus der Formel errechnet.

Daher wird ein zwischen diesen besonderen Rollenreihen 16, 31 durchlaufender Streifen um 11,11% geschrumpft.

Es ergibt sich, daß die Anzahl der Rollen, die Abmessungen und gegebenen Geschwindigkeiten in diesem besonderen Beispiel geändert werden können, da es, wenn einmal die Schrumpfgrößen des besonderen Kunststoffs, der verarbeitet wird, bekannt sind, leicht ist, die notwendigen Zuwachsraten zwischen den Rollendurchmessern zu bestimmen, um die Restschrumpfung zu beseitigen; die Kenntnis der plastischen Eigenschaften des Materials läßt ebenso den richtigen Abstand zwischen den Rollen 16 und den Rollen 31 ermitteln. Bei geeigneter Wahl dieser Größen kann die

Restschrumpfung des Kunststoffs auf einen Betrag verringert werden, der die gewünschte endgültige Streifenlänge nach seinem Schneiden, auch nach Tagen nach seiner Herstellung, nicht merklich ändert.

Es versteht sich, daß die vorstehende Erläuterung sich nur auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht und daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne daß der Sinn und Rahmen der Erfindung verlassen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargetan ist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Schrumpfen von Kunststoffstreifen, gekennzeichnet durch eine erste Einheit (A) mit einer Anzahl von Tragrollen (16) für das Material und eine zweite Einheit (B) mit einer Anzahl von das Material einengenden Rollen (31), die mit den Tragrollen zusammenwirken und einen dazwischenliegenden Durchlaß bilden, wobei der Außendurchmesser jeder folgenden Rolle in beiden Einheiten (16, 31) in der Laufrichtung des Materials kleiner als der Durchmesser der vorhergehenden Rolle um eine bestimmte Zuwachsgröße ist, eine Einrichtung (15, 30) zum drehbeweglichen Halten der Rollen in jeder Einheit axial parallel zueinander mit einem Abstand der Umfänge benachbarter Rollen in wenigstens der ersten Einheit, der kleiner als der Durchmesser der kleinsten Rolle in der ersten Einheit ist, um ein Durchhängen des Materials zwischen den Rollen der ersten Einheit zu verhindern, und Mittel (19, 22, 35) zum Drehen der Rollen jeder Einheit gemeinsam mit gleicher Drehzahl zum Beseitigen der Schrumpfung in dem Material.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Einheit (A, B) mit ihnen zusammenwirkende Heizmittel (45) längs des Durchlasses haben, die auf die gesamte Länge eine vorherbestimmte Temperatur aufrechterhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 für eine zwangsweise Beseitigung der Schrumpfung in Kunststoffstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß von der das Material tragenden Einheit (A) und der das Material einengenden Einheit (B) jede noch eine Anzahl paralleler, das Material einengender, drehbeweglich auf ihnen sitzender Pollen hat, deren Achsen mit ihren geometrischen Orten eine umgekehrte Kettenlinie beschreiben, und die Pollen (16) auf der das Material tragenden Einheit in Wirkverbindung mit der das Material einengenden Einheit einen Durchlaß bilden, der zwangsweise das Bogen- oder Tafelmaterial (32) hindurchführt, wobei der Außendurchmeser jeder nachfolgenden Rolle kleiner als der der unmittelbar vorhergehenden Rolle um einen vorher festgelegten Betrag und der Abstand zwischen den Umfängen der benachbarten Rollen kleiner als der Durchmesser der kleinsten Rolle ist, um ein Durchhängen oder Biegen des Streifens zwischen den Rollen zu verhindern, daß jede Rolle ein ganz gleiches Kettenrad (17, 30) trägt und eine endlose Kette (19, 35) um alle Kettenräder gelegt ist, und daß Antriebsmittel für jede Kette in der Richtung ihrer Länge vorgesehen sind, sodaß alle Rollen jeder Einheit ein Wandern des Streifens in seiner Längsrichtung bewirken, während sie ihm eine zunehmende Schrumpfkraft aufdrücken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stellmittel (42, 43) für die tragende und die einengende Einheit (A, B) für eine Relativbewegung zueinander und voneinander fort vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gelenkverbindungen (24, 25) für die tragende und die einengende Einheit vorgesehen sind, die eine Drehbewegung zueinander gestatten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente (45) für ein Erwärmen des zwischen den Einheiten (A, B) eingeengten Materials vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (16) der tragenden Einheit (A) in zusammenarbeitender und einengender Beziehung zu einer entsprechenden Rolle (31) der einengenden Einheit (B) so angeordnet ist, daß die von den Achsen der sich in jeder Einheit entsprechenden Rollen festgelegten Ebenen rechtwinklig zur Ebene des zwischen ihnen eingeengten Materials liegen.