DE2017483A1

DE2017483A1 - Frei fliessfähiges Packungsmaterial, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE2017483A1
Application number: DE19702017483
Authority: DE
Inventors: Arthur Palo Alto; Fuss Günther G. San Mateo; Calif.; Makowski Alexander G. Wilmington Del.; Graham (V.StA.)
Original assignee: Free Flow Packaging Corp., Redwood City, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1969-04-11
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1971-10-28
Also published as: JPS505117B1; GB1312486A

Description

F.70052 Fl.

Free-Flow Packaging Corporation, Redwood City, Kalif.(V.St.A.) .

Frei fließfähiges Packungsmaterial, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben.

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Serial No. 815 302 vom 11. April 1969 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Packungsmaterialien und Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Verpackungsmaterialien des in der weiteren deutschen Patentanmeldung P 19 I^ 236.O vom 20. März I969 beschriebenen Typs. -

Die Erfindung ist allgemein auf ein frei fließfähiges oder rieselfähiges Packungsmaterial niedriger Schüttdichte, wie es zur Lagerung und zum Versand zerbrechlicher Güter verwendet wird, und auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung desselben gerichtet. Insbesondere handelt es sich dabei um eine verbesserte, ineinandergreifende Ausführung von Packungs material aus geschäumtem, expandiertem Kunststoff.

Es ist eine bekannte Tatsache _t daß herkömmliche Verpackungstechniken für spröde oder zerbrechliche Gegenstände nicht in allen Fällen in der Lage sind, eine Beschädigung zu verhindern, auch wenn die Verpackung von berufsmäßigen Packern oder Vereandfachleuten vorgenommen wird. Vor der Entwicklung

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der in der vorgenannten weiteren Patentanmeldung dargestellten Packungsmaterialien wurde es im allgemeinen als unmöglich angesehen, Bruch infolge rauher Behandlung der Versandkartons, Erschütterungen während des Transports, Stößen usw. erheblich zu verringern oder sogar ganz auszuschalten. Eine Schwierigkeit, die insbesondere beim Transport oder Versand hochempfindlicher, jedoch verhältnismäßig schwerer Vorrichtungen wie beispielsweise elektronischer oder optischer Geräte auftrat, war die "Wanderung" des Gegenstandes durch das Pakkungsmaterial, welche durch die kontinuierlichen Erschütterungen während des Transports hervorgerufen wurde. Beim Transport in einem Straßen- oder Schienenfahrzeug setzt sich die Wanderung des verpackten Gegenstandes in vielen Fällen so lange fort, bis der Gegenstand in Berührung mit der Wand des Versandkartons kommt und ein Bruch auftritt. Seither waren die lediglich auf diese Ursache allein zurückführbaren Transportschäden ein Grund dafür, bei der Verpackung bestimmter Gegenstände besondere Schutzmaßnahmen zu ergreifen, durch welche die Unkosten gesteigert wurden. Diese zusätzlichen Schutzmaßnahmen haben sich jedoch in vielen Fällen als unwirksam zur Vermeidung von Transportschäden erwiesen, die in der Regel bis zu 15 % der versendeten Gegenstände ausmachen können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges fließfähiges und ineinandergreifendes Packungsmaterial niedriger Schüttdichte zu schaffen, durch welches die vorgenannten Schwierigkeiten beseitigt werden. Weiterhin sollen ein Yer-

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fahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung dieses frei fließfähigen, ineinandergreifenden Packungsmaterials angegeben werden, die sich ohne weiteres auf maschinelle Verpackungsverfahren und Vorrichtungen anwenden lassen.

Erfindungsgemäß ist ein solches Packungsmaterial gekennzeichnet durch eine Vielzahl von einzelnen, aus einem geschäumten, im wesentlichen starren expandierten Kunststoffmaterial hergestellten Verpackungseinheiten ausreichender Eigenfestigkeit, welche bei normalem Gebrauch ihre Formgebung behalten, jedoch unter der Einwirkung einer äußeren Kraft im wesentlichen zerdrückbar sind, wobei jede einzelne Verpackungseinheit aus wenigstens zwei im wesentlichen zylindrischen Abschnitten besteht, die an einem Umfangsabschnitt dauerhaft miteinander verbunden sind und an ihren Wänden keilförmige öffnungen aufweisen, vermittels deren die einzelnen Verpackungseinheiten ineinandergreifen können. -

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein expandierbares Kunststoffmaterial kontinuierlich erwärmt und zu einer halbstarren Strangpreßmasse ausgebildet, die durch Wärme erweichte Masse entlang einer Strangpreßachse durch Strangpressen zu einem durch Wärme erweichten Rohr ge-* preßt, das Rohr auf einen Abbindezustand abgekühlt und kontinuierlich geschlitzt wird, und einzelne Kunststoffeinheiten abgetrennt werden, die aus wenigstens zwei im wesentlichen zylindrischen und an einem Umfangfabschnitt im wesentlichen dauerhaft miteinander verbundenen Abschnitten bestehen. Bei

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einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das durch Strangpressen und durch Wärmeeinwirkung erweichte Rohr" in diesem Zustand in Längsrichtung gedehnt und anschließend geschlitzt und geschnitten, wonach eine anschließende Wärmeausdehnung der benachbarten Ringabschnitte der einzelnen Verpackungseinheiten in einer im wesentlichen radialen Richtung erfolgt, da die innerhalb der Wände des in Radialrichtung gedehnten Rohrs gebildeten Gaszellen in Längsrichtung gedehnt sind. Das durch Strangpressen hergestellte, geschäumte und expandierte Kunststoffmaterial wird in einer neuartigen Weise verarbeitet, um kontinuierlich im wesentlichen hohle, selbsttragende Verpackungseinheiten des vorstehend beschriebenen Typs zu erhalten. Vermittels der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung ist die Herstellung von Packungsmaterial niedriger Schüttdichte und höherer Qualität unter niedrigen Herstellungskosten und mit hoher Produktionsgeschwindigkeit möglich.

Im folgenden lferden die Erfindung und ihre Vorteile anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer

Menge von Packungsmaterial nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine entsprechende Darstellung und zeigt

eine andere Ausführung eines Packungsmaterials nach der Erfindung.

Fig. 3 ist ©ine entsprechende Darstellung und zeigt

- eine weitere. Ausführung eines- Packungsmaterials

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nach der Erfindung.

Pig, 4 ist eine entsprechende Darstellung und zeigt eine weitere Ausführung von Packungsmaterial nach der Erfindung,

Fig. 5 ist eine entsprechende Darstellung und zeigt eine weitere Ausführung von Packungsmaterial nach der Erfindung.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung der Fig. 6, in einem größeren Mäßstab, und zeigt eine Ausführung der Schlitz- und Trennvorrichtung, welche sich zur Herstellung bestimmter Ausführungen des Packungsmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Schlitz- und Trennvorgänge bei der Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Verpackungseinheiten.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Schlits- und Trennvorgänge bei der Herstellung der in 1 Fig. 3 dargestellten Verpackungseinheiten.

Fig.lO;ist eine der Fig, J entsprechende schematisehe ' Darstellung in einem größeren Maßstab und zeigt eine andere Ausführung der Schlitz- und Trennvorrichtungen zur Herstellung weiterer AusfÜhrungsformen des Packungsmaterials nach dem

Verfahren der Erfindung.

Pig,11 ist eine schematische Darstellung der Schlitz- und Trennvorgänge zur Herstellung der in Fig.2 dargestellten Verpackungseinheiten.

Fig.12 1st eine den Figuren 7 und 10 ähnliche, schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung, in einem größeren Maßstab, und zeigt eine andere Ausführungsform der Schlitz- und Trennvorrichtungen zur Herstellung weiterer Ausführungsformen des Packungsmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig.13 ist eine schematische Darstellung der Schlitz- und Trennvorgänge zur Herstellung der in Fig.4 dargestellten Verpackungseinheiten.

Fig.l4 ist eine den Figuren 7 und 10, sowie 12 ähnliche schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung, in einem größeren Maßstab, und zeigt eine andere Ausführung der Schlitzvorrichtungen aur Herstellung bestimmter Ausführungsformen das Packungsmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig. 15 -ist eine Teilansieht der in Fig. l*f dargestellten Vorrichtung im Schnitt bzw, im Aufriß. .

Fig.l6 ist eine schematische Darstellung der Schlitz- und Trennvorgänge, in einem größeren Maßstab, für die Herstellung der in Fig. 5 dargestellten Verpackungseinheiten.

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Fig.17 ist eine sehaubildliche schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung und zeigt eine weitere Ausführungsform der Schlitz- und Trennvorrichtungen zur Herstellung bestimmter Ausführungsformen des Packungsmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, beispielsweise der in den Figuren 3 und 17 dargestellten Verpackungseinheiten.

Fig.18 ist eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung, welche Mittel zum Expan?- dieren der geschlitzten, abgetrennten Verpackungseinheiten aufweist.

Figuren 19-22 sind Schnittdarstellungen in einem größeren Maßstab und zeigen verschiedene Stufen bei der Herstellung geschäumter, expandierter Verpackungseinheiten der in Fig» I dargestellten Ausführung.

Figure'n 23-25 sind entsprechende Darstellungen und zeigen verschiedene, aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung von Verpackungseinheiten der in Fig. 2 dargestellten Ausführung.

Fig.26 ist eine der Fig. !,entsprechende schaubildliehe Darstellung und zeigt eine weitere Ausführungsform eines Packungsmaterials nach der Erfindung.

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Pig.27 ist eine der Fig.? entsprechende schematische Darstellung eines Teils der Vorrichtung, in einem größeren Maßstab, und zeigt eine weitere Ausführung der Schlitz- und Trennvorriehtungen zur Herstellung weiterer Ausführungsformen des Packungsmaterial nach dem erfindungsgemäßen Verfahrene

Fig.28 ist eine schematische Darstellung der Schlitz- und Trennvorgänge sur Herstellung von Verpakkungseinheiten der in Fig. 26 dargestellten Ausführung.,

Figuren 29~32- sind Schnittdarstellungen in einem größeren Maßstab und neigen verschiedene, aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung von Verpakkungseinheiten der in Fig. 26 dargestellten Ausführung»

Figo33 ist eine Draufsicht auf die geschäumte, expandierte Yerpackungseinheit der Fig. 23, in einem größeren Maßstab.

In Fig„ 1 der Eeieixmmgeii ist eine Aus führungs form des verbesserten Paskungsmaterials dargestellt, wobei die ©iiasselnen Einheiten mit dem Besugsseichen 10 bezeichnet sind. In dieser Ausführung fcesfcefefc jede V©rpackungseinheit 10 aus einem Paar im wesentlichen· hohler _s ringförmiger Abschnitte 12, die an einem Umfangsabsohnitt I^ im wesentlichen dauerhaft saiteinander verbundein sinä« Eine weitere Ausführungsform des

verbesserten Packungsmaterials ist in Pig. 2 dargestellt und besteht aus Verpackungseinheiten l6, bei denen mehrere hohle, ringförmige Abschnitte 18 an in Abständen gegenüberliegenden Umfangsabschnitten 20 miteinander verbunden sind. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform aus Verpackungseinheiten 22, bei denen jeder ringförmige Abschnitt 24 entlang eines gemeinsamen Randabschnittes der mit 26 bezeichneten Verpakkungseinheit mit den anderen Ringabschnitten verbunden ist. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform besteht aus Verpackungseinheiten 28 aus einem Paar hohler, ringförmiger Abschnitte 30 j die an sich gegenüberliegenden Umfangsabschnitten 32 miteinander verbunden sind. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die einzelnen Verpackungseinheiten 34 aus ringförmigen Abschnitten 36 bestehen, die entlang der kontinuierlichen Spirale 38 miteinander verbunden sind. Die in Fig. 26 dargestellte Ausführungsform des Packungsmaterials besteht aus Verpackungseinheiten ISO aus einem Paar verhältnismäßig dünner, gekrümmter ringförmiger Absshnitte 182, die entlang eines gemeinsamen Umfangsabschnittes 186 mit einem verhältnismäßig dickeren mittigen und ringförmigen Abschnitt 184 verbunden sind.

Wie sich aus dem seitlichen Aufriß ersehen läßt, sind benachbart^ ringförmige Abschnitte 4er Verpackungseinheiten in jedem Pail durch im allgemeinen keilförmige öffnungen voneinander getrennt* die in den Darstellungen der verschiedenen Ausführungsbeispiele mit 40 bezeichnet sind. Wie weiter

unten ausgeführt, ermöglichen diese keilförmigen öffnungen ein vielseitiges Ineinandergreifen benachbarter Verpackungseinheiten in einer Packungsmasse, so daß sich nicht nur eine verhältnismäßig feste kissenartige Abstützung, sondern auch ein ungewöhnlich hoher Widerstandsgrad gegenüber einer Wanderung eines verpackten Gegenstandes durch die Packungsmasse ergibt, überraschenderweise verhindern jedoch diese keilförmigen öffnungen HQ nicht die gewünschte "Fließfähigkeit" der Packungsinasse, so daß sich die Verpackungseinheiten einzeln in Ausnehmungen und öffnungen von unregelmäßig geformten Gegenstände« gießen lassen, die sich innerhalb eines Versandkartons befinden, wodurch der gepackte Gegenstand von den Seiten des Kartone isoliert wird. In der Praxis kann dieses Einfüllein ©der Eingießen rasch und wirksam vermittels selbsttätiger Maschinen oder auch von Hand durch ungelernte Personen erfolgen«

Entsprechend der Erfindung bestehen die in den verschiedenen Aueführimgsbeispielen wie beispielsweise in den Figuren 1-5 und. in Figo 26 dargestellten Verpackungseinheiten aus geschäumtems expandiertem Kunststoff ausreichender Eigenfestigkeitj, welch® ihre Raumforia bei normaler Anwendung bei« behalten, bei schädlichen Stößen oder kontinue&iiehen Erschütterungen jedoch in der Lage sind» sich zu verformen oder zerdrückt zu werden« B@i bevorzugten AwsfÜhrungsformen ist der Schaum gekennzeichnet dureh einen im wesentlichen seil» förraigen Aufbau Cgesshlossane Zellen oder kommunizierende

Zellen) mit einem Volumen der Zellen- oder Hohlräume, das etwa 25 bis 85 % des Gesamtvolumens der Einheiten beträgt. Wenn zur Herstellung des expandierten Kunststoffschaums ein geeignetes Kunstharz verwendet wird, besitzt der beschriebene hochporöse Schaumaufbau sowohl eine erwünschte Steifigkeit und ein Federungsvermögen als auch einen durch die innerhalb des expandierten Schaums befindlichen Hohlräume bedingten Grad der Zerdrückbarkeit, welcher den inneren Abschnitten des Kunststoffmaterials eine latente Zerdrückbarkeit oder ein bestimmtes Stoßabsorptionsvermögen erteilt. Diese Eigenschaft der Zerdrückbarkeit addiert sich zu der Zerdrückbarkeit oder Verformbarkeit, welche die zylindrischen oder hohlen ringförmigen Formgebungen der an ihrem Umfang miteinander verbundenen Abschnitte oder Segmente der Verpackungseinheiten von Haus aus besitzen«. Die ringförmigen Segmente wie auch die Verpackungseinheiten an sich haben die Eigenschaft, eine nicht zerdrückte Form, d.h. ihre ursprüngliche Formgebung anzunehmen, und besitzen außerdem eine latente Kapazität zur Verformung oder Zerdrückung unter schädlichen Stößen oder anhaltenden Erschütterungen.

Die zur Ausführung der Erfindung besonders geeigneten expandierten Kunststoffschäüme umfassen sowohl thermoplastische als auch wärmehärtende Harze. Schäum- und expandierbare thermoplastische Harze sind insbesondere die Aikenyl-aroma- _ tischen Polymerisate, wie sie in der U.S.Patentschrift 3 Q66 382 genannt sind, und die aliphatischen Olefin-Poly-

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merisate, wie sie in der U.S.Patentschrift 3 251 728 genannt sind. Diese thermoplastischen Stoffe, in modifizierter oder unmodifizierter Form, werden üblicherweise in Verbindung mit geeigneten schaumbildenden und kernbildenden Mitteln verwendet. Wärmehärtbare Harze für die Zwecke der Erfindung umfassen geschäumte Polyesterharze wie die Polyurethanschäume, d.h. solche, die von Isocyanatharzen abgeleitet sind, und insbesondere die steiferen Polyurethanschäume, die aus verhältnismäßig hochveraweigten Harzen hergestellt sind. Auch mit den wärmehärtbaren Harzen werden zweckmäßgerweise zugleich Treibmittel oder schaumbildend wirkende Mittel verwendet. Bei den Polymerisat-bildenden Reaktionen tritt jedoch auch bei den Polyurethanharzen eine Schaumbildung durch die Umsetzung von Wasser mit den Isocyanatgruppen auf, und verursacht eine Vernetzung und Aushärtung, sowie die Erzeugung von Kohlendioxid, so daß kleinere Mengen solcher Mittel erforderlich sind.

Ohne Rücksicht darauf, welches Kunststoffmaterial im einzelnen angewendet wird, ist es für die Ausführung der Erfindung wesentlich, daß die Veppaekungseinheiten in ihrem geschäumten, expandierten Zustand die erwünschte Zellenstruktur und das erwünschte Verhältnis"von Hohlräumen zu Gesamtvolumen aufweisen. Die "Auswahl der Kunststoffmaterialien sollte daher sein* sorgfältig getroffen t?es»d@»_s - nra geschäumte, expandierte " Kianststoff© des? g©wtas©hten'wesentlichen Eigenschaften zu erhalten., ζ „Β» di© QS⁵UUaS übte Zellgröße, nämlich von etwa

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0,025 bis zu 2,5 mm, um ein gewünschtes Anteilyerhältnis der Hohlräume am Gesamtvolumen, nämlich von mindestens 25 % bis nicht mehr als 85%> sowie die gewünschte Sehaumdichte, nämlich von etwa Jt, 8 biszu etwa 72,i g/dm', und das erwünschte Federungsvermögen oder die erwünschte Formbeständigkeit sowohl der Schaumstruktur als auch der zylindrischen Höhlkörper einheiten des Packungsmaterials bei normaler Handhabung zu erhalten, um sowohl.bei dem Schaum als auch bei den Einheiten die "ZerdrÜekbarkeit*- zu erreichen, die notwendig ist, um Kräfte oder Stöße zu absorbieren* weiche zur Beschädigung eines verpackten Gegenstandes führen könnten.

Bei einem zur Ausführung der Erfindung geeigneten Verfahren werden langgestreckte Kunststoffrohre durch eine Strangpreßvorrichtung ausgepreßt, welche eine erste oder ursprüngliche Expansion der expandierbaren thermoplastischen Strangpreßmasse bewirkt. Eine derartige Strangpreßvorrichtung ist in Fig. 6 scheamtisch bei 50 angedeutet (siehe auch Fig. 18), und der Strangpreßkopf ist mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet. Die Strangpresse einschließlich des Strangpreß- _/ kopfs 52 wird in Verbindung mit den herkömmlichen Zusatzeinrichtungen einschließlich des Trichters 5.4 und der Zuführungskammer 56. verwendet, die mit einer Schnecke oder einer anderen (nicht dargestellten) Druckvorrichtung zusammenwirken, um ein flüssiges oder durch Warns© ;weichge macht es Kunststoffgemisch 4urch einen Ringkanal oder eine Ziehdüse in der Form eines im wesentlichen hohlen langgestreckten Kunststoffrohrs

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zu pressen. Ein besonders geeignetes Verfahren und eine dementsprechende Vorrichtung zur Erzeugung langgestreckter hohler Kunststoffrohre sind in der Ü»S. Patentanmeldung Serial Nr, 765 Q83 vom 4. Oktober 1968, Erfinder Alexander G. Makowskij beschrieben. Wie in dieser Beschreibung ausgeführt, werden lanngestreckte hohle Rohre aus geschäumtem expandier- ' tem Kunststoff kontinuierlich von der Strangpreßeinrichtung abgegeben. Ein derartiges langgestrecktes Rohr ist in Fig.6 ,. bei 58 dargestellt (siehe auch Fig.18). In der die Maschine umgebenden freien Atmosphäre, wird das durch Wärme weichgemachte Kunststoffmaterial, das durch die ringförmige oder kreisförmige Ziehdüse ausgepreßt wird, schnell auf einen Abbindesustand abgekühlt, wodurch ein Reibungseingriff mit dem Rohr und das Wegziehen des Rohrs von der Strangpresse ermöglicht wird, wie durch den Pfeil 6O angedeutet ist. Wie in der vorgenannten Patentanmeldung Serial Nr, 765 O83 im einzelnen ausgeführt ist, wird das Rohr 58 mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit von der Strangpresse weggezogen als das durch Wärme erweichte Kunststoffmaterial von der Strangpresse ausgepreßt wird. Dadurch wird das durch Wärme weichgemacht;© Material in Längsrichtung .gestreckt, wobei die innerhalb der Wände des Rohrs 58 gebildeten Gaseinsehlüsse und Hohlräume {Zellen) in Längsrichtung orientiert werden. Wie weiter unten ausgeführt ist, ermöglicht diese Längsoriantierung der Zellen die Expansion der abgetrennten Abschnitte des Rohrs, so daß bei einer anschließenden Erhitzung des thermoplastischen

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Materials die Expansion in Radialrichtung wesentlich größer ist als entlang den Achsen der abgetrennten Einheiten,

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, steht das langgestreckte Rohr 58 in einem Reibungseingriff mit endlosen Bändern oder anderen Reibungsvorrichtungen 62, welche einen Teil einer Ziehvorrichtung 64 bilden. Der veränderliche Antrieb 65 für die Bänder bewirkt, daß das stranggepreßte Rohr 58 kontinuierlich von der Strangpresse mit einer Geschwindigkeit weggezogen wird, die das 15- bis 50-fache der normalen Strangpreßgeschwindigkeit beträgt, wodurch die vorstehend beschriebene Zellenverlängerung erfolgt. Die Ziehwirkung der Bänder verursacht gleichzeitig, daß das Rohr 58 kontinuierlich in die Arbeitszone der Sehneidvorrichtung gezogen wird, die allgemein bei 66 dargestellt ist. Wie bereits erwähnt, weist die Schneidvorrichtung sowohl "Schlitz- als auch Trennmesser auf, die in einer solchen Weise zusammenwirken,» daß kurze, geschlitzte rohrförmige Abschnitte abgetrennt werden,, welche die gewünschten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Packungsmaterials aufweisen. _t · . . .

In der schematischen Darstellung der Vorrichtung in den Figuren 6 und 7 besteht die Schlitzvorrichtung aus einem ' Rotor 68, welcher auf seinem Umfang in. Abständen angeordnete Schlitzmesser 70 trägt. Die Trennvorrichtung besteht in entsprechender Weise aus einem Rotor 72, der auf seinem Umfang in Abständen angeordnete Tr@nnmesser 1% trägt. Wie in Fig. in durchgezogenen Linien dargestellt ist, trägt der Rotor

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zwei Schlitzmesser 70 an sich diametral gegenüberliegenden Stellen in bezug auf die Rotorachse. Der Rotor 72 trägt in entsprechender Weise zwei sich diametral gegenüberliegende Trennmesser 7¹Io Wie durch die ausgezogene Linie 75 dargestellt, sind die Trennmesser 7^ ausreichend lang, um kurze Rohrataschnitte von dem langgestreckten Rohr 58 abzutrennen, wenn dieses durch die Rohrführungen 76 durchgedrückt wird, die sich auf beiden Seiten der Schneidvorrichtung 66 in der Mitte zwischen den Rotoren 68 und 72 befinden. Wie durch die gestrichelte Linie 80 angedeutet., sind die Längen der Schiitzmesser 70 in entsprechender Weise sorgfältig eingestellt, und diese Schlitzmesser arbeiten in angenähert vorbestimmten Zeitabständen, um einen Teil des Rohrs 58 durchzutrennen, während dieses auf beiden Seiten der Schneidzone zwischen den Führungen 76 gehalten wird.

Wie schematised in den Figuren 7 und 8 dargestellt, rotieren die Schiitsmesser 70 in einer bestimmten Phasenbeziehung in bezug auf die Trennmesser Jk_t so daß jeweils nacheinander und abwechselnd Schiit^schnitte 82 bzw« Trennschnitte -8*1 erfolgen» Diese Piiasembesiefouüg wird in der hier dargestellten Vorrichtung durch einen Direktantrieb von der Antriebsquelle 86 veraiittels dar Riemenantriebe 88 und 90 ersielte Wie aus. Figo β es?gieh,feliefa_s ist der Antriebsriemen. 90 um Riemenscheiben £üs? di© beiden Rotoren 68 und 72 herumgefüllt ima treibt oli©g© Rotoren im ©inander entgegengesetzten Drehsinn an (tmu dureSi die Pfeile 78 bzw. 92 dargestellt -

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ist), um die Schlitz- und Trennmesser 70 bzw. 74 in der gleichen Richtung durch die Schneidzone 66 zu führen. Das Endergebnis des beschriebenen Schlitz- und Trennvorganges besteht darin, daß das Rohr 58 teilweise geschlitzt .und in; Stufen getrennt wird, so daß diean ihrem Umfang miteinander verbundenen zylindrischen Rohrabschnitte entstehen, welche für die erfindungsgemäßen Verpackungseinheiten kennzeichnend sind. Wie in den Figuren 1 und 8 dargestellt, sind die ringförmigen Rohrabschnitte 12 der Verpackungseinheiten 10 an den nicht geschlitzten Umfangsabschnitten 14 der Rohrwände miteinander verbunden.

In den Figuren 3 und 9 ist ein weiterer Verfahrensgang dargestellt, bei dem der Rotor 68 (in der in gestrichelten Linien 94 angegebenen Lage) zusätzliche Schlitzmesser auf-weist. Vermittels der zusätzlichen Messer werden zusätzliche Schlitzschnitte 96 zwischen den einzelnen Trennschnitten 98 angebracht (siehe Fig. 9). Dadurch wird eine Reihe von zylindrischen Abschnitten 24 erzeugt, die entlang ein und derselben Seite des Rohrs an ihrem Umfang bei 26 miteinander verbunden sind (Figuren 3 und 9).

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform des frfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung abwechselnd geschlitzter Verpackungeninheiten des in Fig. 2 dargestellten Typs. Diese Ausführungsform läßt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, daß das eine Trennmesser 74 an dem Rotor 72 durch ein Schlitzmesser 94 ersetzt wird.

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Wenn die Verarbeitungsbedingungen denen in Verbindung mit den Figuren 7 und 8 beschriebenen entsprechen, wird jeder zweite Trennschnitt 84 durch einen gegenüberliegenden Schlitzschnitt 83 ersetzt. Dieses Verhältnis ist insbesondere aus Fig. 11 ersichtlich. Somit entstehen an dem Rohr 58 sich gegenüberliegende Schlitzschnitte 82 und 83 in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge und zwischen den Trennschnitten 84, so daß die sich ergebende Ausführung des Packungsmaterials im seitlichen Aufriß im allgemeinen dem Buchstaben W entspricht (siehe die in den Fig. 2 und 25 dargestellten Verpackungseinheiten*16). Die Verpackungseinheiten dieser Ausführungsform haben nicht nur sich gegenüberliegende keilförmige öffnungen 40, sondern weisen auch eine federartige Elastizität in einer allgemein axialen Richtung in bezug auf die einzelnen Verpackungseinhsiten 16 auf.

In den Fig. 12 und 13 sind weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt _s welche die Herstellung von Verpackung©© inheiten der in Fig. 4 dargestellten Ausführung er? möglichen. Wie Fig. 12 zeigt, weisen der Rotor 68 und der Rotor 72 Paare sich diametral gegenüberliegender Schlitzmesser 100 auf_s durch welche Schlitzschnitte ausgeführt werden können, deren Tiefe wesentlich geringer ist als der Halbmesser des Rohrs 58. Wenn die zeitliche Reihenfolge der Drehung der Rotoren 68 und 72 in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt ist₉ lassen sieh diese Schlitzschnitte (bei 102 in Fig. 13) gleichzeitig auf gegenüberliegenden Seiten des

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Rohrs 58 und in einer zeitlich abgestimmten Reihenfolge mit den durch die Trennmesser 106 ausgeführten Trennschnitten 104 anbringen. Die an dem Rotor 72 befestigten Trennmesser 106 drehen sich in einer bestimmten zeitlichen Beziehung zu den Schlitzmessern 100, was durch ihre Ausrichtung an dem Rotor 72 und die gegenseitige Phasenbeziehung der Drehung der Rotoren 68 und 72 erreicht wird. Auf diese Weise entstehen Paare sich gegenüberliegender Schlitzschnitte 102 auf dem Rohr 58 in einer fortlaufenden Reihenfolge mit den Trennschnitten 104, so daß Verpackungseihheiten erhalten werden, die aus Paaren von ringförmigen Absfonitten 30 bestehen_a welche an in Abständen liegenden Ümfangsabschnitten 32 entlang der Rohrwand miteinander verbunden sind. Wie insbesondere Pig. 4 zeigt, wird durch dies'e Ausführung des Verfahrens ein Packungsmaterial erhalten, das aus allgemein X-förmigen Verpackungseinheiten besteht, die sich gegenüberliegende keilförmige Öffnungen 40 aufweisen, welche sich besonders gut dazu eignen, das ineinandergreifen herbeizuführen.

Die Figuren 14 - 16 seigen weitere Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Schneidvorrichtung. Wie insbesondere aus Fig. 15 ersichtlich, bewirkt der Antriebsriemen 88 für die Antriebsquelle 86 eine Drehung der Antriebswelle 108» durch welche wiederum die Riemenscheibe 110 und der auf dieser befindliche Antriebsriemen 112 zum Umlauf gebracht werden. Der letztere ist um ein Radialschnittwerkzeug 114 herumgeführt,

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welches ein inneres Schlitzmesser 116 trägt. Das Schnittwerkzeug 114 ist in geeigneten Lagern 118 gelagert und dreht sich um das Rohr 58 herum, wenn dieses durch die mittige Schneidzone 120 durchgeführt wird. Da das Rohr 58 kontinuierlich durch die Schneidzone hindurchgeführt wird, schneidet das umlaufende Messer 116 die Rohrwand kontinuierlich, so daß eine spiralförmige Formgebung entsteht, die in den Figuren 5 und 16 allgemein bei 34 dargestellt ist. Selbstverständlich werden die spiralförmigen Verpacküngseinheiten durch geeignete Trennvorrichtungen (die in den Figuren 15 und 16 schematisch durch die Pfeile 122 dargestellt sind) von dem Rohr 58, abgetrennt. Wie aus den Figuren 14 und 16 ersichtlich, weisen die spiralförmigen Einheiten 34 ringförmige Abschnitte 36 auf, welche durch die Spirale 38 des-Rohrs kontinuierlich miteinander verbunden sind.

Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung von rohrförmigen Abschnitten mit keilförmigen öffnungen, die beispielsweise in den Verpackungseinheiten der Fig. 3 dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform trägt der Rotor 130 eine Reihe von Schlitzmessern 132, die sich zwischen Trennmessern 134 befinden. Wie die Darstellung ezigt, können die Schlitzmesser in einer Reihe zwischen den Trennmessern angeordnet sind, so daß die Drehung des Rotors (die durch den Pfeil 136 angedeutet ist) zu einem gleichzeitigen Schlitzen und Abtrennen führt und Einheiten erhalten werden, bei denen sich die Schlitzschnitte

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138 in geeigneten Abständen zwischen den Trennschnitten IMO • befinden* Im Gegensatz zu den in Fig. 3 dargestellten Verpackungseinheiten weisen, die vermittels des in Fig. 17 darf gestellten Verfahrens hergestellten Verpackungseinheiten eine Reihe verhältnismäßig fester, geschäumter, expandierter Kunststoffzylinder oder -scheiben 142 auf, die durch keil" förmige Öffnungen voneinander getrennt sind, welche sich an den Schnitten 138 bilden.

In den Figuren 27 und 28 ist eine besonders nützliche Ausführungsform der Vorrichtung und der Schneidvorrichtung dargestellt, vermittels welcher teilweise gekrümmte, expandierte Verpackungseinheiten hergestellt werden können, die den in Fig. 26 dargestellten Verpackungseinheiten 180 entsprechen. In dieser Ausführungsform wird ein einzelner Rotor 190 verwendet, der ein Paar oder mehrere Paare in gegenseitigen Abständen angeordneter Schlitzmesser 192 trägt, die jeweils mit jedem Trennmesser 194 zusammenwirken können. Wie Fig. 27 zeigt, ist der Radialabstand zwischen den Schlitzmessern 192 größer als der Radialabstand zwischen den Schlitzmessern 192 und den Trennmessern 194· Somit entstehen Schlitzschnitte 196, die einen wesentlichen größeren gegenseitigen Abstand aufweisen als von den Trennschnitten I98. Die vermittels des in den Figuren 27 und 28 dargestellten Verfahrene hergestellten Verpackungseinheiten 180 weisen daher Paare verhältnismäßig dünner ringförmiger Abschnitte auf, die entlang eines gemeinsamen Abschnittes der Rohrwand 186 mit einem verhältnismäßig dickeren mittigen Hingabschnitt

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184 verbunden sind. Wenn die Verpackungseinheiten in der nachstehend beschriebenen Weise anschließend expandiert werden, krümmen sich die verhältnismäßig dünnen ringförmigen Abschnitte 182 nach außen und von dem mittigen ringförmigen Abschnitt 184 weg, so daß Verpackungseinheiten erhalten werden, die allgemein im seitlichen Aufriß der Form einer Lilie ähnlich sind. Diese Form der Verpackungseinheiten führt nicht nur zu sich gegenüberliegenden keilförmigen Öffnungen 40, die sich außergewöhnlich gut zum Herbeiführen des gewünschten Ineinandergreifens eignen, sondern die Verpackungseinheiten lassen sich auch ganz allgemein von einer Kugel umschreiben, so daß die Masse der Einheiten 180 durch einen ungewöhnlich hohen Widerstand gegenüber einem "Absetzen" während des Transportes gekennzeichnet ist.

In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die Verwendung eines einzelnen Rotors wie in Fig. 27 dargestellt, auch bei der Verarbeitung entsprechend einer der Figuren 8, 9, 17 oder 28 erfolgen ,kann, wobei ebenfalls das gewünschte Ergebnis erhalten wird. Die Schlitz- und Trennmesser 70 und 74 der Fig. 7 können auch in geeigneter Weise und an in entsprechenden Abständen angeordneten Stellen eines einzelnen Rotors angeordnet sein, ohne daß dadurch die Verarbeitung eine Änderung erfährt. Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, liegen nicht nur diese, sondern auch weitere Abänderungen ohne weiteres im Rahmen der Erfindungsidee.

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Im allgemeinen dürfte zu beobachten sein, daß die frisch geschnittenen Verpackungseinheiten, die beispielsweise in den Figuren 8, 9, 11, 13, 16, 17 und 28 dargestellt sind, dazu neigen, sich im Laufe der Zeit auszudehnen und die kennzeichnenderen Formen anzunehmen, die jeweils in den Figuren 1-5 und in Figur 26 dargestellt sind- Wie weiter unten ausgeführt ist, tritt diese progressive Expansion normalerweise bei den zur Ausführung der Erfindung verwendeten Harzen, kernbildenden und expandierenden Mitteln auf.

Wie bereits erwähnt, umfassen die schäum- und expandierbaren thermoplastischen Harze, welche zur Herstellung der hier beschriebenen zerdrückbaren Verpackungseinheiten geeignet sind, die Alkeny1-aromatischen Polymerisate, zum Beispiel geschäumte und expandiertes Polystyrol, und die aliphatischen Olefin-Polymerisate wie z.B. geschäumtes und expandiertes Polyäthylen, Poly but y leir u. s.w., die in der weiteren deutschen Patentanmeldung P 19 I¹J 236.Ö vom 20. März 1969 beschrieben sind, auf die hier Bezug genommen wird.

Die Schäummittel für die thermoplastischen Harze sind im allgemeinen Gase oder flüchtige Flüssigkeiten wie z.B. Penthan, Dichlordifluormethan, Petroleumäther mit niedrigem Siedepunkt und Gemische derselben, Kohlendioxid und dgl., welche innerhalb des thermoplastischen Polymerisats oder des Harzmaterials aufgelöst oder in anderer Weise in diesem enthalten sind. Die allgemeine Praxis besteht darin, das Schäummittel in einer gleichförmigen Dispersion innerhalb des

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ORlGfNALINSPECTED

Harzes in ausreichender Menge zu verteilen, daß ein sehr poröser Schaum entsteht, welcher die geeigneten Zerdrück-Eigenschaften besitzt. In der Praxis ist der Anteil des Schäummittels von dem jeweils verwendeten Harz abhängig. Bei Polystyrolharz unter Verwendung von Natriumbikarbonat oder Dichlorfluormethan als Expansionsmittel kann der Anteil des Expansionsmittels von etwa 5 bis 15 Gew.% des Strangpreßgemisches betragen. Das Strangpreßgemisch kann außerdem im Handel erhältliche Strangpreßkomponenten wie z.B. Polystyrolstränge nach dem U.S. Patent 2 983 692 enthalten, wie sie von der U.S. Firma Koppers Co., Delaware unter der Bezeichnung "DYLITE" vertrieben werden. Solche Strangpreßmaterialien enthalten gewöhnlich 5 bis 10 Gew.# eines flüchtigen organischen Materials wie z.B. Penthan oder Dichlorfluormethan, das in dem Polymerisat unter Druck aufgelöst ist. Verschiedene Expansionsmittel in fester Form wie Natriumbikarbonat können gleichfalls in die Strangpreßmasse eingebettet sein, damit die erforderliche Expansion und Schäumung der Mischung während des Strangpreßvorganges gewährleistet wird. Die Verschäumung wird vorzugsweise so vorgenommen, daß eine Dichte des geschäumten¹und expandierten Kunststoffmaterials in der Größenordnung von 4,80 bis zu etwa 72,1 g/dnr und ein Schüttgewicht einer verhältnismäßig kompakten Masse der Packungseinheiten von etwa 0,80 bis zu etwa 48,0. g/dnr erreicht wird.

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ORIGINAL INSPECTEO

Die Schäum- oder Expansionsmittel, die mit den aliphatischen Olefin-Polymerisaten der genannten Ausführung verwendbar sind, können aus einer großen Gruppe ausgewählt werden, die aus normalerweise gasförmigen oder flüchtigen Flüssigkeiten besteht, die ausführlicher in der bereits genannten deutschen Patentanmeldung P 19 14 236.0 vom 20.März 1969 angegeben ist, auf welche hier Bezug genommen wird.

Die vorstehende Beschreibung ist auf das Verfahren zur Herstellung der geschäumten expandierten Verpackungseinheiten vermittels des Strangpressens von thermoplastischen Stoffen gerichtet. Nach der Erfindung ist es jedoch gleichermaßen möglichj Verpackungseinheiten mit den gewünschten Eigenschaften durch Gießen oder Ausformen der geschäumten expandierten Einheiten aus wärmehärtenden -Harzen herzustellen. Die in der deutschen Patentanmeldung P 19 14 236.0 vom 20.3. 1969 beschriebenen Polyurethanschäume eignen sich besonders gut zu diesem Zweck, da sie sich ohne Anwendung großer Hitze oder eines hohen Druckes in jede gewünschte Formgebung bringen lassen und während des Gießvorganges einfach und in preiswerter Weise zu handhaben sind. Die Polyurethane eignen sich auch sehr gut für verschiedene Schaumverfahren,, so daß der gewünschte Porositätsgrad, d.h. der Anteil, der Gaszellen innerhalb des Schaumes ohne weiteres auf einen Wert gebracht werden kann, bei dem der gewünschte Grad der Zerdrückbarkeit gegeben ist. Obwohl die geschäumten Polyurethane eine verhältnismäßig neue Entwicklungsrichtung auf dem Kunststoff-

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gehiet darstellen, steht bereits sehr viel praktische Erfahrung zur Verfügung, und es gelangen große Mengen von Polyurethanerzeugnissen in den Handel.

Zur Herstellung der zerdrückbaren-Verpackungseinheiten mit den keilförmigen Öffnungen ₃ wie sie vorstehend beschrieben worden sind, unter Verwendung geschäumter Polyurethane, wird der Schaum in geeignete Formen eingeführt, welche sich für die Serienproduktion eignen. Die in Fig. 1 bei 10 dargestellten Verpackungseinheiten lassen sich beispielsweise vermittels passender Formeinheiten herstellen, um die dargestellten, miteinander verbundenen ringförmigen Glieder 12 auszubilden. Die«bei 22 in Fig. 3, bei 28 in Fig. 4 und bei 3*f in Fig. 16 dargestellten Verpaekungseinheiten lassen sieh in entsprechender Weise aus Polyurethanschäumen herstellen, indem die Bemessung und der Aufbau der Formhälften in geeigneter Weise gewählt wird. Vermittels derartiger Formeinheiten lassen sich die geschäumten Verpackungseinheiten des beschriebenen Typs aus Polyurethanschäumen herstellen, indem der Schaum in ausreichender Menge in den Formhohlraum eingeführt wird, so daß der Polyurethansehaum anschließend expandieren und ein geschäumtes Erzeugnis gewünschter Formgebung ausbilden kann. Andererseits kann der Formhohlraum auch so ausgelegt sein, daß langgestreckte hohle rohrförmige geschäumte Formgebungen erhalten werden, in denen sich die gewünschten keilförmigen Öffnungen befinden, und anschließend kann das Rohr in mehrere Einheiten gewünschter Länge zerschnitten werden, wie beispielsweise in den Figuren 1,2 und 3 dargestellt

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sind. Außerdem können die Polyurethanschäüme entsprechend der Beschreibung der Ü.S.Patentanmeldung Serial No.765 O83 angewandt und in die Formen der gewünschten Verpackungsein- · heiten geformt werden.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackungseinheiten bevorzugte Verarbeitung besteht darin, daß durch Strangpressen ein hohles thermoplastisches Rohr hergestellt, das durch Wärme weichgemachte Rohr gestreckt und die innerhalb der Rohrwände befindlichen Zellen in Längsrichtung orientiert werden, das Rohr abgekühlt und abgebunden und dann geschnitten wird, um einzelne Verpackungseinheiten zu schlitzen und abzutrennen, die nach außen weisende keilförmige öffnungen aufweisen. Die auf diese Weise hergestellten geschlitzten und abgetrennten Verpackungseinheiten sind allgemein in den Figuren 8, 9, 11, 13, 16, 17 und 2"8 in einem Zustand vor der normalen Expansion dargestellt, die normalerweise in der freien Atmosphäre erfolgt. Die schematisch in Fig. 18 dargestellte Vorrichtung veranschaulicht eine Weiterverarbeitung zur radialen Expansion der Verpackungseinheiten, um expandierte Verpackungseinheiten herzustellen, die erhöhte Zerdrückbarkeit und besseres Stoßabsorptionsvermögen besitzen und den in den Figuren 1-5 dargestellten Einheiten entsprechen. Die Arbeitsgänge zur radialen Expansion der in den Rohrwänden in Längsrichtung orientierten Gaszellen wird im einzelnen in der bereits genannten U.S. Patentanmeldung Serial No.765 O83 beschrieben. Das Expansionsverfahren besteht allgemein aus

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den aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten der Erwärmung der abgetrennten Einheiten mit unter atmosphärischem Druck stehendem Dampf oder einem auf erhöhter Temperatur befindlichen anderen Gas, um die in Längsrichtung gestreckten Gaszellen in erster Linie in Radialrichtung zu strecken. Dann werden die expandierten Einheiten eine gewisse Zeit lang in diesem Zustand belassen, damit sich die inneren Gasdrücke mit dem Außendruck egalisieren können, wonach der Expansionsvorgang durch aufeinanderfolgende Heiz- und Haltestufen in der erforderlichen Weise wiederholt wird, um den gewünschten Grad der radialen Expansion der einzelnen Einheiten zu erhalten.

Wie schematisch in Fig. 18 "dargestellt, wird das von der Strangpresse 50 ausgepreßte Rohr 58 vermittels der endlosen Bänder 62 oder der Ziehvorrichtung 64 durch die Schneidvorrichtung 66 hindurchgezogen. Die an der Schneidvorrichtung 66 geschlitzten und abgetrennten einzelnen Verpackungseinheiten fallen auf ein erstes Förderband l40^f, auf dem sie einer kontinuierlichen Abkühlung und Alterung unterworfen werden, während der die innerhalb der Zellstruktur des Schaums, vorhandenen Gasdrücke und Temperaturen auf diejenigen der sie umgebenden freien Atmosphäre gebracht werden. Bei einem typischen Arbeitsvorgang werden die abgetrennten Einheiten angenähert 4 Stunden lang auf den Förderbändern l40' (oder in Behältern) gehalten, und anschließend dem Förderband 142' einer ersten Expansionseinheit 144 zugeführt, in welcher sie

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der Einwirkung von atmosphärischem Dampf von 99 °C über eine Zeitdauer in der Größenordnung von 60 Sekunden ausgesetzt werden. Das aus dieser ersten Expansionseinheit austretende Erzeugnis 148 wird dann kontinuierlich einem zweiten Förderband 150 zugeführt, und erneut einer Alterung oder einem Haltezustand unter atmosphärischen Bedingungen während einer Zeitdauer von angenähert 4 Stunden ausgesetzt (damit die Außenluft in die Zellen eindringen und den durch die Abkühlung hervorgerufenen Unterdruck aufheben kann). Dann werden 'die abgekühlten und egalisierten Einheiten durch das Förderband 152 einer Expansionseinheit 154 einer zweiten Stufe zugeführt, in welcher sie erneut weitere 60 Sekunden lang einem atmosphärischen Dampf von etwa 99 ⁰C ausgesetzt werden. Das zweifach expandierte Erzeugnis, das bei I56 austritt, hat die Form der in den Figuren 1-5 dargestellten Verpackungseinheiten. Wenn gewünscht, können die zweifach expandierten Erzeugnisse (nach der zur Egalisierung dienenden Abkühlung und Alterung auf dem Förderband.158) einer Expansionseinheit einer dritten Stufe zugeführt und anschließend erneut auf die Umgebungstemperatur abgekühlt werden. In jedem Fall läßt sich das expandierte Erzeugnis in geeigneter Weise für den Transport zu einem Abnehmer verpacken, indem es entweder in Polyäthylentüten oder auf andere Weise abgepackt wird, wie in Fig. 18 schematisch bei 160 dargestellt ist.

anhand
Die insbesondere anahd der in Fig. 1 dargestellten

Verpackungseinheit beschriebene Mehrfachexpansion der Ver-

Packungseinheiten ist in den Figuren 19-22 schematisch dargestellt. Fig. 19 zeigt geschlitzte abgetrennte Verpackungseinheiten nach ihrem Austritt aus der Schneidvorrichtung 66. In Fig. 20 ist ein normaler Expansionsgrad dargestellt, wie er ohne Wärmeausdehnung der Einheiten und beispielsweise auf dem zur Alterung dienenden Förderband lMO» in Fig. 18 auftreten kann. Fig. 21 zeigt beispielsweise das Erzeugnis nach Durchlaufen der Expansion der ersten Stufe und nach Abkühlung und Alterung auf dem Förderband 150. In entsprechender Weise zeigt Fig. 22 das Erzeugnis, wie es beispielsweise nach einer Expansion der zweiten Stufe und nach Abkühlungsund Alterungsschritten auf den Förderbändern I56 erhalten werden kann. Die in Fig. 22 dargestellten Verpackungseinheiten stellen daher den bei 158 in Fig. 18 zur Verpackung gelangenden Typ von Packungsmaterial dar. Wie bereits erwähnt, ist diese Ausführungsform des Packungsmaterial dadurch gekennzeichnet, daß sie im seitlichen Aufriß eine allgemein V-förmige Formgebung aufweist.

In den Figuren 23-25 sind in entsprechender Weise verschiedene Stufen bei der Expansion der beispielsweise der Fig. 11 entsprechenden Ausführung von Einheiten dargestellt. Fig. 23 zeigt geschlitzte, getrennte Einheiten entsprechend der Fig. 11, während Fig. 24 die gleichen Einheiten im Anschluß an eine normale Expansion zeigt, wie sie auf dem zur Abkühlung und Alterung dienenden Förderband 140' erhalten werden. In Fig. 25 ist in entsprechender Weise das Erzeugnis

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nach der Expansion einer ersten Stufe dargestellt, das auf den zur Abkühlung und Alterung dienenden Förderbändern 150 erhalten wird. Diese Ausführungsform der Verpackungseinheiten ist dadurch gekennzeichnet, daß sie im seitlichen Aufriß eine allgemein W-förmige Formgebung besitzt. Wie bereits ausgeführt, kann die Formgebung des zum Versand an den Abnehmer bestimmten Erzeugnisses (in der normal expandierten oder in der durch Wärmezufuhr voll expandierten Form) auch noch weiter abgewandelt werden. Wenn das Erzeugnis im wesentlichen nicht oder nur teilweise expandiert ist, kann es in dieser Form zum Versand gelangen, und an der Verwendungsstelle der beschriebenen Expansions verarbeitung unterworfen werden, um sofort zur Verpackung eingesetzt zu werden, wobei die weitere Expansion innerhalb der Versandkartons selbst erfolgenkann. Eine derartige Expansion, die sich bis zu 12 Stunden lang fortsetzen kann (und das Volumen des Packungsmaterials um 20 % oder mehr steigert), dient dazu, den verpackten Gegenstand unverrückbar innerhalb des Versandkartons einzubetten, wobei aufgrund des Ineinandergreifens der einzelnen Verpackungseinheiten jeder Neigung des verpackten Gegenstandes, während des anschließenden Versandes und des Transportes durch die Packungsmasse zu wandern, ein Widerstand entgegengesetzt und diese Wanderung verhindert wird.

In den Figuren 29 - 32 sind die Stufen bei der Mehrfachexpansion der Verpackungseinheiten dargestellt, die beispielsweise nach den in den Figuren 27 und 28 dargestellten

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Verfahren hergestellt sind. Diese Expansionen dienen zur Erzielung der gewünschten "Lilienform" des in den Figuren 26, 32 und 33 dargestellten Packungsmaterials. Fig. 29 zeigt eine einzelne geschlitzte abgetrennte Verpackungseinheit l8o, die durch dünne ringförmige Abschnitte 182 neben einem verhältnismäßig dickeren ringförmigen und mittigen Abschnitt 184 gekennzeichnet ist. Die Figuren 30 und 32 zeigen aufeinanderfolgende Stufen bei der Expansion der Einheiten l8O, um die gewünschte, nach außen gerichtete radiale Expansion des mittigen Abschnittes 184 und eine gleichzeitige, nach außen gerichtete radiale Expansion und Krümmung der dünneren ringförmigen Abschnitte 182 zu erhalten. Durch die Expansionsstufen wird ein allgemein gleicher radialer Abstand der äußersten Enden der Ringabschnitte 182, 184 und des beiden gemeinsamen Abschnittes 186 erhalten. Dieses Abstandsverhältnis der einzelnen Teile der Verpackungseinheit ist in den Figuren 32 und 33 durch die strichpunktierte Linie 200 dargestellt, welche eine die Verpackungseinheit umschreibende gedachte Kugel darstellt. Es dürfte ohne weiteres verständlich sein, daß die ideale physikalische Formgebung einer Verpakkungseinheit, welche einen geringsten Grad des Absetzens .zur Folge hat, eine Kugel ist, da eine Kugel bei Veränderung ihrer Ausrichtung in bezug auf die neben ihr befindlichen Kugeln keine Volumenverringerung der Masse der Kugeln zur Folge hat. Daher kommen die Verpackungseinheiten l80 der idealen Formgebung nahe und stellen ein Erzeugnis dar, das zerdrückbar und im wesentlichen hohl ist und außerdem nach außen weisende

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keilförmige Öffnungen 40 aufweist, die ein Ineinandergreifen mit anderen gleichartigen Einheiten in einer Packungsmasse ermöglichen. Daher dient eine Masse von Verpackungseinheiten l80 nicht nur dazu, den verpackten Gegenstand unverrückbar innerhalb des Versandkartons zu halten, sondern auch bereits während des VerpackungsVorganges eine im wesentlichen maximale Dichte der Packungsmasse herzustellen, wodurch das Problem des "Setzens" und der Entstehung eines freien Raumes am oberen Ende des Verpackungsbehälters vermieden wird. Diese erwünschte Eigenschaft wird mit den Verpackungseinheiten I80 vermittels der gekrümmten oder gewölbten ringförmigen Abschnitte. 182 erzielt, wobei der Abstand zwischen den äußeren Rändern der Abschnitte 182 im wesentlichen gleich ist dem in Radialrichtung expandierten Durchmesser der Einheiten I80.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ermöglicht die Erfindung die Herstellung sehr wirksamer Packungsmaterialien hohen Wirkungsgrades, die sich besonders für die Verpackung von Gegenständen und Bauteilen elektronischer und optischer Geräte wie z.B. Zeitgeber, Meßvorrichtungen, Ferngläser, Objektive, Elektronenröhren usw. wie auch zahlreicher anderer Gegenstände eignen. Das verbesserte Packungsmaterial ist besonders wirksam zur Verpackung hochempfindlicher Gegenstände, die bei einer Veränderung ihrer Lage ihre Ausrichtung oder Justierung verlieren könnten. Unter normalen Versandbedingungen können derartige Veränderungen aufgrund anhaltender Schwingungen des Gegenstandes

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gegen die Behälterwand auftreten, ohne daß sichtbare Transportschäden vorhanden sind. Durch die Eigenschaft des Ineinandergreif ens des erfindungsgemäßen Packungsmaterials wird die Wanderung eines verpackten Gegenstandes praktisch ganz ausgeschaltet, wobei das Material gleichzeitig einen ungewöhnlich hohen Grad von Stoßabsorptionsvermögen aufweist Das Packungsmaterial eignet sich besonders gut für Versandbedingungen, bei denen kontinuierliche Schwingungen oder Erschütterungen auftreten können oder mit einer sehr rauhen Handhabung zu rechnen ist.

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Claims

Patentansprüche :

1.) Frei fließfähiges ineinandergreifendes Packungsmaterial niedriger Schüttdichte, insbesondere geeignet zur größtmöglichen Absorption von Stoßen, unter Verhinderung des Wanderns verhältnismäßig schwerer verpackter Gegenstände durch das Packungsmaterial, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von einzelnen, aus einem geschäumten, im wesentlichen starren expandierten Kunststoffmaterial hergestellten Verpackungseinheiten (10, 16, 22, 28, 5^, 180) ausreichender Eigenfestigkeit, welche bei normalem Gebrauch ihre Formgebung behalten, jedoch unter der Einwirkung einer äußeren Kraft im wesentlichen zerdrückbar sind, wobei jede einzelne Verpackungseinheit aus wenigstens zwei im wesentlichen zylindrischen Abschnitten (12, 18, 2%, 30, 36, 182) besteht, die an einem Umfangsabschnitt (14, 20, 26, 32, 38, 186) dauerhaft miteinander verbunden sind.

2. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte die Form von im wesentlichen hohlen Ringen aufweisen.

3. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte an einem einzigen Umfangsabschnitt miteinander verbunden sind.

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H. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte an zwei in einem gegenseitigen Abstand befindlichen ümfangsabschnitten miteinander verbunden sind.

5. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte an einem einzigen Ümfangsabschnitt miteinander und mit einem gemeinsamen mittigen zylindrischen Abschnitt (184) verbunden sind.

6. Packungsmaterial nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein mittiger zylindrischer Abschnitt im wesentlichen die Form eines geraden Zylinders aufweist, mit dem die zylindrischen Abschnitte verbunden und von diesem nach außen weg gekrümmt sind, wobei die Abmessungen zwischen den äußeren Rändern der gekrümmten zylindrischen Abschnitte im wesentlichen gleich sind dem Durchmesser des mittigen zylindrischen Abschnitts.

7. . Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verpackungseinheiten aus einem langgestreckten, im wesentlichen zylindrischen geschäumten Kunststoffmaterial bestehen, das in einer solchen Weise teilweise geschnitten ist, daß die im wesentlichen zylindrischen Abschnitte entstehen.

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•8. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrischen Abschnitte an diametral gegenüberliegenden Stellen miteinander verbunden sind, und die Verpackungseinheiten im seitlichen Aufriß eine im wesentlichen sinusförmige Formgebung aufweisen,

9. Packungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrischen Abschnitte kontinuierlich miteinander zu einer im wesentlichen spiralförmigen Formgebung verbunden sind.

10. - Packungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Füllmittel in einem Versandbehälter, insbesondere einem Karton für empfinliche Güter zwischen diesen und den Behälterwänden verwendet ist, wobei die Verbindung der zylindrischen Abschnitte zwischen diesen keilförmige öffnungen (40) bildet, an denen die Verpackungseinheiten in einen Eingriff mit wenigstens einer anderen einzelnen Verpackungseinheit kommen können', und ein derartiger gegenseitiger Eingriff innerhalb des " gesamten Packungsmaterials vorhanden ist und dazu dient, die Wanderung.eines darin verpackten gegenstandes zu verhindern.

11. Packungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrischen Abschnitte die Form von Hohlringen aufweisen.

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12. Verfahren für die kontinuierliche Herstellung eines frei fließfähigen, ineinandergreifenden Packungsmaterials aus geschäumtem, expandiertem Kunststoff von im wesentlichen zylindrischen Querschnitt nach einem der Ansprüche 1- 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein expandierbares Kunststoffmaterial kontinuierlich erwärmt und zu einer halbstarren Strangpreßmasse ausgebildet, die durch Wärme erweichte Masse entlang einer Strangpreßachse durch Strangpressen zu einem durch Wärme erweichten Rohr (58) gepreßt , das Rohr auf einen Abbindezustand abgekühlt und kontinuierlich geschlitzt wird und einzelne Kunststoffeinheiten abgetrennt werden, die aus wenigstens zwei im wesentlichen zylindrischen und an einem Umfangsabschnitt im wesentlichen dauerhaft miteinander verbundenen Abschnitten bestehen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen und Schlitzen der einzelnen Kunststoffeinheiten gleichzeitig durchgeführt wird, indem Trenn- und Schiitzvorrichtungen (74, 70, 106, 10p, 134, 132, 194, 192) zusammen in einem Arbeitsgang durch das Rohr durchgeführt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen und Schlitzen der einzelnen Kunststoffeinheiten nacheinander durchgeführt wird, indem Trenp- und Schlitzvorrichtungen nacheinander durch das Rohr durchgeführt werden.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an jeden Trennvorgang wenigstens zwei
Schiitζvorgänge erfolgen und der zeitliche Abstand zwischen benachbarten Schlitzvorgängen größer ist als der zeitliche Abstand zwischen benachbarten Trenn- und Schiitζvorgängen.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Trenn- und Schiitζvorrichtungen vorgesehen
sind, welche auf ein und derselben Seite in «inen Eingriff mit dem Rohr gebracht werden.

17· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Trenn- und Schiitζvorrichtungen vorgesehen
sind, welche auf entgegengesetzten Seiten in einen Eingriff mit dem Rohr gebracht werden,

18. Verfahren nach Anspruch 12 _a dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtungen in einer solchen Weise in einen Eingriff mit dem Rohr gebracht werden, daß eine spiralförmige Formgebung entsteht, und dann die Trennvorrichtung das
spiralförmig geschlitzte Rohr unterteilt.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem durch Wärme erweichbaren Kunststoffmaterial bestehende Strangpreßmasse zusammen mit schaumbildenden und kernbildenden Mitteln kontinuierlich einer Strangpreßzone (50)

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zugeführt, die Strangpreßmasse kontinuierlich erhitzt und in der Form eines hohlen, durch Wärme erweichten Rohrs (58) durch Strangpressen verarbeitet wird, das durch Wärme erweichte Rohr in der freien Atmosphäre auf einen Abbindezustand abgekühlt, die abgebundenen Abschnitte des stranggepreßten Rohrs kontinuierlich in einen Reibungseingriff gebracht und von der Strangpreßzone weggezogen und in Längsrichtung gedehnt werden, wobei das frisch gepreßte Material in der hohlen Formgebung belassen wird und die Längsdehnung dazu dient, die während des Strangpressens in den Rohrwänden gebildeten Gaszellen in Längsrichtung auszudehnen, das ausgepreßte Rohr in der freien Atmosphäre kontinuierlich auf einen Abbindezustand abgekühlt und das abgebundene Rohr foontinuierlich geschlitzt wird, so daß jeweils wenigstens zwei benachbarte, im wesentlichen hohle Rohrabschnitte entstehen, die gewünschten Längen des geschlitzten Rohrs in der Form verhältnismäßig kurzer, hohler, geschlitzter Abschnitte kontinuierlich abgetrennt und schließlich die abgetrennten hohlen Abschnitte erhitzt und die in Längsrichtung orientierten Zellen expandiert werden, um die abgetrennten Abschnitte in Radialrichtung erheblich zu expandieren.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich Schlitz- und Trennvorgänge durchgeführt und zeitlich so aufeinander abgestimmt werden, daß ein verhältnismäßig dicker, ringförmiger und mittiger Abschnitt mit an beiden Seiten mit diesem verbundenen, verhältnismäßig

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dünnen ringförmigen Abschnitten entsteht', die in Längsrichtung orientierten Zellen durch Erwärmen expandiert und die verhältnismäßig dünneren ringförmigen Abschnitte gleichzeitig in Radialrichtung expandiert und gekrümmt werden, so daß der Abstand zwischen den gekrümmten Enden der ringförmigen Abschnitte im wesentlichen gleich ist dem in Radialrichtung expandierten Durchmesser des mittigen ringförmigen Abschnitts.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in Radialrichtung expandierten geschlitzten rohrförmigen Abschnitte abgekühlt und für eine ausreichende Zeitspanne in diesem Zustand belassen werden, damit sie sich auf Temperatur und Druck der Umgebung einstellen können, und anschließend die expandierten abgetrennten Abschnitte erneut erhitzt und expandeirt werden, um die Abmessungen der abgetrennten rohrförmigen Abschnitte noch weiter zu vergrößern.

22. Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung eines frei fließfähigen, ineinandergreifenden Packungsmaterials aus geschäumtem, expandiertem Kunststoff niedriger Schüttdichte, nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch eine Strangpreßvörrichtung (50) zum Strangpressen eines schäumbaren, expandierbaren Kunststoffmaterials in die Form eines langgestreckten Rohrs (58)> eine Reibungselemente aufweisende Ziehvorrichtung (6M) zum Dehnen¹des von der Strang-

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presse abgegebenen expandierten Kunststoffrohrs (58), eine an der Ziehvorrichtung angeordnete Schneidvorrichtung (66), die Schlitzvorrichtungen (68, 70), welche in einen Eingriff mit den Wänden des Kunststoffrohrs kommen und diese teilweise durchschlitzen können, um wenigstens zwei zylindrische Abschnitte zu bilden, die durch nicht geschlitzte Rohrwandabschnitte miteinander verbunden sind, und Trennvorrichtungen (72, 74) aufweist, welche zum Abtrennen verhältnismäßig kurzer rohrförmigen und die benachbarten zylindrischen Rohrabschnitte enthaltender Abschnitte dient.

23· Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung unmittelbar neben der Ziehvor-

richtung auf der der Strangpresse abgewandten Seite angeordnet ist. _v

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens ein die Schlitzvorrichtung (70) tragendes Drehglied (68) aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens ein die Trennvorrichtung (74) tragendes Drehglied (72) aufweist. ^:

26. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens ein die Schlitzvorrichtung und die Trennvorrichtung tragendes Drehglied aufweist

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27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Schlitzvorrichtungen verhältnismäßig größer als der Abstand zwischen benachbarten Schneid- und Schlitzvorrichtungen ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens zwei Drehglieder aufweist und jedes Drehglied eine Schlitzvorrichtung trägt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens zwei Drehglieder aufweist und jedes Drehglied eine Trennvorrichtung trägt.

30. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung wenigstens .zwei Drehglieder aufweist und jedes Drehglied eine Schlitz? und eine Trennvorrichtung trägt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtung kontinuierlich auf die Oberfläche einer Rohrwand einwirken und in dieser einen kontinuierlichen Spiralschnitt anbringen, und die Trennvorrichtung in einer vorbestimmten Folge kurze rohrförmige Abschnitte von einer allgemein spiralförmigen Formgebung abtrennen kann.

32. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtung wenigstens zwei Schlitzglieder

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aufweist, die auf entgegengesetzten Seiten in einen Eingriff mit dem Kunststoffrohr bringbar sind, und die Trennvorrichtung in einer vorbestimmten Folge kurze rohrförmige und auf entgegengesetzten Seiten keilförmige öffnungen aufweisende Abschnitte abtrennen kann.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31* dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtung gleichzeitig auf die Rohrwand einwirken und in dieser diametral gegenüberliegende Schnitte anbringen kann.

34. Vorrichtung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtung in einer Arbeitsfolge betreibbar und so ausgelegt ist, daß sie auf entgegengesetzten Seiten des Kunststoffrohrs in gegenseitigen Abständen keilförmige öffnungen ausbilden kann.

35· Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie auf derselben Seite des Kunststoffrohrs aufeinanderfolgende keilförmige öffnungen anbringen kann.

36. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Expansionseinheit (144) einer ersten Stufe, eine Vorrichtung (l40-·) zum Zuführen abgetrennter, hohler, geschlitzter, rohrförmiger Abschnitte zu der Expansionseinheit der ersten Stufe, eine Vorrichtung (142^!) zum Durchführen der

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•abgetrennten, geschlitzten rohrförmigen Abschnitte durch die Expansionseinheit der ersten Stufe, eine Vorrichtung zum Erwärmen und Expandieren der abgetrennten, geschlitzten rohrförmigen Abschnitte innerhalb der Expansionsvorrichtung, und durch eine Vorrichtung zum Auffangen der geschäumten, expandierten und mit keilförmigen öffnungen versehenen Abschnitte nach der Abgabe von der Expansionsvorrichtung.

37· Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Schneidvorrichtung in der Form eines einzigen Rotors, der wenigstens eine Trennvorrichtung und wenigstens zwei an seinem Umfang in Abständen angeordnete Schlitzvorrichtungen aufweist, wobei der Radialabstand zwischen den Schlitzvorrichtungen größer ist als der Radialabstand zwischen benachbarten Schnitt- und Schiitζvorrichtungen, so daß abgetrennte, geschlitzte rohrförmige Abschnitte mit wenigstens einem mittigen ringförmigen Abschnitt von größeren Längsabmessungen und mit äußeren anschließenden Ringabschnitten erhaltbar sind.

3.8. Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Expansionseinheit -(15M) und eine Vorrichtung O.5O) zum transport von der ersten Expansionseinheit abgegebener,geschäumter, expandierter Abschnitte zu der zusätzlichen Expansionseinheit, die eine Vorrichtung (152) zum Transport der einmalig expandierten Abschnitte durch die zweite Expansionseinheit, Vorrichtungen zum Erwärmen und

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Expandieren der einmal expandierten Abschnitte zum Zwecke des weiteren Expandierens derselben, und eine Vorrichtung (158) zur Abgabe der zweimal expandierten geschäumten Abschnitte in der Form von Verpackungseinheiten aufweist.

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