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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer schlauchartigen Hülle
aus Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
einer nahtlosen und durchbrochenen, schlauchartigen Hülle aus Kunststoff.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
von nahtlosen, schlauchförmigen Netzen aus Kunststoff vorgeschlagen worden, wobei
einige dieser Netze rechteckige Maschen mit parallel bzw. senkrecht zur Schlauchachse
verlaufenden Fäden und wieder andere sechseckige oder rautenförmige Maschen aufweisen.
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Für gewöhnlich werden diese letzteren für die Verpackung von losen
Gütern, wie z.B. Gemüsen und Obst, speziell von Kartoffeln, Zwiebeln, Orangen usw.,
verwendet. Da diese Art von Netzen keine Querfestigkeit aufweist, ergibt sich, daß
Kunststoff-Verpackungssäckchen mit rautenförmigen Maschen sich den Formen des Verpackungsinhalts
anpassen.
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Die vorerwähnten Netze mit rechteckigen Maschen eignen sich in erster
Linie zur Verwendung in all denjenigen Fällen, in denen man die durch die rechtwinklige
Überschneidung der die Maschen bildenden Fäden bedingte Querfestigkeit nutzen möchte.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur gerqtellung einer durchbrochenen Hülle mit äußerst einfachen Mitteln.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer nahtlosen und
durchbrochenen, schlauchartigen Hülle aus Kunststoff ist im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet, daß in einer schlauchförmigen Hülle Reihen von Schlitzen, Einschnitten
oder zugeordneten Risszonen ausgebildet werden und daß sodann die Hülle einer Reckbehandlung
unterzogen wird, um deren Aussparungen zur Ausbildung von Maschen gleichmäßig auseinanderzuziehen.
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Zweckmäßigerweise werden die Schlitz-, Einschnitt- oder Risszonenreihen
versetzt und miteinander verschachtelt angeordnet in der Weise, daß bei Ausdehnung
der Hülle die Öffnungen in zugeordneten und miteinander verschachtelten Reihen ausgebildet
und hergestellt werden.
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Befinden sich die Schlitze, Einschnitte oder Risszonen parallel zur
Achse der Hülle, so kann nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Reck- oder Dehnkraft in Querrichtung zur Hüllenlängsachse aufgebracht werden,
und zwar entweder in einer auf Mittenhöhe einer Schlitz-, Einschnitt-oder Risszonenreihe
oder aber in einer außerhalb dieser mittleren Höhe liegends Ebene.
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Im ersteren Falle erhält man rautenförmige Perforationen, während
sich im zweiten Falle rechtwinklige oder rechteckige Perforationen herstellen lassen,
und zwar besonders dann, wenn eine Zugkraft gleichzeitig in den beiden Ebenen aufgebracht
wird, welche die Enden der Schlitz-, Einschnitt- oder Risszonenreihen begrenzen.
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Nach einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die
Schlitze, Einschnitte oder Risszonen in Querrflehtungg und zwar senkrecht zur Längsachse
der Hülle, verlaufe, diesem Falle muß die Zugkraft in Längsrichtung der Hülle a
racht werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hersfellung einer
durchbrochenen, schlauchartigen HUlle durch Strangpressen
bzw. Extrudieren
von Kunststoff, das im wesentlichen gekennzeichnet ist durch Extrudieren einer Hülle
mit massiver Wandung in der möglichst im plastischen Zustand derselben aufeinanderfolgende
Reihen von Schlitzen, Einschnitten oder Risszonen in den Axialebenen periodisch
ausgebildet werden und durch Hindurchführen der mit Einschnitten versehenen Hülle
durch eine Reckvorrichtung.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein besonderes Verfahren zur Herstellung
einer durchbrochenen bzw. perforierten schlauchartigen Hülle durch Extrudieren einer
aus Kunststoff gebildeten Hülle.
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Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß man
die schlauchförmige Hülle nach ihrer Ausbildung durch die Spritzdüse über eine Stützfläche
führt, ohne hier eine Druckkraft zu beaufschlagen, so daß die im Kunststoff vorhandenen
Innenspannungen sich ausgleichen können; daß die Schlitze, Einschnitte oder Risszonen
durch einen Schneidvorgang im Bereich der Peripherie der Stützfläche ausgebildet
werden; und daß man sodann die der Schneidbehandlung unterzogene Hülle auf eine
Lehre gibt, deren Umfang mindestens gleich, jedoch nach Möglichkeit größer ist als
der der besagten Oberfläche.
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Da die Schlitze, Einschnitte oder Risszonen in einem Stadium ausgebildet
werden, in dem das die Hülle bildende Kunststoffmaterial noch nicht erstarrt ist,
wird die Hülle keinerlei Druckbeanspruchung ausgesetzt und weist demzufolge keinerlei
Innenspannungen auf, so daß sich die folgenden Vorteile ergeben: a) einerseits besitzt
die schlauchförmige, perforierte Hülle eine weitgehend konstante Wanddicke ohne
irgendwelche übers dicken der zwischen den Perforationen liegenden Abschnitte.
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b) andererseits erfahren die Schlitze, Einschnitte oder Risszonen
beim Passieren der Lehre eine sehr gleichmäßige Vergrößerung,
was
zu einer Vergrößerung der perforierten Hülle und zu einer Reckung der Querbänder
führt, denen so eine bessere mechanische Festigkeit verliehen wird, während die
vertikalen-BXnder mit dem gleichen Ergebnis durch die auf die Hülle zum Passieren
der Lehre ausgeübte Zugkraft gestreckt werden.
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Beim ersten der vorgenannten Verfahren empfiehlt sich erfindungsgemäß
der Einsatz einer Vorrichtung mit einer Düse zur Ausbildung einer Hülle mit einer
vollen oder massiven Wandung und einem Ring in koaxialer Anordnung relativ zur allgemeinen
Strangpress- oder Extrusionsrichtung, der durch einen axialen Reversierantrieb angetrieben
wird und einen Kranz möglichst radialer Messer bzw. mindestens zwei Ringreihen von
radialen und relativ zueinander winklig versetzten Messern trägt, die auf die Ebene
der durchlaufenden Hülle eingestellt werden können. Bei mehrreihiger Messeranordnung
greifen die radialen Messer einer jeden Ringreihe zwischen zwei benachbarte Messer
der anderen Messerreihe ein, wobei sich die benachbarten Enden der letzteren möglichst
in der Mittenhöhe ihrer radialen Länge befinden.
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Zur guten Ausbildung der Einschnitte, Schlitze oder Risszonen wirken
die Messerreihen mit einer konischen Fläche des Düsenkopfes zusammen, die hinter
dem Spritzspalt liegt.
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Vorzugsweise besteht der mit seinem einen Ende an einen Extruder angeschlossene
Düsenkopf aus zwei festen Elementen, die eine Kammer zum Durchtritt des Kunststoffmaterials
und einen Ringspalt bilden, wobei das eine dieser Elemente in Form einer konischen
Fläche über den Spalt hinausragt und hinter dieser konischen Fläche ein Ring angeordnet
ist, der Ringreihen ineinandergreifender Messer trägt und dicht auf dem anderen
Element des Düsenkopfes geführt ist sowie über Stäbe mit einer Platte in Verbindung
steht, die ihrerseits mit einem Mechanismus zur Beaufschlagung einer geradlinigen
und gegebenenfalls regelbaren hin- und hergehenden Bewegung gekoppelt ist.
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Auf Wunsch können auch Mittel zur Regulierung des Achsabstands zwischen
den beiden festen Elementen vorgesehen werden, um die axiale Höhe des Spaltes und
somit die Wandungsdicke der Hülle verändern zu können.
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Beim zweiten der vorgenannten Verfahren bedient man sich einer Vorrichtung
mit einer beispielsweise von einem Extruder aus mit Kunststoffmaterial gespeisten
Düse, die einen von zwei Flächen, beispielsweise drehenden Flächen, die zueinander
parallel sind, gebildeten Spalt umfaßt, wobei diese Vorrichtung im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die eine dieser Flächen über den Rand der anderen
Fläche hinaus erstreckt und daß eine möglichst gleichmäßig in der Ebene der Verlängerungsfläche
verteilt angeordnete Verzahnung durch einen in axialer Richtung wirkenden Reversierantrieb
zwischen einer ersten Stellung, in welcher sich ihre Enden oberhalb derjenigen Ebene
befinden, in der die Ausgangsöffnung des Spritzspaltes liegt, und einer zweiten
Stellung bewegbar ist, in welcher diese Enden in einer niedrigeren Ebene als diejenige
liegen, in welcher sich der Umfang dieser Verlängerungsfläche befindet.
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Dank der solcherart ausgebildeten Vorrichtung unterliegen die Zähne
keinem Verschleiß, weil sie am Rande der Verlängerungsfläche in die Hülle einschneiden,
ohne auf eine Stützfläche zu treffen.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Verzahnung
aus einem Kranz gebildet, der von Stiften getragen wird, die ihrerseits in Bohrungen
in der Düse geführt sind und in Eingriff mit bekannten mechanischen, pneumatischen
oder hydraulischen Mitteln stehen, die ded Kranz in seine axiale Hin- und Herbewegung
versetzen, wobei an der inneren Peripherie dieses Kranzes ein sich in Richtung der
Verlängerungsfläche erstreckender und mit dieser in Eingriff bringbarer konischer
Bund sitzt, in dem beispielsweise durch Radialfräsung gleichmäßig über die Länge
des Bundumfangs verteilte Zähne ausgebildet sind. Auf diese
Weise
sind die Zähne im kreisbogenförmigen Verlauf angeordnet und unterteilen die Hülle
auf der Verlängerungsfläche in einzelne Abschnitte quer zur Materialflußrichtung;
da auf dieser Fläche die Molekularketten einen radialen Verlauf nehmen, erfolgt
ihre Unterteilung einwandfrei kreisbogenförmig, was zu einer sehr gleichmäßigen
Ausbildung der Maschenöffnungen führt.
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Die den Spalt begrenzenden Flächen sind zueinander parallel und können
senkrecht zur Düsenachse verlaufen; jedoch können diese Flächen auch in Richtung
der Lehre gesehen nach oben oder unten verjüngend ausgebildet sein.
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Es ist zweckmäßig, diejenige der beiden Flächen, welche über die andere
Fläche vorspringt, an ihrem Rand mit einer Hinterdrehung zu versehen, um die dem
Durchtritt der Hülle in Richtung auf die Lehre entgegenwirkenden Reibungskräfte
zu reduzieren.
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Nach einer abgewandelten Ausführungsform kann der Zahnkranz zwischen
zwei Axialbewegungen auch in eine Drehbewegung um seine Achse versetzt werden, wobei
diese Drehbewegung kontinuierlich oder diskontinuierlich, genauer gesagt eine schrittweise
bzw. intermittierende Drehbewegung, sein kann.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung
zur Herstellung einer perforierten Hülle; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite
des Mess'#rtragringes; Fig. 5 eine schematische Ansicht der mittels d#r ~gderS c##$ung
nach Fig. 1 mit EinSt#hnitten' Schlitzen oder @@@ zonen versehenen h#:#1e;
Fig.
4 und 5 eine schematische Darstellung derjenigen Teile der perforierten Hülle, die
reservierte Zonen, beispielsweise für die Aufbringung einer Beschriftung, umfassen;
Fig, 6 und 7 gleiche Längsschnitte einer anderen Ausführungsform der Düse in zwei
verschiedenen Stellungen des Zahnkranzes; Fig. 8 und 9 zwei Verpackungsbeutel, wie
sie aus einer erfindungsgemäß hergestellten perforierten Hülle gefertigt werden
können; Fig. lo in perspektivischer Darstellung und im vergrößerten Maßstab einen
Teil des Zahnkranzes; Fig. 11 eine schematische Teilansicht der Vorrichtung gemäß
Fig. 7 mit einer Darstellung des mit einer Führungsnabe versehenen Zahnkranzes;
Fig. 12 einen schematischen Längsschnitt einer Düse, mittels derer sich eine perforierte
Hülle mit rautenförmigen Öffnungen herstellen läßt, indem Schlitze in einer schlauchförmigen
Hülle außerhalb des Spritzspaltes ausgebildet werden; Fig. 15 einen Schnitt durch
Fig. 12 gemäß der Schnittlinie XIII-XIII, der in schematischer Darstellung die Art
der Ausbildung von Schlitzen und Maschen aufzeigt; Fig. 14 und 15 ähnliche Längsschnitte
wie die Figuren 6 und 7, in denen jedoch die Düse wie in Fig. 12 mit Mitteln versehen
ist, durch welcheßder Zahnkranz in eine Drehbewegung versetzt werden kann;
Fig.
16 einen Schnitt durch Fig. 15 gemäß der Schnittlinie XIV-XlV; Fig. 17 und 18 zwei
Anlagen zur Herstellung von perforierten oder durchbrochenen Hüllen unter-Verwendung
der in den anderen Figuren dargestellten Düsen; Fig. 19 eine Abwandlung der in den
Figuren 6, 7, 14 und 15 gezeiXen Düse.
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Wie aus der Figur 1 ersichtlich, wird der Spritzkopf aus zwei festen
Elementen 1 und 2 gebildet, die einander so zugeordnet sind, daß zwischen ihnen
eine Durchlaufkammer 3 für das in Pfeilrichtung 4 von einem nicht dargestellten
Extruder kommende Kunststoffmaterial entsteht. Der untere Teil des Elements 1 ist
als Schrägfläche 5 parallel zu der im unteren Teil des Elements 2 ausgebildeten
konischen Fläche 6 vorgesehen, so daß ein Spritzspalt 7 entsteht, über den die schräge
oder konische Fläche 6 vorspringt.
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Auf einem genau bearbeiteten Abschnitt 8 der Außenwand des Elements
1 sitzt ein Ring 9, der mit in Längsrichtung verlaufen den und fest mit einer Querplatte
12 verbundenen Stiften lo und 11 in Verbindung steht, wobei diese Querplatte 12
ihrerseits über eine Welle 13 mit einem nicht dargestellten Mechanismus verbunden
ist, welcher der Querplatte 12 in Richtung des Pfeils 14 eine hin- und hergehende
Axialbewegung erteilt.
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Auf der Unterseite 15 des Rings 9 sind zwei Ringreihen von Messern
oder Klingen in der Anordnung wie in Figur 2 dargestellt vorgesehen, wobei die Messer
der äußeren Ringreihe mit 16 und diejenigen der inneren Ringreihe mit der Bezugszahl
17 bezeichnet sind.
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Alle diese Messer sind relativ zum Spritzkopf radial angeordnet,
wobei
die Messer 17 relativ zu den Messern 16 winklig so versetzt sind, daß jeweils ein
Messer 17 sich zwischen zwei benachbarten äußeren Messern 16 befindet.
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Um das Kunststoffmaterial in seinem pastenartigen Zustand zu halten,
sind auf dem Element 1 Heizmittel 19 und 32 vorgesehen.
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Wie die Figur 1 zeigt, sind die Schneidflächen der Messer 16 und 17
parallel zur konischen Fläche 6 ausgebildet.
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Läuft das in Richtung des Pfeils 4 zugeführte Kunststoffmaterial durch
die Kammer 3, so bildet sich am Austritt des Spritzspalts 7 ein vollwandiger Schlauch,
wenn man voraussetzt, daß sich der Ring 9 in seiner oberen Stellung befindet.
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Wird dem Ring 9 durch den vorerwähnten Mechanismus eine Bewegung in
Richtung des Doppelpfeiles 14 erteilt, so werden in der vollen oder massiven Wandung
des Schlauches kreisförmige Reihen von Schlitzen, Einschnitten oder Risszonen durch
die beiden Messerreihen 16 und 17 ausgebildet, wobei diese Schlitze, Einschnitte
oder Risszonen wie in der Figur 3 dargestellt angeordnet sind.
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Passiert nun die solcherart mit Einschnitten versehene schlauchförmige
Hülle das vom Element 2 getragene Streckkaliber 20, so wird sie in Querrichtung
entsprechend den Pfeilen 21 und 22 gestreckt bzw. gedehnt, wobei die Einschnitte
so auseinandergezogen werden, daß sich die im unteren Teil der Figur 1 dargestellten
Rauten ergeben.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß durch richtige Regulierung
des axialen Verlaufs des Ringes 9 und damit der beiden Messerreihen 16 und 17 die
Einschnitte, Schlitze oder Risszonen in der HUllenwandung ausgebildet werden können,
ohne daß die Messer 16 und 17 einen größeren Druck auf die konische Fläche 6 ausUben,
die damit praktisch keinem Verschleiß ausgesetzt ist.
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Es liegt auf der Hand, daß zwischen den beweglichen und den festen
Elementen der Vorrichtung gemäß Fig. 1, und zwar zwischen dem Abschnitt 8 und der
Innenfläche des Ringes 9, Vorrichtungen zur Verhinderung des Rücklaufs von Kunststoffmaterli
vorgesehen oder die Berührungsflächen mit einem zur Verhinderung eines derartigen
Rücklauf ausreichenden Druck beaufschlagt werden müssen.
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Das Streckkaliber 20 ist als einfache Scheibe dargestellt, doch versteht
sich von selbst, daß diese Scheibe durch ein Kaliber mit verstellbarem Durchmesser
ersetzt werden kann, um die Herstellung von Rauten in verschiedenartiger Form zu
ermöglichen, wobei diese Formen jedoch auch über die axiale Zugkraft beeinflußt
werden können, die der perforierten Hülle mittels einer Wickelvorrichtung erteilt
wird, die für gewöhnlich hinter dem unterhalb der Düse befindlichen Abschreckbad
zur Erstarrung der perforierten Hülle angeordnet ist.
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Nach einer Abwandlung kann das Kaliber oder die Lehre ganz einfach
als Verlängerung der konischen Fläche 6 des Düsenelements 2 ausgebildet sein.
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Beim Betrieb der Vorrichtung nach Figur 1 kann von Zeit zu Zeit auf
bestimmte Dauer die Hin- und Herbewegung des Ringes 9 unterbrochen und der Ring
9 in seiner oberen Stellung gehalten werden; in diesem Falle werden in der perforierten
Hülle reservierte volle oder massive Zonen 23 gemäß Figur 5 hergestellt, die zur
Aufbringung von Beschriftungen, z.B. von Werbungsinschriften, dienen können.
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Auch besteht die Möglichkeit, bestimmte Messer an diametral gegenüberliegenden
Stellen wegzulassen, um eine perforierte Hülle mit ein oder zwei vollen Längsstreifen
24 gemäß Figur 4 zu schaffen.
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Nach einer weiteren Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1 kann
der Ring 9 nur eine der beiden ringförmigen Messerreihen 16 oder 17 umfassen.
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In bestimmten Fällen kann es in Abhängigkeit vom Kunststoffmaterial
bzw. von dessen Beschaffenheit zweckmäßig und wünschenswert sein, die Schlitze,
Einschnitte oder Risszonen in einer Hüllenwandung mit bestimmten Verhaltenseigenschaften
auszubilden. Zu diesem Zweck können Kühlvorrichtungen in der Nähe des konischen
Abschnitts des unteren Elements angeordnet oder Maßnahmen dahingehend getroffen
werden, daß sich die Kühlbadoberfläche etwa in Spritzspalthöhe befindet.
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Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten, perforierten Hüllen können
zur Herstellung von Beuteln oder Säckchen mit vollen Xings- bzw. Querstreifen verwendet
werden, beispielsweise durch Schneiden und elektrisches Schweißen.
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Die Figuren 6 und 7 sind Längsschnitte einer anderen Ausführungsform
einer Düse in zwei verschiedenen Stellungen des Zahnkranzes, wobei gleiche Teile
in den beiden Figuren durch jeweils gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Die generell mit 25 bezeichnete Düse besteht as einem mittels Schrauben
29 zusammengefügten, aus drei Teilen 30, 31, 32 gebildeten Block.
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Das obere Teil 30 umfaßt eine Kammer 33, in welche das Aus auf rohr
eines nicht dargestellten Extruders einmündet und die sich in einer konischen Kammer
33' fortsetzt.
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Das mittlere Teil 51 trägt in seiner Mitte einen konischen Kern 34
und ist in seinem diesem Kern benachbarten Abschnitt mit Durchlassöffnungen 36,
57 versehen, die ihrerseits mit einer Durchlaufkammer 38 im unteren Teil 32 der
Düse 25 in Verbindung stehen, der von einem Heizmittel 39, bei dem es sich im allgemeinen
um eine elektrische Heizvorrichtung handelt, umgeben ist.
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Der untere Abschnitt des unteren Teils 32 umfaßt eine ringförmige
Kehle, deren Flächen 40 und 41 parallel zur Achse der Düse 25 verlaufen und somit
parallel zur Achse des zylindrischkonischen Kerns 54; seine Unterseite 42 ist eine
schrägverlaufende Fläche mit Erweiterung nach unten und nach außen.
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Der untere Teil des zylindrisch-k6nischen Kerns 34 umfaßt eine mit
Gewinde versehene Blindbohrung 45, in die eine Verspannvorrichtung 44 zur Befestigung
einer Scheibe 45 auf dem zylindrisch-konischen Kern 54 eingeschraubt ist, wobei
die geläppte Oberfläche 46 dieser Scheibe 45 parallel zur konischen Fläche 42 des
unteren Teile 32 verläuft und beide Flächen 46 und 42, den Spritzspalt 47 zum Extrudieren
des Kunststoffmaterials bilden.
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Die geläppte konische Fläche 46 springt über den Außenrand der geläppten
konischen Fläche 42 vor, wobei die Verlängerungsfläche mit 48 bezeichnet ist. Die
Verspannvonlchtung 44 trägt einen mittleren Gewindeschaft 49 zur Befestigung einer
Lehre 50.
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Die Düse 25 ist mit Bohrungen 51, 52 zur Führung der mittels Gewinde
55, 56 in einen Zahnkranz 57 eingeschraubten Stifte 5), 54 versehen. An ihren oberen
Enden sind die Stifte 53 und 54 in an sich bekannter Art und Weise mit einem Mechanismus
25' verbunden, der den Stiften 5), 54 und dementsprechend dem Zahnkranz 57 eine
in Achsrichtung hin- und hergehende Bewegung erteilt.
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An seiner Außenfläche wird der Zahnkranz 57 durch die zylindrische
Fläche 41 der ringförmigen Kehle geführt. Da der Durchmesser der Innenfläche 59
dieses Zahnkranzes 57 leicht größer als der Außendurchmesser der Scheibe 45 ist,
liegt der Zahnkranz 57 bei seiner Verschiebung nach unten zumindest mit einem Teil
der Zahnhöhe gegen diese Scheibe 45 an.
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Der Zahnkranz 57, von dem eine Teilansicht im vergrößerten Maßstab
in der Figur lo wiedergegeben ist, besitzt einen konischen
Bund
60, in dem durch Fräsen gleichmäßig verteilte Zähne 61, 62, 65 ausgebildet sind,
deren Schneiden eine Kreisbogenform aufweisen.
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Die Figur 6 zeigt den Zahnkranz 57 in seiner oberen Stellung.
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Das in die Düse 25 durch die Kammer 53 eintretende und die Durchlaufkammer
um den zylindrisch-konischen Kern 54 herum passierende plastifizierte Kunststoffmaterial
wird durch den Spritzspalt 47 in einer leicht konischen Bahn extrudiert. Der sich
auf der Verlängerungsfläche 48 mit Verlauf über den Spritzspalt 47 verschiebende
Teil der Bahn ist frei von jeglicher Druckbeanspruchung, so daß sich die Innenspannungen
ausgleichen. Dieser mit der Bezugsziffer 64 bezeichnete Bahnteil passiert sodann
die Lehre 5o, auf welcher er durch Kraft gereckt wird, die von einer an anderer
Stelle zu beschreibenden Wickelvorrichtung aufgebracht wird.
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Zur Herstellung des Netzschlauches gemäß der vorliegenden Erfindung
wird dem Zahnkranz mittels der Vorrichtung 25' eine axiale Hin- und Herbewegung
erteilt. Im Verlaufe dieser axialen Hin- und Herbewegung durchläuft der Zahnkranz
57 abwechselnd die in Figur 6 und die in Figur 7 eingenommene Position. In der letztgenannten
Position unterteilen die Zähne 61, 62, 63 des Zahnkranzes 57 die volle Wandung der
konischen Bahn 65 durch einen Einschneidevorgang, weil dich die Zähne 61, 62, 63
über die Umfangfläche der Scheibe 45 hinwegbewegen. In den Figuren 6 und 7 ist die
solcherart hergestellte Hülle schematisch dargestellt.
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Nachdem die Zähne des Zahnkranzes die Bahn 65 unterteilt haben und
auf diese Weise Schlitze, Einschnitte bzw. Risszonen in der Bahn ausgebildet worden
sind, wird die radiale Dehnung der Bahn 65 infolge des schrägen Bahnverlaufs progressiv
vergrößert, so daß auf der Lehre Öffnungen von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt
mit abgerundeten Ecken entstehen.
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Ein erster Vorteil dieser Vorrichtung und des damit realisierten Verfahrens
ergibt sich unmittelbar aus der Tatsache, daß die Schlitze, Einschnitte oder Risszonen
in der Bahn durch Schneidwirkung ausgebildet werden, ohne daß die Zähne einer Gegenhalterung
bedürfen, so daß es praktisch keinen Zähneverschleiß gibt. Ein zweiter Vorteil,
der sich auf die verbesserten mechanischen Eigenschaften der hergestellten perforierten
Hülle bezieht, ergibt sich aus den folgenden Überlegungen: Da die Unterteilung der
vollen bzw. massiven Schlauchbahn durch die Zähne des Zahnkranzes nach dem Verschwinden
der in der Bahn vorhanden gewesenen inneren Spannungen erfolgt und da die Bahn eine
erste Reckung über die Verlängerungsfläche 48 hinweg erfährt, wird diese Unterteilung
in einem Material vorgenommen, dessen mechanische Eigenschaften verbessert wurden;
in Verbindung mit der zusätzlichen Streckung, die von der Lehre sowie durch die
der perforierten Hülle durch die Wickelvorrichtung erteilte Zugkraft bewerkstelligt
wird, erhalten die die perforierte oder durchbrochene Hülle bildenden verschiedenen
Abschnitten in der Ebene der Perforationen eine bessere Quer-und Längsfestigkeit.
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Im Vorstehenden wurde eine Ausführungsform der Düse beschrieben, in
welcher die den Spritzspalt 47 bildenden Flächen 42 und 46 sich konisch nach unten
und nach außen erweitern, wobei die Verlängerungsfläche 48 die gleiche Konizität
wie die Fläche 46 aufweist. Es ist jedoch auch möglich, die Fläche 42 einerseits
und die Flächen 46 und 48 andererseits entgegengesetzt zur Darstellung in den Figuren
6 und 7 konisch auszubilden oder ganz einfach der Verlängerungsfläche 48 diese entgegengerichtete
Konizität zu verleihen. Außerdem kann der Zahnkranz 57 ebenfalls oder nur durch
die Fläche 40 geführt sein, in welchem Falle der Zahnkranz 57 durch Speichen 66
mit einer auf der zylindrischen Fläche 40 des unteren Teils 52 der Düse 25 (Figur
11) sitzenden Nabe 67 verbunden ist.
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Die Figuren 8 und 9 zeigen Beispiele von Verpackungsbeuteln, die aus
einer perforierten Hülle der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Art gefertigt
werden können. Der Verpackungsbeutel gemäß Figur 8 mit vollwandigen Streifen 68
und 69 wurde aus einer mittels der Düse nach Figur 6 und Figur 7 hergestellten perforierten
Hüfte gefertigt, wobei jedoch der Zahnkranz 57 an seinem verjüngen Bund Randabschnitte
ohne Zähne aufwies. Die Streifen 68 und 69 können zur Aufbringung von Werbungsinschriften
bzw. -beschriftungen verwendet werden. Der Beutel gemäß Figur 9 ist identisch mit
dem in Figur 4 gezeigten, enthält jedoch zusätzlich einen vollwandigen Querstreifen
70, der ganz einfach durch eine vorübergehende Unterbrechung der Zahnkranzbewegung
in der oberen Endstellung des Zahnkranzes ausgebildet wurde.
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Es soll darauf hingewiesen werden, daß im Rahmen der vorliegenden
Erfindung der Begriff Kunststoffmaterial zu versteheh ist als: - ein thermoplastischer
Kunststoff von extrusionsfähiger Beschaffenheit, der durch Kühlung aushärtet; aus
dem Bereich solcher Thermoplaste lassen sich verwenden: Polyamid oder Superpolyamid,
Polyester, Polyvinylchlorid und seine Mischpolymerisate, Polyäthylen sowie andere
Produkte von ähnlicher oder vergleichbarer Beschaffenheit; - die natürlichen oder
synthetischen Kautschukarten, die sich vulkanisieren lassen oder vulkanisierbare
Bestandteile aufweisen; - die hitzehärtbaren Stoffe bzw. Kunststoffe oder ihre Gemische
mit Thermoplasten, die sich extrudieren lassen; - Stoffe wie z.B. Viscose, die extrudierbar
sind und nach dem Extrudieren aushärten.
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Diese Aufzählung ist nicht- als einschränkend zu betrachten.
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Die Vorrichtung 25' kann eine mechanische, hydraulische, pneumatische,
elektromagnetische
oder elektronische Vorrichtung sein, die geeignet ist, dem Zahnkranz eine axiale
Hin- und Herbewegung von hoher Frequenz zu verleihen, die gegebenenfalls regulierbar
oder~einstellbar sein soll, um die Form bzw. den Verlauf der Perforationen verändern
zu können.
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Außerdem kann in einer Hülle mit einem oder mehreren vollwandigen
Streifen, wie sie beispielsweise zur Herstellung der in den Figuren 8 und 9 aufgezeigten
Beutel verwendet wird, die Dicke dieses Streifens bzw. dieser Streifen geringer
oder größer sein kann als die Dicke des perforierten HUllenabschnittes. Ist die
Dicke des vollwandigen oder massiven Streifens kleiner als die des perforierten
Teils der Hülle, so bildet der volle Streifen eine Kehle in der schlauchförmigen
Wand, die ein Mittel zur Zentrierung der schiedenen Windungen beim Aufwickeln des
Netzesauf eine Spule darstellt. Ist der volle Streifen von größerer Dicke als der
perforierte Teil, so läßt sich hierdurch eine bessere Schweissung erzielen, wodurch
das Material zur Herstellung von Beuteln in einer kontinuierlich arbeitenden Produktionsanlage
geeignet ist, die an anderer Stelle noch zu beschreiben sein wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform können die schneidenden Abschnitte
der Zähne auf einem Kreis angeordnet sein, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser
des Umfangs der Verlängerungsfläche ist, wodurch ein Anschlag für die Schneiden
der Zähne geschaffen wird.
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Aus einer mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen hergestellten
durchbrochenen Hiille läßt ich eine perforierte Folie herstellen, indem entlang
einer Mantellinie in einem der vollen Streifen des perforierten Schlauches die Hülle
in eine ebene Folie zerlegt wird, die sodann zwei volle Randstreifen aufweist, die
durch einen durch die perforierten Teile hindurch verlaufenden mittleren vollen
Streifen voneinander getrennt sind.
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Diese Folie läßt sich aber auch auf direktem Wege herstellen, indem
ein Messer hinter der Lehre angeordnet wird; sie könnte zur kontinuierlichen Verpackung
der verschiedensten Produkte dienen, wobei der ebene perforierte Film bzw. die ebene
perforierte Folie auf dem eingepackten Produkt wieder verschlossen wird, indem man
die beiden vollen Randstreifen beispielsweise durch Schweissen, Heften oder auf
irgendeine sonstwie geeignete Art und Weise miteinander verbindet.
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Die in der Figur 12 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen generell
mit der Bezugsziffer 68' bezeichneten Spritzkopf, der von einem nicht aufgezeigten
Extruder her mit Kunststoffmaterial gespeist wird. Die Kunststoffmasse tritt aus
dem Spritzspalt 69'ein Form einer vollwandigen Schlauchbahn aus, die durch den unteren
Teil 72 des anderen Düsenelements frei über den unteren Teil 70' des Kerns 71 hinweg
geführt wird, wodurch die gegebenenfalls in dem durch den Spritzspalt 69' austretenden
Kunststoffmaterial anstehenden inneren Spannungen zum Verschwinden gebracht werden
können.
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Die solcherart gebildete schlauchartige Hülle läuft über einen umlaufenden
Grat 73 auf der in bekannter Art und Weise am Kern 71 befestigten Lehre 74.
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Konzentrisch um den Spritzkopf 68' herum ist ein Messerträgerkranz
oder Zahnkranz 75 angeordnet, dessen Messer oder dünne Zähne 76 in kreisförmiger
Anordnung sich gegenüber dem Grat 73 befinden. Der Zahnkranz 75 trägt ein Zahnrad
77, das mit einem auf einer Welle 79 aufgekeilten Ritzel 78 in Eingriff steht, so
daß es in Richtung des Doppelpfeils 81 in eine diskontinuierliche oder kontinuierliche
Drehbewegung versetzt.wird.
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Dank dieser Ausführung kann dem Zahnkranz 75 relativ zur Lehre 74
sowie zum Grat 73 eine axiale Hin- und Herbewegung sowie eine Drehbewegung um seine
Achse verliehen werden, die kontinuierlich, wechselnd oder schrittweis sein kann,
um die gewünschten
Hohlräume in der Kunststoffbahn 77' auszubilden.
Man kann jedoch diese Bewegungen auch zerlegen in dem Sinne, daß der Zahnkranz 75
lediglich in Drehung um seine Achse versetzt wird, wobei diese Drehbewegung kontinuierlich,
wechselnd oder schrittweis sein kann, während die Lehre 74 und sein Kranz in eine
axiale Hin- und Herbewegang von relativ geringer Schwingungsweite versetzt werden,
um den ungehinderten Durchgang der Hülle 77' nicht negativ zu beeinflussen. Desweiteren
besteht die Möglichkeit, den umlaufenden Grat 75 so von der unbeweglichen Lehre
abzusetzen, daß diesem Grat eine axiale Hin- und Herbewegung erteilt werden kann.
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Mittels dieser Vorrichtung werden in der aus dem Spritzspalt 69' austretenden#Hülle
in einem Abschnitt derselben, welcher hinter diesem Spalt liegt, kreis- bzw. ringförmige
Reihen von Schlitzen 77 " ausgebildet, wobei diese Reihen relativ zueinander in
Abhängigkeit vom Drehwinkel des Zahnkranzes 75 versetzt sind und wobei sich diese
Schlitze wie in der Figur 15 dargestellt zu rautenförmigen Öffnungen vergrößern.
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Diese Vorrichtung ermöglicht die Herstellung einer perforierten Hülle
mit sehr feinen und sehr nahe beieinanderliegenden Öffnungen, indem die konzentrischen
Messer sehr schnelle Einschnitte vollführen und indem der Zahnkranz eine sehr langsame
Drehbewegung macht, wodurch die Schnitte in der schlauchförmigen Hülle sehr eng
zusammenliegen, während jedes andere Verfahren durch seine mechanische Ausführung
beschränkt ist.
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Anstelle der Messer lassen sich auch Nadelspitzen (ähnlich den von
Nähnadeln) verwenden, in welchem Falle man eine Art Filtermedium mit sehr feinen
Öffnungen bzw. Perforationen erhält.
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Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung wird der
Schneidvorgang entweder mit oder ohne Unterbrechung der Messerdrehung durchgeführt.
Man bevorzugt eine kontinuierliche
Drehung während des Schneidens,
weil diese kontinuierliche Drehung des Messerträgers eine einfache Bewegung darstellt.
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Dennoch lassen sich gute Ergebnisse erzielen, wenn man zwischen jeder
senkrechten Bewegung des Messerträgers eine schrittweise Winkeldrehung oder eine
Schwingbewegung, deren Schwingungsweite gleich dem Winkelabstand zwischen den Messern
ist, vorsieht.
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Auf Wunsch kann dem konischen Kaliber bzw. der konischen Lehre oder
einem Teil desselben bzw. derselben eine geradlinige Hin-und Herbewegung längs der
Achse erteilt werden, während sich der Messerträger um diese Achse dreht, wobei
es sich um eine kontinuierliche Bewegung, eine Bewegung Schritt für Schritt oder
aber eine Schwingbewegung handeln kann, deren Sollwinkel beispielsweise der Messerteilung
entspricht; diese Ausführung bietet den Vorteil, daß die Bewegungen des Messerträgerkranzes
von oben nach unten und umgekehrt über ein Steuerventil sichergewellt werden, das
seinerseits #rt>n einem elektrischen Generator angetrieben wird, der bis zu 2ooo,
3000 oder sogar noch mehr Hubsignale pro Minute abzugeben vermag.
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Die Figuren 14 und 15 stellen die Düse gemäß den Figuren 6 und 7 mit
Vorrichtungen dar, mittels welcher dem Zahnkranz außer den bezüglich dieser beiden
Figuren 6 und 7 beschriebenen axialen Hin- und Herbewegung noch eine Drehbewegung
ähnlich der für die Vorrichtung nach Figur 12 erläuterten erteilt werden kann.
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Zu diesem Zweck wurde in der Düse gemäß den Figuren 14 und 15, in
denen gleiche Bauteile wie in den Figuren 6 und 7 mit den gleichen Bezugsziffern
versehen sind, eine Scheibe 103 mit Öffnungen lol und 102, durch welche die mit
der Vorrichtung 25' in Uçbindung stehenden Stifte 55 und 54 frei hindurchgeführt
sind, vorgesehen. Die Scheibe 103 trägt einen Zahnkranz 104, der mit einem Ritzel
105 in Eingriff steht, das auf einer in einem Festlager 106 frei drehbaren Welle
105t sitzt und in eine Drehbewegung versetzt werden kann, die kontinuierlich, Sehritt
für
Schritt oder schwingend entsprechend dem Doppelpfeil 106' abläuft.
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Die Vorrichtung gemäß den Figuren 14 bis 16 funktioniert auf verschiedene
Art und Weise.
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Nehmen wir einmal an, daß das Ritzel 105 nicht in Drehung versetzt
ist. In diesem Falle arbeitet die Vorrichtung gemäß diesen Figuren, da dem Zahnkranz
lediglich eine axiale Hin-und Herbewegung erteilt wird, genau wie die bezüglich
der Figuren 6 und 7 beschriebene Vorrichtung und ergibt diejenige Art von perforierter
Hülle, wie sie mittels der Vorrichtung nach diesen Figuren hergestellt wird.
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Weiter sei angenommen, daß zwischen zwei axialen Bewegungen des Zahnkranzes
das Ritzel 105 eine Drehung dieses Zahnkranzes unter einem Winkel bewirkt, welcher
dem Abstand a zwischen zwei Maschen der gleichen Reihe entspricht, wobei diese Drehung
schrittweis oder schwingend sein kann. In diesem Falle entspricht die erzielte perforierte
Hülle der in den Figuren 6, 7, 14 und 15 dargestellten Art und Ausführung.
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Versetzt man dagegen den Zahnkranz 59 (Figur 14) auf die gleiche Art
in Drehung wie den Zahnkranz 75 gemäß Figur 12, so erhält man eine perforierte Hülle
mit rautenförmigen Öffnungen wie zum Teil in der Figur 15 dargestellt.
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Die eine wie die andere der vorstehend beschriebenen und dargestellten
verschiedenen Düsenausführungen läßt sich in die eine wie die andere der mit Bezug
auf die Figuren 17 und 18 zu beschreibenden Anlagen einsetzen.
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In der Figur 17 bezeichnet die Bezugsziffer 108 die Schnecke eines
Extruders, die durch einen Motor lo9 angetrieben wird und in an sich bekannter Weise
zur Plastifizierung des dem Extruder über den Trichter llo zugeführten Kunststoffmaterials
dient.
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Das Kunststoffmaterial wird durch die Schnecke durch eine Leitung
111 in eine mit der allgemeinen Bezugszirrer 25 bezeichnete
Düse
gedrückt, aus welcher die Netzhülle 112 austritt, die nach dem Passieren einer Lehre
113 in einen Trog 114 mit Kühlwasser fällt bzw. eintaucht. Oberhalb der Düse 25
ist bei 25' in schematischer Darstellung eine bekannte Vorrichtung gezeigt, die
geeignet ist, den Zahnkranz in eine axiale Hin- und Herbewegung zu versetzen. Im
unteren Teil des Trogs 114 sind zwei Walzen 115J 116 drehbar angeordnet, die gegensinnig
arbeiten und dazu dienen, die perforierte Hülle 117 abzuplatten, die sodann in Form
eines Bandes 118 über die als Umlenkung dienende Walze 116 zurückgeführt wird. Das
aus nahtloser perforierter Hülle gebildete Band 118 tritt aus dem Trog aus und durch
zwei gegensinnig drehende Umlenkwalzen 119, 120 die es einem System zur Beseitigung
des mitgeschleppten Wassers zuführen.
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Dieses System besteht aus einem offenen Kasten 121, unter dem das
Band 118 über eine Walze 122 läuft, die es gegen die Kanten 125 und 124 des Kastens
121 drückt. Desweiteren umfaßt das System hinter dem Kasten 121 zwei Kästen 125
und 126, durch welche das Band 118 frei hindurchläuft und in denen jeweils Bürsten
127 drehbar auf Achsen 128 angeordnet sind. Nach dem Austritt aus dem Abquetschkasten
126 durchläuft das Band 118 zwei Walzen 129, 130 und passiert sodann einen Umlenkzylinder
131, hinter dem es von einer auf einer Achse 132 sitzenden Wickelvorrichtung 133
zu einer Rolle 134 aufgewickelt wird.
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Sollen Beutel der mit Bezug auf die Figur 4 oder 8 beschriebenen Art
und Ausführung automatisch hergestellt werden, so ist zu empfehlen, die nach Figur
17 hinter den Walzen 129 und lDo angeordnete Vorrichtung durch die Vorrichtung gemäß
Figur 18 zu ersetzen.
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Diese letztgenannte Vorrichtung besitzt eine Station zur elektrischen
Behandlung der Hüllenoberfläche, die generell mit der Bezugsziffer 135 bezeichnet
ist; diese umfaßt: eine erste Druckstation 156 zum Bedrucken eines der Massivstreifen
des
Bandes; eine zweite Druckstation 157, bestimmt zum Aurdrucken einer Beschriftung
auf den zweiten massiven Streifen des Bandes; schließlich eine elektronische Schweißstation
138 zum Verschweißen und Herausschneiden von Bandabschnitten zwecks Herstellung
von Beuteln.
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Die Behandlungs- bzw. Verarbeitungsstation 135 besitzt außerdem einen
Mittelrrequenz-Hochspannungsgeneratmr 139, der an zwei Elektroden 140 und 141 angeschlossen
ist, wobei diese Elektroden vor Umlenkwalzen 142 und 143 liegen, über welche das
Band läuft, wie dies in Figur 18 dargestellt ist, und wobei diese beiden Umlenkwalzen
142 und 145 an Erde gelegt sind.
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Die elektrische Verarbeitung bzw. Behandlung, welche das perforierte
Hüllenmaterial zumindest im Bereich seiner vollwandigen Streifen erfährt, wirkt
sich dahingehend aus, daß diesen eine bestimmte Festigkeit, die ein Bedrucken zuläßt,
verliehen wird.
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Dies geschieht im Bereich der Stationen 136 und 157.
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Innerhalb der ersten Druckstation 156 befindet sich ein mit Farbe
gefüllter Behälter 144, in den eine mit einer Druckwalze 146 im Kontakt stehende
Farbauftragwalze 145 eintaucht; das Band 118 passiert die Druckwalze 146 und wird
sodann über Walzen 147, 148, 149 zur rw en Farbauftragsstation (Druckstation) 137
umgelenkt.
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Diese zweite Druckstation 137 umfaßt einen mit Farbe gefüllten Behälter
150, in den eine mit einer Druckwalze 152 im Kontakt stehende Farbauftragswalze
151 eintaucht; das Band 118 tritt aus dieser Station aus und wird durch die Umlenkwalze
153 in die Schweißstation 138 eingeführt.
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Innerhalb dieser Schweißstation 158 läuft das Band 118 zunächst über
eine feste Umlenkwalze 154, sodann über eine elastisch aufgehängte Umlenkwalze 156
und schließlich über eine Walze 157, von wo aus es zwei in Pfeilrichtung laufende
Bänder passiert, die
dazu dienen, das Band 118 zwischen Elektroden
158 und 159 zu bringen, welchen die Aufgabe zukommt, Teile des Bandes 118 in der
zur Herstellung von Beuteln geeigneten Art und Weise zu verschweißen und zu unterteilen.
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Die Figur 19 ist ein Längsschnitt zur Darstellung einer Abwandlung
der Vorrichtung gemäß den Figuren 6, 7, 14 und 15, wobei gleiche Bezugsziffern die
jeweils gleichen Teile in allen diesen Figuren bezeichnen.
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Die Ausführungsform gemäß Figur 19 ist insofern von der der anderen
Figuren verschieden, als in der ringförmigen Kehle eine Nabe 167 angeordnet ist,
die auf der zylindrischen Fläche 40 gelagert und mit einem Flansch 168 mit Öffnungen
169-169' für die freie Durchführung der Stifte 55 und 54 ausgestattet ist.
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Der untere Teil der Nabe 167 umfaßt eine abgeschrägte Fläche 170 mit
Verjüngung in Richtung auf den Zahnkranz 57, dessen Zähne 61 wie in den Ausführungsformen
gemäß den Figuren 6, 7, 14 und 15 eine Höhe aufweisen, die größer ist als die Dicke
der Hüllenwandung 61. Außerdem ist in der Oberfläche der Scheibe 45 über den Umfang
der Fläche 42 vorspringend eine Hinterschneidung 171 vorgesehen, welche die Reibung
der Kunststoffhülle nach ihrem Austritt aus dem Spritzspalt 17 vermindert.
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Die Nabe 167 wird in nicht aufgezeigter Art und Weise gehalten, beispielsweise
durch Schrauben zur Befestigung des Flansches 168 am Düsenelement 52, wodurch eine
ständige Reinigung der Zähne gewährleistet ist.