DE2217313C2

DE2217313C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen einer längsgewellten Wellbahn

Info

Publication number: DE2217313C2
Application number: DE2217313A
Authority: DE
Inventors: Roger Van Neerijse Asbroeck; Jean Francois Bruxelles Bequet; Paul Braine-L'alleud Dubois
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1971-05-10
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1982-12-16
Also published as: NL7205815A; ES401540A1; AU462475B2; DK152898C; FR2137514A1; CA974357A; FR2137514B1; FI52946C; IT951484B; NL175042B; NO133874C; ATA328072A; FI52946B; CH560593A5; ZA722443B; BR7202869D0; NL175042C; NO133874B; SE386105B; DE2217313A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen einer sinuslinienförmig oder annähernd polygonlinienförmig längsgewellten Wellbahn aus einer Folienbahn aus erwärmtem thermoplastischem Kunststoff gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige bekannte Vorrichtung ist hinsichtlich ihres Einsatzvermögens beschränkt auf das Herstellen von Wellbahnen mit polygonlinienförmigen Längswellen, was darauf beruht, daß diese bekannte Vorrichtung mit Formsträngen ausgestattet ist, die von Metalldrähten mit kleinem Durchmesser gebildet sind (BE-PS 43 923). Es ist somit nur möglich, lokal angeordnete Biegungen der Folienbahn auszuführen, nämlich immer dort, wo einer der Metalldrähte angeordnet ist, also um die Längsachse des Metalldrahts herum. Die bekannte Vorrichtung ist also nicht für die Herstellung von Wellbahnen mit beispielsweise sinuslinienförmigen Wellprofilen geeignet. Im übrigen handelt es sich infolge der Verwendung von Metall um Formstränge mit hoher thermischer Leitfähigkeit, was zu einer Wärmeeinsparung führt, die bei der bekannten Vorrichtung erwünscht war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die f>5 eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichnete Vorrichtung so auszubilden, daß mit ihr die kontinuierliche Herstellung von Wellbahnen mit sinuslinienförmiger oder annähernd polygonlinienförmiger Profilgestalt der Wellen möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Es ist also erfindungsgemäß eine Vorrichtung erreicht, mit der die bisher nicht bekannte Aufgabenstellung der Herstellung von Wellbahnen mit sinuslinienförmigem Wellenprofil lösbar ist Darüber hinaus ist gleichzeitig eine weitere und andere Vorrichtung zur Herstellung von Wellbahnen mit polygonlinienförmigem Profil erreicht Beides beruht zwangsläufig auf der Realisierung der erfindungsgemäß vorgesehenen Gestaltung der Formstränge und des erfindungsgemäß für die Formstränge vorgesehenen Werkstoffs besonders geringer Wärmeleitfähigkeit

Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen zu ersehen.

Als für die Formstränge verwendbares Material kommt über die in den Ansprüchen genannten Werkstoffe hinausgehend selbstverständlich auch noch Polyolefin in Frage.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Führungswagen für die Formstränge mit der gleichen Geschwindigkeit wie die herzustellende Wellbahn bewegbar. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Wellungstische vorgesehen, zwischen denen die Folienbahn hindurchgeführt wird, wobei die Folienbahn an ihren Rändern beispielsweise mittels Klemmen gehalten ist, die die Folienbahn durch die Vorrichtung hindurchführen. Die einander gegenüberstehenden Wellungstische sind so angeordnet, daß sie voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden können, wobei sie während des Betriebs der Vorrichtung einander angenähert sind. Jeder Wellungstisch umfaßt eine Reihe paralleler Führungsschienen in genauem Abstand in Funktion des auszubildenden Profils der Wellen. Über diese Führungsschienen gleiten endlose Ketten, die von Zahnrädern mitgenommen werden, die mit einer Geschwindigkeit im wesentlichen gleich derjenigen der durch die Vorrichtung hindurchgeführten Folienbahn angetrieben sind. Diese Ketten tragen dicht oder in geringem Abstand aufeinanderfolgende Führungswagen, in denen die durchgehenden Formstränge aufgenommen sind. Das Profil der Führungsschienen ist derart ausgeführt, daß bei Verschiebung der Führungswagen die Formstränge sich allmählich dachziegelartig, die einen zwischen die anderen, legon und dann eine geradlinige Bahn verfolgen. Die Formstränge sind endlos ausgebildet. Ihre Rücklaufbahn kann ggf. gleich derjenigen der Führungswagen oder davon verschieden sein. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, daß die Wände der Führungswagen derart profiliert sind, daß sie die Formstränge zum Einlaß der Vorrichtung hinführen.

Die Vorrichtung kann darüber hinaus Kühlelemente für die zu behandelnde Folienbahn aufweisen, die längs der durch die Führungsschienen bestimmten gradlinigen Bahn und fest auf den Wellungstischen zwischen den Führungsschienen angeordnet sind.

Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung wird die Folienbahn auf eine für ihre Wellung angemessene Temperatur gebracht und durch die Vorrichtung gezogen. Die Wellungstische werden dann allmählich einander angenähert bis zu dem Moment, wo sich die Führungswagen dachziegelartig, die einen zwischen die anderen, legen derart, daß sie fortschreitend der Folienbahn die gewünschte Wellform verleihen. Die Vorrichtung kann dann in dieser Weise weiterarbeiten.

Als Kunststoff für die zu wellende Folienbahn kommen insbesondere Polyvinylchlorid, Mischpolymere auf der Grundlage aus Vinylchlorid, Acrylharze und dergleichen in Frage.

Der Abstand, der die Achsen der Führungsschienen von jedem Wellungstisch und infolgedessen die Formstränge trennt, muß gleich sein der Weite der gewünschten Welle, d.h. dem Abstand, der zwei aufeinanderfolgende Wellengipfel, die auf der gleichen Seite der Wellbahn liegen, voneinander trennt ₎₀

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet für die Herstellung von Wellbahnen aus zuvor durch Recken biorientierten Folienbahnen. Solche Folienbahnen besitzen nämlich keine Neigung, während der Ausbildung der Wellung in der Vorrichtung zu _]5 zerreißen. Außerdem ist eine angemessene Abkühlung der bereits gewellten Folienbahn möglich, während sie in ihrer Form gehalten wird. So ausführbare, biorientierte Wellungen besitzen verbesserte mechanische Eigenschaften und erweisen sich als für das Bauwesen sehr interessant.

Die Wahl eines Werkstoffes mit niedriger Wärmeleitfähigkeit für die Formstränge ermöglicht eine Senkung der Herstellungskosten.

Diese Eigenschaft ist von Vorteil, um den Wärmeaustausch zwischen Folienbahn und Formsträngen während des Wellens zu begrenzen.

Es ist nun auch festgestellt worden, daß unter größter Begrenzung des Wärmeaustauschs zwischen den Folienbahnen und den Formsträngen Dank der geringen Wärmeleitfähigkeit folgender Vorteil erreicht wird: Es ist nicht unbedingt notwendig, die Formstränge, bevor sie mit der Folienbahn in Berührung kommen, vorzuwärmen; der Wärmeverlust der Folienbahn während des Wellens und am Profil der Formstränge bleibt gering, und die Formgebung vollzieht sich daher unter guten Bedingungen; die Kühlung der gewellten Folienbahn durch Aufblasen eines Kühlfluids auf die den Formsträngen gegenüberliegende Seite bleibt erleichtert.

Die Verwendung eines Werkstoffes niedriger Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine wesentliche Wärmeeinsparung, weil die Formstränge in diesem Fall keinen wesentlichen thermischen Zyklus während des Betriebs der Vorrichtung durchlaufen.

Für die mechanischen Beanspruchungen, denen die Formstränge unterworfen sind, ist es zweckmäßig, ihren Werkstoff so auszuwählen, daß sie eine Gesamtheit erwünschter mechanischer Eigenschaften aufweisen, um einen korrekten Betrieb der Vorrichtung während annehmbarer kontinuierlicher Betriebszeiten zu erreichen.

Während des Wellens der Folienbahn sind die Formstränge Kompressionseinwirkungen durch die Folienbahn unterworfen; diese hängen insbesondere vom Spannungszustand der Folienbahn ab. Sie können verhältnismäßig gering sein im Falle dünner Folienbahnen, die keine vorhergehende Biorientierung erfahren haben; sie kann aber auch bedeutender sein im Falle von Folienbahnen größerer Dicke oder solcher, die zuvor eo biorientiert worden sind. Infolgedessen ist es wichtig, daß die Kompression nicht eine zu große Deformation des Querschnitts der Formstränge mit sich bringt, was sich in einer Änderung des Profils der erhaltenen Wellung äußern würde. _b5

Es ist daher eine Auswahl des Werkstoffes für die Formstränge derart zu empfehlen, daß bei der Wellungstemperatur eine Härte über 35 Einheiten Shore A und vorzugsweise über 45 Einheiten Shore A aufweist

Weil außerdem die Formstränge endlos sind und eine geradlinige Form während ihres Durchgangs durch den Künlabschnitt der Vorrichtung annehmen müssen, sind die Formstränge zyklischen Bedingungen unterworfen. Diese zyklischen Bedingungen und im geringen Maß die Kompressionskräfte, denen die Formsäränge unterworfen sind, können im Laufe der Zeit zu einem Kriechen des Werkstoffes führen.

Die aufeinanderfolgenden Dehnungen, ausgeübt auf den Bogenrücken der Formstränge, hängen insbesondere von deren Dicke und ihrem Krümmungsradius ab. Es ist nicht erwünscht ihre Dicke übermäßig zu reduzieren oder ihnen einen zu großen Krümmungsradius zu geben; letzteres würde den Aufwand für die Vorrichtung vergrößern.

Hieraus folgt, daß für den Betrieb der Vorrichtung das Äußere der Formstränge verschiedenartige Dehnungen erleidet, die um 0,3 bis ]0% schwanken; dies sind Dehnungen, die Formstränge in zyklischer Weise erleiden müssen, ohne eine Ermüdung oder eine bleibende Deformation zu erfahren. Es ist daher zweckmäßig, den Werkstoff für die Formstränge so auszuwählen, daß sie bei der Wellungstemperatur eine Dehnung größer als 0,3% besitzen.

Die Formstränge sollten eine Widerstandsfähigkeit gegen Zerreißen bei den auftretenden Zugkräften aufweisen. Hierfür kommt insbesondere eine Verstärkung der Formstränge durch einen textlien Träger, angeordnete längs ihres Bogeninneren oder in ihrer Dicke versenkt, in Frage.

Schließlich sollte in Hinblick auf die an den Formsträngen auftretende Reibung ihr Werkstoff bei Wellungstemperatur eine ausreichende Widerstandsfestigkeit gegen Abrieb besitzen. Hierzu kann ein Material verwendet werden, welches eine Abnutzung durch Abrieb gemäß DIN 53 516 unterhalb 600 mm³ und vorzugsweise unterhalb 300 mm³ besitzt.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung zum Herstellen einer sinuslinienförmigen längsgewellten Wellbahn in größerer Darstellung und

F i g. 3 den Teilquerschnitt nach F i g. 2 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zum Herstellen einer polygonlinienförmig längsgewellten Wellbahn.

In Fig. 1 sind Wellungstische 1 und 2 in einer auseinandergezogenen Lage dargestellt, während sie im Betrieb einander derart angenähert s'nd, daß ihre Führungswagen 6 dachziegelartig zwischen ihnen angeordnet sind.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist die Vorrichtung von einem nicht dargestellten Gestell gebildet, auf dem die zwei übereinander angeordneten Wellungstische 1 und 2 montiert sind, die einander angenähert und voneinander entfernt werden können. Die Wellungstische 1 und 2 sind mit endlosen Ketten 3 in regelmäßigen Abständen und im Hinblick auf das zu erzeugende Wellenprofil genau angebracht ausgerüstet. Ditse Ketten 3 werden von angetriebenen Zahnrädern 4 mitgenommen und bewegen sich über Führungsschienen 5. Die Ketten 3 tragen die aufeinanderfolgende Seitenwände 8 aufweisenden Führungswagen 6 mit einer Profilierung zur Aufnahme endloser Formstränge 7.

Das Profil der Führungsschienen 5 ist derart gestaltet, daß sich bei ihrer Verschiebung die Führungswagen 6 allmählich dachziegelartig, die einen zwischen die anderen, legen und dann zusammen mit den Formsträngen 7 einer geradlinigen Bahn folgen. >

Die Seitenwände 8 der Führungswagen 6 sind derart profiliert, daß sich die Formstränge 7 in das Formungsgebiet legen. Die Rücklaufbahn der Formstränge 7 ist verschieden von derjenigen der Führungswagen 6, und in dieser Abstandslage sind die Formstränge 7 von am i< > Gestell der Vorrichtung angebrachten losen Führungsrollen 9 getragen.

Die Geschwindigkeit der Verschiebung der Ketten 3 ist im wesentlichen gleich der Ziehgeschwindigkeit einer Folienbahn 11. ι >

Die Vorrichtung weist außerdem Kühieieinente 10 für die Folienbahn 11 auf, welche Kühlelemente 10 längs der geradlinigen Bahn angeordnet sind, die durch die Führungsschienen 5 bestimmt ist, und welche Kühlelemente 10 auf den Wellungstischen 1 und 2 zwischen den -'» Führungsschienen 5 fest angeordnet sind.

Im folgenden werden die Vorrichtungen und ihr Betrieb anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1 ,.

Man benutzt die Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2, um eine Wellbahn herzustellen, die sechs sinuslinienförmige Wellen mit einer Höhe von 57 mm aufweist. Der obere Weliungstisch 1 ist mit sieben der Formstränge 7 und der untere Weliungstisch 2 mit sechs der Formstränge 7 so ausgerüstet, wobei diese Formstränge 7 ein entsprechendes Profil, eine Umlauflänge von 6,5 m, eine größte Dicke von 30 mm und eine größte Breite von 70 mm besitzen. Die Formstränge 7 werden getragen und mitgenommen von den aufeinanderfolgenden, auf den si Ketten 3 montierten Führungswagen 6, die von einem nicht dargestellten Motor angetrieben und durch die Führungsschienen 5 geführt werden, deren geradliniger Teil der Formung und Abkühlung 1,5 m mißt. Die Formstränge 7 sind hergestellt aus Siliconkautschuk mit ■* einer Härte von 48 Shore Α-Einheiten, einer Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb von 455 mm³ (gemäß DIN 53 516) und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,25 W/mK besitzt.

Eine Folienbahn 11 aus Polymethylmethacrylat von ■» 0.45 mm Dicke, an ihren Rändern gehalten und auf 180° C erwärmt, wird in die Vorrichtung eingegeben und in der Vorrichtung gekühlt Das Eigengewicht des Wellungstischs 1, der 3,51 wiegt, genügt, um die Folienbahn 11 zu verformen, ohne daß die Wellungsti- >' sehe 1 und 2 sich voneinander entfernen. Die gekühlte und die Vorrichtung verlassende, nicht dargesteiiie Wellbahn besitzt das gewünschte Profil und ihr Aussehen ist in keiner Weise zu beanstanden.

Beispiel 2

In eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1, in der die aus Polyurethankautschuk bestehenden Formstränge 7 folgende Eigenschaften aufweisen

Härte 65 Shohre A Einheiten, ^H

thermische Leitfähigkeil: 0,298 W/mK und Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb: 43 mm³ gemäß DIN 53 516,

bringt man eine Folienbahn 11 aus Polyvinylchlorid mit 0,4 mm Dicke, die gerade eine vorhergehende Behändlung zwecks Biorientierung durch eine Längsreckung um 50% und Querreckung von 20% bei 110° C erfahren hat, wobei die Folienbahn 11 an ihren nicht dargestellten Rändern gehalten wurde.

Eine Kraft von 18 t wird auf den Weliungstisch 1 aufgebracht, um ihn dem Weliungstisch 2 anzunähern. Die gekühlte, die Vorrichtung unterlassende, nicht dargestellte Wellbahn besitzt das gewünschte Profil. Während des Betriebs der Vorrichtung ist festzustellen, daß die Fonnstränge 7 um weniger als 0,1 mm zusammengedrückt werden.

Beispiel 3

Es wird die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 3 zur Herstellung einer Wellbahn verwendet, die 34 polygonlinienförmige Wellen über eine Breite von 1,09 m und eine Höhe von 10 mm aufweist.

Der Weliungstisch 1 ist mit 34 der Formstränge 7 und der Weliungstisch 2 mit 35 der Formstränge 7 ausgestattet, wobei diese ein adäquates Profil besitzen und eine Abwicklungslänge von 9 m bei einer Dicke von 8 mm und einer größten Breite von 11 mm. Diese Formstränge 7 werden getragen und mitgenommen von den aufeinanderfolgenden Führungswagen 6, angeordnet auf den Ketten 3, die von dem Motor mitgenommen und von den Führungsschienen 5 geführt werden, deren geradliniger Teil der Formung und Abkühlung 1,5 m mißt. Die Formstränge 7 bestehen aus 3 sich stets abwechselnden Esche-Furnierblättern und 3 Buchen-Furnierblättern.

Bei 15% Feuchtigkeit besitzen diese Furnierblätter folgende Eigenschaften:

Esche

thermische Leitfähigkeitkeit:0,155 W/mk
Dehnung beim Reißen: 0,87%

Buche

thermische Leitfähigkeit: 0,176 W/mK
Dehnung beim Reißen: 0,83%

In die Vorrichtung wird eine Folienbahn 11 aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke von 0,4 mm bei einer Temperatur von 105⁰C, in der Länge um 50% und quer gereckt, eingebracht, wobei die Folienbahn 11 an ihren nicht dargestellten Rändern festgehalten wird.

Eine Kraft von 301 ist notwendig, um die Wellungstische 1 und 2 während des Betriebs in ihrer Lage zu halten. Die erhaltene Wellbahn hat ein sehr schönes Aussehen.

Beispiel 4

Das Wellen einer Folienbahn 11 aus Polyvinylchlorid wird wie in Beispiel 3 ausgeführt unter Verwendung derselben Vorrichtung, abgesehen davon, daß die Formstränge 7 aus Polyacetai mit einer Härie von 72 Shore D-Einheiten, einer Wärmeleitfähigkeit von 0,231 W/mK und einer elastischen Dehnung von 2,4% bestehen.

Eine Kraft von 27 t ist notwendig, um die Wellungstische 1 und 2 einander anzunähern und die gewünschte polygonlinienförmige Welle auszubilden.

Beispiel 5

Unter Benutzung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 wird eine Wellbahn hergestellt, die 34 sinuslinienförmige Wellen auf einer Breite von 1,09 mm und einer Höhe von 11 mm besitzt.

Der Weliungstisch 1 ist mit 34 der Formstränge 7 und der Weliungstisch 2 mit 35 der Formstränge 7 ausgerüstet Die Formstränge 7 besitzen je eine Abwicklungslänge von 11 m und sind aus mehreren

runden Holzrohren von 11 mm Durchmesser, verbunden durch Leimung im schrägen Verband über eine Länge von 150 mm, gebildet. Die Formstränge 7 werden getragen und mitgenommen von den aufeinanderfolgenden Führungswagen 6, fest angeordnet auf den Ketten 3, geführt durch die Führungsschienen 5, deren geradliniger Teil der Formung und Abkühlung 1,5 m mißt.

Mehrere Holzarten wie Buche, Esche und Nußbaum werden ohne Unterschied und gleichzeitig gebraucht. Bei 15% Feuchtigkeit besitzt Nußbaum eine Wärmeleit-

fähigkeit von 0,147 W/mK und eine Reißdehnung von 1%.

In die Vorrichtung wird eine Folienbahn 11 aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke von 0,4 mm bei einer Temperatur von HO⁰C eingebracht, die längs um 50% und quer um 20% gereckt und an den nicht dargestellten Rändern gehalten wird.

Eine Kraft von 24 t ist notwendig, um die Wellungstische 1 und 2 einander anzunähern und die gewünschte sinuslinienförmige Wellung auszubilden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen einer sinuslinienförmig oder annähernd polygonlinienförmig längsgewellten Welibahn aus einer Folienbahn aus erwärmtem thermoplastischem Kunststoff, mit je einer auf den beiden Seiten der Folienbahn mit Abstand zueinander angeordneten Gruppe von endlosen, in Längsrichtung der Folienbahn umlaufenden Formsträngen, wobei die Form- ι ο stränge der einen Gruppe jeweils Abstand zu den benachbarten Formsträngen der anderen Gruppe aufweisen und der Wellenform entsprechend höhenversetzt angeordnet sind, und mit einer Vielzahl endlos umlaufender, im Wellenformbereich der Vorrichtung abstandslos aufeinanderfolgender Führungswagen zum Abstützen und zum Führen der Formstränge im Wellenformbereich, wobei die Führungswagen konische Ausnehmungen zum Aufnehmen je eines der Formstränge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Formstränge (7) mit seiner dem Wellengrund zugeordneten Oberfläche dem Wellengrund entsprechend angepaßt ist und daß der Werkstoff der Formstränge (7) eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 4,19 W/mK, vorzugsweise von weniger als 0,42 W/mK aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstränge (7) eine elastische Dehnung von über 0,3% aufweisen. jo

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstränge (7) aus Holz, natürlichem oder synthetischem Gummi, Polyamid, Polyaldehyd oder Polycarbonat bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstränge (7) textilverstärkt sind.