WO1982004417A1 - Method for manufacturing webs or plates of thermoplastic material comprising,on one side or on both sides,a multitude of protuberant profiles - Google Patents

Method for manufacturing webs or plates of thermoplastic material comprising,on one side or on both sides,a multitude of protuberant profiles Download PDF

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WO1982004417A1
WO1982004417A1 PCT/EP1981/000037 EP8100037W WO8204417A1 WO 1982004417 A1 WO1982004417 A1 WO 1982004417A1 EP 8100037 W EP8100037 W EP 8100037W WO 8204417 A1 WO8204417 A1 WO 8204417A1
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Keith Donald George
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/18Thermoforming apparatus
    • B29C51/20Thermoforming apparatus having movable moulds or mould parts
    • B29C51/24Thermoforming apparatus having movable moulds or mould parts mounted on movable endless supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/10Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form into a peculiar profiling shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/02Re-forming glass sheets
    • C03B23/023Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/03Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
    • C03B23/033Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds in a continuous way, e.g. roll forming, or press-roll bending

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of webs or sheets of material with thermoplastic properties, a plurality of hollow profile bodies, tapering to the tip if necessary, which are connected to one another at the base by the material web level, being formed from the material level.
  • This formation takes place in the thermally plasticized state of the material with the help of pin-shaped tools, these having a temperature which is below the temperature of the plasticized material.
  • the pin-shaped tools deform or profile the plasticized material due to a pulling effect that lasts until the previously soft material has hardened due to cooling or falling below the thermal plasticization range.
  • the invention further relates to a new device for forming a plurality of hollow, possibly tapering to the tip, at the base interconnected profile body made of a sheet or plate of material with thermoplastic properties in continuous or discontinuous operation, the profile body on one or both sides can be formed from the material level, however i The area of the material level that forms the base should remain connected flatly.
  • This device according to the invention is particularly suitable for carrying out the above-mentioned method.
  • An important product which is constantly developing in terms of its importance, particularly in the field of plastics processing, are so-called dimpled sheets, which have projections or profiles (so-called dimples) formed on one side primarily from a material level, which have different spacings can be formed to each other.
  • profiles can have any geometric shape, in particular pyramid-shaped, truncated cone-shaped or also cylindrically tapering.
  • Such prof liert webs, or plates (dimpled sheets), which are mostly covered in the plane of the profile tips by a flat material web and thus additionally reinforced, are already in a wide variety
  • Stiffening tasks but also extremely disadvantageously noticeable when used as support underlay for fragile goods, so that additional support and stiffening elements are required in order to perform the task to some extent.
  • the known method therefore deliberately requires the restriction to a very specific ratio of the profile length (nub height) to the profile diameter at the base (material level). It also requires the use of only very specifically trained tools for the actual pulling effect that creates the profile. The tools should be available as pointed needles.
  • the required ratio of profile length to profile diameter at the base in conjunction with a likewise required and thus restricting minimal surface of the material connecting the profiles to the base limits the area of use of such profiled materials to a considerable extent and, for example, as a carrier material hardly suitable for larger individual parts of fragile goods due to the extremely dense sequence of knobs (profile sequence).
  • the profiled webs that are produced often occur with changes in the distance between individual rows of profiles, these distance transitions having beads, or at least visible seams.
  • the invention relates to a
  • the horizontal movement speed of the tools in the region of the deformation section corresponds to the speed of the rectified material web.
  • variable input angle formed from the material plane as a first leg and the degree of lowering of the tools until the first contact with the web surface is reached as a second leg, the apex of which coincides with the apex of the first contact is
  • the tools are subsequently discharged horizontally and vertically at an exit angle which is considerably greater than the entry angle and returned to the exit of the deformation.
  • the new method was developed primarily for continuous operation for the formation of profiles formed on both sides from the material level, it can also be used for the one-sided formation of profiles.
  • the material web is guided on one side over a supporting, multi-mesh grid or net or perforated sheet with at least the number of meshes corresponding to the number of profile-forming pin-shaped tools or carried by it, the mesh assuming the movement process of the material web.
  • the profiling tools act on the material to be shaped from top to bottom or from bottom to top.
  • the size of the deformation section and the penetration speed in relation to the web speed can be varied by the entrance angle (a).
  • the size of the deformation path is a function of the material web thickness and the thickness of the profiled end product obtained or aimed for, the material viscosity at the moment the profile is formed, the tool mass (temperature and weight of the tool, if applicable) and the shape (habit) of the individual profiles.
  • the entry angle (a) should not exceed or fall below a value of 5-45 °, in particular 20-30 °.
  • the profiles are preferably formed in continuous rows transversely to the material web, these being oriented alternately upwards and downwards in the case of double-sided profile formation, which corresponds to the preferred shape. They can also be offset from one another, have different lengths, or long and less long profiles can be formed alternately individually or in groups. Finally, deviations - even if only to a small extent - from the vertical alignment of the profiles to the material plane are also possible.
  • profile-forming tools can be used in the method according to the invention, and there are no restrictive requirements such as in DE-OS 22 58 513, pin-shaped tools of cylindrical configuration with a flat, flat end surface have been found, however outside cross-section proved to be particularly suitable. These tool pins can have a concave shape on the end surfaces, that is to say on the surfaces by which the profile-forming pulling effect is brought about
  • Penetration speed should be varied over time) which merges with the continually decreasing vertical movement until the zero point (extreme profile length) reaches the horizontal of the path plane.
  • the course of the simultaneous vertical and horizontal movement of the pin-shaped tools in the deformation zone is a function of the properties of the material to be deformed, in particular its temperature-dependent plasticizing behavior, whereby for highly viscous , only in the narrow temperature range plasticizable materials such as glasses, the parabolic shape appears more favorable, while for low viscosity
  • Masses such as polyolefins and the like are more likely to be offered by a smooth, non-curved shape course corresponding to the inclined plane.
  • Material web the length of the deformation zone, the length of the cooling and calming zone, the early vertical alignment of the tools perpendicular to the horizontally moving material plane before reaching the first contact, and - to be considered as the material constant of the end product - the distance of the opposing deformation zone when the profile is formed on both sides Tools.
  • the tools must have assumed their vertical position in relation to the material web plane at the beginning of the material deformation and must not change this during the course of the profile formation until the end of the cooling and calming zone.
  • the vertical movement of the tools within the deformation zone can easily be variable with the maximum speed during the initial contacting the ground and the Material ⁇ W ⁇ ert zero on reaching the outermost profile length (parabeiförmiger course). However, it can also decrease with a constant value, forming the already defined inclined plane, the apex of which, in turn, represents the outermost profile length with the material web plane (zero value).
  • All movements i.e. the vertical and horizontal movement of the tools, the movement of the material web, the adjustment of the distance of the tools in the deformation area, the removal of the pins and thus the tools from the profiled path, the return of the tools to the starting point of the deformation and the absolute alignment of the Tools for the material web at the beginning of the shaping process must be infinitely adjustable and adjustable if all the products in accordance with the invention are to be driven and different thicknesses and
  • the tools are positioned on circumferential transport elements, care must always be taken that they - as is the case with the device according to the invention - only in the area of the tool alignment perpendicular to the material web, in the deformation zone, in the cooling and calming zone and in the area of the tool removals lie seamlessly against each other while the return transport must have enough play between the tools to allow the early alignment perpendicular to the material web.
  • the new process offers the following advantages, which greatly enrich the application technology as a whole: Both discontinuous and continuous operation are possible, the latter being preferred.
  • the pin-shaped tools - with their carrying elements - can be replaced at any time and continuously.
  • the method is practically applicable to all thermally plasticizable materials. This includes the entire class of relevant homo- or copolymeric plastics, such as vinyl polymers and corresponding copolymers, polyolefins, polyamides, polynitriles, polycyanates and methacrylates, synthetic rubber and related products.
  • the method is also applicable to plasticizable cellulose derivatives. Certain glasses, some ceramic materials and even thermally deformable metals and metal alloys are also suitable.
  • Foodstuffs such as foils or plates made of sugar, chocolate and the like can, under certain conditions, also be profiled using the new process. It is understood that the variety of materials is not exhausted with this exemplary list.
  • the length of the profiles, their basic diameter or cross-section, the degree of possible tapering to the tip, the material thickness of the finished profiles, the size (area) of the bond at the base of the profile, the geometric habit, the sequence of profiles of different configurations and length etc. can be varied as desired by the type of pin-shaped tools, the depth of drawing of the pin-shaped tools, the distance of the tools facing each other in the deformation zone, the length of the deformation zone and the thickness of the thermally plasticizable material fed in.
  • Figure 1 shows the structure of an overall system.
  • Figure 2 shows the same system in section and in plan view, individual parts of the system or the device are specified in more detail.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the processes in the
  • Fig. 4 shows the training or the ratio of the input (a) and
  • Figure 5 shows the entrance of the tools as a parabola-shaped block.
  • Figure 6 shows in section the position of opposing tools and the finished profiles.
  • 7 shows a top view of a finished material web according to FIG. 6, profiled on both sides;
  • FIG. 8 shows in section a support element (support body) for receiving a set of pin-shaped tools
  • the overall system consists of a roll removal (1) for the deformable film or sheet made of thermally plasticizable material, a device (2) for heating the material in or above the plasticizing area, the actual shaping device
  • the roll take-off (1), the heating device (2), the roller mill (4) or the take-off table (5) can be of any type.
  • the material can be pre-formed directly from an extruder, and the roll removal (1) can be dispensed with.
  • a glass furnace can also be connected directly upstream of the machine (3) when processing glasses etc.
  • FIG. 1 further shows the arrangement of the vertically aligned movement elements (9) guided in a circle with a vertical axis, the jointly driven ends of the height and depth adjustable spindles (10), the box-shaped or plate-shaped support bodies (6, 6 ') to hold the pin-shaped tools, driver rings (11) and the four-fold arranged truncated cylinder-shaped bolts or cams (7) which extend beyond the material web on both sides and in which the in particular rod-shaped movement elements (9) engage.
  • the speed of the drive rings (11), the speed of the movement elements (9) and the height adjustment of the spindles (10) can be changed as desired and adapted to the material web or its passage speed by means of the interacting, continuously variable transmission (8) , it is advantageous to drive the driver rings (11) which grip the tool carriers in the driver area with a slightly increased force in order to achieve a seamless pressing of the tools.
  • the tools are packed close together in the area of shaping and cooling or calming, so that a transition-free profile is formed.
  • the distance between the tools or the tool support body (6, 6 ') increases, they are gripped by the driver rings (11) and returned to the material inlet with the fastest return movement.
  • the driver rings (11) are reached, the tool carrier bodies (6, 6 ') naturally leave the area of influence of the vertical movement elements (9).
  • Fig. 2 corresponds to that according to Fig.l.
  • a detailed page layout and a top view is shown, which is also a device for forming profiles from the material web on both sides.
  • the supporting bodies (6,6 ') are guided in a circle over upper and lower running rails (7,7'), the material web being held under the influence of the pin-shaped tools held against one another on the supporting bodies (6,6 ') moved in the horizontal plane (from right to left in the system shown).
  • Rod-shaped movement elements (9) on each side of the machine (3) determine the exact (vertical) positioning of the tool carrier bodies (6, 6 ') in cooperation with the driver rings (11. Running with increased force and having a slip clutch) ) and capture them as soon as they have been pushed up by the driver rings, which on the guide piece 30 acc. Fig. 8 attack.
  • the distance between the tools in the shaping area (A) can be adjusted via the spindles (10). This also makes the depth of the profile formation variable, regardless of the length of the pin-shaped tools. This means that profiles with a shorter length (than the tool) can also be formed with a tool of a certain length.
  • Fig. 2 shows that with the help of the spindles (10), the length of the shaping zone (A) itself, and the entry angle between the upper and lower tool path can be changed. This measure is always necessary if the material to be deformed, for example, requires an extremely long shaping zone (A) due to its temperature-dependent viscosity or plasticizing behavior, or the tools in (D) aligned perpendicular to the material web are very careful, ie with reduced dimensions Tensile force should act on the material.
  • 3 shows a more schematic illustration of the processes within a machine with profile formation on both sides from the thermally softened material web (16).
  • the course of movement of the tools can resemble an uncurved inclined plane, but it can also have a parabolic character (FIG. 5).
  • FIG. 6 shows in section the position of the opposing tool carrying body (6) and the pin-shaped tools (12) during or at the end of the shaping process.
  • the material level (16) is practically no longer available.
  • the pulling effect of the pins has resulted in an even profile (20).
  • the path offers itself as a sequence of upward (17) and downward (18) profiles (FIG. 7).
  • a preferred embodiment of a tool support body (6) with an inserted comb-shaped set of pin-shaped tools (12) is shown in FIG. 8.
  • the support element ends in a pin or bearing (30)
  • Tool fastening elements (33) in the lower frame area (32) of the carrying elements (6) are designed in such a way that they allow easy replacement of the pin-shaped tools (12).
  • Fig. 9 shows a somewhat modified form of the tool carrying elements (6).
  • a set of pin-shaped tools is fastened centrally at (34) in the frame area (32).
  • the end plates (24) of the tool support body (6) carry cam-like or bolt-shaped elements (25, 26, 27, 28) arranged in a square shape to one another according to FIGS. 10 and 11, between which the rod-shaped movement elements (9), cf. . 2, intervene and thus effect the horizontal transport and the vertical alignment of the pin-shaped tools.
  • end plates (24) completely covers the supporting bodies (6) according to FIGS. 12 and 13, and the comb-shaped set of pin-shaped tools (12) shown is also partially covered by the end plates (24).
  • This process which is shown here by way of example, was determined using the same tools with profile formation on both sides of polyurethane copolymers, a continuous process based on a web width of 1000 mm being used.
  • the change or adaptation of the deformation distance can be carried out by adjusting the opposing tools with the aid of the spindles of the machine, as a result of which the distance between the pin-shaped tools which have not changed in length has been varied. But it is also possible to replace the guide pieces.
  • Fig. 15 a shows a different shape of the pin ends, whereby the beveling prevents the plastic material film at the tip of the pin-shaped tool from being torn off from time to time.
  • Such pin-shaped tools have optimal properties, the ends of which according to FIG. 15 c have both a bevel according to FIG. 15 b and a concave end surface formation according to FIG. 15 a.
  • This configuration virtually eliminates defects in the material during the profile formation and in the course of the deformation and subsequent consolidation process.

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The method allows to manufacture webs or plates of thermoplastic material wherein a multitude of profiled bodies (17, 18) are formed, taped towards their summits and connected at their bases in the plane of the material web. The formation of profiled bodies is carried out in a thermoplastic phase of the material by means of spike-like tools (12) of which the temperature is lower than that of the material. The spike-like tools (12) deform, respectively, profile the plastified material by drawing the material until it solidifies following the cooling of the material, respectively until it reaches a temperature lower than the plastification point of the previously soft material. Also disclosed is a device for continuously or discontinuously producing a multitude of hollow standing bodies (17, 18), optionally tapered towards their summits and connected at their bases, from webs or plates of thermoplastic materials; the profiled bodies (17, 18) are formed on one side or on both sides of the plane (16) of the material, and are connected through the plane of the material (16) forming the base.

Description

Verfahren zur Herstellung von einer Process for the production of a
Vielzahl von ein- oder beidseitig vorstehenderVariety of protruding on one or both sides
Profile aufweisender Bahnen oder Platten aus thermoplastisch ve formbaren Material.Profiles of sheets or plates made of thermoplastic, deformable material.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bahnen oder Platten aus Material mit thermoplasti- sehen Eigenschaften, wobei aus der Materialebene heraus eine Vielzahl hohler, sich gegebenenfalls zur Spitze verjüngender, an der Basis miteinander durch die Material- bahnebene verbundener Profilkörper ausgebildet werden.The invention relates to a process for the production of webs or sheets of material with thermoplastic properties, a plurality of hollow profile bodies, tapering to the tip if necessary, which are connected to one another at the base by the material web level, being formed from the material level.
Diese Ausbildung erfolgt im thermisch plastifizierten Zustand des Materials mit Hilfe von stiftförmigen Werkzeugen, wobei diese eine Temperatur aufweisen, die unterhalb der Temperatur des plastifizierten Materials liegt. Di stiftförmigen Werzeuge verformen bzw. profi- lieren das plastifizierte Material durch eine Zieheffekt der solange anhält, bis durch Abkühlung bzw. Unterschreiten des thermischen Plastifizierungsbereichs Verfestigung des vorher weichen Materials eingetreten ist.This formation takes place in the thermally plasticized state of the material with the help of pin-shaped tools, these having a temperature which is below the temperature of the plasticized material. The pin-shaped tools deform or profile the plasticized material due to a pulling effect that lasts until the previously soft material has hardened due to cooling or falling below the thermal plasticization range.
Weiter betrifft die Erfindung eine neue Vorrichtung zur Ausbildung einer Vielzahl hohler, sich gegebenenfalls zur Spitze verjüngender, an der Basis miteinander im Verbund stehender Profilkörper aus einer Bahn oder Platte aus Material mit thermoplastischen Eigenschaften im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Betrieb, wobei die Profilkörper ein- oder beidseitig aus der Materialebene heraus ausgebildet werden können, jedoch i Bereich der die Basis bildenden Materialebene flächig verbunden bleiben.The invention further relates to a new device for forming a plurality of hollow, possibly tapering to the tip, at the base interconnected profile body made of a sheet or plate of material with thermoplastic properties in continuous or discontinuous operation, the profile body on one or both sides can be formed from the material level, however i The area of the material level that forms the base should remain connected flatly.
Diese Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens. Ein wichtiges, sich in seiner Bedeutung insbesondere auf dem Gebiet der Kunststoffe verarbeiten¬ den Industrie stetig mehr und mehr entfaltendes Produkt sind sogenannte Noppenbahnen, die vorwiegend einseitig aus einer Materialebene heraus ausgebildete VorSprünge bzw. Profile (sogenannte Noppen) aufweisen, die mit den verschiedensten Abständen zueinander ausgebildet sein können.This device according to the invention is particularly suitable for carrying out the above-mentioned method. An important product, which is constantly developing in terms of its importance, particularly in the field of plastics processing, are so-called dimpled sheets, which have projections or profiles (so-called dimples) formed on one side primarily from a material level, which have different spacings can be formed to each other.
Diese Profile können beliebige, insbesondere aber pyramidenförmige, kegelstumpfförmige oder auch zylind¬ risch spitz auslaufende geometrische Forman aufweisen. Derartige prof lierte Bahnen, oder Platten (Noppenbahnen) , die meistens in der Ebene der Profilspitzen durch eine plane Materialbahn abgedeckt und damit zusätzlich verstärkt werden, sind bereits in den verschiedenstenThese profiles can have any geometric shape, in particular pyramid-shaped, truncated cone-shaped or also cylindrically tapering. Such prof liert webs, or plates (dimpled sheets), which are mostly covered in the plane of the profile tips by a flat material web and thus additionally reinforced, are already in a wide variety
Bereichen der Anwendungstechnik verwendet und vorgeschla¬ gen worden. So findet man sie insbesondere in der Verpackungstechnik, beispielsweise im Behälterbau, als versteifende Unterlagen für zerbrechliche oder empfind- liehe Güter wie Obst, Eier, Ampullen, elektrotechnische Artikel (Glühbirnen) , als Versteifungsmaterial für Kartonnagen, als Schall- und Temperatur-Isolatoren, im Bauwesen zur Dämmung von Wänden oder Dächern, im Flugzeug-, Karrosserie-oder Fußbodenbau, in der Solartechnik und vieles mehr.Areas of application technology have been used and proposed. They can be found particularly in packaging technology, for example in container construction, as stiffening underlays for fragile or sensitive goods such as fruit, eggs, ampoules, electrotechnical articles (light bulbs), as stiffening material for cardboard boxes, as sound and temperature insulators, in Construction for the insulation of walls or roofs, in aircraft, body or floor construction, in solar technology and much more.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß Bahnen, Platten, Folien oder sonstige, sogenannte Noppen aufweisende Materialien, deren Profilierung nur einseitig ausgebildet ist, bei denen also nur eine einseitig zur Bahn- bzw. Material- ebene ausgebildete Noppung vorliegt, hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit -und dies gilt unabhängig vom verwendeten Material ganz generell- erhebliche Mängel aufweisen. Die Bahnen oder Platten sind leicht verbieg- bar, sie neigen zur Rißbildung im Bereich der Basis der Profilkörper, also im Bereich der verbliebenen Material¬ ebene und sie müßen meist -um diesen Mängeln zu begegnen- in doppelten Lagen eingesetzt werden.However, it has been shown that sheets, plates, foils or other materials known as knobs, the profiling of which is formed on one side only, in which therefore have only one knot formed on one side to the web or material level, with respect to their mechanical strength — and this applies quite generally regardless of the material used — have considerable defects. The sheets or plates are easily bendable, they tend to form cracks in the area of the base of the profile body, that is to say in the area of the remaining material, and they usually have to be used in double layers in order to counter these defects.
Der Mangel der Stabilität macht sich besonders beiThe lack of stability is particularly noticeable
Versteifungsaufgaben, aber auch beim Einsatz als Trage¬ unterlagen für zerbrechliche Güter äußerst nachteilig bemerkbar, sodaß zusätzlich Stütz- und Versteifungsele- mente erforderlich sind, um die gestellte Aufgabe einigermaßen zu erfüllen.Stiffening tasks, but also extremely disadvantageously noticeable when used as support underlay for fragile goods, so that additional support and stiffening elements are required in order to perform the task to some extent.
Es wurde bereits vorgeschlagen, (DE-OS 22 58 513) , die Profilausbildüng aus der Materialebene heraus zweiseitig durchzuführen, wobei meist abwechselnd obere und untere Profile hergestellt werden. Diese beidseitige "Noppung" führt zwar bereits zu einer erheblichen Verbesserung der physikalischen Eigenschaf en der profilierten Endprodukte (Noppenbahnen) , die beim bekannten Verfahren verwendete Technologie dagegen erlaubt nicht die tech- nische Herstellung beidseitig profilierter Bahnen oder Platten beliebiger Profilart, Profilgrδße usw. im kontinuierlichen, ungestörten, keinen Fehlschargen unter¬ liegenden Betrieb.It has already been proposed (DE-OS 22 58 513) to carry out the profile formation from the material level on two sides, with mostly upper and lower profiles being produced alternately. Although this “knobs” on both sides already leads to a considerable improvement in the physical properties of the profiled end products (knobs), the technology used in the known method, on the other hand, does not permit the technical production of sheets or plates of any profile type, profile size etc., which are profiled on both sides, continuously , undisturbed operation not subject to faulty batches.
Das bekannte Verfahren fordert daher bewusst die Einschrän¬ kung auf ein ganz bestimmtes Verhältnis von Profillänge (Noppenhöhe) zum Profildurchinesser an der Basis (Material- ebene) . Es fordert weiter den Einsatz nur ganz spezifisch ausgebildeter Werkzeuge für den eigentlichen, die Profilausbildung bewirkenden Zieheffekt. Die Werkzeuge sollen als spitz zulaufende Nadeln vorliegen. Durch das geforderte Verhältnis von Profillänge zum Profildurch- messer an der Basis in Verbindung mit einer ebenfalls geforderten und damit eingeschränkenden minimalen Oberfläche des die Profile an der Basis verbindenden Materials ist der Einsatzbereich derarti- ger profilierter Materialien in erheblichem Maße einge¬ schränkt und z.B. als Trägermaterial für größere Einzel¬ teile zerbrechlicher Güter wegen der äußerst dichten Noppenfolge (Profilfolge) kaum noch geeignet. Weiter besteht durch die geforderte Einhaltung eines Verhältnisses von Profillänge zum Basis-Profildurchmesser von "größer als 2 : 1" bei der Ausbildung beidseitiger Profile die Gefahr einer erheblichen Wandstärkeverminderung der Profile bei vergleichsweise dicken Spitzen, wodurch die mechanische Stabilität der Profile derart herabgesetzt werden kann, daß -in Abhängigkeit vo eingesetzten Material- der Zusammenbruch einzelner Profile oder ganzer Profilgruppen unvermeidlich ist.The known method therefore deliberately requires the restriction to a very specific ratio of the profile length (nub height) to the profile diameter at the base (material level). It also requires the use of only very specifically trained tools for the actual pulling effect that creates the profile. The tools should be available as pointed needles. The required ratio of profile length to profile diameter at the base in conjunction with a likewise required and thus restricting minimal surface of the material connecting the profiles to the base limits the area of use of such profiled materials to a considerable extent and, for example, as a carrier material hardly suitable for larger individual parts of fragile goods due to the extremely dense sequence of knobs (profile sequence). Furthermore, due to the requirement to maintain a ratio of profile length to the base profile diameter of "greater than 2: 1" when forming profiles on both sides, there is a risk of a considerable reduction in the wall thickness of the profiles with comparatively thick tips, as a result of which the mechanical stability of the profiles can be reduced in this way, that - depending on the material used - the breakdown of individual profiles or entire profile groups is inevitable.
Daß die gestellte Forderung nach Einhaltung des Verhält¬ nis der Profillänge zum Profildurchmesser die Form der Profile in erheblichem Maße einschränkt und z.B. relativ breite oder großflächige Profilenden oder kurze, gedrun¬ gene Profile mit kleinerer oder gleicher Profillänge als dem Profildurchmesser entsprechend überhaupt nicht mehr zulässt, versteht sich von selbst.That the demand made for compliance with the ratio of the profile length to the profile diameter considerably restricts the shape of the profiles and e.g. relatively broad or large profile ends or short, rounded profiles with a smaller or the same profile length than the profile diameter no longer allows at all, of course.
Es ist leicht einzusehen, daß bei doppelseitiger, eng aneinanderliegender Profilausbildüng mit verdickten Spitzen und dem geforderten Verhältnis von Profillänge zum Profil-Basisdurchmesser eine MaterialVerdünnung beim Ziehvorgang nicht zu vermeiden ist. Auch der Einsatz von ausschließlich spitzen Stiften als Ziehwerkzeuge für die Profilausbildung erweist sich in erheblichem Maße als nachteilig. Zwar wird hierdurch eine punktförmige Abschreckung und damit punktförmige Verdickung an der Berührungsstelle der kalten Spitzen mit der heißen Materialbahn erzielt, diese kann aber, wie die Praxis gezeigt hat, insbesondere bei Materialien mit engem Erweichungsbereich, wie z.B. Glasmasse, leicht zum Durchstoß der spitzen Werkzeuge durch das Material führen, sodaß im laufenden Betrieb erhebliche Fehlchargen anfallen.It is easy to see that in the case of double-sided, closely spaced profile formation with thickened tips and the required ratio of profile length to profile base diameter, material thinning cannot be avoided during the drawing process. The use of exclusively pointed pins as drawing tools for profile formation has also proven to be a disadvantage. Although a point-like deterrent and thus point-like thickening is achieved at the point of contact of the cold tips with the hot material web, as practice has shown, this can easily penetrate the pointed tools, particularly in the case of materials with a narrow softening area, such as glass mass manage the material, so that there are considerable incorrect batches during operation.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist in der Abhängigkeit der Profile von der feststehenden, unveränderlichen Form der spitzen Stifte als Ziehwerk¬ zeuge dadurch gegeben, daß andere geometrische Formen der Profile als lange, dünne, äußerst spitz zulaufende Noppen nicht herstellbar sind. Die enge Folge von oberen und unteren dünnen, spitzen Profilen erlaubt keinen glatten, fugenlosen und konstant abstandsge- rechten Übergang von einer die Profilierung ausübender Werkzeug¬ gruppe zur nächstfolgenden im kontinuierlichen Betrieb.Another disadvantage of the known method is the dependence of the profiles on the fixed, unchangeable shape of the pointed pins as drawing tools in that other geometric shapes of the profiles than long, thin, extremely pointed knobs cannot be produced. The close succession of upper and lower thin, pointed profiles does not allow a smooth, seamless and constantly correct transition from one tooling group to the next one in continuous operation.
Hierdurch bedingt treten die erzeugten profilierten Bahnen oft mit AbStandsänderungen zwischen einzelnen Reihen von Profilen auf, wobei diese Abstansübergänge Wulste, zumindest aber sichtbare Nähte aufweisen.As a result of this, the profiled webs that are produced often occur with changes in the distance between individual rows of profiles, these distance transitions having beads, or at least visible seams.
Fehlchargen sind auch aus diesem Grunde im kontinuier¬ lichen Betrieb nicht selten.Faulty batches are therefore also not uncommon in continuous operation.
Es hat sich gezeigt, daß für eine einwandfreie, betrieblich ungestörte, in der geometrischen Form der auszubildenden Profile (auch Noppen genannt) variable, die erheblichen 3 REΛ Nachteile bisher bekannt gewordener Verfahren und deren Produkte behebende Herstellung von Bahnen oder Platten der eigangs genannten Art ganz bestimmte Verfahrenspara¬ meter und deren Ineinanderwirken erforderlich sind, die erstmals im Rahmen der Erfindung erkannt und realisiert wurden.It has been shown that for a flawless, operationally undisturbed, variable in the geometric shape of the profiles to be trained (also called knobs), the considerable 3 REΛ Disadvantages of previously known methods and the manufacture of webs or plates of the aforementioned type that eliminate their products and that require specific process parameters and their interaction, which were first recognized and implemented in the context of the invention.
Gegenstand der Erfindung ist einThe invention relates to a
Verfahren zur Ausbildung einer Vielzahl hohler, sich ggf. zur Spitze verjüngender, an der Basis miteinander im Verbund stehender Profile aus einer Bahn aus Material mit thermoplastischem Erweichungsverhalten, wobei das Material einer die Profile durch Zugkraft erzeugenden Einwirkung von in vertikaler Richtung zur Materialebene geführten stiftföröiigen Werkzeugen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn kurz vor Eintritt in den Verformungsbereich auf die Temperatur ausreichender Plastifizierbarkeit erwärmt und anschlie- ßend der Einwirkung der stufenförmig, gleichzeitig vertikal und horizontal zur Materialbahnebene bewegten, eine Temperatur erheblich unter derjenigen der Material- temperatur aufweisenden Werkzeuge derart ausgesetzt wird, daß in Abhängigkeit vom zeitlichen Erweichungsverhai- ten des unter Vorspannung stehenden MaterialsProcess for the formation of a plurality of hollow, possibly tapering to the tip, interconnected profiles at the base of a web of material with thermoplastic softening behavior, the material being a tensile force-producing action of the pin-shaped tools guided in the vertical direction to the material plane is exposed, characterized in that the material web is heated to the temperature of sufficient plasticizability shortly before entering the deformation region and then subjected to the action of the step-like, simultaneously vertically and horizontally moving to the material web plane, a temperature considerably lower than that of the material temperature having such tools is suspended, depending on the softening behavior of the material under tension
a) die Vertikal- und Horizontalabbewegung der Werk¬ zeuge in Verbindung mi,t der Bahngeschwindigkeit des Materials vom Augenblick der ersten Berührung der Werkzeuge mit der MaterialOberfläche bis zum Erreichen der vorgesehenen Endlänge der Profile, das heißt über die gesamte der profilformenden Zugkraft unterliegende Verfor ungsstrecke, einen vorzugsweise parabeiförmigen Verlauf aufweist, so daß sich die Werkzeugspitzen asymptotisch der Endlänge der Profile nähern, b) die Vertikalbewegung der Werkzeuge im Augenblick des Erreichens der endgültigen Profilausbildüng den Wert Null einnimmt,a) the vertical and horizontal movement of the tools in connection with the web speed of the material from the moment the tools first touch the material surface until the intended final length of the profiles has been reached, that is to say over the entire deformation path subject to the profile-forming tensile force , preferably has a paraboid shape, so that the tool tips asymptotically approach the final length of the profiles, b) the vertical movement of the tools takes the value zero when the final profile formation is reached,
c) die Horizontalbewegungsgeschwindigkeit der Werk¬ zeuge im Bereich der Verformungsstrecke mit der Geschwindigkeit der gleichgerichteten Materialbahn Übereinstimm .c) the horizontal movement speed of the tools in the region of the deformation section corresponds to the speed of the rectified material web.
d) der aus der Materialebene als einem ersten Schen¬ kel und dem Grad der Absenkung der Werkzeuge bis zum Erreichen der ersten Berührung mit der Bahn¬ oberfläche als zweitem Schenkel gebildete verän¬ derliche EingangsWinkel, dessen Scheitelpunkt mit dem Scheitelpunkt der ersten Berührung koinzidiert, konstant ist,d) the variable input angle formed from the material plane as a first leg and the degree of lowering of the tools until the first contact with the web surface is reached as a second leg, the apex of which coincides with the apex of the first contact is
e) die stiftförmigen Werkzeuge bis zum endgültigen Erhärten des Materials bei weiterer Horizontal- bewegung ihre beim Erreichen der Endlänge der Profile eingenommene Position unter Ausbildung einer Material-Kühl- und Beruhigungszone unver¬ ändert beibehalten,e) the pin-shaped tools remain unchanged until the material has finally hardened with further horizontal movement, when they have reached the final length of the profiles, forming a material cooling and calming zone,
f) die Werkzeuge anschließend mit einem Ausgangs¬ winkel, der erheblich größer ist als der Ein¬ gangswinkel , gleichzeitig horizontal und vertikal abgeführt und zum Ausgang der Verformung zurück¬ geleitet werden.f) the tools are subsequently discharged horizontally and vertically at an exit angle which is considerably greater than the entry angle and returned to the exit of the deformation.
Obwohl das neue Verfahren vorwiegend für einen kontnuier- lichen Betrieb zur Ausbildung beidseitig aus der Material¬ ebene heraus ausgebildeter Profile entwickelt wurde, ist es auch für die einseitige Ausbildung von Profilen verwendbar. In diesem Falle wird die Materialbahn einseitig über ein stützendes, vielmaschiges Gitter oder Netz oder gelöchertes Blech mit mindestens der Zahl der profil¬ bildenden stiftförmigen Werkzeuge entsprechender Maschenzahl geführt bzw. von diesem getragen, wobei das Gitter den Bewegungsvorgang der Materialbahn annimmt. Die profilgebenden Werkzeuge wirken dabei auf das zu verformende Material von oben nach unten oder von unten nach oben ein.Although the new method was developed primarily for continuous operation for the formation of profiles formed on both sides from the material level, it can also be used for the one-sided formation of profiles. In this case, the material web is guided on one side over a supporting, multi-mesh grid or net or perforated sheet with at least the number of meshes corresponding to the number of profile-forming pin-shaped tools or carried by it, the mesh assuming the movement process of the material web. The profiling tools act on the material to be shaped from top to bottom or from bottom to top.
Die Größe der Verformungsstrecke und die Eindring¬ geschwindigkeit zur Relation zur Bahngeschwindigkeit (Strecke der Profilausbildüng, auch Formgebungszone genannt) kann durch den Eingangs inkel (a) variiert werden. Die Größe der Verformungsstrecke ist eine Funktion der Ma erialbahndicke und der Stärke des erhaltenen bzw. angestrebten profilierten Endprodukts, der Material is¬ kosität im Augenblick der Profilausbildüng, der Werkzeug¬ masse (Temperatur und ggf. Gewicht des Werkzeugs) sowie der Form (Habitus) der einzelnen Profile. Der Eingangs¬ winkel (a) sollte einen Wert von 5 - 45°, insbesondere 20 - 30° nicht über- oder unterschreiten.The size of the deformation section and the penetration speed in relation to the web speed (section of the profile formation, also called the shaping zone) can be varied by the entrance angle (a). The size of the deformation path is a function of the material web thickness and the thickness of the profiled end product obtained or aimed for, the material viscosity at the moment the profile is formed, the tool mass (temperature and weight of the tool, if applicable) and the shape (habit) of the individual profiles. The entry angle (a) should not exceed or fall below a value of 5-45 °, in particular 20-30 °.
Bevorzugt werden die Profile quer zur Materialbahn in fortlaufenden Reihen ausgebildet, wobei diese -bei doppelseitiger Profilausbildüng, was der bevorzugten Form entspricht- abwechselnd nach oben und unten aus¬ gerichtet sind. Sie können auch zueinander versetzt sein, unterschiedliche Länge aufweisen, oder es können lange und weniger lange Profile abwechselnd einzeln oder in Gruppen ausgebildet werden. Schließlich sind auch Abweichungen -wenn auch nur in geringem Maße- von der senkrechten Ausrichtung der Profile zur Material¬ ebene möglich. Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch alle geometrischen Formen der profilbildenden Werkzeuge verwendet werden können, und einschränkende Auflagen wie etwa bei der DE-OS 22 58 513 nicht gegeben sind, haben sich stiftförmiger Werkzeuge zylindrischer Kon¬ figuration mit flacher, ebener Endfläche, jedoch be¬ liebigem äußerem Querschnitt als besonders geeignet erwiesen. Dabei können diese Werkzeugstifte an den Endflächen, also an denjenigen Flächen durch die der profilbildende Zieheffekt bewirkt wird, eine konkaveThe profiles are preferably formed in continuous rows transversely to the material web, these being oriented alternately upwards and downwards in the case of double-sided profile formation, which corresponds to the preferred shape. They can also be offset from one another, have different lengths, or long and less long profiles can be formed alternately individually or in groups. Finally, deviations - even if only to a small extent - from the vertical alignment of the profiles to the material plane are also possible. Although practically all geometrical shapes of the profile-forming tools can be used in the method according to the invention, and there are no restrictive requirements such as in DE-OS 22 58 513, pin-shaped tools of cylindrical configuration with a flat, flat end surface have been found, however outside cross-section proved to be particularly suitable. These tool pins can have a concave shape on the end surfaces, that is to say on the surfaces by which the profile-forming pulling effect is brought about
Einbuchtung aufweisen, etwa in der Form einer Halbkugel oder eines Kreisabschnitts. Schließlich sind auch solche Werkzeugstifte besonders wirksam, deren Endbereiche am äußersten Umfang abgeschrägt sind.Have indentation, such as in the shape of a hemisphere or a segment of a circle. Finally, those tool pins are particularly effective, the end regions of which are chamfered on the outermost circumference.
Es versteht sich, daß Einzelstufen des Verfahrens gewisse Anänderungen, betriebliche Anpassungen oder noch zweckmäßigere Ausbildungen erfahren können. So ist es z.B. möglich, anstelle einer bereits vorgefertigten Materialbahn, z.B. einer Folie, einen Extruder zu verwenden, der sowohl der Erzeugung der Ausgangsmaterial bahn als auch deren Erhitzung auf den Bereich ausreichender Plastifizierung dient.It goes without saying that individual stages of the process can undergo certain changes, operational adjustments or even more appropriate training. So it is e.g. possible instead of an already prefabricated material web, e.g. a film to use an extruder that serves both the production of the starting material web and their heating to the area of sufficient plasticization.
Der Verlauf der gleichzeitigen Vertikal- und Horizontral- bewegung der stiftförmigen Werkzeuge von Beginn des ersten Berührens mit der plastifizierten Materialbahn bis z Erreichen der äußersten Profillänge, also im gesamten Bereich der sogenannten Verformungszone, entspricht einer schiefen Ebene, die in bestimmten Fällen einen eher parabeiförmigen Verlauf annehmen kann, (wenn dieThe course of the simultaneous vertical and horizontal movement of the pin-shaped tools from the beginning of the first contact with the plasticized material web to z reaching the outermost profile length, that is to say in the entire area of the so-called deformation zone, corresponds to an inclined plane, which in certain cases has a more parabe-shaped course can assume (if the
Eindringgeschwindigkeit im Zeitablauf varriert werden soll) der mit der ständig abnehmenden Vertikalbewegung bis zum Erreichen des Nullpunkts (äußerste Profillänge) in die Horizontale der Bahnebene übergeht. Der Verlauf der gleichzeitigen Vertikal- und Horizontalbe¬ wegung der stiftförmigen Werkzeuge in der Verformungszone, ob als ungekrümmte schiefe Ebene oder als parabelförmige Annäherung an den Nullpunkt der Vertikalbewegung, ist eine Funktion der Eigenschaften des zu verformenden Materials, insbesondere dessen temperaturabhängigem Plastifizierverhalten, wobei für hochviskose, nur im engen Temperaturbereich plastifizierbare Materialien wie z.B. Gläser der parabelförmige Formgebungsverlauf günstiger erscheint, während sich für niedrigviskosePenetration speed should be varied over time) which merges with the continually decreasing vertical movement until the zero point (extreme profile length) reaches the horizontal of the path plane. The course of the simultaneous vertical and horizontal movement of the pin-shaped tools in the deformation zone, whether as an uncurved inclined plane or as a parabolic approach to the zero point of the vertical movement, is a function of the properties of the material to be deformed, in particular its temperature-dependent plasticizing behavior, whereby for highly viscous , only in the narrow temperature range plasticizable materials such as glasses, the parabolic shape appears more favorable, while for low viscosity
Massen wie Polyolefine und ähnliche ein glatter, unge¬ krümmter, der schiefen Ebene entsprechender Formgebungs¬ verlauf eher anbietet.Masses such as polyolefins and the like are more likely to be offered by a smooth, non-curved shape course corresponding to the inclined plane.
Von entscheidender Bedeutung für eine einwandfreie, ungehinderte und keinen betrieblichen Störungen unter¬ worfene ein- oder beidseitige Ausbildung der Profile aus der Bahn des thermisch plastifizierten Materials ist eine genaue Abstimmung der Vertikal- und Horizontal- bewegung (Geschwindigkeit) der Werkzeuge relativ zurA precise coordination of the vertical and horizontal movement (speed) of the tools relative to the tool is of decisive importance for a perfect, unhindered and one-sided formation of the profiles from the path of the thermally plasticized material, which is not subject to operational disturbances
Materialbahn, die Länge der Verformungszone, die Länge der Kühl- und Beruhigungszone, die frühzeitige Vertikal¬ ausrichtung der Werkzeuge senkrecht zur horizontal bewegten Materialebene vor Erreichen der ersten Berührung sowie - als Materialkonstante des Endprodukts zu werten - bei beidseitiger Profilausbildüng der Abstand der der Verformungszone gegenüberstehenden Werkzeuge.Material web, the length of the deformation zone, the length of the cooling and calming zone, the early vertical alignment of the tools perpendicular to the horizontally moving material plane before reaching the first contact, and - to be considered as the material constant of the end product - the distance of the opposing deformation zone when the profile is formed on both sides Tools.
Die Werkzeuge müssen bei Beginn der MaterialVerformung ihre insb. senkrechte Position mit Bezug zur Materialbahn¬ ebene eingenommen haben und dürfen diese im Verlauf der Profilausbildüng bis zum Ende der Kühl- und Beruhigungszone nicht verändern. Die Vertikalbewegung der Werkzeuge kann innerhalb der Verformungszone leicht variabel sein mit der größten Geschwindigkeit beim erstmaligen Berühren der Material¬ bahn und dem Wτert Null beim Erreichen der äußersten Profillänge (parabeiförmiger Verlauf) . Sie kann aber auch mit konstantem Wert abnehmen unter Ausbildung der bereits definierten schiefen Ebene, deren Scheitelpunkt mit der Materialbahnebene (Nullwert) wiederum die äußerste Profillänge darstellt.The tools must have assumed their vertical position in relation to the material web plane at the beginning of the material deformation and must not change this during the course of the profile formation until the end of the cooling and calming zone. The vertical movement of the tools within the deformation zone can easily be variable with the maximum speed during the initial contacting the ground and the Material¬ W τ ert zero on reaching the outermost profile length (parabeiförmiger course). However, it can also decrease with a constant value, forming the already defined inclined plane, the apex of which, in turn, represents the outermost profile length with the material web plane (zero value).
Alle Bewegungsabläufe, d.h. die Vertikal- und Horizontalbe wegung der Werkzeuge, die Bewegung der Materialbahn, die Einstellung des Abstands der Werkzeuge im Verformungsbe reich, die Herausnahme der Stifte und damit der Werkzeuge aus der profilierten Bahn, die Rückführung der Werkzeuge zum Ausgangspunkt der Verformung und die absolute Ausrichtung der Werkzeuge zur Materialbahn zum Beginn des FormgebungsVorgangs müssen stufenlos regel- und einstellbar sein, wenn alle erfingunsge äßen Produkte gefahren werden sollen und unterschiedliche Dicken undAll movements, i.e. the vertical and horizontal movement of the tools, the movement of the material web, the adjustment of the distance of the tools in the deformation area, the removal of the pins and thus the tools from the profiled path, the return of the tools to the starting point of the deformation and the absolute alignment of the Tools for the material web at the beginning of the shaping process must be infinitely adjustable and adjustable if all the products in accordance with the invention are to be driven and different thicknesses and
Strukturen gefährdet werden.Structures are at risk.
Sind die Werkzeuge auf umlaufenden Transportelementen positioniert, so ist in jedem Fall dafür Sorge zu tragen, daß sie - wie dies bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fall ist - nur im Bereich der Werkzeugausrichtung senkrecht zur Materialbahn, in der Verformungszone, in der Kühl- und Beruhigungszone und im Bereich der Werkzeugabnähme fugenlos aneinander liegen während der Rücktransport genügend Spiel zwischen den Werkzeugen besitzen muß, um die frühzeitige Ausrichtung senkrecht zur Materialbahn zu erlauben. Das neue Verfahren bietet folgende, die Anwendungstechnik insgesamt in erheblichem Umfang bereichernde Vorteile: Es ist sowohl diskontinuierlicher als auch kontinuierlicher Betrieb möglich, wobei letzterer bevorzugt ist. Die stiftförmigen Werkzeuge sind - mit ihren Trageelementen - jederzeit und stufenlos auswechselbar. Durch die Einstellun der verschiedenen Bewegungsabläufe zueinander kommt es weder zur Ausbildung von unerwünschten "Nähten" zwischen den Begrenzungen benachbarter Werkzeuge noch zu Fehlverform gen. Der Zugdruck zur Ausbildung der Profile aus dem erweichten Material wird nur in Richtung der Profile wirksam. Andere Druckeinflüsse, die z.B. zu Erweiterungen des Profilquerschnitts oder sogar zum Zerstören der Profile noch während des Verformungsvorgangs führen können, sind völlig ausgeschlossen. Der Verbleib der s iftförmigen Werkzeuge in de Profilen beim Durchlau- fen der gesamten Kühl- und Beruhigungszone hat die Ausbildung stabiler, konfigurationsgerechter, verfestigterIf the tools are positioned on circumferential transport elements, care must always be taken that they - as is the case with the device according to the invention - only in the area of the tool alignment perpendicular to the material web, in the deformation zone, in the cooling and calming zone and in the area of the tool removals lie seamlessly against each other while the return transport must have enough play between the tools to allow the early alignment perpendicular to the material web. The new process offers the following advantages, which greatly enrich the application technology as a whole: Both discontinuous and continuous operation are possible, the latter being preferred. The pin-shaped tools - with their carrying elements - can be replaced at any time and continuously. The adjustment of the different movements to each other does not lead to the formation of undesired "seams" between the boundaries of adjacent tools or to incorrect deformation. The tensile pressure to form the profiles from the softened material is only effective in the direction of the profiles. Other pressure influences, which can lead to, for example, expansion of the profile cross-section or even destruction of the profiles during the deformation process, are completely excluded. The fact that the s ift-shaped tools remain in the profiles when they pass through the entire cooling and calming zone has made the formation more stable, more configuration-oriented, more solid
Profile zur Folge. Das Verfahren ist praktisch anwendbar auf alle thermisch plastifizierbaren Materialien. Hierzu gehört die gesamte Klasse einschlägiger Kunststoffe homo- oder copolymerer Art, wie Vinylpolymere und entsprechende Mischpolymerisate, Polyolefine, Polyamide, Polynitrile, Polycyanate und -methacrylate, synthetischer Kautschuk und verwandte Produkte. Weiter ist das Verfahren anwendbar auf plastifi- zierbare Cellulosederivate. Geeignet sind auch gewisse Gläser, einige keramische Materialien und selbst thermisch verformbare Metalle und Metallegierungen. Auch Nahrungsmittel wie Folien oder Platten aus Zucker, Schokolade und ähnliche können, unter gewissen Vorausset¬ zungen, durch das neue Verfahren profiliert werden. Es versteht sich, daß mit dieser beispielhaften Aufzählung die MaterialVielfalt nicht erschöpft ist. Die Länge der Profile, ihr Basisdurchmesser oder -querschnitt, der Grad der eventuellen Verjüngung zur Spitze, die Material- stärke der fertigen Profile, die Größe (Fläche) des Verbunds an der Profilbasis, der geometrische Habitus, die Reihenfolge von Profilen verschiedener Konfiguratio¬ nen und Länge usw. können durch die Art der stiftförmigen Werkzeuge, die Ziehtiefe der stiftförmigen Werkzeuge, den Abstand der gegeneinander gerichteten Werkzeuge in der Verformungszone, die Länge der Verformungszone und die Dicke des eingespeisten thermisch plastifizierbaren Materials beliebig variiert werden.Profiles. The method is practically applicable to all thermally plasticizable materials. This includes the entire class of relevant homo- or copolymeric plastics, such as vinyl polymers and corresponding copolymers, polyolefins, polyamides, polynitriles, polycyanates and methacrylates, synthetic rubber and related products. The method is also applicable to plasticizable cellulose derivatives. Certain glasses, some ceramic materials and even thermally deformable metals and metal alloys are also suitable. Foodstuffs such as foils or plates made of sugar, chocolate and the like can, under certain conditions, also be profiled using the new process. It is understood that the variety of materials is not exhausted with this exemplary list. The length of the profiles, their basic diameter or cross-section, the degree of possible tapering to the tip, the material thickness of the finished profiles, the size (area) of the bond at the base of the profile, the geometric habit, the sequence of profiles of different configurations and length etc. can be varied as desired by the type of pin-shaped tools, the depth of drawing of the pin-shaped tools, the distance of the tools facing each other in the deformation zone, the length of the deformation zone and the thickness of the thermally plasticizable material fed in.
Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl möglicher Profilkonfi¬ gurationen bzw. profilierter Materialfertigbahnen, die in fast allen Bereichen der Technologie Eingang finden können.This results in a large number of possible profile configurations or profiled finished material webs which can be used in almost all areas of technology.
Das Verfahren wird nachfolgend näher erläutert, wobei auf eine Vorrichtung Bezug genommen wird, die sich zur Durchführung des Verfahrens als besonders geeignet erwiesen hat.The method is explained in more detail below, reference being made to a device which has proven to be particularly suitable for carrying out the method.
Die der Verfahrensbeschreibung dienenden und die Arbeits¬ weise und den Aufbau der Vorrichtung de inierenden Figuren zeigen:The figures used to describe the method and the manner of operation and structure of the device show:
Fig. 1 den Aufbau einer Gesamtanläge;Figure 1 shows the structure of an overall system.
Fig. 2 die gleiche Anlage im Schnitt und in Draufsicht, wobei Einzelteile der Anlage bzw. der Vorrichtung detaillierter angegeben sind; Fig. 3 in Schematischer Darstellung die Vorgänge bei derFigure 2 shows the same system in section and in plan view, individual parts of the system or the device are specified in more detail. Fig. 3 shows a schematic representation of the processes in the
Profilausbildung; Fig. 4 die Ausbildung bzw. das Verhältnis des Ein- (a) undProfile training; Fig. 4 shows the training or the ratio of the input (a) and
Ausgangs-Winkels (b) zueinander und die Führung der Werkzeuge als ungekrümmte schiefe Ebene;Exit angle (b) to each other and the guidance of the tools as an uncurved inclined plane;
Fig. 5 den Eingang der Werkzeuge als parabeiförmiger Verlau Fig. 6 im Schnitt die Position gegenüberstehender Werkzeuge sowie die fertig ausgebildeten Profile; Fig. 7 in Draufsicht eine fertige, beidseitig profilierte Materialbahn gemäß Fig. 6;Figure 5 shows the entrance of the tools as a parabola-shaped block. Figure 6 shows in section the position of opposing tools and the finished profiles. 7 shows a top view of a finished material web according to FIG. 6, profiled on both sides;
Fig. 8 im Schnitt ein Trageelement (Tragekörper) zur Aufnah eines Satzes stiftförmiger Werkzeuge;8 shows in section a support element (support body) for receiving a set of pin-shaped tools;
Fig. 9 eine abgewandelte Form des Trageelements;9 shows a modified form of the support element;
Figuren 10,11,12 und 13 mögliche Ausführungsformen d Endplatten der Trageelemente;Figures 10,11,12 and 13 possible embodiments d end plates of the support elements;
Fig. 14 beispielhafte Möglichkeiten der .Profillängenausbild (Stärke der fertigen, beidseitig profilierten Bahn) und deren Abhängigkeit von der Verformungsstrecke; Fig. 15 beispielhafte Ausführungsformen von besonders geeign stiftförmigen Werkzeugen14 shows exemplary possibilities for the profile length formation (thickness of the finished web profiled on both sides) and their dependence on the deformation path; 15 shows exemplary embodiments of particularly suitable pen-shaped tools
Gemäß Fig. 1 besteht die Gesamtanlage aus einer Rollenab¬ nahme(1) für die verformbare Folie oder Bahn aus termisch plastifizierbarem Material, einer Einrichtung (2) zur Aufheizung des Materials in oder oberhalb des Plastifi- zierungsbereichs, der eigentlichen Formgebungseinrichtung1, the overall system consists of a roll removal (1) for the deformable film or sheet made of thermally plasticizable material, a device (2) for heating the material in or above the plasticizing area, the actual shaping device
(3) , bestehend aus - nicht sichtbar - Werkzeugausrichtungs- zone, Verformungszone sowie Kühl- und Beruhigungszone, dem gemeinsamen Maschinenantrieb mit Getrieben (8) , Walzenstuhl (4) und Produktabnahmetisch (5) , der auch als Schneidestation für die Gewinnung von Platten eingerichtet sein kann. Es versteht sich, daß die Rollenabnahme (1) , die Heizein¬ richtung (2) , der Walzenstuhl (4) oder der Abnahmetisch (5) beliebiger Art sein können. So kann beispielsweise das Material direkt aus einem Extruder heraus vorgebildet werden, wobei auf die Rollenabnahme (1) verzichtet werden kann. Auch kann bei der Verarbeitung von Gläsern usw. der Maschine (3) ein Glasofen direkt vorgeschaltet sein. Diese Gestaltungsmöglichkeiten gehören zum allge¬ meinen technischen Wissen des Fachmanns und richten sich nach der Art des zu verarbeitenden Materials.(3), consisting of - not visible - tool alignment zone, deformation zone and cooling and calming zone, the common machine drive with gears (8), roller mill (4) and product acceptance table (5), which is also set up as a cutting station for the extraction of plates can be. It goes without saying that the roll take-off (1), the heating device (2), the roller mill (4) or the take-off table (5) can be of any type. For example, the material can be pre-formed directly from an extruder, and the roll removal (1) can be dispensed with. A glass furnace can also be connected directly upstream of the machine (3) when processing glasses etc. These design options belong to the general technical knowledge of the person skilled in the art and depend on the type of material to be processed.
So hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen Heizein¬ richtung (2) und der eigentlichen Formgebung (3) ein weiteres Rollensystem (ggf. beheizt) zur ebenen Ausrichtung der Materialbahn einzuschalten.It has proven to be expedient to switch on a further roller system (possibly heated) between the heating device (2) and the actual shaping (3) for the level alignment of the material web.
Fig. 1 zeigt weiter die Anordnung der vertikal ausgerich- teten und im Kreis mit vertikaler Achse geführten Bewegungselemente (9) , die gemeinsam angetriebenen Enden der höhen- und tiefenverstellbaren Spindeln (10) , die kästen- oder plattenförmigen Tragekörper (6,6') zur Aufnahme der stiftförmigen Werkzeuge, Mitnehmerkränze (11) sowie die beidseitig über die Materialbahn hinaus¬ reichenden, vierfach angeordneten zylinderstumpfförmigen Bolzen oder Nocken (7) , in die die insbesondere stabförmi- gen Bewegungselemente (9) eingreifen. Über die zusammenwir¬ kenden, stufenlos veränderlichen Getriebe (8) kann die Geschwindigkeit der Mitnehmerk änze (11) , die Geschwindig¬ keit der Bewegungseiemente (9) sowie die Höheneinstellung der Spindeln (10) beliebig verändert und der Materialbahn bzw. deren Durchgangsgeschwindigkeit angepaßt werden, wobei es vorteilhaft ist, die Mitnehmerkränze (11) die die Werkzeugträger in Mitnehmerbereich erfassen mit leicht erhöhter Kraft zu fahren, um eine nahtlose Pressung der Werkzeuge zu erreichen.1 further shows the arrangement of the vertically aligned movement elements (9) guided in a circle with a vertical axis, the jointly driven ends of the height and depth adjustable spindles (10), the box-shaped or plate-shaped support bodies (6, 6 ') to hold the pin-shaped tools, driver rings (11) and the four-fold arranged truncated cylinder-shaped bolts or cams (7) which extend beyond the material web on both sides and in which the in particular rod-shaped movement elements (9) engage. The speed of the drive rings (11), the speed of the movement elements (9) and the height adjustment of the spindles (10) can be changed as desired and adapted to the material web or its passage speed by means of the interacting, continuously variable transmission (8) , it is advantageous to drive the driver rings (11) which grip the tool carriers in the driver area with a slightly increased force in order to achieve a seamless pressing of the tools.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind die Werkzeuge im Bereich der Formgebung und Kühlung bzw. Beruhigung dicht nebeneinander gepackt, so daß eine Übergangsfreie Profilausbildung erfolgt. Im Augenblick der Abhebung, d.h. des Austritts aus den erstarrten Profilen, erhöht sich der Abstand der Werkzeuge bzw. der Werkzeugtragekörper (6,6'), sie werden von den Mitnehmerkränzen (11) ergriffen und bei schnellster Rückbewegung zum Materialeingang zurückgeführt. Vor Erreichen der Mitnehmerkränze (11) verlassen die Werkzeugtragekörper (6,6') selbstverständlich den Einflußbereich der vertikalen Bewegungseiemente (9).As can also be seen from FIG. 1, the tools are packed close together in the area of shaping and cooling or calming, so that a transition-free profile is formed. At the moment of withdrawal, i.e. the exit from the solidified profiles, the distance between the tools or the tool support body (6, 6 ') increases, they are gripped by the driver rings (11) and returned to the material inlet with the fastest return movement. Before the driver rings (11) are reached, the tool carrier bodies (6, 6 ') naturally leave the area of influence of the vertical movement elements (9).
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage entspricht derjenigen gemäß Fig.l. Es ist ein detaillierter Seitenaufbau und eine Draufsicht dargestellt, wobei es sich auch hier um eine Vorrichtung für beidseitige Ausbildung von Profilen aus der Materialbahn handelt. Wie ersichtlich, werden die Tragekörper (6,6') über obere und untere Laufschienen (7,7') im Kreis geführt, wobei sich unter dem Einfluß der gegeneinander stehenden, an den Tragekörpern (6,6') gehaltenen stiftförmigen Werkzeuge die Materialbahn in der Horizontalebene (im dargestellten System von rechts nach links) bewegt. Man erkennt aus Fig. 2 den Bereich der Werkzeugausrichtungszone (D) - Ausrichtung in die Vertikale und Ausbildung einer dichten, spaltfreien Zuordnung zueinander - die eigentliche Formgebungs one (A) , die Kühl- und Beruhigunszone (B) und - nicht bezeichnet - die Werkzeugeabnahmezone am linken Ende der Maschine ( 3) . Stabförmige Bewegungselemente (9) auf jeder Seite der Maschine (3) bestimmen die genaue (vertikale) Positio¬ nierung der Werkzeug-Tragekörper (6,6') im Zusammenwirken mit den, mit erhöhter Kraft laufenden und eine Rutschkupp- lung aufweisenden Mitnehmerkränze (11) und erfassen diese, sobald sie von den Mitnehmerkränzen herangeschoben worden sind, die am Führungstück 30 gem. Fig. 8 angreifen.The system shown in Fig. 2 corresponds to that according to Fig.l. A detailed page layout and a top view is shown, which is also a device for forming profiles from the material web on both sides. As can be seen, the supporting bodies (6,6 ') are guided in a circle over upper and lower running rails (7,7'), the material web being held under the influence of the pin-shaped tools held against one another on the supporting bodies (6,6 ') moved in the horizontal plane (from right to left in the system shown). 2 shows the area of the tool alignment zone (D) - alignment in the vertical and formation of a tight, gap-free association with one another - the actual shaping one (A), the cooling and calming zone (B) and - not designated - the tool removal zone at the left end of the machine (3). Rod-shaped movement elements (9) on each side of the machine (3) determine the exact (vertical) positioning of the tool carrier bodies (6, 6 ') in cooperation with the driver rings (11. Running with increased force and having a slip clutch) ) and capture them as soon as they have been pushed up by the driver rings, which on the guide piece 30 acc. Fig. 8 attack.
Wie bereits gesagt, kann der Abstand der Werkzeuge im Formgebungsbereich (A) über die Spindeln (10) eingestellt werden. Damit wird auch die Tiefe der Profilausbildung unabhängig von der Länge der stiftförmigen Werkzeuge variabel. Dies bedeutet, daß mit einem Werkzeug bestimmter Länge auch Profile mit kürzerer Länge (als das Werkzeug) ausgebildet werden können.As already mentioned, the distance between the tools in the shaping area (A) can be adjusted via the spindles (10). This also makes the depth of the profile formation variable, regardless of the length of the pin-shaped tools. This means that profiles with a shorter length (than the tool) can also be formed with a tool of a certain length.
Es ist dabei sogar möglich, während des Formgebungsvorgangs über die Spindeln (10) den Abstand der Werkzeuge so zu verändern, daß Profilreihen mit großer und kleiner Länge bei unveränderter Werkzeuglänge abwechseln können.It is even possible to change the distance between the tools during the shaping process via the spindles (10) so that rows of profiles with large and small lengths can alternate with unchanged tool length.
Schließlich zeigt Fig. 2, daß mit Hilfe der Spindeln (10) auch die Länge der Formgebungszone (A) selbst, sowie der Eingangswinkel zwischen oberer und unterer Werkzeugbahn verändert werden können. Diese Maßnahme ist immer dann notwendig, wenn das zu verformende Material aufgrund seines temperaturabhängigen Viskosi- täts- bzw. Plastifizierverhaltens z.B. eine extrem lange Formgebungszone (A) benötigt oder die in (D) senkrecht zur Materialbahn ausgerichteten Werkzeuge sehr vorsichtig, d. h. z. B. mit verminderter Zugkraft auf das Material einwirken sollen. Fig. 3 zeigt in mehr schematischer Darstellung die Vorgänge innerhalb einer Maschine mit beidseitiger Profilausbildüng aus der thermisch erweichten Material¬ bahn (16) .Finally, Fig. 2 shows that with the help of the spindles (10), the length of the shaping zone (A) itself, and the entry angle between the upper and lower tool path can be changed. This measure is always necessary if the material to be deformed, for example, requires an extremely long shaping zone (A) due to its temperature-dependent viscosity or plasticizing behavior, or the tools in (D) aligned perpendicular to the material web are very careful, ie with reduced dimensions Tensile force should act on the material. 3 shows a more schematic illustration of the processes within a machine with profile formation on both sides from the thermally softened material web (16).
Nach der schnellen Rückführung der Werkzeug-TragekörperAfter the quick return of the tool carrier body
(6,6') vom (linken) Maschinenende zur erneuten Einwirkung auf die Materialbahn werden sie zunächst mit Hilfe der stabförmigen Bewegungseie ente (9), vergl. Fig. 1 und 2, bei gleichzeitger Horizontal- und Vertikalbewegung senkrecht zur Materialbahn positioniert (Zone D) und treten anschließend bei (A1) in die Formgebungszone (A) ein. In dieser verläuft der Zieheffekt zur Ausbildung der Profile (22) asymptotisch, bis beim Übergang nach (B) die Vertikalbewegung den Wert Null erreicht hat. Nach endgültiger Verfestigung in der Kühl- und Beruhi¬ gungszone (B) erfolgt die Abhebung der Werkzeuge (Stifte 12,12'), wobei der hier beschriebene Ausgangswinkel (b) erheblich größer ist als der Eingangs inkel (a) (Fig. 4).(6,6 ') from the (left) machine end for renewed action on the material web, they are first positioned with the help of the rod-shaped movement duck (9), see FIGS. 1 and 2, with simultaneous horizontal and vertical movement perpendicular to the material web (zone D) and then enter the shaping zone (A) at (A 1 ). In this, the pulling effect for forming the profiles (22) runs asymptotically until the vertical movement has reached zero in the transition to (B). After solidification in the cooling and calming zone (B), the tools (pins 12, 12 ') are lifted off, the exit angle (b) described here being considerably larger than the entrance angle (a) (FIG. 4) .
Innerhalb der Formgebungszone (A) kann der Bewegungsab¬ lauf der Werkzeuge einer ungekrümmten schiefen Ebene gleichen, er kann aber auch paralbelförmigen Charakter aufweisen (Fig.5) .Within the shaping zone (A), the course of movement of the tools can resemble an uncurved inclined plane, but it can also have a parabolic character (FIG. 5).
Fig. 6 zeigt im Schnitt die Position gegenüberstehender Werkzeug-Tragekδrper (6) und der stiftförmigen Werkzeuge (12) während oder am Ende des Formgebungsvorgangs. Die Materialebene (16) ist praktisch nicht mehr vorhanden. Der Zieheffekt der Stifte hat zu einer gleichmäßigen Profilierung geführt (20) . In der Draufsicht bietet sich die Bahn als eine Folge von aufwärts (17) und abwärts (18) gerichteten Profilen an (Fig.7). Eine bevorzugte Ausführungsform eines Werkzeugtragekörpers (6) mit eingesetztem kammförmigen Satz stiftförmiger Werkzeuge (12) zeigt Fig. 8. Das Trageelemente endet in Zapfen oder Lager (30) mitFig. 6 shows in section the position of the opposing tool carrying body (6) and the pin-shaped tools (12) during or at the end of the shaping process. The material level (16) is practically no longer available. The pulling effect of the pins has resulted in an even profile (20). In the top view, the path offers itself as a sequence of upward (17) and downward (18) profiles (FIG. 7). A preferred embodiment of a tool support body (6) with an inserted comb-shaped set of pin-shaped tools (12) is shown in FIG. 8. The support element ends in a pin or bearing (30)
Mitnehmernocken (31), die von den Laufschienen (7,7'), vergl. Fig. 2, gehalten werden und, eingespannt in Zwangswege in der Verfügungszone eine verfahrensgemäßen Hoch- bzw. HerUnterführung der Werkzeuge absolut sicher gewährleisten. Werkzeug-Befestigungselemente (33) im unteren Rahmenbereich (32) der Trageelemente (6) sind so gestaltet, daß sie ein leichtes Auswechseln der stiftförmigen Werkzeuge (12) erlauben.Driving cams (31), which are held by the running rails (7, 7 '), see Fig. 2, and, clamped in positive paths in the disposal zone, ensure that the tools are raised and lowered correctly in accordance with the method. Tool fastening elements (33) in the lower frame area (32) of the carrying elements (6) are designed in such a way that they allow easy replacement of the pin-shaped tools (12).
Fig. 9 zeigt eine etwas abgewandelte Form der Werkzeug- Trageelemente (6). Hierbei erfolgt die Befestigung eines Satzes stiftförmiger Werkzeuge mittig bei (34) im Rahmenbereich (32) .Fig. 9 shows a somewhat modified form of the tool carrying elements (6). In this case, a set of pin-shaped tools is fastened centrally at (34) in the frame area (32).
Die Endplatten (24) der Werkzeug-Tragekörper (6) tragen gemäß Fig. 10 und 11 nocken- oder bolzenförmige Elemente (25,26,27,28) in Viereckform zueinander angeordnet, zwischen denen die stabförmigen Bewegungseiemente (9) , vergl. Fig. 2, eingreifen und so den Horizontaltransport und die Vertikalausrichtung der stiftförmigen Werkzeuge bewirken.The end plates (24) of the tool support body (6) carry cam-like or bolt-shaped elements (25, 26, 27, 28) arranged in a square shape to one another according to FIGS. 10 and 11, between which the rod-shaped movement elements (9), cf. . 2, intervene and thus effect the horizontal transport and the vertical alignment of the pin-shaped tools.
Eine andere Ausführungsform der Endplatten (24) deckt die Tragekörper (6) gemäß Fig. 12 und 13 völlig ab, ebenso ist der dargestellte kammförmige Satz stiftförmiger Werkzeuge (12) durch die Endplatten (24) teilweise abgedeckt.Another embodiment of the end plates (24) completely covers the supporting bodies (6) according to FIGS. 12 and 13, and the comb-shaped set of pin-shaped tools (12) shown is also partially covered by the end plates (24).
Figure imgf000021_0001
Durch Verjüngung (29) in den Tragekörpern (6) , die als eine Art Bayonnetverschluß wirken, rasten die Werkzeuge ein und können seitlich nicht herausgeschoben werden. Ein vergrößerter vertikaler Abstand zwischen oberen
Figure imgf000021_0001
By tapering (29) in the carrying bodies (6), which act as a kind of Bayonnet closure, the tools snap into place and cannot be pushed out to the side. An increased vertical distance between top
5 (25,26) und unteren (27,28) bolzenförmigen Elementen führt gleichzeitig zu einer verbesserten Stabilität zwischen Tragekörper-Endplatte (6) und dem jeweils eingesetzten stabförmigen Bewegungseiement (9) , siehe Fig. 2. Auch kann mit dieser Art der Endplatten die5 (25.26) and lower (27.28) bolt-shaped elements simultaneously leads to improved stability between the support body end plate (6) and the rod-shaped movement element (9) used in each case, see FIG. 2. Also with this type of end plates the
10 Länge der stabförmigen Bewegungseiemente (9) vermindert werden.10 length of the rod-shaped movement elements (9) can be reduced.
Aus Fig. 14 gehen beispielhafte Möglichkeiten der Ausbildung einer vorbestimmten und definierten Profil- 15 länge (=Stärke (e) der erhaltenen beidseitig profilier¬ ten fertigen Materialbahn) in Abhängigkeit von der Länge der Verformungszone bei gleichem Material und gleicher Länge der stiftförmigen Werkzeuge hervor.14 shows exemplary possibilities for the formation of a predetermined and defined profile length (= thickness (s) of the finished material web obtained which is profiled on both sides) depending on the length of the deformation zone with the same material and the same length of the pin-shaped tools.
20 So benötigt das Produkt nach Fig. 14 a z.B. für eine20 The product according to Fig. 14 a requires e.g. for one
Produktstärke von (e) = 100 mm eine Verformungsstrecke von (f) = ca. 800 mm. Mit abnehmender Produktstärke z.B. auf (e) = 50 mm (Fig. 14 b) verringert sich die Länge der Verformungsstrecke auf (f) = 400 mm, sie wirdProduct thickness of (e) = 100 mm, a deformation distance of (f) = approx. 800 mm. With decreasing product strength e.g. to (e) = 50 mm (Fig. 14 b) the length of the deformation path is reduced to (f) = 400 mm, it becomes
25 somit um 50 % kürzer. Hieraus geht bereits ein mathema¬ tischer Zusammenhang zwischen Produktstärke (e) und der Länge der Verformungsstrecke (f) hervor, wobei jedoch die Materialeigenschaften (Viskosität, Temperaturbereich der Plastifizierung, thermische Stabilität des Materials25 thus 50% shorter. This already gives a mathematical relationship between product strength (e) and the length of the deformation section (f), but the material properties (viscosity, temperature range of the plasticization, thermal stability of the material)
30 usw.) als ändernde Varianten auftreten.30 etc.) occur as changing variants.
Der weitere Verlauf der abnehmenden Produktstärke (e) auf 25 mm (Fig. 14 c) verringert die Verformungsstrecke (f) auf 200 mm und schließlich sind gemäß Fig. 14 d für eine Produktstärke von ca. 4 mm nur noch 100 mm Verformungs¬ strecke (f) erforderlich.The further course of the decreasing product thickness (e) to 25 mm (FIG. 14 c) reduces the deformation distance (f) 200 mm and finally, according to FIG. 14 d, only 100 mm of deformation path (f) are required for a product thickness of approx. 4 mm.
Dieser hier beispielhaft wiedergegebene Vorgang wurde mit gleichen Werkzeugen bei beidseitiger Profilausbildung an Polyurethan-Copolymeren ermittelt, wobei ein kontinuier¬ licher, eine Bahnbreite von 1000 mm ausbildender Prozess zugrunde lag.This process, which is shown here by way of example, was determined using the same tools with profile formation on both sides of polyurethane copolymers, a continuous process based on a web width of 1000 mm being used.
Die Änderung bzw. Anpassung der Verformungsstrecke (f in Fig. 14) kann über die Einstellung der gegenüber¬ stehenden Werkzeuge mit Hilfe der Spindeln der Maschine, wodurch der Abstand der in ihrer Länge unveränderten stiftförmigen Werkzeuge variiert wurde erfolgen. Es ist aber auch möglich die Führungsstücke auszuwechseln.The change or adaptation of the deformation distance (f in FIG. 14) can be carried out by adjusting the opposing tools with the aid of the spindles of the machine, as a result of which the distance between the pin-shaped tools which have not changed in length has been varied. But it is also possible to replace the guide pieces.
Es sei schließlich noch auf eine besonders günstige Art der stiftförmigen Werkzeuge verwiesen, wie sie schematisch in Fig. 15 dargestellt sind.Finally, reference should be made to a particularly favorable type of pen-shaped tools, as are shown schematically in FIG. 15.
Während glatte, stiftförmige Ziehwerkzeuge etwa in Ablehnung an Fig. 6 in Abhängigkeit vom eingesetzten Material durchaus zu brauchbaren Ergebnissen führen können, kann es gelegentlich von Vorteil sein, die flachen Enden halbkugelförmig oder schalenförmig nach innen konkav auszubilden (Fig. 15 a) . Hierdurch wird weniger kalte Masse mit (Erstarrung) dem zu plastifi- zierenden Material bei der ersten Berührung mit den kalten Stiften in Kontakt gebracht, sodaß der Zieheffekt begünstigt die Stabilität der Profile während des Verformungsvorgangs erhöht wird ein Erstarrungswulst vermieden wird. Fig. 15 b zeigt eine andere Form der Stiftenden, wobei durch die Abschrägung ein gelegentlich mögliches Abreißen des plastischen Materialfilms an der Spitze des stiftför¬ migen Werkzeugs vermieden werden kann.6, depending on the material used, it can sometimes be advantageous to make the flat ends hemispherical or bowl-shaped concave towards the inside (Fig. 15 a). As a result, less cold mass is brought into contact with (solidification) the material to be plasticized when it first comes into contact with the cold pins, so that the pulling effect favors the stability of the profiles during the deformation process. A solidification bead is avoided. 15 b shows a different shape of the pin ends, whereby the beveling prevents the plastic material film at the tip of the pin-shaped tool from being torn off from time to time.
Optimale Eigenschaften weisen solche stiftförmigen Werkzeuge auf, deren Enden gemäß Fig. 15 c sowohl eine Abschrägung nach Fig. 15 b als auch eine konkave End¬ flächenausbildung gemäß Fig. 15 a aufweisen. Durch diese Konfiguration werden Deffekte des Materials bei der Profilausbildüng und im Verlaufe des Verformungs¬ und anschließenden Verfestigungsvorgangs praktisch völlig ausgeschlossen. Such pin-shaped tools have optimal properties, the ends of which according to FIG. 15 c have both a bevel according to FIG. 15 b and a concave end surface formation according to FIG. 15 a. This configuration virtually eliminates defects in the material during the profile formation and in the course of the deformation and subsequent consolidation process.

Claims

PäteήtäήspfüchePatissaries
1.1.
Verfahren zur Ausbildung einer Vielzahl hohler, sich ggf. zur Spitze verjüngender, an der Basis miteinander im Verbund stehender Profile aus einer Bahn aus Material mit thermoplastischem Erweichungsverhalten, wobei das Material einer die Profile durch Zugkraft erzeugenden Einwirkung von in vertikaler Richtung zur Materialebene geführten stiftförmigen Werkzeugen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn kurz vor Eintritt in den Verformungsbereich auf die Temperatur ausreichender Plastifizierbarkeit erwärmt und anschlie¬ ßend der Einwirkung der stufenförmig, gleich- zeitig vertikal und horizontal zur Materialbahnebene bewegten, eine Temperatur erheblich unter derjenigen der Materialtemperatur aufweisenden Werkzeuge derart ausgesetzt wird, daß in Abhängigkeit vom zeitlichen Erweichungsverhalten des unter Vorspannung stehenden MaterialsProcess for the formation of a plurality of hollow, possibly tapering to the top, at the base interconnected profiles made of a web of material with thermoplastic softening behavior, the material being a tensile force-producing action of pin-shaped tools guided in the vertical direction to the material plane is exposed, characterized in that the material web is heated to the temperature of sufficient plasticizability shortly before entering the deformation region and then after the action of the step-wise, simultaneously vertically and horizontally moved to the material web plane, a temperature significantly below that of the material temperature having such tools is suspended, depending on the softening behavior of the material under tension
a) die Vertikal- und Horizontalabbewegung der Werk¬ zeuge in Verbindung mit der Bahngeschwindigkeit des Materials vom Augenblick der ersten Berührung der Werkzeuge mit der MaterialOberfläche bis zuma) the vertical and horizontal movement of the tools in connection with the path speed of the material from the moment the tools first touch the material surface to
Erreichen der vorgesehenen Endlänge der Profile, das heißt über die gesamte der profilformenden Zugkraft unterliegende Verformungsstrecke, eine schiefe Ebene, gegebenenf lls mit leicht parabel- förmigen Verlauf aufweist, so daß sich die Werk¬ zeugspitzen asymptotisch vorzugsweise bis zum Scheitelpunkt der Endlänge der Profile nähern, b) die Vertikalbewegung der Werkzeuge im Augenblick des Erreichens der endgültigen Profilausbildüng den Wert Null einnimmt,Reaching the intended final length of the profiles, that is, over the entire deformation distance subject to the profile-forming tensile force, has an inclined plane, possibly with a slightly parabolic shape, so that the tool tips asymptotically approach the final length of the profiles, preferably asymptotically. b) the vertical movement of the tools takes the value zero when the final profile formation is reached,
c) die Horizontalbewegungsgeschwindigkeit der Werk¬ zeuge auch im Bereich der Verformungsstrecke mit der Geschwindigkeit der gleichgerichteten Material- bahn übereinstimmt,c) the horizontal movement speed of the tools also corresponds to the speed of the rectified material web in the region of the deformation path,
d) der aus der Materialebene als einem ersten Schen¬ kel und dem Grad der Absenkung der Werkzeuge bis zum Erreichen der ersten Berührung mit der Bahn¬ oberfläche als zweitem Schenkel gebildete verän¬ derliche Eingangswinkel, dessen Scheitelpunkt mit dem Scheitelpunkt der ersten Berührung koinzidiert, konstant ist,d) the variable entry angle formed from the material plane as a first leg and the degree of lowering of the tools until the first contact with the web surface is reached as a second leg, the apex of which coincides with the apex of the first contact is
e) die stiftförmigen Werkzeuge bis zum endgültigen Erhärten des Materials bei weiterer Horizontal- bewegung ihre beim Erreichen der Endlänge der Profile eingenommene Position unter Ausbildung einer Material-Kühl- und Beruhigungszone unver¬ ändert beibehalten,e) the pin-shaped tools remain unchanged until the material has finally hardened with further horizontal movement, when they have reached the final length of the profiles, forming a material cooling and calming zone,
f) die Werkzeuge anschließend mit einem Ausgangs¬ winkel, der erheblich größer ist als der Ein¬ gangswinkel, gleichzeitig horizontal und vertikal abgeführt und zum Ausgang der Verformung zurück¬ geleitet werden.f) the tools are subsequently discharged horizontally and vertically at an exit angle which is considerably greater than the entry angle and returned to the exit of the deformation.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialkühl- und Beruhigungszone bis zu einer Strecke nahe zu null verkürzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ver ikalbewegung der Werkzeuge abgeschlossen ist bevor die Materialbahn erstarrt, d.h. nicht mehr formbar ist.A method according to claim 1, characterized in that the material cooling and calming zone is shortened to a distance close to zero. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the vertical movement of the tools is completed before the web of material solidifies, that is, it can no longer be shaped.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vertikalbahnbewegung der Werk¬ zeuge im Augenblick der Erstarrung noch nicht abgeschlossen ist.4. The method according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the vertical path movement of the tools at the moment of solidification is not yet complete.
5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ausbildung einer Vielzahl beidseitig aus der Materialbahn geformter Profile, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftför¬ migen Werkzeuge gleichzeitig und beidseitig auf das mittig geführte, unter Vorspannung stehende Material einwirken.5. The method according to claim 1 for forming a plurality of profiles formed on both sides from the material web, characterized in that the stiftför¬ shaped tools act simultaneously and on both sides on the centrally guided, prestressed material.
6. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ausbildung einer Vielzahl einseitig aus der Materialbahn geformter Profile, dadurch gekennzeichnet, daß die Material¬ bahn einseitig über ein stützendes, vielmaschiges Gitter, Netz oder Lochblech mit mindestens der Zahl der stiftförmigen Werkzeuge entsprechenden Maschen- oder Löcherzahl geführt oder von diesem getragen wird, und die Werkzeuge auf das Material von oben nach unten oder von unten nach oben einwirken.6. The method according to claim 1 for forming a plurality of profiles formed on one side from the material web, characterized in that the material web is guided on one side over a supporting, multi-meshed grid, net or perforated plate with meshes or holes corresponding to at least the number of pin-shaped tools or is carried by this, and the tools act on the material from top to bottom or from bottom to top.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Größe der Verformungsstrecke eine Funktion des Eingangswinkels darstellt.7. The method according to claims 1-3, characterized in that the size of the deformation path is a function of the input angle.
- ζjREA 8. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Verformungs- strecke eine Funktion der Materialbahndicke, der MaterialViskosität, der Werkzeugmasse und der- ζjREA 8. The method according to claims 1-3, characterized in that the size of the deformation distance is a function of the material web thickness, the material viscosity, the tool mass and the
Endlänge der Profile darstellt.Represents the final length of the profiles.
9. Verfahren nach Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Eingangs- Winkels 5 - 45°, insbesondere 20 - 30° beträgt.9. The method according to claims 1-5, characterized in that the size of the input angle is 5-45 °, in particular 20-30 °.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile quer zur Materialbahn in fortlaufenden Reihen ausgebildet werden.10. The method according to claims 1-6, characterized in that the profiles are formed transversely to the web in continuous rows.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen abwechselnd nach oben oder unten, mit Bezug zur Materialbahn¬ ebene, ausgerichtet sind. 12. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile zueinander versetzt ausgebildet werden.11. The method according to claims 1-7, characterized in that the rows are alternately aligned up or down, with respect to the Materialbahn¬ level. 12. The method according to claims 1-8, characterized in that the profiles are formed offset from one another.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile mit unter¬ schiedlicher Endlänge ausgebildet werden.13. The method according to claims 1-9, characterized in that the profiles are formed with different end lengths.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß lange und weniger lange Profile abwechselnd einzeln oder in Gruppen ausgebildet werden. 15. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper eine von der im Winkel von 90° zur Materialebene gebilde¬ ten Normalausrichtung abweichende Richtung aufwei¬ sen.14. The method according to claims 1-10, characterized in that long and less long profiles are alternately formed individually or in groups. 15. The method according to claims 1-11, characterized in that the profile body in a direction deviating from the normal orientation formed at an angle of 90 ° to the material plane th direction.
16. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten stift¬ förmigen Werkzeuge zylindrische Konfigurationen mit flacher bzw. ebener Endfläche und beliebigem geometrischem Querschnitt aufweisen.16. The method according to claims 1-12, characterized in that the pin-shaped tools used have cylindrical configurations with a flat or flat end surface and any geometric cross section.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der stiftförmigen Werkzeuge konkav ausgebildet sind.17. The method according to claim 13, characterized in that the end faces of the pin-shaped tools are concave.
18. Verfahren nach Ansprüchen 13 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der stiftförmigen Werkzeuge am äußeren Umfang abgeschrägt sind.18. The method according to claims 13 - 14, characterized in that the end regions of the pin-shaped tools are chamfered on the outer circumference.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Materials auf die Temperatur ausreichender Pla- stifizierbarkeit und die Ausbildung der nicht- verformten Materialbahn mit Hilfe eines Extruders erfolgt.19. The method according to any one of claims 1-15, characterized in that the heating of the material to the temperature of sufficient plasticizability and the formation of the non-deformed material web is carried out with the help of an extruder.
20. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 16 auf thermoplastisch verformbare organische Stoffe, insbesondere solche mit PolymerCharakter. 21. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 16 auf thermoplastisch verformbare anorganische Stoffe, insbesondere Glas, Keramik, Metalle, Legierungen usw..20. Application of the method according to claims 1-16 on thermoplastic organic materials, in particular those with polymer character. 21. Application of the method according to claims 1-16 to thermoplastically deformable inorganic substances, in particular glass, ceramics, metals, alloys etc.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erwärmen des zu verformenden Materials auf die Temperatur ausreichender Plasti- fizierbarkeit, einer mit dieser Erwärmungseinheit in direktem, kurzwegigem Verbund stehenden weiteren Einrichtung zum Vorspannen und ebenen Ausrichten der plastifizierten Materialbahn, je einem oberen und/oder unteren, durch geeignete Antriebselemente mit veränderlicher Geschwindigkeit im Kreis geführ¬ ter Mitnahmeeinrichtungen für eine Vielzahl auswech- ψ seibarer, der Bahnbreite angepaßter, beidendig von den Mitnahmeeinr ch ungen über endseitig und unterhalb angebrachter Stütz- und Rollelemente erfaßbarer und bewegter kästen- oder plattenförmiger Tragekörper zur Aufnahme einer Vielzahl stiftförmiger VerformungsWerkzeuge, wobei die Tragekörper beidseitig vorstehende, insbesondere zylInderstumpfförmige Lager, Nocken oder Bolzen aufweisen, in die zwecks paralleler Ausrichtung der unter Druck gegeneinander operierenden bzw. sich vertikal und horizontal einander nähernden oberen und unteren Tragekörper um Drehachsen bewegte stabförmige Bewegungseiemente eingreifen, die der Weiterbewegung der Tragekörper bis zum Eingreifen von paarweise auf gemeinsamer22. Device for performing the method according to claims 1-16, characterized by a device for heating the material to be deformed to the temperature of sufficient plasticizability, with this heating unit in a direct, short-term connection further device for prestressing and leveling the plasticized Material web, an upper and / or lower one, by means of suitable drive elements with variable speed in a circle of entraining devices for a number of interchangeable ψ ibar adjustable, adapted to the web width, on both ends of the entraining devices on end and below attached support and rolling elements and moving box-shaped or plate-shaped support body for receiving a multiplicity of pin-shaped deformation tools, the support bodies having protruding, in particular cylindrical, frustoconical bearings, cams or bolts into which, for the purpose of parallel alignment, d he under pressure operating against each other or vertically and horizontally approaching upper and lower support body around rotating axes move rod-shaped movement elements, the further movement of the support body until intervention from pairs to common
Welle gelagerter unterer und/oder oberer sowie vorderer und hinterer mit erhöhter Kraft laufender Mitnehmerkränze dienen, durch die die Tragekörper unter Richtungsänderung in die Arbeitsstellung amLower and / or upper as well as front and rear shaft mounted with increased force Carrier wreaths, through which the support body changes direction in the working position on
Materialeingang positioniert werden, mehreren höhen- und tiefenverstellbaren Spindeln insbesondere im Bereich der Materialbahnein- und ableitungszonen, wobei die Geschwindigkeiten der Antriebseiemente der Mitnahmeeinrichtungen, der stabförmigen Bewegungs- elemente und der Mitnehmerkränze sowie die Position der stufenlos veränderlichen Spindeln aufeinander abgestimmt und geregelt werden können.Material input are positioned, several height and depth adjustable spindles especially in the area of the material web entry and discharge zones, whereby the speeds of the drive elements of the driving devices, the rod-shaped movement elements and the driving rings as well as the position of the continuously variable spindles can be coordinated and regulated with one another.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Stütz- und Rollelemente, die von Tragekörper zu Tragekörper miteinander verbunden und spreizbar sind, so daß die Rückführung der23. The device according to claim 19, characterized by support and rolling elements which are connected to one another from support body to support body and expandable, so that the return of the
Tragekörper mit erhöhter Geschwindigkeit erfolgt.Carrying body takes place at increased speed.
24. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Bewegungselemente beidseitig der Materialbahn in zwei parallelen Strängen im Kreis geführt werden.24. Device according to claims 19 and 20, characterized in that the rod-shaped movement elements on both sides of the material web are guided in a circle in two parallel strands.
25. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Anlage allein über die Geschwindigkeit der Mitnahmeeinriehtung geregelt wird.25. Device according to claims 19 - 21, characterized in that the speed of the system is regulated solely via the speed of the driving device.
26. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Materialaustrag- seite die untere Mitnahmeeinrichtung einen längeren Weg ausführt als die obere Mitnahmeeinrichtung. 27. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Materialaustrag¬ seite die Mitnehmerkränze paarweise verschiedene26. Device according to claims 19 - 22, characterized in that on the material discharge side the lower entrainment device runs a longer way than the upper entrainment device. 27. The device according to claims 19 - 23, characterized in that on the Materialaustrag¬ side the driving rings in pairs different
Umlaufgeschwindigkeit aufweisen.Have rotational speed.
28. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der im Verformungsbereich gegenüberstehenden Werkzeuge veränderlich ist und ihre Konvergenz am Material- eingang durch die veränderlichen Eingangswinkel geregelt werden kann.28. The device according to claims 19 - 24, characterized in that the distance between the opposing tools in the deformation area is variable and their convergence at the material input can be regulated by the variable input angle.
29. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Werkzeuge im Bereich der schnellst möglichen Rückführung erheblich über derjenigen der Werkzeuge im Bereich des Materialeingangs ,-der Verformungszone und der Kühl- bzw. Beruhigungszone liegt.29. The device according to claims 19-28, characterized in that the speed of the tools in the area of the fastest possible return is significantly higher than that of the tools in the area of the material inlet, the deformation zone and the cooling or calming zone.
30. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge bei der Rückführung gekühlt oder erwärmt werden.30. Device according to claims 19 - 29, characterized in that the tools are cooled or heated during the return.
31. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 -30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Hochführung durch Zwangswege erfolgt, die an den Führungsstücken 30 und 31 angreifen.31. The device according to claims 19 -30, characterized in that the control of the elevation is carried out by positive paths which act on the guide pieces 30 and 31.
32. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 - 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs inkel mit gegebenenfalls nicht geraden Schenkeln und die Variation der vertikalen Eindringgeschwindigkeit durch die Führungsstücke gemäß Anspruch 31 erfolgt. 33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch geknnzeichnet, daß diese Führungsstücke zur Variierung der Verformungsstrecke und der Ein-32. Device according to claims 19 - 31, characterized in that the input angle with possibly non-straight legs and the variation of the vertical penetration speed by the guide pieces according to claim 31. 33. Apparatus according to claim 32, characterized in that these guide pieces for varying the deformation distance and the input
34. Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Strukturen der Ansprüche 7 - 15 entsprechen.34. Tools, characterized in that they correspond to the structures of claims 7-15.
dringgeschwindigkeit austauschbar sind. speed are interchangeable.
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