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Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Falzlinien in Folien aus
thermoplastischem Kunststoff Es ist bereits bekannt, zum Bilden der Bodenfalzlinien
bei der Herstellung von Säcken aus thermo plastischem Kunststoff die üblichen und
aus der Papiersackherstellung bekannten Nutwerkzeuge mit Heizeinrichtungen zu versehen,
um die Kunststofffolie während der Einarbeitung der Falzlinien in plastifizierten
Zustand zu versetzen. Es hatte sich nämlich gezeigt, daß die bei der Papiersackherstellung
ausreichenden Nutwerkzeuge bei der Herstellung von Kunststoffsäcken nicht zu einer
hinreichenden Falzlinienbildung führten, weil die in den Nutwerkzeugen verformten
Folien eine gegenüber Papier wesentlich größere Elastizität und Flexibilität besitzen
und deshalb die beim Durchlaufen der Nutwerkzeuge erfolgte Formänderung vollständig
rückgebildet wurde. Wird dagegen nach dem bereits bekannten Vorschlag durch Beheizung
der Nutwerkzeuge eine gewisse Plastifizierung des Kunststoffes herbeigeführt, ohne
daß dessen Schmelzpunkt erreicht wird, so tritt eine Gefügeänderung des Materials
ein, die die Fixierung der gebildeten Falzlinie begünstigt.
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Die Beheizung der rotierenden Nutwerkzeuge erfordert aber einen verhältnismäßig
großen konstruktiven Aufwand, wodurch die Bodenlegemaschine nicht unerheblich verteuert
wird. Außerdem ließ die Qualität der gebildeten Falzlinien doch noch manchmal zu
wünschen übrig, weil die Folien nach dem Durchlaufen der Nutwerkzeuge wieder etwa
in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, in dieser Lage langsam auskühlen und in
ungünstigen Fällen keine Sollfalzlinie mehr zurückbehalten, an welcher dann später
eine saubere Faltung erfolgen würde. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
beiden Nachteile zu vermeiden, also bei verringertem konstruktivem Aufwand bessere
Falzlinien als bisher zu erzeugen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Bildung von Falzlinien
in Folien aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere zur Bildung der Bodenfalzlinien
bei der Herstellung von Kunststoffsäcken, bei welchem die Folie im Bereich der Falzlinien
durch Erhitzen plastifiziert und im plastischen Zustand gefalzt wird, erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Erhitzung im Falzlinienbereich unmittelbar vor dem Falzvorgang
erfolgt und während des Falzvorganges dieser Bereich abgeschreckt wird. Die durch
die Abschreckung erzielte Fixierung der beim Nutvorgang vorgenommenen Formänderung
erfolgt zum Zeitpunkt der stärksten Verformung und bewirkt, daß die Folie nach dem
gleichzeitigen Falzen und Abschrekken das Bestreben hat, in die Falzstellung zurückzukehren.
Wird sie nach dem Falzvorgang wieder
flachgelegt, so gelangt sie gerade durch das
dabei erfolgende Auffalten in einen Zustand gespannter Elastizität, so daß beim
späteren Umlegen beispielsweise der Bodenseitenumschläge um die gebildeten Bodenfalzlinien
mit Sicherheit damit zu rechnen ist, daß sich die Falzkanten an den vorbereiteten
und durch Abschrecken fixierten Sollfalzlinien bilden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des soeben beschriebenen Verfahrens
kann erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet sein, daß jedem Nutwerkzeug eine vorzugsweise
nur in einem punkt oder linienförmigen Bereich auf die Folie einwirkende Heizvorrichtung
vorgeschaltet ist, während die Nutwerkzeuge unbeheizt sind. Die Folie wird also
unmittelbar vor dem jeweiligen Nutwerkzeug auf Plastifizierungstemperatur gebracht
und dann durch das kältere Nutwerkzeug, das plötzlich die in der Folie gespeicherte
Wärme ableitet, abgeschreckt. Um mit Sicherheit zu erreichen, daß auch bei längerem
Betrieb die Nutwerkzeuge durch den plastifizierten Kunststoff nicht oder jedenfalls
nicht wesentlich erwärmt werden, können die Nutwerkzeuge mit je einer Kühleinrichtung
versehen sein. Es ist möglich, zu diesem Zweck Kühlluft gegen die Nutwerkzeuge zu
blasen, die Nutwerkzeuge können aber auch, insbesondere wenn es sich bei ihnen nicht
um kreisförmige, rotierende Werkzeuge handelt, von einem Kühlmittel durchströmt
werden.
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Ein Anhaften des Kunststoffes an den Nutwerkzeugen läßt sich in an
sich bekannter Weise vermeiden, indem die Nutwerkzeuge mit einem Trennmittel versehen
werden. Die Wirldlächen können mit einem bekannten solchen Mittel bestrichen oder
beschichtet werden oder auch aus einem solchen Material bestehen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit rotierenden zusammenwirkenden
Nutscheiben und Gegenscheiben für aus Kunststoffolie bestehende mehrlagige Werkstücke
mit quer zur Transportrichtung verlaufenden Falzkanten, insbesondere also für Sackwerkstücke,
kann
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch noch verbessert werden, daß sich
die Wirkfläche jeweils einer der Scheiben nur über einen Kreisbogenabschnitt erstreckt,
der so bemessen ist, daß die durch die Nutwerkzeuge gebildeten Falzlinien sich nicht
bis zu den quer zur Transportrichtung verlaufenden Falzkanten erstrecken. Dadurch
wird einmal ein Einschneiden des Materials im Bereich der querlaufenden Falzkanten
vermieden, und zum anderen werden auch Verschweißungen der aufeinanderliegenden
Lagen verhindert.
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Die Erwärmung der Kunststoffolien vor dem Falzvorgang kann zweckmäßig
mittels Heißluft geschehen. Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann deshalb
erfindunggemäß durch je eine jedem Nutwerkzeug vorgeschaltete Düse für ein gasförmiges
Heizmedium weiterentwickelt sein, welche vorzugsweise mit linienförmiger, sich in
Transportrichtung erstreckender Austrittsöffnung versehen ist. Durch die linienförmige,
sich in Transportrichtung erstrekkende Austrittsöffnung, die beispielsweise an einem
unmittelbar über der Transportebene liegenden, unten geschlitzten Rohr ausgebildet
sein kann, wird eine zu große Erwärmung der Folien quer zur Transportrichtung verhindert
und die Plastifizierung auf den unmittelbaren Bereich der zu bildenden Falzlinien
beschränkt.
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Bei nicht zu schnell transportierten und auch bei relativ dünnen
Folien besteht auch die Möglichkeit, die Plastifizierung des Materials im Bereich
der zu bildenden Falzlinien durch Strahlungswärme einer sich vorzugsweise linienförmig
in Transportrichtung erstreckenden Strahlungswärmequelle zu erreichen, die insbesondere
aus einem elektrischen Heizelement bestehen kann. Eine derartige Strahlungswärmequelle
kann gegebenenfalls auch neben der Beheizung durch ein gasförmiges Heizmedium zur
Anwendung gelangen.
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Insbesondere bei mehrlagigen Werkstücken und wenn alle Lagen mit
Falzlinien versehen sein sollen, kann es von Vorteil sein, wenn von beiden Seiten
aus eine Erwärmung der Werkstücke im Bereich der zu bildenden Falzlinien erfolgt,
wozu dann in der Vorrichtung beiderseits der Transportebene Einrichtungen zum Erwärmen
der Werkstücke angeordnet sind.
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In der nachstehenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand eines
in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig.
1 ein quer zur Scihlauchrichtung mit Falzlinien zu versehendes Schlauchstück aus
thermoplastischem Kunststoff, das zu einem Ventilsack weiterverarbeitet werden soll,
in Draufsicht, F i g. 2 die Draufsicht auf Nutwerkzeuge zur Herstellung der Bodenmittelfalzungen,
F i g. 3 die Seitenansicht zu F i g. 2, Fig. 4 das Schlauchstück nach Fig. 1 mit
zu Bodenquadraten aufgezogenen Enden, F i g. 5 die Draufsicht auf Nutwerkzeuge zur
Herstellung der Bodenseitenfalzungen, F i g. 6 die Seitenansicht zu F i g. 5 und
F i g. 7 einen fertigen Kunststoffventilsack.
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Die zur Verarbeitung gelangenden Werkstücke 1, nämlich Schlauchabschnitte
aus thermoplastischem Kunststoff, die zu einem Kreuzbodenventilsack verarbeitet
werden sollen, werden quer zur Schlauchrichtung an die Maschine angelegt und einzeln
in Pfeilrichtung 2 von den Transportmitteln der
Maschine durch die einzelnen Bearbeitungsstationen
transportiert.
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Die erste Bearbeitungsstation in der Maschine, die in den F i g.
2 und 3 schematisch dargestellt ist, dient zum Herstellen der Bodenmittelfalzungen
längs den in F i g. 1 strichpunktiert dargestellten Falzlinien 3, 4. Sie wird aus
zwei Nuteinrichtungen 5,6 gebildet, die je aus einer Nutscheibe7 und einer Gegensdheibe
8 bestehen. Die Nutscheibe 7 besteht aus einem Tragkörper 9 und einem Segment 10.
Die Bogenlänge des Segments ist nicht ganz so groß wie die Breite des Werkstücks
1. Die Transporteinrichtung und die Nuteinrichtungen sind so aufeinander abgestimmt,
daß die Kante 11 des Segments der sich in Pfeilrichtung 12 drehenden Nutscheibe
sich direkt hinter der in Transportrichtung gesehen vorderen Längskante des Werkstücks
1 durch das Werkstückmaterial in die Ringnut 12 der Gegenscheibe 8 eindrückt. Die
hintere Längskante des Werkstücks wird nicht mehr vom Segment 10 erfaßt. Zur Einstellung
auf eine andere Werkstückbreite sind die Segmente 10 gegen andere Segmente mit der
der neuen Werkstückbreite entsprechenden Bogenlänge austauschbar.
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Gemäß der Erfindung wird das Kunststoffschlauchstück 1 unmittelbar
vor dem Einlaufen in die Nuteinrichtungen im Bereich der Falzlinien 3, 4 so stark
erwärmt, daß eine gewisse Plastifizierung des Kunststoffs eintritt. Die Erwärmung
geschieht mittels eines gasförmigen Heizmediums, insbesondere mittels heißer Luft,
die durch eine Leitung 13 herangeführt wird. Am Ende der Leitung 13 über der Transportebene
14 befindet sich eine Düse 15, die einen sich in Richtung der Falzlinie 3,4 erstreckenden
Austrittsschlitz 16 aufweist (s. Fig. 2). Die kalten Segmente 10 der Nutscheiben
7 drücken sich also beim Einlaufen der Kunststoffschiauchstücke 1 in die Nuteinrichtungen
in das plastifizierte Material ein, wodurch dieses abgeschreckt wird. Hierdurch
ergibt sich eine verhältnismäßig große bleibende Formänderung des Kunststoffs und
damit gut eingearbeitete Falzlinien.
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Nach dem Einarbeiten der Bodenmittelfalzungen werden die beiden Schlauchstückenden,
wie in F i g. 4 dargestellt ist, zu Bodenquadraten aufgezogen.
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Zum Schließen der Böden durch Umlegen derBodenseitenumschläge 17 bis
20 sind zunächst noch die die einzelnen Bodenseitenumschläge festlegenden Falzlinien
21 bis 24 einzuarbeiten. Dieses geschieht in den Nuteinrichtungen 25 bis 28, die
in den F i g. 5 und 6 dargestellt sind. Diese Nuteinrichtungen entsprechen im wesentlichen
den Nuteinrichtungen5,6, so daß für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen Verwendung
finden. Lediglich sind die hier mit 30 bezeichneten Segmente kürzer als die Segmente
10, da die Bodenseitenfalzungen, wie beim Vergleich der F i g. 1 und 4 ersichtlich,
kürzer sind als die Bodenmittelfalzungen.
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Die Erwärmung des Kunststoffschlauchstticks im Bereich der Falzlinien
21 bis 24 geschieht ebenfalls mittels heißer Luft. Im Gegensatz zur Ausführung nach
F i g. 2 ist hier ein unmittelbar über dem Werkstück liegendes Kanalstück 31 für
jede Falzlinie vorgesehen, das auf seiner Unterseite einen ausreichend breiten Längsschlitz
32 besitzt. An den Enden der Kanalstücke31 mündet je eine Leitung 33 bzw. 34. Durch
die Leitung 33 wird beispielsweise die heiße Luft dem Kanalstück zugeführt und,
soweit sie aus diesem nicht entweichen kann, durch die
Leitung 34
wieder abgeführt. Um zu erreichen, daß sich die Segmente während des Betriebes durch
ihre Berührung mit dem heißen Kunststoff nicht aufheizen, wird durch Düsen 35 Kühlluft
gegen sie geblasen. In gleicher Weise läßt sich auch, wenn es sich als notwendig
erweisen sollte, Kühlluft gegen die Segmente 10 der Nuteinrichtungen 5, 6 blasen.
Die Düsen 15 und Kanalstücke 31 sind nur als beispielsweise Mittel zum Heranführen
von Heißluft an die Werkstücke gewählt.
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Nach dem Einarbeiten der Bodenseitenfalzungen wird beispielsweise,
wie von der Papiersackherstellung bekannt, Klebstoff aufgetragen, in einen offenen
Kreuzboden ein Ventilschlauchstück36 (s. Fig.7) eingelegt, und anschließend werden
in bekannter Weise die Bodenseitenumschläge jedes Bodens nacheinander umgelegt.
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Im Gegensatz zu den beheizten Nuteinrichtungen lassen sich die hier
erforderlichen Nuteinrichtungen leichter und billiger herstellen. Zum Teil lassen
sich sogar Werkzeuge verwenden, die auch in Maschinen zum Herstellen von Papiersäcken
benutzt werden. Die Luft zum Erwärmen der Kunststoffschlauchstücke kann schon als
Heißluft in die Leitungen 13, 33 gefördert werden. Ebensogut ist es aber auch denkbar,
daß die Luft erst in den Leitungen 13, 33 erwärmt wird. Dies kann beispielsweise
mittels um die Leitungen herumgelegter elektrischer Heizspiralen geschehen.