DE19539872A1

DE19539872A1 - Formschulter

Info

Publication number: DE19539872A1
Application number: DE1995139872
Authority: DE
Inventors: Dieter Voeglin; Walter Dr Baur
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: DE19539872B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Formschulter mit einem Füllrohrstutzen und einem Mantel.

Derartige Formschultern dienen der Umformung einer ebenen Folienbahn zu einem Folienschlauch. Die Folienbahn läuft über den Mantel, wird am Ende des Füllrohrstutzens umgelenkt, und umgibt anschließend den Füllrohrstutzen schlauchförmig. Durch den Füllrohrstutzen wird Füllgut in den packungsweise verschweißten Folienschlauch gefüllt. Die derart erzeugten Beutel werden vom Folienschlauch getrennt. Formschultern werden an Schlauchbeutelmaschinen eingesetzt, die nach diesem Prinzip arbeiten.

Formschultern werden infolge des Folienlaufs von der Folie im Laufe der Zeit abgeschliffen. Der Abschliff ist ungleichmäßig. Bereiche mit größeren Normalkräften erfahren einen größeren Abrieb als Bereiche mit geringerem Abrieb. Eine ungleich abgeschliffene Formschulter ist ungenau bezüglich ihrer Funktion und, bei genügend fortgeschrittenem Abrieb, nicht mehr funktionsfähig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Formschulter derart auszugestalten, daß ihr Abschliff minimiert und die Standzeit deutlich verlängert wird.

Gelöst ist die Aufgabe gemäß dem kennzeichenden Teil des Anspruchs 1. Danach ist die äußere Manteloberfläche eine profilierte Oberfläche, die eine Gleitfläche und zumindest eine gegenüber der Gleitfläche vertieft liegende Manteloberfläche aufweist, und die vertieft liegende Manteloberfläche weist eine reibungsmindernde Beschichtung auf.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Abschliff minimiert und die Standzeit der Formschulter deutlich verlängert wird. Die vertieft liegende Manteloberfläche trägt die Folienbahn mit einem geringeren Druck als die Gleitfläche. Dadurch und auch infolge ihrer reibungsmindernden Beschichtung ist die Standzeit der vertieft liegenden Mantelfläche außerordentlich lang. Die Folienbahn kann mittels verminderter Abzugskraft über die Formschulter gezogen werden, da der Reibungskoeffizient der Beschichtung gering ist und sich zwischen der vertieft liegenden Mantelfläche und der Ebene der Gleitfläche örtlich Luftpolster ausbilden. Die verminderte Abzugskraft erzeugt verringerte Normalkräfte gegen die Gleitfläche und bewirkt auch einen geringeren Verschleiß an der Gleitfläche. Somit ist eine deutlich verlängerte Standzeit für die gesamte äußere Manteloberfläche der Formschulter erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Formschulter sind in den Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben.

Ist die reibungsmindernde Beschichtung gleichzeitig eine abriebsmindernde Schicht (Anspruch 2), so wird die Standzeit der vertieft liegenden Mantelfläche und somit der gesamten äußeren Manteloberfläche weiter erhöht. Insbesondere Metall enthaltenden Schichten (Anspruch 3) können hier zuverlässig und kostengünstig vorgesehen werden.

Günstig reibungsmindernde und abriebsmindernde Eigenschaften hat eine Nickelschicht (Anspruch 4), insbesondere werden sie eine amorphe, nicht-kristalline Struktur aufweist (Anspruch 5). Die Nickelschicht ist relativ glatt und abriebsfest. Auch haftet sie besonders gut auf Stahl (Anspruch 9) als preisgünstigem und bewährtem Basismaterial. Die abriebs- und reibungsmindernden Eigenschaften der Nickelschicht werden weiter verbessert, wenn die Nickelschicht in an sich bekannter Weise gehärtet und mittels Nickeldiffusion behandelt wird (Anspruch 6). Der Reibungskoeffizient wird weiter verringert, wenn die Nickelschicht polymerimprägniert ist.

Als weitere reibungs- und abriebsfeste Schicht ist eine Schicht aus Polyetrafluorethylen mit metallischen Beimengungen (Anspruch 8) von Vorteil. Der unübertroffen reibungsmindernde Feststoff Polytetrafluorethylen ist infolge der metallischen Beimengungen ausreichend hart und langlebig einsetzbar.

Beträgt das Verhältnis der Größe der vertieft liegenden Manteloberfläche zur Größe der gesamten äußeren Manteloberfläche mehr als 70 Prozent (Anspruch 10), so ist die Ausbildung eines Luftpolsters zwischen der Formschulter und der Folienbahn ebenso wie ein Anliegen der Folienbahn an der vertieft liegenden Manteloberfläche begünstigt.

Eine reibungsmindernde Luftströmung zwischen dem Mantel und der Folienbahn wird verbessert, wenn die vertieft liegende Manteloberfläche zusammenhängend ist (Anspruch 11). Die Luft kann hierbei zwischen den Bereichen der Gleitfläche strömen. Ist dagegen die Gleitfläche zusammenhängend (Anspruch 12), so ist der Normaldruck gegen die Gleitfläche gleichmäßig und eine gute Folienführung wird begünstigt.

Technisch einfach ist eine erfindungsgemäße Formschulter, deren vertieft liegende Manteloberfläche kraterförmige Strukturen aufweist (Anspruch 13). Die Strukturen können in ein Mantelblech geschlagen werden. Auf die gleiche Art und Weise können auch erhöhte Strukturen einer Gleitfläche (Anspruch 14) erzeugt werden. Eine kraterförmige Struktur auf der einen Oberfläche des Mantelblechs bedeutet eine erhöhte Struktur auf der anderen Oberfläche des Mantelblechs.

Verfahrenstechnisch ist es von Vorteil, ohne Abdeckungen vorzunehmen, die gesamte äußere Manteloberfläche mit einer reibungsmindernden Beschichtung zu versehen (Anspruch 15). Die Beschichtung der Gleitfläche wirkt sich weiter reibungsmindernd aus. Die Standzeit der Beschichtung auf der Gleitfläche ist infolge der dort erhöhten Normalkraft relativ gering. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Formschulter ist aber relativ unabhängig von einer Beschichtung der Gleitfläche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Formschulter, bestehend aus einem Füllrohr stutzen und einem Mantel, wobei die äußere Manteloberfläche des Mantelblechs eine reibungsmindernd beschichtete, profilierte Oberfläche mit erhöhten, gewölbten Strukturen als Gleitfläche aufweist;

Fig. 2 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus dem Mantelblech der Formschulter der Fig. 1 mit durchgehender reibungsmindernder Be schichtung auf der äußeren Manteloberfläche;

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem Mantelblech einer Formschulter mit durchgehender reibungsmindernder Beschichtung auf der äußeren Manteloberfläche und mit dort vertieft liegenden, kraterförmigen Strukturen, sowie

Fig. 4 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem Mantelblech einer Formschulter mit einer reibungsmindernden Beschichtung auf der vertieft liegenden Manteloberfläche und mit erhöhten, oben geraden Strukturen als Gleitfläche für die Folienbahn.

Eine Formschulter 1 besteht aus einem Füllrohrstutzen 2 und einem mit dem Füllrohrstutzen 2 verbundenen Mantel 3 (Fig. 1). Die äußere Manteloberfläche 4 des Mantels 3 ist eine profilierte Oberfläche 5. Diese Oberfläche 5 weist eine Gleitfläche 6 und eine gegenüber der Gleitfläche 6 vertieft liegende Manteloberfläche 7 auf. Sowohl die Gleitfläche 6, als auch die vertieft liegende Manteloberfläche 7 sind mit einer reibungsmindernden Beschichtung 8 versehen.

Die Beschichtung 8 ist eine abriebsmindernde Schicht 9 und enthält Metall 10 (Fig. 2). Die vertieft liegende Manteloberfläche 7 ist zusammenhängend. Die Gleitfläche 6 ist aus einer Vielzahl an erhöhten, gewölbten Strukturen 11 gebildet. Die gewölbten Strukturen 11 bestehen wie das Basismaterial 12 des Mantels 3 aus Stahl 13.

Die reibungs- und abriebsmindernde Schicht 9 ist eine Nickelschicht 14. Die Nickelschicht 14 hat eine amorphe, nicht-kristalline Struktur. Sie wurde gehärtet und mittels Nickeldiffusion behandelt. Anschließend wurde die Nickelschicht 14 mit einem Polymer 15 imprägniert, so daß ein zusätzlicher, reibungsmindernder Schutz für die Nickelschicht 14 erreicht wurde. Das Verhältnis der Größe der vertieft liegenden Manteloberfläche 7 zur Größe der gesamten äußeren Manteloberfläche 4 beträgt mehr als 70 Prozent.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die reibungs- und abriebsmindernde Schicht 9 eine Schicht 9 aus Polytetrafluorethylen 16 mit metallischen Beimengungen 17. Während das Polytetrafluorethylen 16 infolge seines extrem geringen Reibungskoeffizienten reibungsmindernd wirkt, dienen die metallischen Beimengungen 17 einer Abriebsminderung der Schicht 9. Die vertieft liegende Manteloberfläche 7 weist kraterförmige Strukturen 18 auf. Die Gleitfläche 6 ist zusammenhängend. Die gesamte, aus vertieft liegender Manteloberfläche 7 und Gleitfläche 6 gebildete Manteloberfläche 4 ist mit der Schicht 9 versehen. Das Basismaterial 12 des Mantels 3 besteht aus Stahl 13.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erhöhte Strukturen 11 zur Ausbildung einer Gleitfläche 6 vorgesehen. Es liegt auch die gleiche Beschichtung 8 vor. Die Schicht 9 befindet sich jedoch lediglich auf der vertieft liegenden Mantelfläche 7 und die erhöhten Strukturen 11 bilden eine gerade Gleitfläche 6 aus. Es wurde die gesamte Manteloberfläche 4 des Mantels 3 beschichtet. Durch langzeitigen Folienlauf sind aber die erhöhten Strukturen 11 infolge Abriebs von ihrer Beschichtung befreit worden. Eine (zeichnerisch nicht dargestellte) Folienbahn berührt die Schicht 8 zwischen den Strukturen 11. Diese Berührung ist umso stärker, je größer die Krümmung des Mantels 3 ist. Die Normalkraft der Folie gegen diese Fläche der Berührung ist vergleichsweise gering, so daß der Abrieb dort minimiert und die Standzeit der Schicht 9 maximiert ist. Die Normalkraft ist bei einer derartigen Berührung umso größer, je größer die Krümmung des Mantels 3 dort ist. Die Dichte an Gleitflächen 6 ist somit bei größerer Krümmung höher als bei geringerer Krümmung.

Bezugszeichenliste

1 Formschulter
2 Füllrohrstutzen
3 Mantel
4 Manteloberfläche
5 Oberfläche
6 Gleitfläche
7 vertieft liegende Manteloberfläche
8 reibungsmindernde Beschichtung
9 abriebsmindernde Schicht
10 Metall
11 erhöhte Struktur
12 Basismaterial
13 Stahl
14 Nickelschicht
15 Polymer
16 Polytetrafluorethylen
17 metallische Beimengung
18 kraterförmige Struktur

Claims

1. Formschulter mit einem Füllrohrstutzen und einem Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Manteloberfläche (4) eine profilierte Oberfläche (5) ist, die eine Gleitfläche (6) und mindestens eine gegenüber der Gleitfläche (6) vertieft liegende Manteloberfläche (7) aufweist, und daß die vertieft liegende Manteloberfläche (7) eine reibungsmindernde Beschichtung (8) aufweist.

2. Formschulter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (8) eine abriebsmindernde Schicht (9) ist.

3. Formschulter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (8) eine Metall (10) enthaltende Schicht (9) ist.

4. Formschulter nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsmindernde Schicht (9) eine Nickelschicht (14) ist.

5. Formschulter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht (14) eine amorphe, nicht-kristalline Struktur aufweist.

6. Formschulter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht (14) gehärtet und mittels Nickeldiffusion behandelt ist.

7. Formschulter nach Anspruch 4, Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Nickelschicht (14) polymerimprägniert ist.

8. Formschulter nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsmindernde und abriebsmindernde Schicht (9) eine Schicht (9) aus Polytetrafluorethylen (16) mit metallischen Beimengungen (17) ist.

9. Formschulter nach Anspruch 1, Anspruch 4 oder Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Basismaterial (12) des Mantels (3) Stahl (13) ist.

10. Formschulter nach Anspruch 1, Anspruch 4 oder Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis der Größe der vertieft liegenden Manteloberfläche (7) zur Größe der gesamten äußeren Manteloberfläche (4) mehr als 70 Prozent beträgt.

11. Formschulter nach Anspruch 1 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertieft liegende Manteloberfläche (7) zusammenhängend ist.

12. Formschulter nach Anspruch 1, oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (6) zusammenhängend ist.

13. Formschulter nach Anspruch 1 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertieft liegende Manteloberfläche (7) kraterförmige Strukturen (18) aufweist.

14. Formschulter nach Anspruch 1 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (6) erhöhte Strukturen (11) aufweist.

15. Formschulter nach Anspruch 1, Anspruch 5 oder Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die gesamte äußere Manteloberfläche (4) die reibungsmindernde Beschichtung (8) aufweist.