DE2951449A1

DE2951449A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zweischichtigem bahnmaterial

Info

Publication number: DE2951449A1
Application number: DE19792951449
Authority: DE
Inventors: William New York N.Y. Gaffney
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1981-07-02
Also published as: SE431625B; GB2065028A; US4184904A; SE7910253L; GB2065028B; CA1115914A; DE2951449C2; JPS5932294B2; JPS5692025A

Description

PATENTANWALTE

WUESTHOFF -ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ

professional kerkesentatives before the european patent office acrüs pres l'office eurofeen des brevets

DR.-ING. PFANZ ▼uFSTHOPP DR. I HIL. Pf-ELA TUBS'HO: F (1927-1956) DIPl-INC. CERHA*D PU'.* (1952-I971) DII^-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-INC.; DIFL.-iriRTSCH.-INC. KUFEKT COETZ

1A-53 113 D-8000 MÖNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 51 telegramm: fkotectfatent telex: j 24 070

Anmelder:

William Gaffney,

500 East 77th Street, und

New York, N.Y. USA Charlotte Mintz,

West 12th Street,

New York, N,Y, USA

Titel:

Verfahren' und Vorrichtung zum Herstellen von zweischichtigem Bahnmaterial.

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DIPL.-CMEM. DR. P. PREIHERK VON PECMMAMN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPBAN PATENT OPFICB DR.-INC. DIETER BEHRENS

MANDATAIItBS AGREES PKES l'OPPICE EUROPEEN DES BXBVBTS DIPL.-INC; DIPL.-VI RTSC II.-INC. RU PERT ΟΟΒΤΪ

D-8000 MÜNCHEN

1A-53 113 SCHWEIGERSTRASSE 2

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TELECRAMM: PROTECTPATENT

X: 524070

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von zweischichtigem Bahnmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Bahnmaterial für Verpackungszwecke und betrifft insbesondere die Herstellung von'zweischichtigem Bahnmaterial mit ein Gas enthaltenden erhabenen Taschen, die von einer oder beiden Seiten der Bahn wegragen.

FUr die Herstellung von Bahnmaterial gleichmäßiger Dicke mit geschlossenen Taschen, Blisters oder Blasen ißt bisher eine Vielfalt von verhältnismäßig verwickelt aufgebauten Maschinen und Vorrichtungen sowie verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Diese herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen sind im allgemeinen von verwickelter und komplizierter Natur und führen zu übermäßig hohen Kosten für die Herstellung des Fertigproduktes. Bei der großen Hasse dieser Verfahren ergibt sich ein besonderes Problem aus der mangelnden Gleichmäßigkeit der Dicke des Bahnmaterials. Dies rührt daher, daß, wenn ein Schlauch mit einer Ringschlitzdüse gespritzt und anschließend durch den

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Walzenspalt zwischen zwei übereinander angeordneten parallelen zylindrischen Walzen hindurchgeleitet wird, der Mittelabschnitt des auf diese Weise erhaltenen plattgedrückten zweischichtigen Bahnmaterials dünner ist als die Randabschnitte. Diese Querschnittsverkleinerung des Mittelabschnittes ist bedingt durch innere Spannungen, die auf den geschmolzenen schlauchförmigen Spritzling ausgeübt werden, wenn er durch das Einziehen in den Walzenspalt der Walzen plattgedrückt wird. Es leuchtet ein, daß der dünnere Mittelabschnitt ebenso wie in ihm ausgebildete erhabene Taschen die Bahn beträchtlich schwächt; es ergibt sich daraus eine schwerwiegende Verringerung der Dämpfungseigenschaften des Produktes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik weitgehend zu überwinden und für die Herstellung von zweischichtigem Bahnmaterial von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke mit erhabenen Taschen ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die verhältnismäßig einfach aufgebaut sind und niedrige Betriebskosten verursachen.

Die Lösung der Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens in Anspruch 1 und der Vorrichtung in Anspruch 15 und hinsichtlich vorteilhafter Ausgestalirungen in den zugehörigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen die Herstellung von zweischichtigem Bahnmaterial, also einer endlosen, zweischichtigen, ebenen Bahn mit ein Gas enthaltenden geschlossenen Taschen, die von einer oder beiden Seiten des Bahnmaterials wegragen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter "geschlossenen Taschen" Blasen, Blisters ο.dgl. ebenso wie Taschen an sich zu verstehen.

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Nach einem Merkmal der Erfindung ist ein Schlitz-Spritzwerkzeug, beispielsweise eine zylindrische Spritzdüse, mit einem Ringschlitz und einerVielzahl von Heizelementen vorgesehen, die am Umfang der Spritzdüse angeordnet und in der Lage sind, die Temperatur des Spritzlings an verschiedenen über den Umfang des Ringschlitzes verteilten Stellen während des Austretens des Spritzlings aus dem Ringschlitz auf verschiedenen Werten zu halten.

Fließfähige Stoffe, wie z.B. geschmolzener Kunststoff, Harz, künstlicher Kautschuk o.dgl., werden durch den Ringschlitz im Spritzwerkzeug so stranggepreßt bzw. gespritzt, daß das Ausgangsmaterial festwird und sich ein ungefähr schlauchförmiger, hohler Folien-Spritzling mit Wandabschnitten ungleicher Dicken ergibt. Gleichzeitig wird ein unter geringem Überdruck stehendes Gas in das Schlitz-Spritzwerkzeug mei-8tens zentral oder axial in der Spritzrichtung so eingeleitet, daß es den schlauchförmigen hohlen Spritzling füllt und aufbläht.

Der nächste Arbeitsschritt besteht darin, den das Gas enthaltenden schlauchförmigen hohlen Spritzling, der noch ausreichend warm ist, um verformbar und durch Druckeinwirkung verschweißbar zu sein, zwischen zwei übereinander angeordneten parallelen, zylindrischen Walzen hindurchzuleiten, die sich gegenläufig drehen, also die eine im und die andere gegen den Uhrzeigersinn, so daß der Spritzling in den Walzenspalt zwischen den beiden Walzen eingezogen wird. Der schlauchförmige hohle Spritzling wird dadurch zu einer endlosen, zweischichtigen, ebenen Bahn plattgedrückt, die über ihrer gesamten Flächenausdehnung von gleichmäßiger Dicke ist. Beim Plattdrücken des Schlauches werden die einander zugewandten Flächen des plattgedrückten Schlauches unter Einwirkung von Wärme und Druck autogen miteinander verschweißt. Wenigstens eine der Walzen hat an ihrer Außenfläche eine Vielzahl von mit Zwischenabstand angeordneten Ausnehmungen, die mit beliebiger zweckdienlicher Konfiguration,

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z.B. als wendeiförmige Nuten, diskrete Vertiefungen, Aussparungen in einer hohlen Walze etc., ausgebildet sein können. Daraus ergibt sich beim Plattdrücken des schlauchförmigen Spritzlings mit den Walzen, daß das in ihm enthaltene Gase in einer Vielzahl von mit Zwischenabstand angeordneten Taschen eingeschlossen wird, die an der Oberfläche der zweischichtigen, ebenen Bahn in situ ausgebildet werden. Das erhaltene Bahnmaterial weist somit eine Vielzahl von mit Gas gefüllten Taschen auf, die von einer oder beiden Seiten wegragen.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzen mehrere wichtige Vorteile. Die Herstellung des gewünschten Bahnmaterials wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung von verhältnismäßig großer Einfachheit bewerkstelligt. Daraus ergibt sich eine Senkung der Investitionskosten für eine entsprechende Fertigungseinrichtung. Im Vergleich mit Einrichtungen nach dem Stand der Technik sind auch die Betriebs- und Stückfertigungskosten gesenkt. Das in den Spritzling eingeleitete Gas kann Luft oder ein leichteres Gas, also von geringerer Dichte als Luft, sein. Im letzteren Fall ist das Bahnmaterial besonders gut als Hülloder Packmaterial geeignet, wenn, beispielsweise beim Luftversand von Gütern oder Paketen, das Gewicht des Verpackungsmaterials ein wichtiger Kostenfaktor ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindeung besteht darin, daß sich die Taschen abhängig von der Marktnachfrage hinsichtlich Gestalt, Abmessungen und Anordnungsmuster beliebig ausbilden lassen, und zwar durch Verändern der Anordnung und der Konfiguration der Ausnehmingen an den eingesetzten Walzen, d.h. es lassen sich in einer bestimmten Fertigungseinrichtung Walzen verschiedener Abmessungen mit hinsichtlich Abmessungen, Gestalt und Anordnungsrauster verschiedenen Ausnehmungen wechselweise einsetzen, um unabhängig von der Marktnachfrage jede gewünschte Art von Bahnmaterial mit erhabenen Taschen herzustellen.

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Mehrere AuBführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Eb zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Aueführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht derselben Vorrichtung,

Fig. 3 den Querschnitt 3-3 in Fig. 2 durch das Spritzwerkzeug,

Fig. 4 den Schnitt 4-4 in Fig. 2, Fig. 5 den Schnitt 5-5 in Fig. 2,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Walzen einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig. 7 den Schnitt 7-7 in Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein zweischichtiges Bahnmaterial einer anderen Konfiguration, die sich nach einer geringfügigen Änderung der Stellungsbeziehung zwischen den Walzen gemäß Fig. 6 herstellen läßt, nämlich durch Indeckungbringen der Vertiefungen am Walzenspalt,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Walze in einer anderen

Konfiguration, d.h. mit einer wendeiförmigen Vertiefung oder Nut,

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Walzenkonfiguration gemäß Fig. 9,

Fig. 11 den Schnitt 11-11 in Fig. 10 mit einem Taschenbild, das mit der Walzenkonfiguratbn gemäß Fig. 10 erhalten worden ist,

Fig. 12 eine Einzelheit, welche die Ausbildung von Taschen pyramidenförmiger Konfiguration verdeutlicht,

Fig. 13 einen Teilschnitt durch eine hohle Walze mit Aussparungen,

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Pig. 14 eine Teildraufsieht auf die Walze gemäß Pig. 13 mit kreisrunden Aussparungen,

Pig. 15 eine Teildraufsicht auf die Walze gemäß Pig. 13 mit dreieckigen Aussparungen und

Pig. 16 den Schnitt 3-3 in Pig. 2 durch das Spritzwerkzeug mit Heizelementen gemäß der bevorzugten Ausführungsform.

Gemäß Pig. 1 liefert eine Vorrichtung 10 ein heißes, geschmolzenes thermoplastisches Harz an ein Spritzwerkzeug 12 in Porm einer waagerecht angeordneten Ringschlitzdüse. Ein Gasstrom 14 strömt mit einem geringen Überdruck von wenigen Zentimetern WS durch ein Rohr 16 zu einer zentralen Auslaßöffnung 18, die in der Hittelachse des Spritzwerkzeuges 12 angeordnet ist. Durch Strangpressen bzw. Spritzen tritt am Spritzwerkzeug 12 ein heißer, schlauchförmiger, hohler Polien-Spritzling 20 aus, der sich entsprechend einem Pfeil 22 vom Spritzwerkzeug 12 weg nach rechts bewegt. Unmittelbar vor dem Einlaufen in den Walzenspalt zwischen einer sich drehenden, zylindrischen Walze 26 und einer, nicht gezeichneten darunter angeordneten weiteren Walze wird der Spritzling 20 von einem mit strichpunktierten Linien gezeichneten Strahlungsheizelement 24 erwärmt.

Das Strahlungsheizelement 24 kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als Infrarot- oder als elektrisches Widerstands-Heizelement, oder es können im Abstand entlang des Umfanges des Spritzlings 20 mehrere Warmluftdüsen oder Wasserdampf mantel vorgesehen sein, um den Spritzling 20 vor dem Einziehen in den Walzenspalt zu erweichen und auf eine Temperatur zu bringen, bei der eine Verschweißung unter Druck eintritt.

In der Außenfläche der Walze 26 ist eine Vielzahl von Ausnehmungen 28 regelmäßig und mit Zwischenabstand angeordnet. Beim gezeigten Beispiel sind die Ausnehmungen 28 halbkugelige

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Vertiefungen, von denen jede einen zentralen Kanal oder ein zentrales Loch 30 aufweist, das sich über eine kurze Strecke nach innen zum hohlen Innenraum der Walze 26 erstreckt. Im Innern der Walze 26 wird von einem Vakuumerzeuger 32 ein niedriger Druck erzeugt, mit dem die Walze 26 über angeschlossene Rohre 34 und 36 beaufschlagt wird. Der Vakuumerzeuger 32 ist in den meisten Fällen eine Vakuumpumpe, ein Sauggebläse o.dgl. Sa das Rohr 34 stillsteht und das Rohr 36 sich gleichachsig mit der Walze 26 dreht, sind die Rohre 34 und 36 durch ein Gelenk 38 miteinander verbunden, das als entsprechender Rutschdrehverbinder oder als Verbinder mit Dichtglied ausgebildet ist und in der der Fachwelt bekannten Weise Bewegungen zwischen den Rohren 34 und 36 ermöglicht. Die vom Vakuumerzeuger 32 erzeugte Vakuumwirkung wird somit zu den sich unmittelbar am Walzenspalt befindenden Löchern 30 über entsprechende Absperrorgane, wie z.B. auf die Schwerkraftwirkung ansprechende gewichtsbetätigte Klappenventile, im Hauptteil der Walze übertragen; mit anderen Worten, es sind nicht gezeichnete Absperr- oder andere zweckdienliche Organe vorgesehen, die dafür sorgen, daß die Vakuumwirkung nicht dadurch verlorengeht oder verringert wird, daß sie durch die Löcher 30 geleitet wird, die zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Drehung der Walze 26 um ihre waagerechte Mittelachse zur Atmosphäre hin offen sind. Somit sind die in Fig. 1 gezeichneten Löcher 30 gegen Lufteintritt gesperrt, da sie eine Stellung an der Oberseite der Walze 26 fern vom Walzenspalt einnehmen. Für den Drehantrieb der Walze 26 sorgen ein Motor 40, eine Antriebswelle 42 und ein entsprechendes Zwischengetriebe.

Wenn sich der Spritzling 20 durch den Walzenspalt hindurchbewegt, entsteht daraus eine endlose, zweischichtige, ebene Bahn 44, die sich entsprechend einem Pfeil 46 nach rechts und von den Walzen 26 weg bewegt. Wenn die einander zugewandten, aneinander anliegenden Flächen des plattgedrückten Spritzlings 20 am Walzenspalt aneinandergepreßt werden, sind

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sie noch ausreichend wann, um autogen miteinander verschweißt zu werden. Die Bahn 44 weist an ihrer Oberseite eine Vielzahl von mit regelmäßigem Zwischenabstand angeordneten halbkugeligai Taschen 48 auf, die das Gas 14 enthalten. Die Bahn 44 wird dann gewöhnlich zu einer nicht gezeichneten entsprechenden Aufwickelrolle geleitet und daran versandfertig aufgewickelt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Bahn 44 in regelmäßigen Zeitabständen mit einer fliegenden Schere o.dgl. in Stücke geeigneter Länge zu schneiden, diese Bahnstücke zu stapeln, in Behälter zu packen und zu versenden.

Als für die Durchführung der Erfindung geeignete Ausgangswerkstoffe kommen Thermoplaste in Frage, darunter Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyurethan, Polyvinylchlorid etc. Das in den schlauchförmigen hohlen Spritzling 20 meistens zentral in bezug auf das Schlitzspritzwerkzeug 12 eingeleitete Gas kann Luft oder ein Gas leichter als Luft sein, beispielsweise Wasserstoff, Helium, Neon oder Stickstoff.

Was die geometrischen Konfigurationen des Spritzlings 20 und der Bahn 44 betrifft, sind der Spritzling und die Bahn beim Spritzen und Plattdrücken vorzugsweise waagerecht ausgerichtet, der Werkstoff wandert also in den meisten Fällen in waagerechter Richtung, wenngleich für den Werkstoff Laufrichtungen vertikal nach unten oder schräg ebenfalls anwendbar sind. Ähnliche Überlegungen gelten auch für die Walzen, die also gewöhnlich waagerecht mit parallelen waagerechten Achsen angeordnet sind, so daß die zweischichtige Bahn 44 nach ihrer Ausbildung in einer waagerechten Ebene ist. Die Achse der Walzen verläuft gewöhnlich ungefähr rechtwinklig zur Mittelachse des schlauchförmigen hohlen Spritzlings 20, bei einer bevorzugten Ausführungsform ist also die waagerechte Achse der Walzen rechtwinklig zu einer vertikalen Ebene durch die waagerechte Mittelachse des Spritzlings 20.

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Bei einer anderen Aueführungsform sind an beiden Walzen mit Zwischenabstand angeordnete Ausnehmungen ausgebildet, so daß Taschen an beiden Seiten der Bahn hergestellt werden. In diesem Falle können die Ausnehmungen an den Walzen so angeordnet sein, daß beim Herstellen der zweischichtigen Bahn mit den Walzen die Ausnehmungen an einer Walze sich mit den Ausnehmungen an der anderen Walze paaren, so daß von zusammengehörenden Ausnehmungen eine einzige Tasche ausgebildet wird, wobei zusammengehörende Ausnehmungen solche sind, die an der Stelle der größten Annäherung der sich drehenden Walzen sich in Deckungsstellung direkt gegenüberliegen, wodurch die von zusammengehörenden Ausnehmungen ausgebildete einzige Tasche an beiden Seiten der endlosen, zweischichtigen, ebenen Bahn nach außen wegragt.

Wenn die mit Zwischenabstand angeordneten Ausnehmungen eine Vielzahl von nicht unterbrochenen wendeiförmigen Nuten sind, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Nuten in beide Walzen eingearbeitet, wobei die Nuten an der einen Walze Gangrichtung rechts und die Nuten an der anderen Walze Gangrichtung links haben, so daß ein- gekreuztes Taschenbild entsteht, wobei in den meisten Fällen an der Schnittstelle der wendeiförmigen Nuten eine einzige rautenförmige Tasche, die an beiden Seiten der Bahn nach außen wegragt, und an den anderen Stellen abwechselnd Taschen an der einen und der anderen Seite der Bahn ausgebildet werden.

Wenn die Ausnehmungen diskrete Vertiefungen, also flache Vertiefungen in der Oberfläche der Walzen sind, können die Vertiefungen, und damit die mit ihnen ausgebildeten Taschen, von beliebiger zweckdienlicher Konfiguration sein, z.B. halbloigelig, halboval, pyramidenförmig etc. Im Falle von Vertiefungen ist es außerdem durchführbar, und in einigen Fällen vorteilhaft, bei einer oder bei beiden Walzen einen zentralen, axialgerichteten Hohlraum vorzusehen, von dem aus zu jeder Vertiefung ein oder mehrere Kanäle gehen, und in der hohlen Walze mit z.B. einer Vakuumpumpe ein Vakuum zu

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erzeugen, das beim Einlaufen der Bahn in den Walzenspalt Bahnmaterial in jede Vertiefung zieht und dadurch die Ausbildung gleichmäßiger, voll ausgeformter Taschen sicherstellt.

Wenn es sich bei den Ausnehmungen um Aussparungen, also um Löcher in einer hohlen Walze handelt, so daß die hohle Walze gelocht ist, können die Aussparungen von beliebiger zweckdienlicher Konfiguration sein, beispielsweise kreisrund oder in Form regelmäßiger Vielecke wie z.B. Dreiecke, Rechtecke, Bauten etc.

Fig. 2 zeigt das Spritzwerkzeug 12 an einem üblichen Schneckenextruder mit einem beheizten Zylinder 50, in dem ein thermoplastisches Ausgangsmaterial 52 geschmolzen wird, bevor es mittels einer Speiseschnecke 54 aus dem Ringschlitz-Spritzwerkzeug 12 ausgetrieben wird. Der Extruder hat ein Heizelement 56, welches das in Form von Feststoffteilchen aufgegebene thermoplastische Auegangsmaterial 52 unmittelbar vor dem Austreiben aus dem Spritzwerkzeug 12 während einer kurzen Zeitspanne erwärmt,~so daß das Ausgangsmaterial 52 geschmolzen wird, ohne daß eine weitere Polymerisation stattfindet.

Gemäß Fig. 2 ist unter der Walze 26 eine untere Walze 64 angeordnet, die mit einer axialen Antriebswelle 66 verbunden und durch sie drehantreibbar ist. Die Antriebswelle 66 wird entgegengesetzt zur Antriebswelle 42 im Verhältnis 1:1 angetrieben. Durch die Verwendung entsprechender Wellen und Zahnräder besteht selbstverständlich die Möglichkeit, beide Walzen 26 und 64 mit ein und demselben Motor 40 gleichzeitig anzutreiben und zu drehen. Gemäß Fig. 2 hat die Walze 64 eine glatte, ununterbrochene Oberfläche, so daß nur an der Oberseite der Bahn 44 Taschen 48 ausgebildet werden.

In Fig. 3 sind Einzelheiten des Spritzwerkzeuges 12 zu erkennen, das einen Dorn 68 hat, der im Abstand von und im

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Innern eines Außenmantels oder Verteilerkopfes 69 so angeordnet ist, daß zum Spritzen des geschmolzenen thermoplatischen Ausgangsmaterials 52 ein Ringschlitz 70 zur Verfügung steht.

Die in Fig. 4 dargestellte Einzelheit zeigt die Ausbildung der Taschen 48 am Walzenspalt zwischen den Walzen 26 und Die taschenfreien Bereiche sind von zwei Schichten miteinander verschmolzenen, ebenen Bahnmaterials gebildet. Das grundsätzlich hohle Innere der oberen Walze 26, in der ein Vakuum erzeugt wird, das aus den schon genannten Gründen durch die Löcher 30 angelegt wird, ist in Pig. 4 deutlich zu erkennen.

Fig. 5 verdeutlicht das Zusammenfalten oder Plattdrücken des echlauchförmigen hohlen Spritzlings 20 beim Einlaufen in den Walzenspalt zwischen den Walzen 26 und 64.

Bei der in Fig. 6 dargestellten anderen Ausführungsform sind zusätzlich zu den Ausnehmungen 28 an der oberen Walze 26 und gegenüber diesen versetzt eine Vielzahl von Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 72 an der unteren Walze 64 vorgesehen, so daß abwechselnd mit den Taschen 48 an der Oberseite der Bahn 44 an ihrer Unterseite Taschen 74 ausgebildet werden. Mit einem unteren zentralen Rohr 76, das in die hohle Walze 64 eindringt, wird ein Vakuum gezogen, so daß zu dem weiter oben beschriebenen Zweck durch Öffnungen 78 hindurch in den Ausnehmungen 72 eine Vakuumwirkung erzeugt wird.

Die in Fig. 7 dargestellte Einzelheit verdeutlicht die Ausbildung von alternierenden oberen und unteren Taschen 48 bzw. 74 am Walzenspalt zwischen den Walzen 26 und 64. Bei der in Fig. 8 gezeigten abgewandelten Ausführungsform kommen die Ausnehmungen in Deckungsstellung, und die oberen und unteren Taschen 48 bzw. 74 sind von gleicher Erstreckung und dienen dazu, Einfachtaschen zu bilden, die an beiden Seiten der Bahn 44 nach außen wegragen.

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Pig. 9 zeigt eine noch andere Ausführungsform, bei der die Ausnehmungen an der Oberfläche einer Walze 82 Vertiefungen in der Form von wendeiförmigen Nuten 80 sind, so daß an der Oberfläche von Bahnmaterial 86 lange geradlinige Taschen 84 ausgebildet werden.

Die in Pig. 10 dargestellte Ausführungsform ist der gemäß Pig. 9 ähnlich, mit der Ausnahme, daß wendeiförmige Vertiefungen oder Nuten sowohl an einer oberen Walze 82 als auch an einer unteren Walze 88 ausgebildet sind, so daß sich an den Schnittstellen der wendeiförmigen Vertiefungen rautenförmige Taschen 90 gemäß Fig. 11 ergeben, die an beiden Seiten von Bahnmaterial 92 nach außen wegragen. Auch in anderen Bereichen des Bahnmaterials 92 werden nicht gezeichnete Taschen ausgebildet, jedoch abwechselnd nur an der einen und der anderen Seite des Bahnmaterials 92. Das in Fig. 11 gezeigte Ergebnis ließe sich auch mit einer Vielzahl von rautenförmigen Ausnehmungen, ähnlich den Ausnehmungen 28, oder Aussparungen oder, gemäß Fig. 12, mit pyramidenförmigen Vertiefungen 94 erzielen, die je mit einer Öffnung 96 zum Anlegen eines Vakuums versehen sind, um das hart werdende und noch weiche, verformbare Bahnmaterial in die Vertiefung 94 zu ziehen und so eine Pyramiden- oder rautenförmige Tasche 90 auszubilden.

Fig. 13, 14 und 15 zeigen je eine vollständig hohle Walze mit einer Vielzahl diskreter Aussparungen oder Löcher 98. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 sind die Aussparungen 98 ungefähr kreisrund, so daß halbkugelige oder halbovale Taschen ausgebildet werden, wogegen mit den ungefähr dreieckigen Aussparungen 98 gemäß Fig. 15 entsprechend gestaltete, also etwa pyramidenförmige Taschen ausgebildet werden. Selbstverständlich können die Aussparungen 98 beliebig oder nach Bedarf, beispielsweise rechteckig, ellipsenförmig etc., gestaltet sein.

Wie eingangs schon erwähnt, besteht eine bei herkömmlichen Verfahren auftretende Schwierigkeit darin, daß der geschndzene

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Bchlauihförmige Spritzling in den Bereichen, die den Mittelteil des zweischichtigen Bahnmaterials bilden, eine Querschnittsverkleinerung erfährt. Diese Schwierigkeit wird mit einer noch anderen Ausführungsform überwunden, bei der aus geschmolzenem Ausgangsmaterial ein Schlauch so gespritzt wird, daß in dem Bereich, aus dem der Hittelteil des zweischichtigen Bahnmaterials gebildet wird, seine Wandabschnitte anfänglich dicker sind als die Wandabschnitte, die dann die Randabschnitte der Bahn bilden werden. Ss wurde festgestellt, daß, wenn die Temperatur des gespritzten geschmolzenen Materials beim Austreten aus dem Spritzwerkzeug erhöht wird, die Wanddicke des erzeugten Schlauches auch zunimmt. Dies rührt daher, daß die Fließfähigkeit des geschmolzenen Materials mit steigender Temperatur zunimmt, wodurch an den auf höherer Temperatur liegenden Abschnitten des Ringschlitzes eine größere Materialmenge gespritzt werden kann.· Wenn daher das extrudierte Material beim Spritzen rings um den Ringschlitz auf verschiedene Temperaturen eingestellt wird, ist es möglich, die Dicke der Seitenwände der verschiedenen Schlauchabschnitte zu beeinflussen. Dies geschieht mittels mehrerer Heizelemente, die entlang dem Umfang der Spritzdüse so angeordnet sind, daß sich die Temperatur an verschiedenen Umfangsstellen der Spritzdüse steuern läßt.

Bei dieser Ausführungsform, die in Fig. 16 dargestellt ist, ist das Spritζwerkzeug 12 mit Heizelementen 110, 111, 112 und 113 ausgestattet, die in der Seitenansicht gemäß Fig. 2 allerdings nicht gezeichnet sind. Die Heizelemente 110, 111, 112 und 113 sind am Umfang des Verteilerkopfes 69 so angeordnet, daß das durch den Ringschlitz 70 gespritzte Material beim Verlassen desselben erwärmt wird. Die Heizelemente 110, 111, 112 und 113 können in beliebiger herkömmlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise als elektrische Widerstands-Heizelemente, und mit beliebigen zweckdienlichen Hilfsmitteln steuerbar sein. Sie können außerdem so ausgelegt sein, daß sich ihre Temperatur für alle gemeinsam, paarweise oder einzeln verändern läßt.

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Um für eine gleichmäßige Bahndicke zu sorgen, ist es notwendig, daß die Abschnitte des gespritzten Schlauches, die den Mittelteil der Bahn bilden sollen, stärker erwärmt werden als die Schlauchabschnitte, aus denen die Ränder der Bahn gebildet werden. Gemäß Fig. 16 sind die Heizelemente 110 und 111 auf eine höhere Temperatur eingestellt als die Heizelemente 112 und 113, so daß der Ringschlitz 70 in der Nähe der Heizelemente 110 und 111 eine größere Menge geschmolzenen Ausgangsmaterials extrudiert. Aufgrund dieses Materialüberschusses sind beim Austreten des gespritzten Schlauches aus dem Spritzwerkzeug 12 die im Bereich der Heizelemente 110 und 111 gespritzen Seitenwandabschnitte des schlauchförmigen Spritzlings anfänglich dicker als die den Heizelementen 112 und 113 entsprechenden Seitenwandabschnitte. Wenn der schlauchförmige Spritzling in den Walzenspalt einläuft, fließt von dem geschmolzenen Material in den dickeren Schlauchabschnitten etwas zu den dünneren Abschnitten des Schlauches und erzeugt dadurch nach dem Plattdrücken des Schlauches zwischen den Walzen eine zweischichtige Bahn von gleichmäßiger Dicke.

Es wurde festgestellt, daß sich mit einem Ringschlitz von etwa 200 bis etwa 380 mm Durchmesser und einer Schlitzweite von etwa 0,5 mm eine zweischichtige Bahn vin gleichmäßiger Dicke vin etwa 0,025 bis etwa 0,05 mm herstellen läßt, wenn die Heizelemente für die Schlauchabschnitte, aus denen der Mittelteil des Bahnmaterials gebildet wird, auf etwa 150 bis etwa 170 ⁰C, vorzugsweise auf etwa 160 ⁰C aufgeheizt werden, und die Heizelemente für die den Randabschnitten des Bahnmaterials entsprechenden Schlauchabschnitte auf etwa 132 bis etwa 154 ^eC ,vorzugsweise auf etwa 143 ⁰C.

Statt der vier Heizelemente beim gezeigten Beispiel können mehr oder weniger Heizelemente verwendet werden, sofern es möglich ist, die dem Mittelteil der zweischichtigen Bahn entsprechenden Schlauchabschnitte stärker zu erwärmen als die Abschnitte, aus denen die Bahnränder gebildet werden.

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Claims

DR.-LNG. I¹HaNZ

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOEl'Z d.pu-Wcr,,*™ ,„,.. o„,-„₇,)

DIPL.-CIIEM. I)R. F.. FREIHERR VON PECIIMMIN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BBFORE THB EUROPEAN PATENT OPPICE DK.-ING. DIETEK BEHRENS

MANDATAIKBS AGREES PRES l'OPFlCE EUROPEBN DES BKBVETS DIPL.-INC; DIPL.-VIKTSCH.-INC. KUPERT COBTI

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 ao 51 tbleokamm: pkotectpatent

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TBLEX: 524070

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von zweischichtigem stoßdämpfenden Bahnmaterial von gleichmäßiger Dicke mit lufterfüllten Taschen, bei dem aus einem geschmolzenen thermoplastischen Ausgangsmaterial durch ein Ringschlitz-Spritzwerkzeug ein ungefähr schlauchförmiger, hohler Spritzling spritzextrudiert, dabei aufgeblasen und anschließend zu einer ebenen zweischichtigen Bahn zusammengedrückt und verschweißt wird und die Taschen durch muster- und formgerechtes Einsaugen in Ausnehmungen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Spritzling in ümfangrichtung mit mehreren-Seitenwandabschnitten von auf ganzer axialer Länge konstanter Dicke erzeugt wird, von denen einige gegenüber anderen Seitenwandabschnitten ungleiche Dicke aufweisen,

b) beim Ausbilden des Spritzlings ein Gas unter leichtem Oberdruck in den Spritzling eingeleitet und dieser damit gefüllt wird,

c) der" das Gas enthaltende Spritzling zwischen zwei übereinander angeordneten parallelen zylindrischen, gegenläufig gedrehten Walzen hindurchgeleitet wird, von denen wenigstens eine an ihrer Außenfläche eine Vielzahl von mit Zwischenabstand angeordneten Ausnehmungen aufweist, und

d) die Temperatur des Ausgangsmaterials rings um das Ringschlitz-Spritzwerkzeug mittels mehreren Heizelemente in vier Heizzonen auf jeweils einem bestimmten Wert gehalten wird, wobei je zwei am Ringschlitz einander gegenüberliegende Heizzonen ein erstes und ein zweites Paar bilden und

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das erste Paar ungefähr parallel und das zweite Paar ungefähr rechtwinklig zu den waagerechten Achsen der Walzen ausgerichtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch einen Ringschlitz mit einem Durchmesser von etwa 200 bis etwa 380 mm und einer Schlitzweite von etwa 0,5 mm spritzextrudiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Paar Heizzonen auf eine Temperatur von etwa 150 bis 170 ^eC und das zweite Paar Heizzonen auf eine Temperatur von etwa 132 bis etwa 154 ⁰C aufgeheizt wird und das erste Paar Heizzonen auf einer Temperatur gehalten wird, die um wenigsten etwa 5 °C höher ist als die des zweiten Paaxes Heizzonen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das erste Paar Heizzonen auf eine Temperatur von etwa 160 ⁰C und das zweite Paar Heizzonen auf eine Temperatur von etwa 143 ^eC aufgeheizt wird.-
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Luft ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Spritzling erwärmt wird, bevor er zwischen den zwei Walzen hindurchgeleitet wird.
7. Vorrichtung zum Herstellen von zweischichtigem Bahnmaterial nach dem Verfahren.nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Korabination zum Teil bekannter Merkmale:

a) eine Vorrichtung (10) zum Spritzen eines geschmolzenen thermoplastischen Ausgangsraaterials (52) durch ein Spritzwerkzeug (12),

b) ein Ringschlitz-Spritzwerkzeug (12) zum Spritzen eines ungefähr schlauchförraigen hohlen Spritzlings (20) durch einen Ringschlitz (70), 130027/0248

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c) eine Vorrichtung (Rohr 16, Austrittsöffnung 18) zum Einleiten eines Gases (14) unter geringem Oberdruck in den Spritzling (20), während dieser spritzextrudiert wird,

d) zwei übereinander angeordnete parallele zylindrische Walzen (26,64; 82,88; 100),

e) mehrere Heizelemente mit um den Ringschlitz (70) angeordneten ersten und zweiten Heizelement-Sätzen aus einer im voraus festgelegten Anzahl sich gegenüberliegender Heizelemente (110,111; 112,113), wobei der erste Heizelemente-Satz (110,111) im wesentlichen parallel und der/zweite Heizelemente-Satz (112,113) im wesentlichen rechtwinklig zur waagerechten Achse der Walzen (26,64; 82,88; 100) ausgerichtet ist und der erste Heizelemente-Satz (110,111) auf eine höhere Temperatur aufheizbar ist als der zweite Heizelemente-Satz (112,113), und

f) Vorrichtungen (Motor 40, Antriebswellen 42,66) zum gegenläufigen Drehen der Walzen (26,64; 82,88; 100), um den Spritzling (20) aus dem Spritzwerkzeug (12) direkt in den Walzenspalt zwischen den Walzen einzuziehen, wobei wenigstens eine der Walzen an ihrer Außenfläche mehrere mit Zwischenabstand angeordnete Ausnehmungen (28,72; 80; 94; 98) aufweist, mit denen der Spritzling (20) zu einer endlosen, zweischichtigen, ebenen Bahn (44; 86; 92) plattdrückbar ist, die das Gas (14) enthaltende erhabene, geschlossene Taschen (48; 74; 84; 90) aufweist und bei der die einander zugewandten plattgedrückten Flächen in den Berührungsbereichen autogen miteinander verschweißt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Heizelemente (110,111, 112,113) vier ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,. dadurch gekennzeichnet , daß der erste Heizelemente-Satz (110,111) auf eine Temperatur zwischen etwa 3 50 und etwa 170 ^eC, vorzugsweise auf etwa 160 ⁰C, und der zweite Heizelemente-Satζ

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(112,113) auf eine Temperatur von etwa 132 bis etwa 154 ⁰C, vorzugsweise auf etwa 143 ⁰C, aufheizbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringschlitz (70) einen Durchmesser von etwa 200 bis etwa 380 mm und eine Schlitzweite von etwa 0,5 mm hat.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß mit Zwischenabstand angeordnete Ausnehmungen (28,72; 80; 94; 98) an beiden Walzen (26,64; 82,88) ausgebildet sind und die erhabenen geschlossenen Taschen (48; 74; 84; 90) an beiden Seiten der Bahn (44; 86; 92) ausgebildet sind.
12..Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zwischenabstand angeordneten Ausnehmungen (28,72; 80; 94; 98) an einer Walze sich mit den mit Zwischenabstand an der anderen Walze angeordneten Ausnehmungen so paaren, daß jede von zusammengehörenden Ausnehmungen ausgebildete Tasche"(48; 74; 84; 90) an beiden Seiten der Bahn (44; 86; 92) nach außen wegragt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die mit Zwischenabstand angeordnetenAusnehraungen mehrere wendeiförmige Nuten (80) sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wendeiförmige Nuten (80) an beiden Walzen (82,88) ausgebildet sind und die Nuten (80) an einer Walze die Gangrichtung rechts und die Nuten an der anderen Walze (82) die Gangrichtung links haben.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (28) halbkugelig sind.

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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (94) pyramidenförmig sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß jede mit Ausnehmungen versehene Walze (26,64; 82,88) einen zentralen axialgerichteten Hohlraum hat, aus dem ein Kanal (30;78;96) zu jeder Ausnehmung (28; 72; 80; 94) führt, und daß ein Vakuumerzeuger (32) an den Hohlraum anschließbar ist.
18. Vorrichtung nachjeinero der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Ausnehmungen versehene Walze (100) hohl ist und die mit Zwischenabstand angeordneten Ausnehmungen Aussparungen (98) in der Walze (100) sind.

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