DE2061500C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausweiten von Thermoplastfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Auswellen einer erwärmten thermoplastitchen Foüenbahn gemäß dem Oberbegriff des Anipruches 1.

Bisher sind Folien mit polygonaler Wellung in der Hauptsache mit Hilfe von Vorrichtungen hergestellt worden, die die Ränder der zu bearbeitenden Folien erfassen und mitnehmen, wobei die Folien vor dem Durchlauf durch die Vorrichtung unter Wärmeeinwirkung erweicht werden. Die Aüswellvorricjitung ist mit einer feststehenden Form und einer ebenfalls feststehenden Gegenform sowie mit Kühlsystemen, wie beispielsweise Anlagen für den Umlauf eines Kühlfhediurris, ausgerüstet, die die Folie in der von den Konturen der Formen bestimmten Gestalt erstarren lassen. Der Auswellvorgang ist dabei mit einer leichten Streckung sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung verbunden, wobei jedoch die der Wellfolie vermittelte Doppelstreckung nur sehr gering ausgeprägt ist. Sollen jedoch mit Hilfe dieser Vorrichtungen und ausgehend von Thermoplastfolien, die vorher eine wesentliche nach zwei Achsen gerichtete Streckung erfahren haben, Wellfoüen hergestellt werden. so wird

ι" festgestellt, daß die auf die feststehenden Formen wirkenden Reibungskräfte ein Einreißen der Folien bewirken.

Es ist jedoch besonders interessant, Wellfoüen aus planen Thermoplastfohen herzustellen, die vorher eine Doppelstreckung erfahren haben, da diese Behandlung den Endprodukten verbesserte mechanische Eigenschaften und insbesondere eine hohe Schlagfestigkeit verleiht. Werden Ausgangsmaterialien wie beispielsweise weichmacherfreies PVC verwendet, so bietet die Schlagfestigkeitszunahme die Möglichkeit, keinen Gebrauch von PVC-Massen machen zu müssen, die Verfestiger enthalten, die einerseits kostspielig sind und andererseits oft nur einen geringen und/ oder nur eine vorübergehende Wirkung zeigen.

Zur Vermeidung von Reibungskräften zwischen Folie und Ausformelementen, insbesondere wenn es sich um eine Auswellung von doppelt gestreckten Thermoplastfohen handelt, kann die aus der US 2876824 bekannte Vorrichtung vorgesehen werden,

in innerhalb der die Ausformelemente die Folien bei ihrer Ausformung begleiten. Diese bekannte Vorrichtung, die der eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichneten Vorrichtung entspricht, besteht aus zwei Auswellplatten, zwischen denen die auszuwellende,

si erweichte Thermoplastfolie im Endlosbetrieb durchläuft. Die Auswellplatten tragen bewegliche Ketten, die sich in bestimmten Abständen befinden und über Antriebszahnräder bewegt werden, die auf einer Achse hinter den Auswellplatten montiert sind. Auf den Endlosplatten sind aufeinanderfolgende und aneinander anliegende Formplatten befestigt, die durch Berührung mit der zu bearbeitenden Thermoplastfolie ein durchlaufendes Profil an dieser ausbilden. Die auf den einzelnen Ketten jeder Auswellplatte angeordneten Formplatten besitzen eine Form, die es ermöglicht, daß durch Annäherung der beiden Auswellplattenein gegenseitiges Ineinanderschieben erfolgt, wodurch das gewünschte Auswellprofil entsteht. Es ist jedoch festgestellt worden, daß diese bekannte Vorrichtung

>o keine regelmäßig bearbeiteten V\. ellplatten garantiert und mit erheblichen Wärmeverlusten verbunden ist. Auswellprüfungen haben ergeben, daß, trotz der bei der Herstellung der Formplatten verwendeten Sorgfalt, Unregelmäßigkeiten der Wellfoüen an den Be- « rührungsstellen nahezu sämtlicher Formplatten auftreten. Diese Unregelmäßigkeiten sind zurückzuführen auf
1. geringe Form- bzw. Maßabweichungen der Formplatten und der Kettenglieder;
2 das geringe Spiel, das bei Einbau der Formplatten auf die Ketten besteht und sich darin äußert, daß die Formplatten seitlich verschoben oder leicht geschwenkt werden;

3. die auf die Formplatten wirkenden Spannungen, wodurch während des Betriebs die aufeinanderfolgenden Formplatten aus ihrer Reihe gelöst werden.
Die beiden ersten Ursachen können durch eine Ju-

stierung jeder Formplatte und durch Änderungen am Befestigungssystem der Platten auf den Ketten und die dritte Ursache durch eine Verstärkung der Ketten reduziert werden, um ihre Dehnung unter der Einwirkung der während des Betriebs auftretenden Spannungen zu vermindern. Diese Verbesserungen sind jedoch wegen der großen Anzahl von Formplatten und der verhältnismäßig urizureichenden Wirksamkeit unverhältnismäßig kostenintensiv.

Ferner müssen bei Verwendung von weichmacherfreiem PVC die zu wellenden Folien zuvor auf eine Temperaturvon90bis 120° C bei doppelter Reckung auf 90 bis 155° C im entgegengesetzten Fall erwärmt werden. Ist der Auswellvorgang abgeschlossen, müssen die Folien unter Formheltung auf einer Temperatür unterhalb des Einfrierbereichs abgekühlt werden um sicherzustellen, daß die Wellfolien ihre Form bei Umgebungstemperatur beibehalten. Somit muß die Temperatur der Fonnplatten entsprechend dem thermischen Zyklus des eingesetzten thermoplastischen Materials eingestellt werden, und zwar insbesondere durch eine Vorwärmung der Formplaiten vor ihrer Berührung mit den zu verarbeitenden Folien und durch eine Kühlung der Formplatten nach ihrer Berührung mit den Folien. Zu beachten ist einerseits, daß der ständige Temperaturwechsel, den die Formplatten erfahren, eine weitere, unvermeidliche Ursache zur Bildung von Unregelmäßigkeiten auf den Folien darstellt und andererseits, daß die aufeinanderfolgenden Aufheiz- und Abkühlvorgänge eine kostspielige Energieeinbuße darstellen, die je nach Form und Gewicht der Formplatten 3- bis 1 ümal mehr Wärmeeinheiten erfordern als die Aufheizung der Folie auf ihre Auswelltemperatur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichnete Vorrichtung so auszubilden, daß mit ihrer Hilfe Wellfolien besonderer Qualität und in wirtschaftlich vertretbarer Weise herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen 2 bis 7 zu ersehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter in-, einzelne gehend beschrieben; in den Zeichnungen zeigt

Fig 1 eine schematische Profildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung, aus der die Lage der Metalldrähte bei der Bildung einer beispielsweise trapezförmigen Wellfolie ersichtlich ist, und

Fig. 3 und 4 Detaildarstellungen der Formplatten, die die Metalldrähte tragen.

Die Auswellvorrichtung besteht aus einem (nicht dargestellten) Chassis, auf dem zwei Auswellplatten 1 und 2 montiert sind, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Jede Auswellplatte 1. 2 ist mit Endlosketten 3 ausgerüstet, die in genau fest- &o gelegtem Abstand voneinander und genau entsprechend dem zu erzielenden Wellprofil angeordnet sind. Die Endlosketten 3 sind über Zahnräder 4 angetrieben, bewegen sich auf Führungsschienen 5 und tragen aufeinanderfolgende Formplatten 6, deren obere Kanten mit Schlitzführungen 7 Versehen sind. Die Form der Schlitze ermöglicht die Aufnahme und Halterung durchlaufender und aneinandergeschweißter Metalldrähte 8.

Die geometrische Form und die Anordnung der Formplattenserien ist so gewählt, daß sie sich bei Annäherung der Auswellplatten 1 und 2 entsprechend dem gewünschten Auswellprofil 9 ineinanderschieben, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Gemäß Fig. 1 kann eine F-ückführstrecke 10 der Metalldrähte 8 in der Form von der der Formplatten 6 abweichen, so daß der den Metalldrähten 8 zugemutete Krümmungsradius keine Spannungen entstehen läßt, die über der Elastizitätsgrenze des Materials der Metalldrähte 8 liegen. In diesem Fall ist es empfehlenswert, vor und gegebenenfalls hinter den Auswellplatten 1, 2 Diahtführungselemente 11 vorzusehen. Diese gewährleisten das Einführen und den Halt der einzelnen Metalldrähte 8 in die bzw. den Schlitzführungen 7 der aufeinanderfolgenden Formplatten 6

Die Vorschubgeschwindigkeit der Formplatten 6 ist so gewählt, daß sie praktisch mit der Durchlaufgeschwindigkeit der zu bearbeitenden Folienbahn übereinstimmt. Auf diese Weise werden bei Annäherung der Auswellplatten 1, 2 die Metalldrtörte 8 zwischen den Formplatten 6 und der auszuwählenuen Folienbahn erfaßt und mit der gleichen Geschwindigkeit wie letztere mitgezogen.

Es können Heizelemente 12 vorgesehen sein, die sich vor de; Stelle befinden, an der die Metalldrähte 8 mit den auszuwählenden Folien in Berührung kommen; darüber hinaus können auch (nicht dargestellte) Kühlelemente vorgesehen sein, die beispielsweise durch Kaltluftströme gebildet werden, die hinter die Stelle gerichtet sind, an der die Metalldrähte 8 mit den Folien in Berührung kommen.

Mit Hilfe einer Vorrichtung der beschriebenen Art sind Auswellfolien'mit dem in Fig. 2 dargestellten Profil aus weichmacherfreien, doppelt gestreckten PVC-Folien hergestellt worden. Dabei sind folgende Vorteile festgestellt worden:

1. Die Kanten der Wellungen sind gut ausgebildet und verlaufen regelmäßig. Die Beeinflussung des Aussehens der Auswellfolien durch unregelmäßige oder schlecht auf den Endlosketten laufende Formplatten ist praktisch ausgeschlossen, da die darüberliegenden Metalldrähte infolge ihrer Steifigkeit in der Lage sind, die Formplatt·'η wieder genau auszurichten und die Meta'ldrähte die mit den Folien beim Auswellvorgang in Verbindung bleiben, eine ausgezeichnete Profiltreue gewährleisten. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die aufeinanderfolgenden Formplatten genau aneinanderliegen, sofern der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Formplatten nicht bewirkt, daß sich unter der Einwiikung der auszuwellenden Fönen der Metalldraht stark durchbiegen kann.

2. Die Gerätekosten sind erheblich reduziert, da es nicht erforderlich ist, feinverarbeitete Foimplatten oder unverformbare Endlosketten verwenden zu müssen.

3. Der Wärmeve/Iust ist stark reduziert. Es reicht aus, den Aufheizprozeß auf die Metalldrähte zu beschränken. Darüber hinaus können die Wärmeverluste durch Konduktion zwischen dün Metalldrahten und den Formplatten ohne weiteres auf ein Mindestmaß beschränkt werden, indem die Schlitze in ein?r solchen Form ausgearbeitet werden, daß sie die Metalldrähte nur an zwei Mantellinien berühren, wobei die Drähte vor-

zitgswcisc einen runden Querschnitt besitzen. Der Wärmeverlust kann Weiter dadurch eingeschränkt werden, daß in den Wandungen der Formplatten Aussparungen 12 (Fig. 3) vorgesehen werden^
Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere für eine polygonale Ausweüung vorr doppelt gestreckten Folienbahnen geeignet ist, kann sie selbstverständlich auch vorteilhaft für die Hef stellung von Wellfolien aus Thermoplastfolicn eingesetzt wefdetii die keine vorherige doppelte Streckung erfahren haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Auswellen einer erwärmten thermoplastischen Folienbahn mit quer zur Längsrichtung der Foüenbahn verlaufender polygonaler Wellung, mit auf beiden Seiten der Folienbahn im Abstand nebeneinander angeordneten, in Längsrichtung der Foüenbahn umlaufenden endlosen Formelementen mit Biegeflächen, wobei im Bereich der Einwirkung der Formelemente auf die Foüenbahn jeweils eine Biegefläche im Bereich einer Biegekante der polygonalen Wellung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Formelemente aus Metalldrähten (8) bestehen, die im Bereich der Einwirkung der Formelemente auf die Foüenbahn mit ihren von der Foüenbahn abgewandten Flächenteilen jeweils in einer Schlitzführung (7) angeordnet sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführungen (7) feststehend und selbstschmierend ausgebildet sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführungen (7) zusammen mit den Metalldrähten (8) in deren Richtung bewegbar sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführungen (7) an Kanten von Formplatten (6) angeordnet sind, die zu Endlosketten (3) miteinander verbunden sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, oaß Drahtführungselemente am Zusammenlauf und gegebenenfi 'Is an der Trennstelle von Metalldrähten (8) und Schlitzführungen (7) vorgesehen sind.

   fi. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

   5, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente (12) für die Metalldrähte (8) vor dem Bereich der Einwirkung der Formelemente auf die Folienbahn angeordnet sind.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

   6, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlelemente für die Metalldrähte (8) vorgesehen sind, die im Bereich der Einwirkung der Formelemente auf die Foüenbahn, aber hinter der Stelle des ersten Berührungspunktes von Metalldrähten und Foüenbahn vorgesehen sind.