DE4320713A1

DE4320713A1 - Formschulter zur Herstellung und Befüllung von Schlauchgürteln

Info

Publication number: DE4320713A1
Application number: DE19934320713
Authority: DE
Inventors: Juergen Kromer; Rudolf Rampf
Original assignee: RAMPF GIESSHARZSYSTEME GmbH
Current assignee: RAMPF GIESSHARZSYSTEME GmbH
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1995-01-05

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Formschulter zur Herstellung und Befüllung von Schlauchbeuteln insbesondere aus Kunststoffolie nach der Gattung des Hauptanspruchs. überlicherweise werden Schlauchbeutel durch das Ziehen eines Folienbands über eine Formschulter aus Metall oder Kunststoff hergestellt und befüllt. Gattungsgemäße Formschultern bestehen aus Metall oder aus Kunststoff. Formschultern aus Metall bestehen meist aus hartverchromtem Messingguß oder gezogenem V4A-Stahl und weisen den Nachteil auf, daß ihre Oberfläche von den oft aggressiven Folienmaterialien, aus denen Schlauchbeutel bestehen können angegriffen und aufgerauht bzw. beschädigt werden. In der Folge beschädigt wiederum die dadurch rauhe Formkante die Folie, bei der Herstellung, bei welcher der Beutel über die Formkante gezogen wird. Eine Reparatur beschädigter Formschulteroberflächen, insbesondere der stark beanspruchten Formkanten ist nur erschwert möglich und sehr teuer, unter Umständen teurer als eine neue Formschulter. Formschultern aus Kunststoff weisen eine harte Deckschicht als Mantelfläche bzw. Formkante auf, mit dem Nachteil, daß sie aufgrund ihrer Härte und der damit verbundenen Sprödigkeit extrem schlagempfindlich sind und den mechanischen Belastungen beim Einbau oder Transport oft nicht standhalten. Wie bei den Metallschultern ist auch hier die Reparatur nur bedingt möglich und zudem kostspielig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Formschulter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Mantelfläche eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Folienmaterialien aufweist, und die Abrasion damit minimiert ist. Zudem ist sie besonders unempfindlich gegen mechanische Belastungen, wie beispielsweise Schläge durch harte Gegenstände. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich Reparaturen sowohl von großflächigen Oberflächenabtragungen als auch von punktuellen Beschädigungen wie Löcher oder Kratzer sehr einfach und damit auch kostengünstig durchführen lassen. Außerdem ist das Recycling der erfindungsgemäßen Formschulter uneingeschränkt möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht jene die Mantelfläche bildende Metallschicht aus Hartbronze oder Kupfer und damit aus Materialien, welche sich durch besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen mechanischer Art auszeichnen. Die Dicke dieser Schicht liegt zwischen 0,5 und 5,0 mm.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die der Metallschicht überlagerte Schicht besonders im Bereich der Formkante aus einer Metallverbindungsschicht, um diesen besonders stark beanspruchten Bereich zusätzlich zu schützen. Anwendungen finden hier in erster Linie chemische Nickelverbindungen wie z. B. Nickel/Borkarbit oder Nickel/PTFE. Nickel/Borkarbit zeichnet sich durch besonderen Verschleißschutz aus, Nickel/PTFE durch eine Reibwertverringerung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kunststoffhinterfütterung aus einem laminierfähigen Epoxidharz oder aus Polyurethan, in welches Armierungen aus Kohlefaser eingearbeitet sind. Diese Hinterfütterung stützt und stabilisiert die unter Umständen relativ dünne Metalloberfläche der Formschulter.

Eine die Herstellung der erfindungsgemäßen Formschulter betreffende vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten:

- Herstellen einer Negativform aus drei Schichten Epoxidharz, wobei jene der der Formschulter entsprechenden Positivform am nächsten zugeordnete oberste Schicht aus einen Oberflächenharz, jene auf der der Positivform abgewandten Seite der obersten Schicht angeordnete mittlere Schicht aus einem Kupplungsharz und jene danach vorgesehene unterste Schicht aus einem Trägerharz mit eingestampfter Aluminiumgrießhinterfüllung besteht,
- Aufsprühen auf die Negativform zuerst eines Trennmittels und danach eines Haftvermittlers,
- Auftragen der Metallschicht der Formschulter auf die mit Trennmittel und Haftvermittler versehene Negativform in einem Sprühverfahren,
- Hinterfütterung der Metallschicht mit einem laminierfähigen Kunststoff und,
- Einarbeitung von Armierungsmaterial in die Hinterfütterung,
- Auffüllen der hinterfütterten Metallschicht mit Füllstoffen,
- Anordnen von Befestigungsvorrichtungen an die Füllstoffe zur Befestigung der Formschulter,
- Polieren der Metalloberfläche der Formschulter nach Abziehen der Negativform,
- Galvanisches Auftragen einer Nickelverbindung auf die Metalloberfläche und
- Nachpolieren der Metalloberfläche, im Anschluß an das Galvanisieren.

Die Oberflächenbeschaffenheit der Positivform also der endgültigen Formschulter hängt ganz entscheidend von der Oberflächenqualität des Harzes der obersten Schicht ab, so daß der Aufwand, der mit dem nachträglichen Polieren der Positivform verbunden ist, minimiert werden kann. Eine Kupplungsschicht stellt die Verbindung zwischen Oberflächenharz und Trägerharz dar und schützt das Oberflächenharz vor der in das Trägerharz eingestampften Aluminiumgrießhinterfüllung, die aufgrund der durch das Einstampfen erzielten hohen Verdichtung eine gute Wärmeabfuhr garantiert. Die Metalloberfläche der Formschulter als erste Schicht der Positivform wird auf die mit Trennmitteln und Haftvermittler versehene Negativform nach einem bekannten Sprühverfahren aufgetragen, wobei als Metalle Hartbronze oder Kupfer dienen. Dies hat den Vorteil, daß über die Prozeßparameter des Sprühverfahrens die Topologie der Metalloberfläche beeinflußt werden kann. Überdies läßt sich jede beliebige Schichtdicke auftragen. Die Metalloberfläche wird mit laminierfähigem Epoxidharz hinterfüttert, in welches problemlos und leicht verarbeitbar Kohlefaser als Armierung eingearbeitet wird. Die so hinterfütterte Metalloberfläche der Formschulter wird mit harzgebundenen Füllstoffen aufgefüllt, wie beispielsweise Aluminiumgrieß oder Glashohlkugeln, wodurch vor allem Gewicht eingespart wird. In diese chemisch hartende Mischung werden als Befestigungsvorrichtung dienende Teile eingearbeitet, mit denen die Formschulter an der Füllmaschine befestigbar ist. Nach dem Abziehen der Negativform wird der Mantel der Formschulter entsprechend den jeweiligen Anforderungen poliert und es wird im Bereich der Mantelfläche galvanisch eine Nickelverbindung aufgetragen, die eine zusätzliche Resistenz der Oberfläche gewährleistet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Die Frontansicht einer Formschulter gemäß Pfeil I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Formschulter gemäß Pfeil II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Formschultern wie die in Fig. 1 bis 3 gezeigte, unterscheiden sich in ihrer Geometrie. Die Form des Beutels, zu dessen Herstellung die Formschulter dient, hängt zum Beispiel ab von der Höhe der Schulter, der Öffnungsweite der Durchführung 2 für das Füllrohr und der Größe der Ausnehmung 3, so daß zur Anfertigung unterschiedlicher Beutel unterschiedliche Formschultern benötigt werden. Bei der Herstellung der Beutel wird ein fortlaufendes Folienband, dessen Breite ungefähr der doppelten Breite des gewünschten Beutels entspricht, vom Formschulterrücken 6 über die Formkante 1 in die Durchführung 2 gezogen. Dabei legen sich die rechte und linke Seite der Folie im Bereich der Ausnehmung 3 übereinander und können mit Hilfe einer zusätzlichen Vorrichtung verschweißt werden. Währenddessen wird der Beutel in das Anschlußteil 7 gezogen, an dessen Unterseite ebenfalls durch eine zusätzliche Vorrichtung zugeschweißt und von oben befüllt. In der Zeit, in der dieser Beutel oben verschlossen wird, wird bereits der nächste Beutel geformt.

Fig. 1 zeigt die Formschulter von vorne mit der Durchführung 2 für das Füllrohr der Ausnehmung 3 und dem Anschlußstück 7 für die Formschulter an die weiterarbeitenden Werkzeuge. Aus der Figur ist außerdem die Formkante 1 ersichtlich.

Fig. 2 zeigt die Formschulter in der Seitenansicht. Hier sind die Formkante 1, der Formschulterrücken 6, die Mantelfläche 4, die Unterseite der Formschulter und das Anschlußstück 7 erkennbar.

Die Darstellung in Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Formschulter an der in Fig. 1 markierten Stelle. Qualitativ sind hier die verschiedenen Schichten dargestellt. Die Metallschicht 8, aus der die Mantelfläche besteht, ist direkt im Anschluß an die Durchführung 2 und an die Mantelfläche 4 zu erkennen. Daran schließt sich die Kunststoffhinterfütterung 9 an. Die Füllstoffe 10 sind ganz innen ersichtlich.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Formkante
2 Durchführung für das Füllrohr
3 Ausnehmung
4 Mantelfläche
5 Unterseite
6 Formschulterrücken
7 Anschlußstück für die Formschulter an die weiterverarbeitenden Werkzeuge
8 Metallschicht
9 Kunststoffhinterfütterung
10 Füllstoffe

Claims

1. Formschulter zur Herstellung und Befüllung von schlauchbeuteln

- mit einer nach außen abfallenden Mantelfläche (4),
- mit einer nach einer ausgebildeten, der Mantelfläche (4) abgewandten Durchführung (2) für das der Befüllung der Schlauchbeutel dienende Füllrohr,
- mit einer Oberseite der Formschulter auf der Eingangsseite der Durchführung (2),
- mit einer Unterseite (5) der Formschulter auf der Ausgangsseite der Durchführung (2),
- mit einer Vorrichtung zur Befestigung der Formschulter an deren Unterseite (5),
- mit einer durch den Übergang der Mantelfläche (4) in die Durchführung (2) der Formschulter gebildete Formkante (1) und
- mit einer von der Unterseite (5) der Formschulter bis zur Formkante (1) reichenden Ausnehmung (3)
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Mantelfläche (4) der Formschulter aus einer Metallschicht besteht,
- daß der Metallschicht (8) an der Mäntelfläche (4) und an der Formkante (1) eine Metallverbindungsschicht überlagert ist,
- daß die Metallschicht (8) durch Kunststoff (9) hinterfüttert ist,
- daß in die Kunststoffhinterfütterung (9) eine Armierung eingearbeitet ist,
- daß in die durch Metallschicht (8) und Kunststoffhinterfütterung (9) gebildete Form Füllstoffe (10) eingebracht sind und
- daß in die Füllstoffe (10) auf der Unterseite (5) Vorrichtungen (7) zur Befestigung der Formschulter angeordnet sind.

2. Formschulter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (8) aus Hartbronze oder Kupfer besteht.

3. Formschulter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindungsschicht aus einer Nickelverbindung besteht.

4. Formschulter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhinterfütterung (9) aus einem laminierfähigen Epoxidharz oder Polyurethan besteht, in welche Armierungen aus Kohlefaser eingearbeitet sind.

5. Verfahren zur Herstellung der Formschulter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte,

- Herstellung einer Negativform aus drei Schichten Epoxidharz, wobei jene der der Formschulter entsprechenden Positivform am nächsten zugeordnete oberste Schicht aus einem Oberflächenharz, jene auf der der Positivform abgewandten Seite der obersten Schicht angeordnete mittlere Schicht aus einem Kupplungsharz und jene danach vorgesehene unterste Schicht aus einem Trägerharz mit eingestampfter Aluminiumgrießhinterfüllung besteht,
- Aufsprühen auf die Negativform zuerst eines Trennmittels und danach eines Haftvermittlers,
- Auftragen der Metallschicht der Formschulter auf die mit Trennmittel und Haftvermittler versehene Negativform mit einem Sprühverfahren,
- Hinterfütterung der Metallschicht mit einem laminierfähigen Kunststoff und
- Einarbeitung von Armierungsmaterial in die Hinterfütterung,
- Auffüllen der hinterfütterten Metallschicht mit Füllstoffen,
- Anordnen von Befestigungsvorrichtungen an die Füllstoffe zur Befestigung der Formschulter,
- Polieren der Metalloberfläche der Formschulter nach Abziehen der Negativform,
- Galvanisches Auftragen einer Nickelverbindung auf die Metalloberfläche und
- Nachpolieren der Metalloberfläche, im Anschluß an das Galvanisieren.