DE4435700C3 - Verfahren und Doppelbandpresse zur Herstellung einer Kunststoffbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung einer Bahn aus thermoplastischem Kunststoff, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Bandpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Verfahren und Bandpressen dieser Art sind für die Herstellung von relativ dicken Bahnen, insbesondere Fußboden- und Wandbelägen in weitgehend lunkerfrei­ er Ausführung und hoher Qualität vorzüglich geeignet. Die für Fußboden- und Wandbeläge größerer Dicke verwendeten thermoplastischen Kunststoffmischungen, Harzgemische o. dgl. können als Bahnware richtungs­ frei strukturiert werden. Die Förderbänder, zwischen denen das Behandlungsgut bis zur Verfestigung der Bahn gehalten wird, müssen Temperaturwechseln von mindestens 200°C und Drücken von ca. 4,5 bar stand­ halten. Für derartige Belastungen schienen bei bekann­ ten Doppelbandpressen (DE 42 40 025 A1) nur ge­ schlossene Edelstahlbänder geeignet. Letztere bilden sowohl beim Vorerwärmen als auch beim Abkühlen des Behandlungsguts mit temperierter Luft eine gewisse Temperaturbarriere und verhindern, daß die Behand­ lungsluft mit dem Behandlungsgut direkt in Kontakt kommt und seine Temperatur unmittelbar auf das Be­ handlungsgut übertragen kann. Längere Behandlungs­ zeiten beim Vorwärmen und Abkühlen und dement­ sprechend größere Behandlungslängen sind die Folge.

Aus der DE-PS 9 01 346 ist die Herstellung von pa­ pierähnlichen Stoffen aus einem thermoplastischen Kunststoffvlies bekannt. Zum Transport der Kunststoff­ bahnen dienen zwei endlose Bänder, von denen eines aus Drahtgewebe besteht. Während der Behandlung wird der Bahn einseitig Wärme zugeführt, und die ent­ gegengesetzte Seite wird gleichzeitig gekühlt. Der not­ wendige Druck wird durch eine Druckwalze aufge­ bracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ferti­ gung von Kunststoffbahnen, insbesondere von relativ dicken Bahnen ohne Qualitätseinbußen wirtschaftlicher zu machen.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Die Bandpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Sandwich aus äußerem Metallmaschenband, zu verpressendem Kunststoffilm und innerem Metallmaschenband kann Behandlungsluft - egal ob im Zuge der Vorerwärmung oder bei der Kühlung - die beiden siebartigen Förderbänder pro­ blemlos durchdringen und das Behandlungsgut unmit­ telbar erreichen. Diese unmittelbare Luftbespülung ge­ währleistet einen optimalen Wärmeübergang und damit kurze Behandlungszeiten- und -wege. Der für die Her­ stellung eines einwandfreien Produkts notwendige An­ preßdruck des Sandwichs an die Heiztrommel der Handpresse wird mit Hilfe eines besonderen Pressban­ des aufgebracht, welches das Sandwich auf die Heiz­ trommel aufpreßt. Mit Hilfe des Preßbandes gelingt es, die Zugbelastung der relativ dünnen Metallmaschen­ bändern auf < 50 N/mm Bandbreite zu senken und trotzdem die erwünschten Anpreßdrücke von minde­ stens 4,5 bar/cm² im Bereich der Heiztrommel wirksam zu machen.

Die Metallmaschenbänder bestehen in bevorzugter Ausführungsform aus gewebten Edelstahlfäden, deren Reißfestigkeit ausreichend hoch bemessen ist, damit die zur Bewegung der Bahn und zur Aufnahme der Restlast im Bereich der Heiztrommel notwendigen Zugbelastun­ gen aufgenommen werden können. Gemäß einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel dient als Preßband ein faserverstärktes Aramidband einer Stärke von mehr als 8 mm, vorzugsweise 11-12 mm. Als gut geeignet hat sich ein unter dem Warenzeichen Kevlar im Handel befindliches Aramidmaterial erwiesen. Das Preßband ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einem Antihaftbelag beschichtet, der ein klebendes An­ haften des Kunststoffmaterials verhindert bzw. mini­ miert.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Metallmaschenbänder im Webverfah­ ren derart hergestellt werden, daß die Knoten zwischen Schuß und Kette auf einer Seite der gewebten Bahn liegen und daß die gewebten Metallmaschenbänder in der Doppelbandpresse so orientiert werden, daß die Knoten jeweils auf der dem zu verpressenden Kunst­ stoffmaterial abgewandten Bandseite liegen.

Die wärmeisolierenden Eigenschaften des Preßbandes verhindern einen Wärmeentzug aus dem zu verpressenden Kunststoffmaterial, während diesem von der Heiztrommel Wärme zugeführt wird. Die von der Heiztrommel durch die Maschen des siebartigen Me­ tallmaschenbandes auf das zu verpressende Material übertragene Wärme wird durch die wärmeisolierenden Eigenschaften des Preßbandes zurückgehalten und zum Aufschmelzen des granulatförmigen Material optimal nutzbar gemacht. Andererseits ist das zu verpressende Kunststoffmaterial (Behandlungsgut) außerhalb des Umschlingungswinkels auf der Heiztrommel durch die beiden Metallmaschenbänder für Heiz- oder Kühlluft­ ströme weitgehend frei zugänglich.

Die Wirtschaftlichkeit der Produktion, insbesondere der Fertigung von Kunststoffbahnen auf einer Doppel­ bandpresse wird gemäß einem weiteren Aspekt der Er­ findung dadurch verbessert, daß eine aus Heiztrommel und zumindest einem Transportband bestehende Ma­ schineneinheit relativ zur Anpreßvorrichtung verfahr­ bar, d. h. auseinander- und zusammenfahrbar angeord­ net ist. Damit wird eine wesentlich kürzere Wechselzeit aller in der Maschine eingebauten Endlosbänder er­ reicht. Während man bei herkömmlichen Bandpressen mit Wechselzeiten von ungefähr fünf Arbeitstagen rech­ net, läßt sich der Wechsel aller Endlosbänder mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen motorischen Öff­ nungs- und Schließeinrichtung auf eine Schicht, d. h. acht Stunden verkürzen.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind die Heiztrommel und die Bandführung für ein Trägerband an einem Tragschlitten gelagert, der auf einem Maschi­ nenrahmen motorisch verfahrbar angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine in Produktionsstellung befindliche Doppelbandpresse ge­ mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Doppel­ bandpresse, bei der eine Maschineneinheit mit Heiz­ trommel und Führungsanordnung eines Förderbandes auf einem Schlitten in eine Band-Wechselposition aus­ gefahren ist.

Die in Fig. 1 im Produktionszustand dargestellte Doppelbandpresse hat zwei endlose Transportbänder 1 und 2 und eine Heiztrommel 3, die an einem Maschinen­ rahmen 4 gelagert sind. Einem horizontalen Trum des äußeren Transportbands 1 wird das zu verpressende Kunststoffmaterial an einer in der Zeichnung nicht nä­ her bezeichneten Stelle aufgegeben und in Richtung auf einen Aufnahmespalt 5 nahe der Heiztrommel 3 trans­ portiert. Hinter dem Aufnahmespalt laufen das äußere Transportband 1 und das innere Transportband 2 zu­ sammen und bilden über einen vorgegebenen Um­ schlingungswinkel der Heiztrommel 3 mit dem zu ver­ pressenden Kunststoffmaterial eine sandwichartige Struktur. Die beschriebene Bandpresse arbeitet mit ei­ nem endlosen Preßband 6, das mit Hilfe einer Spannwal­ ze 7 und Umlenkrollen 8 und 9 mit einem vorgegebenen Anpreßdruck an das äußere Transportband 1 ange­ drückt wird und daß aus den beiden Transportbändern 1 und 2 und dem zu verpressenden Material 11 bestehen­ de Sandwich etwa radial gegen die Heiztrommel 3 drückt. Die äußeren und inneren Transportbänder 1 und 2 sind jeweils über eigene Umlenkwalzen 13 und 14 geführt und durch Spannwalzen 15 und 16 gespannt gehalten.

Der Antrieb der Transportbänder 1 und 2 und der drehbaren Heiztrommel 3 erfolgt bei dem beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel über eine der Umlenkwalzen 8 und über das Preßband 6.

Anders als bei herkömmlichen Doppelbandpressen mit zwei endlosen Stahlbändern sind bei dem beschrie­ benen Ausführungsbeispiel der Erfindung drei Endlos­ bänder 1, 2 und 6 vorgesehen. Die Transportfunktion für das Behandlungsgut ist den beiden Bändern 1 und 2 zugeordnet. Sie sind als siebartige Metallmaschenbän­ der ausgebildet und frei durchlässig für einen Gasaus­ tausch zum Vorheizen oder Kühlen des Behandlungsgu­ tes 11. Die Maschen- oder Siebweite ist vorzugsweise so groß wie möglich, aber kleiner als die Korngröße des zu verpressenden Kunststoffmaterials. Hinter dem Auf­ nahmespalt 5 schließen sich die beiden endlosen Metall­ maschenbänder 1 und 2 beidseitig auf der zu verpres­ senden Materialschicht 11 und bilden mit dieser ein fle­ xibles Sandwich 21. Die Zugfestigkeit der beiden Me­ tallmaschenbänder 1 und 2 ist naturgemäß geringer als diejenige eines geschlossenen Stahlbandes gleicher Stärke. Die zum Verpressen der Kunststoffmaterial­ schicht 11 im Bereich des Umschlingungswinkels auf der Heiztrommel 3 erforderlichen Andruckkräfte werden überwiegend vom Preßband 6 aufgebracht, das zu die­ sem Zweck aus einem zugfesten Material mit guten Wärmeisolationseigenschaften besteht. Besonders ge­ eignet ist ein faserverstärktes Aramidband mit einer Stärke von etwa 10-13, vorzugsweise 11-12 mm. Ein solches Preßband vermag eine Zugbelastung von 450 N/mm Bandbreite aufzunehmen. Die Metallmaschen­ bänder werden dadurch soweit zugentlastet, daß sie nur noch für eine Restbelastung < 50 N/mm Bandbreite ausgelegt werden müssen. Die guten thermischen Isola­ tionseigenschaften des Aramid-Preßbandes 6 verbes­ sern auch den Wirkungsgrad bei der Wärmeübertra­ gung zwischen der Heiztrommel 3 und der zu verpres­ senden Materialschicht 11 im Sandwich 21; denn die im wesentlichen unmittelbar auf das Behandlungsgut 11 übertragene Wärmeenergie kann das Sandwich 21 über das Preßband 6 nur langsam verlassen. Dadurch gelingt es, das zu verpressende, granulatförmige Material 11 aus thermoplastischem Kunststoff oder geeigneten Harzgemischen mit relativ hohem Wirkungsgrad im Anlagebereich auf der Heiztrommel 3 aufzuschmelzen und relativ homogen auszurichten. Als Antriebswalze dient bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine der auf das Preßband 6 wirkenden Umlenkwalzen 8. Ein alternativer oder zusätzlicher Antrieb ist auch über eine der anderen Preßbandwalzen 7 bzw. 9 oder die Heiz­ trommel 3 möglich.

Nach dem unter hohem Druck erfolgenden Auf­ schmelzen des Materials 11 wird das Sandwich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durch eine Kühlein­ richtung 22 geführt, in der Kühlluft, Wasser, flüssiger Stickstoff oder ein anderes Kühlmittel aufgegeben wird. Das jeweilige Kühlmittel wird dabei sowohl durch das innere Metallmaschenband 2 als auch durch das äußere Metallmaschenband 1 von unten und oben gleichmäßig auf das Behandlungsgut gerichtet. Durch diese Kühlmit­ telaufgabe wird eine Schockkühlung für das Behand­ lungsgut erreicht. Das auf diese Weise intensiv mit Kühlmittel gespülte, jetzt bandförmige Material 11 ver­ läßt die eigentliche Doppelbandpresse hinter den Um­ lenkwalzen 14 und kann danach in geeigneter Weise weiterverarbeitet bzw. konfektioniert werden.

Anhand der schematischen Darstellung gemäß Fig. 2 wird ein weiterer Aspekt der Erfindung beschrieben. Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Produktionsstellung der Doppelbandpresse dadurch, daß eine Maschineneinheit, bestehend aus einem am Maschinenrahmen 4 horizontal verschiebbar gelagerten Trägerschlitten 40, der Heiztrommel 3, der Umlenkwal­ ze 16 des inneren Metallmaschenbandes 2 und der unte­ ren Anordnung 22e der Kühleinrichtung 22, aus ihrer Produktionsstellung ausgefahren ist. Der Maschinen­ rahmen 4 mit den von ihm gehalterten übrigen Maschi­ nenkomponenten bleibt stationär. In der ausgefahrenen Stellung des Trägerschlittens 40 und insbesondere der Heiztrommel 3 entfällt die Trommelumlenkung sowohl des äußeren Metallmaschenbandes 1 als auch des Ara­ mid-Preßbandes 6. Beide Bänder nehmen zwischen den verbleibenden Umlenkstellen eine entspannte, durch­ hängende Stellung an und lassen sich in dieser Position problemlos auswechseln. Da Heiztrommel 3 und Walze 16 bzw. 17 am Trägerschlitten 40 gelagert sind und beim Ausfahren ihre Relativpositionen beibehalten, bleibt das innere Metallmaschenband 2 so lange gespannt, bis die der Spannwalze 16 zugeordnete und mit einem ausrei­ chenden Hub in der Horizontalrichtung (Pfeil 43) ausge­ stattete Spannwalze 16 an die Heiztrommel 3 näher herangerückt ist, um das Metallmaschenband 2 ausrei­ chend schlaff und zum Auswechseln bereit zu machen.

Das Verschieben des Trägerschlittens 40 auf dem Ma­ schinenrahmen 4 erfolgt bei dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel motorisch. Die zugehörigen Antriebs­ organe sind an sich bekannt und daher in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt.

Durch das erfindungsgemäß vorgesehene elektromo­ torisch Auseinanderfahren der Anlage lassen sich we­ sentlich kürzere Wechselzeiten als bisher erreichen. Die Wechselzeit der Endlosbänder kann, soweit sich heute absehen läßt, drastisch verkürzt werden auf etwa eine Schicht, das sind acht Stunden.

Es las­ sen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die be­ schriebene Doppelbandpresse auch zum Verpressen an­ derer Materialien, beispielsweise zum Verpressen von Kautschukgemischen usw. verwenden. Die Zahl der Umlenkwalzen, der angetriebenen Walzen sowie die Länge der jeweils verwendeten Transport- und Preß­ bänder ist durch die Erfindung nicht beschränkt, son­ dern kann je nach Einsatzbedingungen vom Konstruk­ teur und Benutzer frei gewählt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer Bahn aus ther­ moplastischem Kunststoff, Harzgemischen o. dgl. unter Verwendung einer Doppelbandpresse, wobei körniges oder granulatförmiges Behandlungsgut in einen Spalt zwischen zwei bewegungsgekoppelten Förderbändern eingeführt, mit beiden Bändern sandwichartig in Kontakt gehalten, über eine Heiz­ trommel geführt, von außen etwa radial an die Heiztrommel gedrückt, nach Durchlaufen eines vorgegebenen Umschlingungswinkels von der Heiztrommel abgezogen und nach öffnen der För­ derbänder als zusammenhängende Bahn ausgege­ ben wird, dadurch gekennzeichnet,
daß siebartige Metallmaschenbänder mit einer Siebweite kleiner als die Korngröße des eingesetz­ ten Behandlungsguts als Förderbänder verwendet werden;
daß ein Preßband aus einem gut wärmeisolieren­ den und zugfesten Material zum Anpressen des aus den beiden Metallmaschenbändern und der Be­ handlungsgutschicht bestehenden Sandwichs an die Heiztrommel verwendet und zur Zugentlastung in den Metallmaschenbändern synchron mit dem be­ nachbarten Metallmaschenband bewegt wird,
daß das Behandlungsgut nach Abzug von der Heiz­ trommel durch ein durch wenigstens eines der Metall­ maschenbänder hindurchge­ führtes Kühlfluid gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Behandlungsgut nach dem Behei­ zen auf der Heiztrommel in einer Kühleinrichtung einer Schockkühlung unterworfen wird, indem das Behandlungsgut durch die Maschen der beiden Me­ tallmaschenbänder auf beiden Flachseiten gleich­ mäßig und großflächig mit einem Kühlfluid gespült wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Kühlfluid Kühlluft, Wasser oder flüssiger Stickstoff verwendet wird.

4. Bandpresse zur Herstellung einer Bahn (11') aus thermoplastischem Kunststoff, einem Harzgemisch o. dgl. mit einer drehbaren Heiztrommel (3) und zwei bewegungsgekoppelten Förderbändern (1, 2), die unter der Andrückwirkung einer Anpreßvor­ richtung (6, 7) über einen Umschlingungswinkel an den Umfang der Heiztrommel gepreßt werden, und mit Mitteln zum Einsetzen von körnigem oder granulatförmigem Behandlungsgut in einem Spalt zwischen den beiden Förderbändern und mit einer der Heiztrommel nachgeschalteten Kühlein­ richtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbänder als siebartige, gasdurchlässi­ ge Metallmaschenbänder (1, 2) mit einer Siebweite kleiner als die Korngröße des körnigen oder granulatför­ migen Einsatzgutes ausgebildet sind;
daß die Anpreßvorrichtung ein Preßband (6) aus einem gut wärmeisolierenden, zugfesten Material aufweist, das im Umschlingungsbereich der Heiz­ trommel an das äußere Förderband (1) mit einer vorgegebenen Mindestdruckkraft andrückbar und mit diesem synchron bewegbar ist, und daß die Kühleinrichtung (22) so ausgebildet ist, daß sie Kühlfluid durch wenigstens eines der Metallmaschen­ bänder dem Behandlungs­ gut zuführt.

5. Bandpresse nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Preßband (6) ein faserverstärktes Aramidband einer Stärke von mehr als 8 mm, vor­ zugsweise 11-12 mm ist.

6. Bandpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (6) wenigstens auf der dem Metallmaschenband (1) zugewandten Seite mit einem Antihaftbelag beschichtet ist.

7. Bandpresse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmaschen­ bänder (1, 2) aus gewebten Edelstahlfasern beste­ hen, deren Knoten jeweils nur nach der von dem Materialaufnahmespalt (5) abgewandten Seite vor­ stehen.

8. Bandpresse, insbesondere nach einem der An­ sprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiztrommel (3) und mindestens eine Transport­ bandführung als Baueinheit relativ zur Anpreßvor­ richtung (6, 7) ausfahrbar und einfahrbar angeord­ net sind.

9. Bandpresse nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heiztrommel (3) und die Trans­ portbandführung auf einem Schlitten (40) gelagert sind, der auf einem Hauptrahmen (4) motorisch ver­ fahrbar angeordnet ist.