DE1915768B2

DE1915768B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines roehrenfoermigen gegenstandes aus einer bahn aus geschaeumten thermoplastischem harz

Info

Publication number: DE1915768B2
Application number: DE19691915768
Authority: DE
Inventors: George Tokio Murota
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1968-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1973-06-07
Also published as: DE1915768A1; DE1915768C3

Description

rens besitzt cine Formeinrichtung zum Zusammenführen der Längsräncler der Bahn und eine Heizeinrichtung zum Erwärmen dieser Längsränder und ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine der Heizeinrichtung nachgeordnete Druckeinrichtung, bestehend aus zwei waagerecht und zwei senkrecht angeordneten endlosen Bändern, die zusammengesetzt eine Drucksirecke bildui. deren Querschnitt dem Querschnitt der flach zusammengedrückten Bahn entspricht. Vorteilhafterweise ist zwischen der Formeinrichtung und den vier endlosen Bändern eine Druckwalze vorgesehen.

Die Druckeinrichtung besteht zweckmäßig aus einer Rolle, die auf ihrem Umfang mit einer Nut versehen ist. und aus einem in der Nut geführten endlosen Druckband, wobei in der Nut eine Druckstrecke gebildet ist. deren Querschnitt dem Querschnitt der flach zusammengedrückten Bahn entspricht.

Die Erfindung bietet gegenüber dem bekannten Verfahren <\cn Vorteil, daß beim Verbinden der z? -einandersioßenden Ränder der Bahn durch thermisches Verschweißen eine besonders homogene und haltbare Naht erhalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet keinen Formdorn, so daß das Problem der hohen Reibung des geschäumten Harzmaterials beim Abziehen von einem Dorn beseitigt ist. wodurch eine hohe Produktionsgeschwindigkei'. erreicht wird.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders wirtschaftlich; denn Röhren aus geschäumtem Harz haben ein sehr großes spezifisches Volumen, weshalb die Transportkosten hoch sind. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch sehr billig ist. können Betriebe, die derartige röhrenförmige Gegenstände in großen Mengen benötigen, diese Vorrichtung leicht erwerben oder einfach aufbauen und die Hers.-ilung selbst übernehmen, wodurch die Transportkosten eingespart werden, die beim Einkauf vom Hersteller entstehen.

Materialien, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind z. B. Polyolefine, mit anderen Komponenten copolvmerisierte Olefine, vernetzte Polyolefine. Vinylpolymere und mit diesen Polymeren vermischter natürlicher oder synthetischer Kautschuk.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einer Draufsicht eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von röhrenförmigen Gegenständen aus geschäumtem thermoplastischem Harz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung:

F i ε. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig I;

F i g. 3 a bis 3 f sind aufeinanderfolgende Querschnittsansichten der Bahn, während sie zu einer Röhre verformt wird, und zwar in den Schnittlinien 3 α bis 3 / der F i g. 1 und 2;

F i g. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform;

F ie. 5 ist ein Schnitt länes der Linie V-V der F is;. 4;

F i g. 6 ist ein Schnitt längs der Linie Vl-Vl der F ig. 4;

F i g. 7 ist ein Schnitt läncs der Linie VII-VII der F i g. 4.

Die erste Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1,2 und 3a bis 3f wiedergegeben. In den Fig. 1 und 2 wird mit 1 eine Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz bezeichnet. Durch eine Formeinrichtüng 17 wird diese Bahn nach und nach /u den in den F i g, 3 a. 3 b. 3 c und 3d dargestellten Querschnittsformen verformt, wobei ihre Längsseüenflächen \a und Ib gegebenenfalls miteinander in Berührung kommen können. Die Längsseitenflächen 1 a und 1 b werden erwärmt und durch eine Heizeinrichtung 18 zum Schmelzen gebracht, wonach die in Röhrenform überführte Bahn durch eine Druckwalze 19 — wie in Fig. 3e dargestellt — flachgedrückt wird, damit die Längsseiten miteinander verbunden werden.

Während die so ausgebildete Röhre durch vier Bänder oben, unten, rechts und links weiterhin flach zusammengedrückt gehalten wird, kühlt sie sich an den miteinander verbundenen I.ängsseitenfiächen ab. und wenn kein Druck mehr ausgeübt wl· .. nimmt sie wieder die in Fig. 3f dargestellte Röhren'Orm an. Die Formeinrichtung 17 ist so ausgelegt, daß der Querschnitt der Bahn — wie in den F ig. 3 a bis 3 d dargestellt — fortschreitend verändert wird, während sie "die Formeinrichtung durchläuft. Nach Verlassen

der Formeinrichtung 17 nimmt die Bahn eine Röhrenform an, wobei — wie in F i g. 3 d dargestellt — die in Längsrichtung parallelen Seitenflächen 1 α und 1 b einander so gegenüberliegen, daß ein V-förmiger Spalt gebildet wird. An die Formeinrichtung 17

schließt sich die Heizeinrichtung 18. z.B. ein elektrischer Lötkolben, ein Brenner oder eine Heißluftdüse, sowie die Druckwalze 19 an. Die Druckwalze 19 hat eine vorgegebene Breite und ist an beiden Seiten in einem vorbestimmten Abstand mit zwei Flanschen versehen. Die Druckwalze 19 ist weiterhin so angeordnet (beispielsweise höher als die Formunric!·,-tung 17), daß die LängsseitenHächen der Bahn in enge Berührung miteinander gebracht werden. Wenn demnach die Bahn die Druckwalze 19 erreicht, wird sie einer gewissen Spannung unterzogen und. wie in F i g. 3 e dargestellt, flachgedrückt. In diesem zusammengedrückten Zustand werden die Läng^r.seitenf!ächen 1 α und 1 b der Bahn, die vorher durch die Heizeinrichtung 18 erwärmt wurden, fest miteinander verbunden.

Es ist wichtig, daß die erwärmte Verbindungsnaht nicht mit der Druckwalze 19 in Berührung kommt.

Die Längsseitenflächen 1 α und 1 b der Bahn können nicht nur durch die Heizeinrichtung 18 miteinander verlun^.eu werden, sondern auch durch Verwendung von schmelzflüssigem Harz der gleichen Art wie der der Bahn.

Eine Druckeinrichtung setzt sich aus vier endlosen Bändern, nämlich 2, 6, 6 und 13 zusammen und transportiert den röhrnformigen Gegenstand vorwärts, wobei er so flach zusammengedrückt gehalten wird, wie er durch die Druckwalze 19 flachgedrückt wurde, während sich seine verschmolzene Vcroindungsnaht abkühlt.

Auf der Unterseite dieser Druckeinrichtu.".^ ist ein unteres umlaufendes horizontales Band 2 angeordnet, das über drei Umlenkrollen 3,4 und 5 geführt ist. Ferner sind zwei senkrecht liegende endlose Bänder 6 auf beiden Seiten angeordnet, die jeweils über drei größere Umlenkrollen 7, 8 und 9 und zwei kleinere Fuhrungsrollcn 10 und 11 geführt sind. Zwischen den kleineren Führungsrollen 10 und 11 (von denen nachfolgend lediglich ein Paar beschrieben

5 6

wird) erstreckt sich eine Führungsplatte 12, damit Seitenflächen der Bahn abkühlen läßt, damit sie wäh-

die Druckeinrichtung über die gesamte Strecke zwi- rend ihres Durchlaufs durch die Druckeinrichtung

sehen den Führungsrollen 10 und 11 eine gleichiör- fest miteinander verbunden bleiben, behält die er-

mige Breite einhält. Weiterhin ist ein oberes, hori- wärmte Bahn die flachgedrückte Form bei. Beim

zontal liegendes Band 13 vorgesehen, das über Um- 5 Verlassen der Druckeinrichtung dehnt sich die flach-

lenkrollen 14. 15 und 16 umläuft. Diese vier die gedrückte Bahn auf Grund der Elastizität des ge-

Druckeinrichtung bildenden Bänder 2,6,6 und 13 schäumten Materials von selbst aus. so daß man eine

bilden über die Strecke zwischen den kleineren Füll- Röhre mit kreisförmigem Querschnitt erhält. Die

rungsrollen 10 und 11 eine rechteckige Querschnitts- Fig.5,6 und7 sind Querschnittsansichten längs der

form. Wenn demnach die Röhre aus geschäumtem io Linien V-V, VI-VI bzw. VII-VII der F i g. 4, die die

Harz in diese Druckeinrichtung eingeleitet wird, un- verschiedenen Formen zeigen, die die Bahn während

terliegt sie immer einem von den Bändern 2,6,6 und ihres Durchlaufs durch die Druckeinrichtung an-

13 ausgeübten Druck und behält die obige, flachge- nimmt. Die Bezugszeichen der F i g. 5 bis 7 sind die

drückte Form bei, deren Umfangslinie annähernd gleichen wie die in F i g. 4.

rechteckig ist. Die Querschnittsgröße der Druckein- 15 Bei der ersten Ausführungsform wird zwar eine

richtung kann durch Ändern der Lage dieser vier Druckwalze 19 verwendet, jedoch ist eine Vorrich-

Bänder frei variiert werden. tung ohne eine solche Druckwalze, bei der eine Heiz-

Es ist demnach mit ein und derselben Anlage ohne einrichtung 18 anschließend an die Formeinrichtung

weiteres möglich, röhrenförmige Gegenstände unter- 17 voigesehen ist, auf die die Druckeinrichtung folgt,

schiedlicher Größe aus geschäumtem Harz herzustel- so für die Herstellung von Röhren aus geschäumtem

len. thermoplastischem Harz vollkommen ausreichend.

Die durch die Druckeinrichtung gebildete Druck- Die zweite Ausführungsform zeigt einen solchen Fall,

strecke ist üblicherweise etwa 0,5 bis 8 m lang. Die in dem keine Druckwalze 19 verwendet wird. Die

Durchlaufgeschwindigkeit in dieser Druckeinrichtung Druckwalze 19 hat die Funktion, eine Zugspannung

beträgt etwa 1 bis 10 m/min. 25 auf die Bahn auszuüben, um deren Längsseitenflä-

Gegenüber der ersten Ausführungsform, bei der chen gegeneinanderzudrücken, und sie erleichtert die Druckeinrichtung aus vier Bändern gebildet wird, den Betrieb, wenn sie zwischen der Formeinrichlung zeigen die F i g. 4 bis 7 eine zweite Ausführungsform, 17 und der Druckeinrichtung — wie bei der ersten bei der eine Rolle 20 vorgesehen ist, in deren Urn- Ausführangsform dargestellt — angeordnet wird,
fang eine Nut ausgespart ist, sowie ein endloses Band 30 Die erfindungsgemäß dargestellten Röhren können 21, das in der Nut geführt ist. Falls erforderlich, kön- auf einer Reihe von Anwendungsgebieten vorteilhaft nen Führungsrollen 22, 23 und 24 vorgesehen wer- Verwendung finden. Sie haben ein glattes und gleichden. Die Nut in der Rolle 20 hat eine Breite, die im mäßiges Aussehen und sind bezüglich der Wärmeisowesentlichen gleich der Seitenbreite der Quer- lierung hervorragend. Versuche in bezug auf das Zuschnittsform der flachgedrückten Bahn nach F i g. 3 e 35 samir.enhaften der verbundenen Längsseitenflächen ist. Damit man Röhren mit verschiedenen Durchmes- einer gemäß der Erfindung hergestellten Röhre zeisern und Wandstärken herstellen kann, sollte vor- gen, daß nch die verbundenen Längsseitenflächen zugsweise die Nut in der Rolle 20 durch eine geeig- nicht voneinander lösen, wenn man versucht, unter nete Einrichtung in der Breite verstellbar sein. Wie Krafteinwirkung die verbundenen Flächen voneinanbei der ersten Ausführungsform wird die zusammen- 40 der zu trennen. Die anderen Teile der Röhre reißen geroliie Bahn 1, deren Längsseitenflächen durch die bzw. brechen unter Bildung einer frischen Bruch-Heizeinrichtung 18 erwärmt wurden, zwischen die fläche zuerst, was beweist, daß die Verbindung der Bodenfläche der Nut in der Rolle 20 und das endlose Längsseitenflächen weit stärker ist als die Festigkeit Druckband 21 geführt. Während man die erwärmten des geschäumten Harzmaterials selbst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

derstoßenden Ränder dieser Bahnen thermisch verPatentansprüche·, schweißt werden, diese Verfahren sind aber bei Bahnen aus geschäumtem Harz nicht verwendbar. Das

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen geschäumte Harz ist nämlich leicht verformbar und eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer 5 elastisch, so daß es nicht ohne eine Führung auf Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, einem Dorn gehalten werden kann, es besitzt eine bei dem die Bahn kontinuierlich um ihre Längs- sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, so daß nur eine achse zusammengebogen wird und ihre aneinan- oberflächliche Erwärmung für ein Verschweißen derstoßenden Längsseitenflächen miteinander möglich ist, es besitzt einen hohen Reibungskoeffiverbunden werden, dadurch gekenn- io zienten, so daß ein Abziehen von einem Formdorn zeichnet, daß die Längsseitenflächen er- schwierig ist, und es erlaubt für das Verschweißen wärmt werden, daß danach längs der Verbin- nur ein Erhitzen der Berührungsoberflächen, da ein dun^slinie ein radialer Druck auf die röhrenför- vollständiges Erhitzen die Zellenstiuktur des gemig gebogene Bahn ausgeübt und diese dabei schäumten Materials zerstört. Röhrenförmige Gegenflachgedrückt wird und daß Jieser Druck nach 15 stände aus geschäumtem Harz werden daher nach dem Verschmelzen der Seitenfläche noch so einem bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß W.ge aufrechterhalten wird, bis die Seitenflächen das Harzmaterial direkt in der gewünschten Form abgekühlt sind. aufgeschäumt wird, so daß der gewünschte röhren -

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- förmige Gegenstand unmittelbar erhalten wird. Dierer.s gemäß Anspruch 1 mit einer Formeinrich- 20 ses Verfahren hat erhebliche wirtschaftliche Nachtung zum Zusammenführen der Längsränder der teile, da für jeden Durchmesser und jede Länge des Bahn und einer Heizeinrichtung zum Erwärmen röhrenförmigen Gegenstandes eine eigene Form erdieser Längsränder, gekennzeichnet duah eine forderlich ist und da das Verfahren nur chargender Heizeinrichtung (18) nachgeordnete Druck- weise und nicht kontinuierlich durchgeführt werden einrichtung, bestehend aus zwei waagerecht und 25 kann, d. h., für jeden Gegenstand muß die Form mit zwei senkrecht angeordneten endlosen Bändern hohem Zeitaufwand erwärmt und wieder abgekühlt (2,6, 13). die zusammengesetzt eine Druck- werden.

strecke bilden, deren Querschnitt dem Quer- Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem der

schnitt de:- flach zusammen^ drückten Bahn (1) röhrenförmige Gegenstand aus einer Bahn aus geentspricht. 30 schäumtem Harz hergestellt wird, indem die Bahn

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- um einen Formdorn gebogen wird bis sich ihre kennzeichnet, daß zwischen der Formeinricht· ng Längsseitenflächen berühren. Da die Bahn aus geil?) und den vier endlosen Bändern (2,6, 13) schäumtem Harz, wie bereits erwähnt, eine hohe EIaeine Druckwalze (19) vorgesehen ist. stizität hat, hat sie die Neigung, sich wieder von dem

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 35 Formdorn abzuheben und ihre ursprüngliche Gestalt kennzeichnet, daß die Druckeinrichtung aus einer anzunehmen, so daß die aneinanderstoßenden Rän-Rolle (20), die auf ihrem Umfang mit einer Nut der der Bahn auseinanderklaffen, wenn sie Vv.p d^r versehen ist, und einem in der Nut geführten end- Druckwalze freikommen, die sie gegen den Formlosen Druckband (21) besteht, wobei in der Nut dorn preßt. Bei diesem Verfahren muß daher ein eine Druckstrecke gebildet ist, deren Querschnitt 40 schnellhärtender Klebstoff zum Verbinden der aneindem Querschnitt der flach zusammengedrückten anderstoßenden Räncer verwendet werden, und das Bahn (1) entspricht. Abziehen des röhrenförmigen Gegenstandes von dem

Fornriorn kann nur so langsam erfolgen, daß die an-

einanderstoßenden Ränder eine ausreichende Zeit

45 von der Druckwalze gegen den Formdorn gepreßt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu- werden, um ein Härten der Vcruindungsstelle sicherierlichen Herstellen eines röhrenförmigen Gegenstan- zustellen. Das besonders vorteilhafte thermische Verdes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplaste schweißen der Bandränder ist daher bei diesen beschem Harz, bei dem die Bahn kontinuierlich um kannten Verfahren nicht anzuwenden, da es eine zu ihre Längsachse zusammengebogen wird und ihre 50 lange Abkühlzeit erfordert.

aneinanderstoßenden Längsseitenflächen miteinander Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das konverbunden werden, und eine Vorrichtung zur Durch- tinuierl^:che Verfahren zum Herstellen von röhrenförführung dieses Verfahrens. migen Gegenständen aus geschäumtem thermoplasti-

In letzter Zeit findet geschäumtes Harz auf den schem Harz so auszubilden, daß die aneinanderstoverschiedensten Gebieten Verwendung, z.B. als 55 ßenden Ränder der Bahn aus geschäumtem Harz Wärmeisolierung, Verpackungsmaterial und Innen- thermisch miteinander verschweißt werden können, auskleidung von Fahrzeugen. Röhren aus geschäum- ohne daß die Produküonsgeschwindigkeit verringert tem Harz werden zur Wärmeisolierung von Rohren wird.

und als Verpackung für stangenförmige Güter ver- Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren

wendel, insbesondere für solche, deren Oberfläche 60 der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, leicht beschädigt werden kann. daß die Längsseitenflächen der Bahn erwärmt wer-

Die Herstellung von röhrenförmigen Gegenstan- den, daß danach längs der Verbindungslinie ein raden aus geschäumtem thermoplastischem Harz bietet dialer Druck auf die röhrenförmig gebogene Bahn zahlreiche Schwierigkeiten. Es sind zwar zahlreiche ausgeübt und diese dabei flachgedrückt wird und Verfahren zur Herstellung von röhrenförmigen Ge- 65 daß dieser Druck nach dem Verschmelzen der Seigf-nständen aus nic'^'gefchäumtem thermoplaste tenfläche noch so lange: aufrechterhalten wird, bis die schein Harz bekannt, bei denen Bahnen aus diesem Seitenflächen abgekühlt sind.
Harz auf .;incn Formdorn gewickelt und die aneinan- Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah-