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Dokumentenidentifikation DE3439555A1 30.04.1986
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer aus Kunststoff, Papier od.dgl. bestehenden perforierten Folie
Anmelder Lischka, geb. Woitzik, Helga, 8414 Maxhütte-Haidhof, DE
Erfinder Lischka, geb. Woitzik, Helga, 8414 Maxhütte-Haidhof, DE
Vertreter Stahl, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 29.10.1984
DE-Aktenzeichen 3439555
Offenlegungstag 30.04.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1986
IPC-Hauptklasse B26F 1/24

Beschreibung[de]

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung

einer aus Kunststoff, Papier od. dgl.

bestehenden perforierten Folie Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer aus Kunststoff, Papier od. dgl. bestehenden perforierten Folie, die zur Bildung eines mit Kräutern gefüllten Beutels, insbesondere für Heilbäder, geeignet ist.

Beim Stand der Technik werden in die zu perforierende Folie von einer Seite her mit stumpfen Stiften Löcher ausgestanzt. Der Umfangsrand der ebenen Stirnfläche der Stifte dient dabei als Schneidkante, so daß die Schnittränder der ausgestanzten Löcher in der Ebene der Folie liegen. Die auf diese Weise ausgestanzten Löcher der Folie können in beiden Richtungen gleich gut von einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, durchströmt werden. Wenn aus einer solchen Folie ein mit Kräutern gefüllter Beutel erzeugt wird, der beispielsweise für Heilbäder bestimmt ist, dann besteht einerseits die Gefahr, daß die Kräuter bei einem Zusammendrücken des Beutels zusammen mit dem darin enthaltenen Wasser durch die Öffnungen hindurch nach außen geschwemmt werden. Dies ist aber unerwünscht, weil es zu einer Verunreinigung des Badewassers und unter Umständen zu einer Verstopfung des Abflusses führen kann. Dieser Gefahr ließe sich an sich durch eine entsprechende Verringerung des Durchmessers der in die Folie gestanzten Öffnungen begegnen. Durch ein solches Vorgehen würde aber auch die Zirkulation des Wassers erschwert, so daß die Wirkstoffe der in dem Beutel enthaltenen getrockneten Kräuter vom Wasser nicht in der gewünschten Weise nach außen in das Badewasser transportiert werden können. Diese Überlegung trifft selbstverständlich auch für den Anwendungsfall der perforierten Folie als Teebeutel zu. Bei einem mit Kräuter gefüllten Beutel für Heilbäder kommt noch die Forderung nach Schwimmfähigkeit hinzu. Es ist nämlich anzustreben, daß der Beutel an der Wasseroberfläche schwimmt. Der Beutel soll nämlich einerseits stets griffbereit sein und andererseits soll verhindert werden, daß er die Abflußöffnung der Wanne verdeckt. Es ist daher anzustreben, daß der Beutel stets eine gewisse Luftmenge enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das zu einer solchen Ausbildung der in der Folie erzeugten Perforation führt, daß diese in beiden Richtungen von Wasser unbehindert durchströmt werden kann, daß die auf einer Seite der Folie angeordneten festen Teilchen, beispielsweise Kräuter, aber nicht durch die Perforation entweichen können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Folie von beiden Seiten her mit spitzen Nadeln durchstochen wird, wobei die von beiden Seiten her gebildeten Einstiche gegeneinander versetzt sind.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Folie zeichnet sich durch auf beiden Seiten ausgebildete kegelförmige Erhebungen aus, in deren Zentrum jeweils eine kleine Öffnung angeordnet ist. Diese kegelförmigen Erhebungen wirken in der Art eines Lippenventils, weil sie eine zur Kegelspitze hin gerichtete Strömung ermöglichen, hingegen eine zur Kegelbasis hin gerichtete Strömung behindern. Im ersten Fall weitet sich die an der Kegelspitze angeordnete Öffnung nämlich auf 1 wogegen sie sich im zweiten Fall verjüngt bzw. schließt. Wenn ein aus einer solchen Folie hergestellter und mit Kräutern gefüllter Beutel im Wasser auseinandergezogen wird, dann kann das Wasser und ggf. Luft durch die an der Spitze der von der Innenseite der Folie abstehenden kegelförmigen Erhebungen angeordneten Löcher in den Beutel einströmen. Wenn der Beutel jetzt zusammengedrückt wird, dann kann das mit den Wirkstoffen der Kräuter versetzte Wasser durch die an der Spitze der an der Außenseite der Folie angeordneten kegelförmigen Erhebungen angeordneten Öffnungen austreten. Da sich der Durchmesser dieser Erhebungen nach außen hin verjüngt, wird ein Austreten der festen Teilchen, d.h. der Kräuter, verhindert. Durch die an der Spitze der nach innen ragenden Erhebungen der Folie angeordneten Löcher können die Kräuter ebenfalls entweichen, weil sich diese Löcher unter dem Einfluß des Innendrucks schließen.

Wenn auf beiden Seiten der Folie der gleiche Druck herrscht, dann sind die an der Spitze der nach innen und nach außen ragenden kegelförmigen Erhebungen angeordneten Löcher so klein, daß nicht nur die in dem Beutel enthaltenen Kräuter, sondern auch die Luft am Entweichen gehindert und der Beutel somit schwimmfähig gehalten wird.

Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Walzengerüst mit zwei Walzenkalibern, die jeweils aus einer an der Umfangs fläche mit einer Vielzahl radial abstehender spitzer Nadeln versehenen Nadelwalze und aus einer an der Umfangs fläche mit einem die zu perforierende Folienbahn abstützenden und das Eindringen der Nadelspitzen ermöglichenden Material beschichteten Andrückwalze bestehen, wobei die beiden Nadelwalzen mit gegenüberliegenden Seiten der Folienbahn in Eingriff gelangen und die Eingriffspunkte der Nadeln der einen Nadelwalze mit der Folienbahn gegenüber den Eingriffspunkten der Nadeln der anderen Nadelwalze mit der Folienbahn versetzt sind.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Nadeln der beiden Nadelwalzen von gegenüberliegenden Seiten her und an gegeneinander versetzten Stellen in die Folie eindringen und dabei örtlich kegelförmig ausbauchen und schließlich durchstoßen. Auf beiden Seiten der Folie werden daher kegelförmige Erhebungen erzeugt, in deren spitze eine kleine Öffnung angeordnet ist.

Eine in konstruktiver Hinsicht noch vorteilhaftere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Walzengerüst mit einem einzigen Walzenkaliber, das aus zwei Walzen besteht, die jeweils an der Umfangsfläche mit einem die Folienbahn abstützenden nachgiebigen Material beschichtet und mit einer Vielzahl radial abstehender spitzer Nadeln versehen sind, die durch das Beschichtungsmaterial hindurchragen, wobei die Nadeln der beiden Walzen gegeneinander versetzt sind und durch die zu perforierende Folienbahn hindurch in das Beschichtungsmaterial der jeweils anderen Walze eindringen. Bei dieser alternativen Ausführungsform der vorrichtung wirkt jede der beiden Walzen zugleich als Nadelwalze und als Andrückwalze.

Die Anordnung der Nadeln auf den Walzen ist an sich beliebig, es muß nur gewährleistet sein, daß die Einstichlöcher der auf der einen Walze angeordneten Nadeln in die Folienbahn gegenüber den Einstichlöchern der auf der anderen Walze angeordneten Nadeln versetzt sind. Es ist beispielsweise möglich, die Nadeln auf den beiden Walzen in mehreren Radialebenen anzuordnen, wobei die Radialebenen der einen Walze gegenüber den Radialebenen der anderen Walze quer zur Laufrichtung der Folienbahn versetzt sind. In der Folienbahn werden daher in Längsrichtung verlaufende Reihen von Einstichen erzeugt, die jeweils im Zentrum einer nach der einen oder nach der anderen Seite der Folie vorspringenden kegelförmigen Erhebung angeordnet sind. In diesem Fall muß lediglich dafür Sorge getragen werden, daß die beiden Nadelwalzen mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit rotieren, wogegen eine bestimmte relative Drehwinkelstellung nicht erforderlich ist.

Falls eine solche bestimmte relative Drehwinkelstellung der mit Nadeln versehenen Walzen eingehalten werden muß, dann ist vorgesehen, daß diese über ein Getriebe, vorzugsweise ein Zahnradgetriebe miteinander gekuppelt sind.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Aufsicht auf eine zur Bildung eines mit Kräutern gefüllten Beutels für Heilbäder geeignete Folie, Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Folie nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung der Folie nach Fig. 1, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung der Folie nach Fig. 1, und Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine Walze der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine perforierte Folie 10 gezeigt, die zur Bildung eines mit Kräutern gefüllten Beutels, insbesondere für Heilbäder, geeignet ist. Zu diesem Zweck kann die Folie 10 mit einer Folie der gleichen Form und Größe längs ihrer Umfangsränder verschweißt werden, oder es ist auch möglich, die Folie 10 längs einer Symmetrielinie zu sich selbst umzufalten und sodann längs der Ränder zu verschweißen.

Wie dies insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Folie 10 mit zwei unterschiedlichen Arten von Öffnungen 12 und 14 versehen, die jeweils im Zentrum einer nach innen bzw. nach außen gerichteten kegelförmigen Erhebung oder Ausbauchung der Folie angeordnet ist. Diese Erhebungen 16 und 18 wirken in der Art eines Lippenventils, indem sie eine Strömung in einer bevorzugten Richtung, nämlich zur Spitze der Erhebung hin ermöglichen, in entgegengesetzter Richtung jedoch verhindern. Es sei angenommen, daß die Erhebungen 16 der Innenseite des aus der Folie 10 gebildeten Beutels und die Erhebungen 18 der Außenseite zugekehrt seien. Wenn der Beutel in das Badewasser gelegt und auseinandergezogen wird, dann kann Wasser und ggf. Luft durch die an der Spitze der nach innen gerichteten kegelförmigen Erhebungen 16 der Folie 10 ausgebildeten Öffnungen 12 in das Innere des Beutels einströmen, wogegen sich die an der Spitze der nach außen gerichteten Erhebungen 18 angeordneten Öffnungen 14 schließen. Wenn der Beutel jetzt zusammengedrückt wird, dann kann das im Beutel befindliche und mit den Wirkstoffen der Kräuter angereicherte Wasser durch die an der Spitze der nach außen gerichteten kegelförmigen Erhebungen 18 der Folie 10 angeordneten Öffnungen 14 aus dem Beutel entweichen, wogegen sich die im Zentrum der nach innen gerichteten Erhebungen 16 angeordneten Öffnungen 12 schließen. Dabei besteht auch keine Gefahr, daß feste Kräuterteilchen 20 zusammen mit dem Wasser aus dem Beutel ausgeschwemmt werden, weil die Öffnungen 14 zu klein sind. Wenn auf beiden Seiten der Folie 10 der gleiche Druck herrscht, dann sind die Öffnungen 12 und 14 so klein, daß die im Beutel enthaltene Luft nicht entweichen kann und der Beutel schwimmfähig bleibt.

Die an der Außenseite der Folie 10 angeordneten Erhebungen 18 haben aber nicht nur die Funktion von Ventilen, sondern sie ermöglichen auch die Verwendung des mit Kräutern gefüllten Beutels als Massageschwamm.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung zur Herstellung der perforierten Folie 10 besteht aus einem Walzengerüst 22 mit einem festen mittleren Ständer 24 und zwei auf beiden Seiten des Ständers 24 angeordneten Schwenkarmen 26, deren untere Enden mit dem Walzengerüst 22 schwenkbar verbunden sind.

Die Winkelstellung bzw. der Abstand der Schwenkarme 26 gegenüber dem mittleren Ständer 24 läßt sich mit Gewindespindeln 28 verstellen. An dem mittleren Ständer 24 sind auf gegenüberliegenden Seiten im vertikalen Abstand zwei Lagerböcke 30 befestigt, in denen jeweils eine Andrückwalze 32 gelagert ist, deren Umfang mit Filz 34 beschichtet ist. An den beiden Schwenkarmen 26 ist in gegenüberliegender Beziehung zu der zugehörigen Andrückwalze 32 jeweils ein Lagerbock 36 angeordnet, in dem eine Nadelwalze 38 gelagert ist. Der Umfang einer jeden Nadelwalze ist mit einer vielzahl von radial abstehenden Nadeln 40 versehen. Es werden also zwei Walzenkaliber gebildet, die jeweils aus einer Andrückwalze 32 und einer Nadelwalze 38 bestehen. sine der Nadelwalzen 38 ist mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor verbunden und über ein (gleichfalls nicht gezeigtes) Zahnradgetriebe mit der anderen Nadelwalze 38 gekuppelt.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die beiden Nadelwalzen nicht nur mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, sondern auch mit einem bestimmten relativen Drehwinkel rotieren.

Eine Folienbahn 42 wird S-förmig durch die beiden Walzenkaliber hindurchbewegt, wobei die Nadeln 40 der beiden Nadelwalzen 38 jeweils von entgegengesetzten Richtungen her in die Folienbahn 42 eindringen und dabei die nach innen und nach außen gerichteten kegelförmigen rhebungen 16, 18 und die in deren Spitze angeordneten Öffnungen 12 und 14 erzeugen. Die Vorrichtung ist dabei so eingestellt, daß die von den Nadeln 40 von beiden Seiten her in der Folienbahn 42 gebildeten Einstiche gegeneinander versetzt sind.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Vorrichtung zur Herstellung der Folie 10 gezeigt, deren Walzengerüst 44 einen zentralen Ständer 46 aufweist, an dem ein erster Lagerbock 48 befestigt und ein zweiter Lagerbock 50 vertikal beweglich abgeordnet ist. Der Abstand des beweglichen Lagerbokkes 50 vom festen Lagerbock 48 kann mittels einer Gewindespindel 54 verstellt werden. In den beiden Lagerböcken 48 und 50 sind zwei identische Walzen 52 drehbar gelagert, von denen die eine mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor verbunden und mit der anderen über ein (gleichfalls nicht gezeigtes) Zahnradgetriebe gekuppelt ist. Dieses Getriebe gewährleistet, daß die beiden Walzen 52 mit gleicher Umfangs geschwindigkeit und mit einem bestimmten relativen Drehwinkel rotieren.

Jede der beiden Walzen 52 ist am Umfang mit Filz 56 beschichtet und mit einer Vielzahl von radial abstehenden spitzen Nadeln 58 versehen, die durch den Filz 56 hindurchragen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Nadeln 58 der beiden Walzen 52 im Walzenspalt gegeneinander versetzt sind, so daß die Nadeln 58 der einen Walze 52 jeweils in die Filzschicht 56 der anderen Walze 52 eindringen. Bei dieser Ausführungsform hat jede Walze 52 zugleich die Funktion der Andrückwalze 32 und der Nadelwalze 38 der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung.

Wenn die Folienbahn 42 zwischen den beiden Walzen 52 hindurchbewegt wird, dann dringen die Nadeln 58 der beiden Walzen 52 von entgegengesetzten Richtungen her in die Folienbahn ein, um die nach innen und nach außen gerichteten konischen Erhebungen 16 und 18 mit einer in deren Spitze angeordneten Öffnung 12 und 14 zu bilden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel hat jede der Walzen 52 eine Länge von 300 mm und einen Durchmesser von 100 mm. Auf dem Umfang der beiden Walzen 52 sind ungefähr 36 Nadeln pro cm2 angeordnet, die ungefähr 1 mm über die Außenseite der Filzschicht 56 vorstehen. Das die beiden Walzen 52 verbindende (nicht gezeigte) Zahnradgetriebe ermöglicht eine Verstellung ihres Achsabstandes in der Größenordnung von 1 bis 2 mm, was zur Anpassung an Folienbahnen 42 unterschiedlicher Dicke ausreichend ist. Der Durchmesser der Nadeln liegt unter 1 mm.

Die Nadeln 40 bzw. 58 können auf den zusammenwirkenden Walzen 38 bzw. 52 in mehreren Radialebenen angeordnet sein, wobei die Radialebenen der einen Walze gegenüber den Radialebenen der anderen Walze quer zur Laufrichtung der Folienbahn versetzt sind. In diesem Fall ist automatisch gewährt leistet, daß die den beiden Walzen 38 bzw. 52 zugeordneten Nadeln 40 bzw. 58 an verschiedenen Stellen in entgegengesetzter Richtung in die Folienbahn 42 eindringen. Es braucht daher kein bestimmter relativer Drehwinkel der beiden Walzen 38 bzw. 52 eingehalten zu werden. Bei einer anderen Anordnung der Nadeln 40 bzw. 58 muß jedoch ein bestimmter relativer Drehwinkel der beiden Walzen 38 bzw. 52 eingehalten werden, um zu gewährleisten, daß die Nadeln 40 bzw.

58 an verschiedenen Stellen von entgegengesetzten Seiten her in die Folienbahn 42 eindringen.

Der dem beweglichen Lagerbock 50 zugeordnete Verstellmechanismus muß verhältnismäßig kräftig ausgebildet sein, da der Anpreßdruck zwischen den beiden Walzen 52 bis zu 6000 N betragen kann.

Für die Folienbahn kommt grundsätzlich jedes Material in Betracht, das eine gewisse plastische Verformbarkeit zuläßt. Ganz besonders hat sich Polypropylen bewährt.

Im übrigen eignet sich die perforierte Folie zur Herstellung von Beuteln aller Art, die wasser- und/oder luftdurchlässig sein sollen, wobei aber deren fester Inhalt am Entweichen gehindert sein soll. Solche Beutel können beispielsweise zur Verwendung als Duftspender in Kleiderschränken oder Wäschefächern mit getrockneten Blüten oder sonstigen Riechstoffen gefüllt werden. Die Beutel können aber auch mit Tee gefüllt werden.

Bezugszeichenliste: 10 Folie 12 Öffnung in 16 14 Öffnung in 18 16 nach innen gerichtete Erhebung 18 nach außen gerichtete Erhebung 20 Kräuterteilchen 22 Walzengerüst 24 Ständer 26 Schwenkarme 28 Gewindespindeln 30 Lagerböcke an 24 32 Andrückwalze 34 Filz 36 Lagerböcke an 26 38 Nadelwalze 40 Nadeln 42 Folienbahn 44 Walzengerüst 46 zentraler Ständer 48 fester Lagerbock 50 beweglicher Lagerbock 52 Walzen 54 Gewindespindel 56 Filz 58 Nadeln


Anspruch[de]

Patentansprüche : 1. Verfahren zur Herstellung einer aus Kunststoff, Papier od. dgl. bestehenden perforierten Folie die zur Bildung eines mit Kräutern gefüllten Beutels, insbesondere für Heilbäder, geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie von beiden Seiten her mit spitzen Nadeln durchstochen wird, wobei die von beiden Seiten her gebildeten Einstiche gegeneinander versetzt sind.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch ls gekennzeichnet durch ein Walzengerüst (22) mit zwei Walzenkalibern, die jeweils aus einer an der Umfangs fläche mit einer Vielzahl radial abstehender spitzer Nadeln (40) versehenen Nadelwalze (38) und aus einer an der Umfangs fläche mit einem die zu perforierende Folienbahn (42) abstützenden und das Eindringen der Nadelspitzen ermöglichenden Material (34) beschichteten Andrückwalze (32) bestehen, wobei die beiden Nadelwalzen (38) mit gegenüberliegenden Seiten der Folienbahn (42) in Eingriff gelangen und die Eingriffspunkte der Nadeln (40) der einen Nadelwalze (38) mit der Folienbahn (42) gegenüber den Eingriffspunkten der Nadeln (40) der anderen Nadelwalze (38) mit der Folienbahn versetzt sind.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein Walzengerüst (44) mit einem einzigen Walzenkaliber, das aus zwei Walzen (52) besteht, die jeweils an der Umfangsfläche mit einem die Folienbahn (42) abstützenden nachgiebigen Material (56) beschichtet und mit einer Vielzahl radial abstehender spitzer Nadeln (58) versehen sind, die durch das Beschichtungsmaterial (56) hindurchragen, wobei die Nadeln (58) der beiden Walzen (52) gegeneinander versetzt sind und durch die zu perforierende Folienbahn (42) hindurch in das Beschichtungsmaterial (56) der jeweils anderen Walze (52) eindringen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial (34, 56) Filz ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen (32, 38; 52) eines Walzenkalibers abstandsveränderlich sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden mit Nadeln (40; 58) versehenen Walzen (38: 52) mit einem Antriebsmotor verbunden und mit der anderen Walze über ein Getriebe gekuppelt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Zahnradgetriebe ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (40; 58) auf den beiden Walzen (38; 52) in mehreren Radialebenen angeordnet sind, wobei die Radialebenen der einen Walze gegenüber den Radialebenen der anderen Walze quer zur Laufrichtung der Folienbahn (42) versetzt sind.







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