DE102004028081A1

DE102004028081A1 - Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn

Info

Publication number: DE102004028081A1
Application number: DE102004028081A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Aumeier
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: WO2005120998A1; AT505316A5; DE102004028081B4; AT505316B1

Abstract

Eine verbesserte Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn (5) an einer Walze oder einem Wickel (8) oder einer sonstigen Führungseinrichtung, insbesondere zum Anlegen einer Polymerschmelzefahne an einer Kühlwalze (8), zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - die Vorrichtung (1) umfasst eine Düseneinrichtung mit einer oder mehreren Druckzuführleitungen (21) zum Zuführen von Druckluft; DOLLAR A - es ist eine mit den Druckzuführleitungen (21) verbundene Düsenanordnung (2) mit wenigstens einer Luftaustrittsöffnung (23) vorgesehen, wobei die Düsenanordnung (2) in Betriebsstellung zumindest teilweise in einem Zwischenbereich (Z) zwischen anzulegender Folienbahn (5) und Kühlkörper (8) angeordnet ist; DOLLAR A - die Düsenanordnung (2) ist derart ausgestaltet, dass sie in Betriebsstellung eine aus dem Zwischenbereich (Z) herausgerichtete Luftströmung erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn, insbesondere eines Polymerschmelzefilms, an einen Kühlkörper, an dem die Folienbahn in einer Abzugsrichtung abgezogen wird.

Aus dem Stand der Technik sind drei verschiedene Verfahren zum Anlegen von Folienbahnen an einen Kühlkörper bekannt. In einem ersten Verfahren werden Luftmesser verwendet, mit denen durch eine Düse ein Luftdruck erzeugt wird, mit dem die Folienbahn gegen einen Kühlkörper gedrückt wird. In einem zweiten Verfahren wird ein Unterdruck im Zwischenbereich zwischen Kühlkörper und Folienbahn mittels Vakuumkammern erzeugt, wodurch die Folienbahn an den Kühlkörper gesaugt wird. In einem dritten Verfahren wird das Anlegen der Folienbahn mittels elektrostatischer Flächenkräfte bewirkt, die beispielsweise mittels einer Elektrodenanordnung erzeugt werden.

Insbesondere beim Anlegen einer Polymerschmelze an einen Kühlkörper ist ein guter Wärmeübertrag zwischen Polymer schmelze und dem Kühlkörper ohne Lufteinschlüsse zu gewährleisten, da ansonsten eine ungleichmäßige Dickenverteilung sowie ein ungleichmäßiger Wärmetransport und eine damit verbundene ungleichmäßige Kristallisation der Folie auftritt. Eventuell kann auch eine ungleichmäßige Dickenverteilung auftreten. Bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten der Polymerschmelze ist ein ausreichend guter Wärmeübertrag wegen der stärker auftretenden Grenzschichten zwischen Schmelzefahne und schnell rotierendem Kühlkörper oft nicht mehr gewährleistet.

Aus der Druckschrift EP 0 057 106 B1 ist eine Vorrichtung zum Anlegen von thermoplastischen Folienbahnen an Kühlwalzen bekannt, wobei ein Saugkasten verwendet wird, der aus mehreren Kammern besteht und im Zwischenbereich zwischen Folienbahn und Kühlwalze einen Unterdruck zum Anlegen der Folienbahn erzeugt. Die Randabdichtung des Saugkastens gegenüber der Kühlwalze wird durch Dichtlippen und durch den Mehrkammeraufbau des Saugkastens erreicht. Die Vorrichtung ist verhältnismäßig groß und ihr Aufbau ist aufwändig. Ein unmittelbarer Zugriff auf den Zwischenbereich zwischen Folienbahn und Kühlwalze ist nicht möglich. Ferner erweist sich die Randabdichtung des Saugkastens zum Rand der thermoplastischen Bahn hin als schwierig, also in einem Bereich, wo es zu Instabilitäten, insbesondere zum Flattern der Polyerschmelze kommen kann. Darüber hinaus muss der mechanische Aufbau der Vorrichtung sehr stabil sein, da ansonsten der erzeugte Unterdruck die gesamte Vorrichtung an die Walze presst.

In der EP 0 905 312 B1 ist eine Düsenanordnung zum Führen einer Papierbahn nach dem Abzug von einem Trockner beschrieben. Hierbei wird die getrocknete Papierbahn von einer Trocknerrolle abgeschabt, und durch eine Düsenanordnung wird ein Unterdruck mit Hilfe des Bernoulli-Effekts erzeugt, wodurch die abgezogene Papierbahn berührend an die Unterseite der Düse angesaugt wird. Zur Erzeugung eines Unterdrucks zum Abziehen der Folienbahn von der Trocknerrolle wird eine Vakuumpumpe verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn zu schaffen, insbesondere an einer Walze, beispielsweise in Form einer Umlenkwalze, einer Koronawalze, eines Folienwickels oder beispielsweise auch in Form einer Kühlwalze, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und mit der ein ausreichender Unterdruck zum Anlegen der Folienbahn an den Kühlkörper erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, im sog. Zwickelbereich zwischen einer Schmelzefahne und einer Kühlwalze einen Unterdruck möglichst nahe an der Anlagelinie auf der Kühlwalze zu erzeugen. Damit ist es erfindungsgemäß möglich, die Schmelzefahne durch Unterdruck noch wirksamer an die Kühlwalze anzupressen. Im Rahmen der Erfindung wird es auch möglich, eine Grenzschichtströmung, insbesondere bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten, zumindest in diesem kurzen Wegsegment zu reduzieren. Schließlich kann durch die Erfindung auch ein Flattern des Films oder Schmelzefahne insbesondere im Randbereich der Folie oder der Schmelzefahne verringert werden. Die Erfindung ist aber nicht nur zum verbesserten Anlegen einer Folie an einer Kühlwalze geeignet. Die erfindungsgemäße Lösung kann vielmehr ebenso auch dazu benutzt werden, Folien, beispielsweise Polymerfolien an einem Wickel, einer Walze, einer Umlenkwalze, einer Koronawalze oder dergleichen anzulegen bzw. die Führung einer Folie allgemein zu verbessern.

Im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform ist dabei der Unterdruck über die Länge des Düsenkörpers (in Querrichtung zur Abzugsrichtung einer Folie), also über die Arbeitsbreite einstell- und regelbar. Der Überdruck der Düse dient dabei ferner zur Reinigung der Walze von Verunreinigungen, Wassertropfen und Wasserfilmen. Der ausströmende Überdruck dient ferner auch dazu, ein Luftkissen zu erzeugen, was dazu beiträgt, dass die Halte- und Stützkonstruktion der erfindungsgemäßen Düsenanordnung sehr einfach ausfallen kann. Die Düsenanordnung wird dabei von einem Luftkissen unterstützend getragen, das durch die ausströmende und angesaugte Luft entsteht (Coanda-Effekt).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dazu eine Düseneinrichtung mit einer oder mehreren Druckzuführleitungen zum Zuführen von Druckluft. Die Druckzuführleitungen sind mit einer Düsenanordnung mit wenigstens einer Luftaustrittsöffnung verbunden, wobei die Düsenanordnung in Betriebsstellung wenigstens teilweise in einem Zwischenbereich zwischen anzulegender Folienbahn und Kühlkörper angeordnet ist. Die Düsenanordnung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie in Betriebstellung eine aus dem Zwischenbereich heraus gerichtete Luftströmung erzeugt. Die Düsenanordnung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie in Betriebsstellung eine aus dem Zwischenbereich heraus gerichtete Luftströmung und dadurch einen Unterdruck erzeugt.

Durch die aus dem Zwischenbereich heraus gerichteten Luftströmung wird aufgrund des Bernoulli-Effekts ein Unterdruck im Zwischenbereich erzeugt, wodurch die Folienbahn an den Kühlkörper oder einer sonstigen Walze oder Wickelkörper gepresst wird. Die Düsenanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sehr weit in den Zwischenbereich zwischen anzulegender Folienbahn und Kühlkörper hinein bewegt werden, wodurch die Grenzschichtströmung zwischen Folienbahn und Kühlkörper insbesondere bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten der Folienbahn reduziert wird und ein Flattern der Folienbahn verringert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hierbei insbesondere zum Anlegen von Polymerfolien an Kühlwalzen verwendet werden, wobei die Führung der Folie entlang der Walze verbessert wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die durch die Düsenanordnung erzeugte Luftströmung aus dem Zwischenbereich wenigstens teilweise über einen schlitzförmigen Strömungskanal zwischen einer Walze und Düsenanordnung herausgeführt. Hierdurch wird ein Luftkissen durch den Überdruck der Luftströmung und die angesaugte Luft zwischen der Düsenanordnung und dem Kühlkörper erzeugt, so dass die Düsenanordnung auf dem Luftkissen unterstützend getragen wird. Somit kann die Halte- und Stützkonstruktion der Düsenanordnung sehr einfach ausgelegt sein. Darüber hinaus dient eine derart herausgeführte Luftströmung auch zur Reinigung des Kühlkörpers von Verunreinigungen bzw. Wassertropfen und Wasserfilmen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die durch die Düsenanordnung erzeugte Luftströmung aus dem Zwischenbereich wenigstens teilweise über einen schlitz förmigen Zwischenraum, d.h. einem Strömungskanal zwischen anzulegender Folienbahn bzw. Breitschlitzdüse und der Bernoulli-Düsenanordnung herausgeführt. Hierdurch wird ermöglicht, dass ein gleichmäßiges Anlegen der Folienbahn entlang einer Anlegelinie gewährleistet wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Düsenanordnung wenigstens eine mit den Druckzuführleitungen verbundene Vorkammer. Die Vorkammer wird auch als Laminationskammer bezeichnet und dient zur Vergleichmäßigung der aus der Düsenanordnung über die Arbeitsbreite ausströmenden Luft. Insbesondere kann in der Vorkammer wenigstens eine Brechungskante vorgesehen sein, mit der eine weitere Verbesserung der Luftströmung erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Düsenanordnung eine Mehrfachdüse, insbesondere eine Doppeldüse, mit der in Betriebsstellung mehrere Luftströme aus dem Zwischenbereich herausgeführt werden. Hierbei kann insbesondere ein erster Luftstrom zwischen Düsenanordnung und Kühlkörper und ein zweiter Luftstrom zwischen Düsenanordnung und Breitschlitzdüse herausgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner ein Leitblech umfassen, das in Betriebsstellung in dem Zwischenbereich zwischen anzulegender Folienbahn und einem Walzen- oder Führungskörper ragt. Durch die Leitplatte wird das mittels der Düsenanordnung anzusaugende Volumen verkleinert, wodurch ein effektiveres Anlegen der Folienbahn an den Kühlkörper erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist oberhalb der Düsen anordnung eine Abschottung vorgesehen, welche in Betriebsstellung den Zwischenbereich zwischen anzulegender Folienbahn und Walze abschottet. Die Abschottung weist vorzugsweise einen Zuführkanal zum gedrosselter oder dossierten Zuführen von Zuluft auf. Der Zuluftkanal ist hierbei vorzugsweise mit einer Steuerungseinrichtung verbunden, mit der Luft gesteuert dem Zwischenbereich zugeführt wird. Hierdurch wird die Erzeugung eines geregelten Unterdrucks im Zwischenbereich unterstützt.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Düseneinrichtung eine Druckregeleinrichtung, mit welcher der Druck der aus der Düsenanordnung ausströmenden Luftströmung über die Arbeitsbreite der Düsenanordnung mittels einer Vielzahl von Drosseln regelbar ist. Hierdurch kann entlang der Arbeitsbreite eine Optimierung des Anpressprofils der Folienbahn an den Kühlkörper erreicht werden. Mit der Druckregeleinrichtung ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ferner die Zufuhr von Zuluft über den Zuluftkanal der Abschottung regelbar.

Ferner kann eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, mit der die Winkelposition und/oder die Horizontal- und/oder Vertikalposition der Düsenanordnung verstellbar ist. Um eine Winkelverstellung mittels der Verstelleinrichtung zu gewährleisten, ist die Düsenanordnung vorzugsweise um eine oder mehrere Achsen, insbesondere um eine Achse des Kühlkörpers winkelverstellbar gelagert. Hierzu ist die Düsenanordnung vorzugsweise an wenigstens einem drehbar gelagerten Arm befestigt, wobei die Winkelposition des Arms über einen Aktor insbesondere elektromotorisch und/oder mechanisch usw. verstellbar ist. Zur Vermeidung von Fehl funktionen und Erhöhung der Sicherheit kann die Verstelleinrichtung mit einer Sensoreinrichtung derart zusammenwirken, dass die Verstelleinrichtung die Düsenanordnung aus dem Zwischenbereich herausbewegt, wenn die Sensoreinrichtung eine Fehlfunktion in der Führung der Folienbahn detektiert. Üblicherweise kann jedoch auf eine solche Sensoreinrichtung verzichtet werden, da eine Beschädigung insbesondere des Kühlkörpers bei einer Fehlfunktion nicht zu befürchten ist, denn eine falsch geführte Folienbahn schiebt sich unter die Düse und presst diese nach oben, so dass ein Kontakt mit dem Kühlkörper und eine Beschädigung desselben vermieden wird.

Die Düsenanordnung weist vorzugsweise eine Randverstellung auf, mit der die Luftströmung an den Rändern der Arbeitsbreite der Düsenanordnung verstellbar ist. Hierdurch kann beim Einführen einer Folienbahn mit Einsprung eine korrekte Einstellung der Düsenanordnung auf den Einsprung vorgenommen werden. Ferner wird ein Abheben der Folienbahn im Randbereich verhindert. Die Randverstellung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere in der Düsenanordnung verschiebbare Füllkörper zum Unterbrechen der Luftströmung. Ferner ist die Randverstellung vorzugsweise über eine Regelung, insbesondere in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit und/oder des Einsprungs der Folienbahn, automatisch verstellbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient vorzugsweise zum Unterstützen des Anlegens der Folienbahn an einem Kühlkörper beispielsweise in Form einer Kühlwalze, aber beispielsweise auch zum verbesserten Anlegen eines Kunststofffilms an einem Wickel, einer Walze etc. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich dabei auch im Zusammen hang mit einem Luftmesser oder einer sog. Elektrodenanordnung verwenden, die das Anlegen der Folienbahn auf einer Walze, insbesondere einer Kühlwalze, mittels elektrostatischer Kräfte oder durch Druckluft weiter verbessern und unterstützen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend detailliert anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
1: eine schematische Schnittsdarstellung zur Verdeutlichung der Funktionsweise und Anordnung der erfindungsgemäßen Bernoulli-Düse;
2: eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Betriebsstellung;
2a: eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Düsenanordnung, wie sie grundsätzlich in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 zum Einsatz kommt;
3: eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Düsenanordnung;
3a: eine Schnittdarstellung vergleichbar 2, wobei jedoch in Abweichung zu 2 eine Bernoulli-Düse entsprechend dem er läuterten Beispiel nach 3 verwendet wird;
4: eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Düsenanordnung;
5: eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Verstellmöglichkeit der Düsenanordnung;
6: eine schematische eher rückwärtige Ansicht der in 2 gezeigten Düsenanordnung mit einer Einrichtung zur Verstellung der Arbeitsbreite;
7: eine Querschnittsdarstellung durch die in 6 verwendete Düseneinrichtung mit der im Querschnitt schraffiert wiedergegebenen Einstelleinrichtung zur Veränderung der Arbeitsbreite;
8: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düse mit einem Abschottkörper in Betriebsstellung;
9: ein zu 8 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem eine erfindungsgemäße Düsenanordnung mit einer erzwungenen Umlenkung anstelle einer freien Umlenkung wie in 8 verwendet wird;
10: ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düsenanordnung;
11: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Querschnitt mit einer doppelten Umlenkung zur Erzeugung zweier Austrittsrichtungen für den Luftstrom; und
12: eine schematische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend der Regeleinrichtungen für die Druckluftzufuhr sowie die weitere Luftzufuhr in dem Zwischenbereich.
Anhand von 1 ist das grundsätzliche erfindungsgemäße Prinzip einer verwendeten und entsprechend erfindungsgemäß angepassten Bernoulli-Düse zu sehen. Dabei wird der Bernoulli-Düse 2 in der Regel vom rückwärtigen Bereich her (also entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Kühlwalzenkörpers liegend) in der Regel über eine Vielzahl von einzelnen und auch einzeln steuer- und regelbaren Druckzuführleitungen 21 (in 6) Druckluft zugeführt, wobei nunmehr die Bernoulli-Düse 2 so ausgebildet ist, dass diese Luft am vorderen Bereich umgelenkt und mit einer Strömungskomponente aus einem Zwickelbereich Z heraus, d.h. z.B. im Wesentlichen entgegengesetzt zur Rotationsrichtung A des Kühlwalzenkörpers (also zur Rotationsrichtung des Mantels des Kühlwalzenkörpers) abgeführt wird. Am Austrittsende der Bernoulli-Düse wird darüber nunmehr Luft angesaugt, und zwar jene Luft, die sich in dem Zwickelbereich Z, der durch die Bernoulli-Düse, die Breitschlitzdüse 4, den daraus austretenden und auf einem Kühlwalzen mantel 8' einer Kühlwalze 8 anzulegenden Schmelzfilm sowie die in diesem Bereich angrenzende Mantelfläche befindet, wodurch ein auf einen Schmelzfilm 5 wirkender Unterdruck erzeugt wird. Es handelt sich hierbei also um ein dynamisches Prinzip basierend auf dem Bernoulli-Effekt.
Nachfolgend wird anhand von 2 und 2a ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel erläutert.
2 zeigt wesentliche Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Schnittansicht. In der Ausführungsform der 1 wird die Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn 5 verwendet, die aus einer Breitschlitz-Düsenanordnung 4 als Polymerschmelzefahne (bestehend beispielsweise aus einem Polymer wie PP, PET, PA oder dergleichen) herausläuft und sich entlang einer senkrecht zur Blattebene verlaufenden Anlegelinie 7 an eine Kühlwalze 8 anlegt. Die Kühlwalze 8 rotiert dabei in Abzugsrichtung A der Folienbahn, und zwar um eine senkrecht zur Zeichenebene in 1 verlaufenden und in 1 nicht näher dargestellten Rotationsachse. Auch die Breitschlitz-Düsenanordnung 4 ist in Querschnittsdarstellung gezeigt. Die Düse 4 erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene in 1 und verläuft damit parallel zur Rotationsachse der Kühlwalze 8 bzw. parallel zur Anlegelinie 7, also quer zur Abzugsrichtung des Schmelzfilms. Das Anlegen wird primär durch eine Anlegeeinheit 6 bewirkt, welche aus einer Hochdruckdüse (teilweise auch Luftmesser genannt) und/oder aus einer elektrostatischen Pinning-Elektrode bestehen oder diese umfassen kann, mit der die Schmelzefahne gegen die Kühlwalze 8 gepresst wird. Die erfindungsgemäße Anordnung 1 dient zur Unterstützung des Anlegens der Folienbahn 5 an den Kühlkörper 8. Hierzu umfasst die Vorrichtung eine Düsenanord nung 2, welche teilweise in einem Zwischenbereich Z (üblicherweise als "Zwickelbereich" bezeichnet) zwischen der Unterseite der Folienbahn 5 und der Oberfläche des Kühlkörpers 8 angeordnet ist. Die Düsenanordnung 2 ist an der Unterseite einer Abschottung 3 befestigt, welche den Zwickelbereich Z gegenüber der Umgebung abschottet.
Die Düsenanordnung 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 an der Unterseite einer Abschottung 3 befestigt, welche den Zwickelbereich Z gegenüber der Umgebung abschottet. D.h., dass die sogenannte Abschottung 3 im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 benachbart zum Austrittsspalt der Breitschlitz-Düsenanordnung 4 am Breitschlitz-Düsenkörper, und zwar an dessen rückwärtiger Seite 4' positioniert und/oder angebracht ist, wobei sich an der Unterseite dieses Abschottkörpers 3 dann die erwähnte Düsenanordnung 2 befindet und/oder gehalten ist. Sowohl die Abschottung 3 als auch der Düsenkörper erstrecken sich bevorzugt zumindest über die gesamte Breite des Kühlkörpers und/oder die gesamte Breite der Breitschlitzdüse 4, so dass der Zwickelbereich Z zum einen oben liegend durch einen Teil des Körpers der Breitschlitz-Düsenanordnung 4, auf der rückwärtigen Seite entgegengesetzt zur Abzugsrichtung der Folienbahn teilweise durch den Abschottkörper 3 sowie einen Teil der nachfolgend auch im einzelnen weiter erörterten Düse 2 und in Abzugsrichtung durch den abzuziehenden Schmelzfilm 5 begrenzt ist. An den gegenüberliegenden Stirnseiten der so begrenzten Zwickelbereiches Z kann auch noch eine Randkapselung vorgesehen sein. Zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht.
Die erwähnte Abschottung 3 weist einen Zuluftkanal 3a auf, über den Zuluft dem Zwickelbereich Z zugeführt werden kann. Wie später noch erläutert wird, kann die Zuführung gesteuert, d.h, insbesondere gedrosselt werden, wodurch sich der mittels des Bernoulli-Effekts erzeugte Unterdruck an der Unterseite der Folienbahn zum verbesserten Anlegen des Schmelzfilms optimal verändern lässt. Die Verwendung der Abschottung bzw. des Abschottungskörpers selbst ist jedoch optional. In der Regel reicht bereits die Verwendung der erwähnten Düsenanordnung 2 zur Erzeugung eines Unterdrucks aus, so dass auf die erwähnte Abschottung verzichtet werden kann.
Die Düsenanordnung 2 fungiert als sog. Bernoulli-Düse, wozu an ihrem in Abzugsrichtung vorne liegenden Endbereich (der unmittelbar in dem vergleichsweise spitz zulaufenden Raum zwischen der Oberfläche der Kühlwalze 8 und dem Schmelzfilm positioniert werden kann) eine aus dem Zwickelbereich Z heraus gerichtete Luftströmung S1 erzeugt wird. Aufgrund des aus der Physik bekannten Bernoulli-Effekts kann durch die aus der Düsenanordnung ausströmende Luftströmung im Zwickelbereich auf der Unterseite der Folie ein Unterdruck erzeugt werden, durch den die Folienbahn 5 an den Kühlkörper 8 gepresst wird. Durch die Düsenanordnung wird somit das Anlegen der Schmelzefahne 5 an den Kühlkörper 8 unterstützt. Ferner wird die Grenzschichtströmung, welche insbesondere bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten an der Oberfläche der Kühlwalze auftritt, an der Anlegelinie 7 vermindert. Darüber hinaus wird ein Flattern der Schmelzefahne verringert und die Führung der Folienbahn wird verbessert. Der aus der Düsenanordnung austretende Überdruck dient auch zur Reinigung der Kühlwalze 8 von Verunreinigungen, Wassertropfen und Wasserfilmen. Durch diesen Überdruck und die einzogene Luft wird ferner ein Luftkissen erzeugt, auf dem die Düsenanordnung unterstützend getragen wird (sog. Coanda-Effekt). Da das Luftkissen die Düsenanordnung stützt, kann die Halte- und Stützkonstruktion der Düsenanordnung sehr einfach ausgestaltet werden.
Die in 2 im Querschnitt gezeigte Düsenanordnung 2 ist in 2a im größeren Querschnitt und im größeren Detail wiedergegeben, worauf nachfolgend eingegangen wird.
Die Düsenanordnung gemäß 2 und 2a ist dabei mit einer Mehrzahl von Druckzuführleitungen 21 verbunden, welche Druckluft entlang der senkrecht zur Blattebene verlaufenden Arbeitsbreite der Düsenanordnung bereitstellen. Die Druckzuführleitungen sind hierbei z. B. in einem Abstand von 50 mm verteilt über die gesamte Arbeitsbreite (oder Länge der Düsenanordnung) angeordnet und mit einem Druck von 1 bar beaufschlagt. In 6 ist dazu beispielsweise die Seitenansicht auf die Düse 2 mit einem zugehörigen Düsenkörper 102 gezeigt, woraus zu ersehen ist, dass der Düse über deren Länge hinweg über eine Vielzahl von nebeneinander verlaufenden Druckzuführleitungen 21 Druckluft zugeführt wird. Diese Druckluftleitungen münden dann bevorzugt in eine sich im Inneren des Düsenkörper in dessen Längsrichtung erstreckenden Vorkammer 22, welche auch als Laminationskammer bezeichnet wird. Diese Laminationskammer dient der Verbesserung der Strömungseigenschaft der eintretenden Luft. Die Laminationskammer 22 ist im Wesentlichen im Querschnitt quer zur Erstreckungsrichtung der Düse parallel zur Rotationsachse des Kühlkörpers rechteckförmig gestaltet und weisen einen Hals 22a auf, an den sich ein Austrittsschlitz 23 in der Form einer geschliffenen Düsenlippe anschließt. Der Austrittsschlitz weist eine Schlitzbreite von ca. 100 μm, bei spielsweise von 50 μm auf. Die aus dem Schlitz austretende Druckluft wird entlang eines Führungsbleches 24 geführt, welches einen ersten geraden Abschnitt 24a und einen daran anschließenden A gebogenen, im Wesentlichen V-förmigen Abschnitt 24b aufweist. Wie durch den Pfeil P angedeutet ist, wird die aus dem Schlitz 23 heraustretende Luftströmung durch das Führungsblech umgelenkt, so dass mittels der Düsenanordnung eine aus dem Zwickelbereich Z der 1 herausströmende Luftströmung erzeugt wird.
Entsprechend der Querschnittsdarstellung nach 2 und 2a ist also zu ersehen, dass am in Abzugsrichtung der Folie vorlaufenden Ende der Bernoulli-Düse 2 der im Querschnitt V-förmige Abschnitt 24b einen auslaufenden Schenkelabschnitt 24c aufweist, der ungefähr entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der Kühlwalze ausläuft und dabei bei entsprechender Positionierung der Düse parallel oder fast parallel zur angrenzenden Manteloberfläche des darunter rotierenden Walzenkörpers zu liegen kommt. Da der Erstreckungsabstand zwischen unterem Begrenzungsschenkel 24c und dem darüber verlaufenden mit dem Düsenkörper verbundenen Abschnitt 24d des im Querschnitt V-förmigen Abschnittes 24b sehr eng bemessen ist, ergibt sich quasi eine Umkehrung der Luftströmung um fast 180°. Diese Umlenkung hängt dabei von der geometrischen Ausgestaltung des im Querschnitt zumindest näherungsweise V- oder U-förmigen Abschnittes 24b an und kann zu einer Umlenkung der Luftströmung in einem Winkelbereich von beispielsweise 120° bis fast 180°, insbesondere 150° bis 178°, insbesondere um 150° bis 170° liegen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Düsenanord nung 2, wobei in der Querschnittsdarstellung gemäß 3a der Einbau und die Anordnung der in 3 im größeren Querschnitt gezeigten Düsenanordnung 2 wiedergegeben ist.
Im Unterschied zu 2 und 2a weist die Düsenanordnung gemäß 3 und 3a neben einem Führungsblech 24 auch einen Führungskanal 25 auf, in dem die aus der Laminationskammer 22 austretende Druckluft geführt wird. Die eine oder die mehreren nebeneinander angeordneten Laminationskammern 22 sind im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 2 im gezeigten Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmig gestaltet. Die Querschnittsform kann jedoch beliebig gewählt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform nur konstruktionsbedingt dreieckförmig. Der aus der Kammer 22 austretende Führungskanal umfasst zunächst einen oder mehrere quer zur Zeichenebene hintereinander liegende Führungskanalabschnitte 25a. Der oder die Führungskanalabschnitte 25a mündet in einen stärker in Richtung Kühlwalze verlaufenden Kanalabschnitt 25b, an den sich dann ein gebogener Führungskanalbereich 25c anschließt, der (wie anhand von 2 erläutert und in der Querschnittsdarstellung zumindest näherungsweise zu ersehen ist) V- oder U-förmig gestaltet ist. Dadurch wird eine nunmehr wiederum entgegengesetzt zur Abzugsrichtung des Schmelzfilms und damit entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Walzenkörpers eine in rückwärtige Richtung verlaufende schlitzförmige Luftaustrittsöffnung 23 gebildet, aus der nunmehr die entsprechende Luftströmung austreten kann. Der Weg der Luftströmung durch die Düsenanordnung ist wiederum durch einen entsprechenden Pfeil P angedeutet. Analog zur Ausführungsform der 2 wird die Luftströmung in Betriebsstellung aus dem Zwickelbereich Z herausgeführt, wobei die Umlenkung der Luftströ mung durch den Führungskanal 25 bewirkt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst also der Düsenkörper 102 einen unten liegenden und die Laminationskammer 22 nach unten hin begrenzenden Bodenabschnitt 105. Durch den Bodenabschnitt 105 wird gleichzeitig auch der Führungskanal mit seinen Führungskanalabschnittes 25a, 25b, 25c begrenzt. Die Gestaltung ist dabei ferner so, dass der Düsenboden 105 bis in den im Querschnitt V-förmigen Umlenkbereich 25c eingreift und hierüber nicht nur Teile des Führungskanals 25, sondern vor allem auch die Dicke des Luftaustrittsspaltes 23 definiert und festlegt. Es handelt sich bei dieser Ausführungsform also um eine Bernoulli-Düse mit einer erzwungenen Umlenkung im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2, in welchem in dem V- oder U-förmigen Umlenkbereich 24 kein Düsenkörperabschnitt eingreift, so dass hier von einer freien Umlenkung gesprochen werden kann.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düsenanordnung. Die Düsenanordnung entspricht im Wesentlichen der in 2 gezeigten Düsenanordnung. Als einziger Unterschied weist die Laminationskammer 22 zusätzlich eine Brechungskante 26 auf, welche sich von der Oberseite der Laminationskammer nach unten erstreckt und einen kleinen Spalt an der Unterseite der Laminationskammer zum Durchfluss von Luftströmung bildet. Durch die Brechnungskante werden die Strömungseigenschaften der durch die Laminationskammer strömenden Luft weiter verbessert. Die Luftströmung in der Kammer ist durch den Pfeil P' angedeutet.
5 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Betriebsstellung, wobei eine Winkel- und Horizontal/Vertikal-Verstellung für die Düsenanordnung 2 vorgesehen ist. Hierzu ist die Düsenanordnung 2 an einem Ende eines Arms 9 gelagert, der wie durch den Doppelpfeil PW angedeutet ist, winkelverstellbar z.B. an der Achse der Kühlwalze 8 (oder aber auch an anderer Stelle) befestigt ist. Bevorzugt ist links und rechts des Kühlwalzenkörpers jeweils ein Arm 9 vorgesehen, die um eine gemeinsame gedachte Achslinie, vorzugsweise konzentrisch zur Achse des Kühlkörpers 8 gemeinsam rotieren und dazwischen die Bernoulli-Düse 2 halten können. Durch die Verdrehung des Arms 9 oder der Arme 9 kann z.B. der Arbeitspunkt der Düse optimiert werden, indem z.B. im Rahmen einer durchgeführten Korrelation in Abhängigkeit der Abzugsgeschwindigkeit der Folienbahn die Düsenanordnung in den Zwickelbereich Z lageveränderlich positioniert wird, also in den Zwickelbereich Z näher an die Anlagelinie 7 herangeführt oder etwas weiter von dieser Anlagelinie aus dem Zwickelbereich Z etwas heraus bewegt wird. Die Winkelverstellung wird automatisiert vorzugsweise über einen Aktor 11 bewerkstelligt, der mit einer starren Befestigung 12 verbunden ist. Der Aktor wird hierbei beispielsweise mechanisch, elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder in sonstiger geeigneter Weise verstellt. Am oberen Ende der Achse 9 ist ferner eine kartesische Verstellung 13 vorgesehen, mit der die Düsenanordnung durch Bewegung in entsprechenden Führungen in Horizontal- und/oder Vertikal-Richtung verschoben werden kann. Die Verschiebung in Horizontal-Richtung ist durch den Doppelpfeil PX und die Verschiebung in Vertikal-Richtung durch den Doppelpfeil PY angedeutet. Durch die kartesische Verstellung 13 kann der Arbeitspunkt der Düse im Zwickelbereich optimiert werden.
Durch diesen Verstellmechanismus kann eine optimale Positionierung der erfindungsgemäßen Bernoulli-Düse vorgenommen werden, und zwar in einem möglichst geringen Abstand oberhalb der Mantelfläche 8' des Kühlwalzenkörpers 8 zum einen und unmittelbar in dem im Querschnitt in 5 wiedergegebenem dreieckförmig zulaufenden Bereich zwischen der Manteloberfläche 8 und dem an der Anlegelinie 7 letztlich an der Oberfläche des Kühlwalzenkörpers zur Anlage kommenden Schmelzfilmes 5. Dadurch wird zwischen der Unterseite 105' des Düsenkörpers und der Manteloberfläche 8 ein sich über die gesamte Breite des Düsenkörpers und damit der Manteloberfläche des Kühlwalzenkörpers verlaufender Luftkanal 207 gebildet, durch den die über die Bernoulli-Düse zugeführte Luft einschließlich der in dem Zwickelbereich Z abgesaugten Luft abgeführt werden kann. Dadurch wird der gewünschte Unterdruck möglichst nahe der Anlegelinie des Schmelzfilms auf dem Kühlwalzenkörper erzeugt, um hierüber die Schmelzefahne durch Unterdruck verbessert an der Kühlwalze anzupressen. Zudem wird, wie erwähnt, die Grenzschichtströmung reduziert und verbessert, ein Flattern der Schmelzefahne verringert und durch den über die Bernoulli-Düse austretenden Luftstrom eine Reinigung der Manteloberfläche des Walzenkörpers bewirkt.
Schließlich dient der ausströmende Überdruck insbesondere bei der anhand der 1 bis 4 geschilderten Umlenkung unter Herausführung des Luftdrucks aus der Bernoulli-Düse über einen auf der Unterseite zwischen der Bernoulli-Düse und der Manteloberfläche 8' des Walzenkörpers 8 gebildeten Luftkanals 207 dazu, ein Luftkissen zu erzeugen, das dazu beiträgt, dass die Halte- und Stützkonstruktion der Düse sehr einfach ausfallen kann. Das erfindungsgemäße Prinzip kann aber nicht nur zum Anlegen eines Schmelzfilms auf einer Kühlwalze verwendet werden, sondern auch zum Anlegen eines Films auf einem sonstigen Walzenkörper, einem Wickel etc. Auch in diesem Falle tritt der erwähnte Luftkisseneffekt ein, wodurch die Halte- und Stützkonstruktion der Düse vereinfacht ausgebildet sein kann.
6 zeigt eine schematische rückwärtige Ansicht quer zur Längserstreckung (also quer zur Arbeitsbreite) der Düsenanordnung 2, und zwar vor einem Castfilm 5 mit Einsprung (neck in), der an eine (nicht gezeigte) Kühlwalze angelegt wird. Wie bereits erwähnt, führen zu der Düsenanordnung 2, d.h. zu dem bevorzugt einheitlichen Düsenkörper 102 eine Vielzahl von Druckzuführleitungen 21. Jede dieser Druckzuführleitungen ist mit einer Drossel 14 zur Regelung der Druckluftzufuhr verbunden, wobei die einzelnen Drosseln wiederum mit einzelnen Druckverteilsystemen in Verbindung stehen, welche weitere Drosseln sowie mehrere Druckkammern und Druck-/Durchfluss-Messgeräte umfassen, um hierdurch eine einstellbare Regelung der Luftströmung und somit einer Optimierung des Anpressprofils der Folienbahn an den Kühlkörper zu erreichen. Um eine Anpassung der Düsenanordnung an den Einsprung des Films 5 und damit an eine gewünschte Arbeitsbreite zu erreichen, sind am linken und am rechten Rand der Düsenanordnung Randverstellungen 28 vorgesehen, die innerhalb der Düsenanordnung längs ihrer Erstreckungsrichtung verschoben werden können, wie durch zwei Doppelpfeile angedeutet ist. Die Randverstellungen 28 können dabei bevorzugt in die Laminationskammern von den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten aus in Längsrichtung des Düsenkörpers eingeschoben werden, wodurch die quer in die Laminationskammern 22 endenden Druckzuführleitungen in diesem Bereich gesperrt werden. Hierdurch kann die wirksame Arbeitsbreite angepasst und verändert werden. Die Randverstellungen sind vorzugsweise Füllkörper, mit denen die Luftzufuhr am Rand der Düsenanordnung unterbrochen werden kann. Ohne eine derartige Randverstellung würde aufgrund des Bernoulli-Effektes der Film 5 von der Kühlwalze abgehoben werden. Die Randverstellung kann insbesondere mit der Abzugsgeschwindigkeit der Folienbahn 5 korreliert sein. Bevorzugt wird eine motorische Einstellung der Randverstellung vorgenommen, insbesondere mithilfe einer entsprechende Ansteuerung zum automatischen Ansteuern und Verändern der Position der Randverstellung in Abhängigkeit vom Einsprung.
7 zeigt eine Schnittansicht der Düsenanordnung der 3 in einem Randbereich, in dem die Düse durch die Randverstellung 28 verschlossen ist. Es ist ersichtlich, dass die Randverstellung aus einem schraffiert dargestellten Füllkörper gebildet ist. Da der Füllkörper genau die Form der Vorkammer oder der Laminationskammer 22 aufweist, kann somit keine Luft mehr aus dem Austrittsschlitz 23 austreten. Also zumindest bei der Ausführungsform einer derart anpassbaren Arbeitsbreite muss die anhand von 4 erläuterte Laminationskammer 22 in Längsrichtung des Düsenkörpers, also quer zu den Druckluftzuführkanälen 21 als einteilige Kammern ausgebildet sein, um hierüber durch Ein- und Ausschieben der Randverstellung 28 eine beliebige Anzahl von Druckzuführleitungen 21 zu verriegeln. Die Randverstellung 28 kann von daher auch bei einer Ausführungsform eingesetzt werden, bei der alle Druckzuführleitungen 21 in eine gemeinsame sich in Längsrichtung der Düse 2 erstreckenden gemeinsamen Laminationskammer münden.
Die anhand von 7 erläuterte Ausführungsform ist aber nur eine von mehreren unterschiedlichen Varianten. Letztlich muss nur der Lufteinlass oder der Düsenschlitz verschlossen werden, um eine Randbreitenanpassung zu realisieren. In diesem Falle kann also auf den dargestellten Füllkörper verzichtet werden, der axial verstellbar ist. Wenn der Lufteinlass und/oder der Düsenschlitz verschlossen wird, wird jedoch bevorzugt eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Laminationskammern verwendet, die miteinander nicht in Verbindung stehen oder nur eine sehr stark gedrosselte Verbindung aufweisen, um einen Luftaustritt in dem entsprechend vorgewählten äußeren Bereich der Düsenanordnung zu vermeiden.
Die 8 bis 11 zeigen Schnittansichten von weiteren Ausführungsformen der im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Düsenanordnung. 8 und 9 zeigen jeweils Düsenanordnungen, die einen schraffiert dargestellten Grundkörper 27 umfassen, an dessen Oberseite eine Abschottung 3 mit einer einzelnen oder in Längsrichtung des Düsenkörpers (also parallel zur Rotationsachse des Kühlwalzenkörpers) verlaufenden und voneinander beabstandeten Vielzahl von Kanälen 3a angeordnet ist. Die Düse 2 bzw. Der Düsenkörper 102 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 entspricht dem Düsenkörper, wie er grundsätzlich anhand von 2 erläutert worden ist. Es handelt sich insoweit also um eine Bernoulli-Düse mit einer sogenannten freien Umlenkung (offenem Querschnittsbereich in dem V-förmigen Umlenkbereich 24). Durch den Aufbau der Bernoulli-Düse 2 und den geschilderten Effekt tritt in dem Zwickelbereich Z ein Unterdruck ein. Dabei wird die Bernoulli-Düse so positioniert, dass zwischen der Unter- und Außenseite des auslaufenden Schenkelabschnittes 24c und der angrenzenden Manteloberfläche 8' der angren zenden Kühlwalze 8 ein sich über die gesamte Länge des Düsenkörpers 2 erstreckender Abstandsspalt 207 ergibt, worüber die aus der Düse austretende Luft gemäß Pfeildarstellung P (in 2 oder 9) Luft aus dem Zwickelbereich Z mit saugt und dadurch in diesem Bereich den Unterdruck erzeugt. Um das dynamische Prinzip des Bernoulli-Effekts aufrechtzuerhalten, wird diesem Zwickelbereich dann über den erwähnten Zuführkanal 3a in der Abschottung 3 stets wieder weitere Luft zugeführt, die also über diesen Kanal 3a nachströmen kann. Über eine nachfolgend noch erörterte Luftzufuhr-Steuerungsvorrichtung kann die Nachströmung dosiert, also begrenzt oder verringert werden, um hierüber den Unterdruck in dem Zwickelbereich Z wunschgemäß zu verändern und unterschiedlich einzustrellen. Die gesamte Anordnungen in diesem Falle so, dass der Düsenkörper mit der Abschottung 3 direkt zur Anlage an einer unteren oder eher rückwärtigen Seite der Breitschlitzdüse 4 gebracht oder sogar daran befestigt ist, so dass nur über den oder die Zuführkanäle 3a und den unten liegenden Abstandsspalt oder Kanal 207 der Zwickelbereich Z begrenzt ist (stirnseitige zusätzliche Begrenzungen können zusätzlich vorgesehen sein, müssen aber nicht realisiert sein). Die gesamte Düsenanordnung kann dabei also sehr nahe an die Kühlwalze 8 oder einen sonstigen Walzenkörper oder einen Wickel 8 oder dergleichen herangefahren werden. Die Düsenanordnung gemäß 8 umfasst das nachfolgend auch als Führungsleiste bezeichnetes im Querschnitt V-förmiges Führungsblech 24, welches ebenfalls Bestandteil des Grundkörpers 27 ist und, wie erwähnt, zur freien Umlenkung der austretenden Druckluft dient, wobei ein kurzer schlitzförmiger (sich über die Breite des Düsenkörpers erstreckender) Austrittskanal 25 vorgesehen ist, aus dem die dem Düsenkörper zugeführte Druckluft von der Vorkammer 22 austritt. Der weitere Aufbau entspricht im Wesentlichen jenem nach 2. Im Gegensatz zu dem mit der freien Umlenkung versehenen Düsenkörper gemäß 8 ist der Düsenkörper gemäß 9 wiederum mit einer erzwungenen Umlenkung versehen, wie dies grundsätzlich anhand von 3 bereits erläutert wurde.
10 und 11 zeigen zwei Ausführungsformen einer Düsenanordnung 2, welche beide auf eine Abschottung 3 und einen in der Abschottung 3 integrierten Zuluftkanal 3a verzichten. Dafür umfassen beide Düsenanordnungen Leitbleche 3', welche sich in den Zwickelbereich Z erstrecken. Hierdurch wird eine erzwungene Umlenkung der aus der Laminationskammer 22 austretenden Druckluft erreicht. Die Führungsleiste 24 und der Führungskanal 25 sind hierbei Bestandteile des Grundkörpers 27. Allerdings umfassen beide Anordnungen Leitbleche 3', welche im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 10 an der eher rückwärtigen Seite der Breitschlitzdüse 4 positioniert und/oder befestigt ist, wobei der in Richtung Manteloberfläche der Kühlwalze vorstehende Leitblechabschnitt 3'' gegebenenfalls mit zunehmend flacherem Anstellwinkel gegenüber der Mantelfläche bis fast in den vorderen im Querschnitt dreieckförmigen Bereich zwischen Schmelzfilm 5 und Manteloberfläche 8' verläuft und in nur geringem Abstand von der Manteloberfläche endet. Durch ein derartiges sich weit in den Zwickelbereich Z hinein erstreckendes Leitblech 3' wird das Volumen, welches mittels der Düsenanordnung aus dem Zwickelbereich abgesaugt wird, deutlich verkleinert. Die Verwendung eines Leitblechs kommt insbesondere bei der Unterstützung des Anlegens von Flachfolien in Betracht, da bei diesen schnell laufenden Folien das abzusaugende Volu men möglichst klein gehalten werden soll.
10 zeigt im Gegensatz zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen auch, dass die Düsenanordnung 2 gemäß 10 zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen quasi umgekehrt angeordnet werden kann, derart, dass das freie Schenkelende 24c der im Querschnitt zumindest näherungsweise V- oder U-förmigen Umlenkung 24 nicht parallel zur Mantelfläche der Kühlwalze, sondern in etwa parallel zu dem Leitblech 3', insbesondere zu dem frei in den Zwickelbereich Z vorstehenden Leitblechabschnitt 3'' zu liegen kommt, so dass die über die Bernoulli-Düse 2 zugeführte Druckluft dann etwa parallel zur Anordnung des Leitbleches 3' in Pfeilrichtung P' abströmt. Auch in diesem Falle soll der Absaugkanal oder Absaugschlitz 207', der zwischen der Außenseite des freien Schenkels 24c der V- oder U-förmigen Umlenkung 24 und des Leitbleches 3' vorgesehen ist, möglichst schmal sein und parallel zur angrenzenden Wand des Leitbleches 3' verlaufen. Über den Abstandsspalt 3a' zwischen der Unterseite des Düsenkörpers 102 und der benachbarten angrenzenden Manteloberfläche 8' der Kühlwalze 8 wird dann Umgebungs- oder ansonsten gesteuert oder dosierte Luft dem Zwickelbereich Z zugeführt, um in diesem Bereich den gewünschten Unterdruck aufzubauen und zu erhalten.
Bei der Düsenanordnung gemäß 10 ist also der Grundkörper 27 so ausgestaltet, dass die Druckluft im Wesentlichen mit im Gegensatz zur Abzugsrichtung des Schmelzfilms verlaufenden Richtung P' herausgeführt ist.
Demgegenüber ist die Düsenanordnung in 11 als Doppeldüse ausgestaltet und umfasst eine Umlenkanordnung 24, die zwei gegensinnig verlaufende und V-förmig ausgestaltete und schenkelförmige auslaufende Abschnitte 24' und 24'' aufweist, wobei der Abschnitt 24' nach unten und der Abschnitt 24'' nach oben gebogen ist. Der Düsenkörper gemäß 11 umfasst also letztlich die Varianten, wie sie sich bei der Ausführungsform beispielsweise gemäß 2, 3 oder 4 in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß 10 beispielsweise ergibt. Die Führungsleiste 24 ist in einem Austrittsschlitz im Grundkörper 27 eingesetzt, wodurch zwei Austrittskanäle 23a und 23b gebildet werden. Hierbei wird Druckluft aus dem Austrittskanal 23b über die Umlenkung 24'' entlang des Leitblechs 3' aus dem Zwickelbereich Z herausgeführt. Demgegenüber wird Druckluft aus dem Kanal 23a über die Umlenkung 24' entlang der Kühlwalze 8 aus dem Zwickelbereich Z herausgeleitet. Durch die Verwendung einer Doppeldüse können größere Volumenströme erreicht werden, um von der Kühlwalze die Grenzschicht zwischen Folienbahn und Walze zu entfernen und eine Führung der Folienbahn mittels des Coanda-Effekts zu erreichen. Eventuell kann auf die Leitbleche 3' bei der Verwendung der Doppeldüse in 12 verzichtet werden.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 kann die Düse auf nur einer Seite der beiden Umlenkungen 24', 24'' oder auf beiden Seiten dieser Umlenkung 24', 24'' als freie oder erzwungene Umlenkung ausgebildet sein.
12 zeigt schematisch den Gesamtaufbau der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn. Das gezeigte Druckzuführsystem besteht aus zwei separaten Kreisen. Der erste Kreis umfasst die Leitungen L1 und dient zur Druckluftzufuhr an die Düsenanordnung 2. Der zweite Kreis umfasst die Zuführleitungen L2 und dient zur Steuerung der Zuluft für den Zuluftkanal 3a der Abschottung 3.
Im ersten Kreis wird die Druckluft über das Leitungssystem L1 und über eine nicht näher gezeigte Verzweigung über die in 6 wiedergegebene Vielzahl von Druckzuführleitungen 21 der Düsenanordnung 2 zugeführt. In der Leitung L1 sind dabei ferner zwei Drosseln 15 zur Steuerung der Druckluftzufuhr sowie ein Druck-/Durchflussgerät 15' zur Messung des Drucks bzw. des Durchflusses in den Leitungen vorgesehen. Die Druckluftzufuhr wird hierbei über eine Druckregelung 16 gesteuert. Wie aus der 6 ersichtlich ist, kann über eine weitere Drossel 14 die Druckluftzufuhr für jede einzelne Zuführleitung 21 nochmals separat eingestellt werden. Der erste Druckluftkreis umfasst ferner einen Kompressor 20 mit einer Luftaufbereitung zur Erzeugung von Druckluft sowie einen Druckbehälter 18, in dem die Druckluft gespeichert ist. Darüber hinaus ist eine Druckkammer 19 vorgesehen, die zur Lamination und Verteilung der Druckluft dient.
Der zweite Kreis umfasst die Leitung oder das Leitungssystem L2, welches zu einem oder mehreren Zuluftkanälen 3a der erläuterten Abschottung 3 führt. Die Leitung L2 umfasst eine Drossel 15, die über eine Regelung 17 gesteuert wird. Der zweite Kreis dient hauptsächlich dazu, die in den Zwickelbereich Z nachströmende Luft bzw. Luftmenge zu steuern, zu regeln und/oder zu dosieren, worüber letztlich der über die Bernoulli-Düse im Zwickebereich Z erzeugte Unterdruck entsprechend justiert werden kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Vakuum oder den Unterdruck unterhalb des Schmelzfilms zu erhöhen. Im zweiten Kreis kann zusätzlich eine (nicht gezeigte) separate Rege lung der Zuluft für jeden einzelnen Zuluftkanal entlang der Arbeitsbreite der Düsenanordnung vorgesehen sein.
Die Erfindung ist überwiegend für ein Ausführungsbeispiel erläutert worden, bei welchem ein Schmelzfilm 5 an einer Kühlwalze mit der erfindungsgemäßen Bernoulli-Düse angelegt werden soll. Die Erfindung soll ebenso auch bei sonstigen Walzen, Walzenkörper, Führungseinrichtungen oder insbesondere auch Wickel oder Wickeleinrichtungen anwendbar sein, um dort eine Folienbahn insbesondere eines Polymerfilms verbessert unter Vermeidung von Lufteinschlüssen anzulegen.
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigen einige Varianten, wie die erfindungsgemäße Bernoulli-Düse ausgebildet bzw. angeordnet sein kann. Insbesondere die Ausführungsbeispiele gemäß 2 und 2a zeigen, dass die Bernoulli-Düse sehr nahe an der Anlegelinie 7 eines Films 5 positioniert werden kann, so dass dieses vorlaufende Ende der Bernoulli-Düse in einen Abschnitt des Zwickelraums Z hineinragt, der zwischen einer durch die in den Zeichnungen nicht näher gezeigten Rotationsachse einer Walze und durch die Schlitzöffnung der Breitschlitzdüse 4 verlaufenden Radialebene und der Anlegelinie 7 liegt.

Claims

Vorrichtung zum Anlegen einer Folienbahn (5) an einer Walze oder einem Wickel oder einer sonstigen vorbewegten Führungseinrichtung, insbesondere zum Anlegen einer Polymerschmelzefahne an einer Kühlwalze (8), gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die Vorrichtung (1) umfasst eine Düsenanordnung (2) mit einer oder mehreren Druckzuführleitungen (21) zum Zuführen von Druckluft; – die Düsenanordnung (2) erstreckt sich quer zur Rotationsachse der Walze oder des Wickels (8) bzw. in Abzugsrichtung (A) der Folienbahn (5), wobei die Düsenanordnung (2) in Betriebsstellung zumindest teilweise in einem Zwischenbereich (Z) zwischen der auf dem Walzenmantel (8') der Kühlwalze (8) anzulegenden Folienbahn (5) und der Kühlwalze (8) angeordnet ist; – die Düsenanordnung (2) ist derart ausgestaltet, dass sie in Betriebsstellung eine aus dem Zwischenbereich (Z) heraus gerichtete Luftströmung unter Erzeugung eines Unterdruckes auf der Unterseite der Folienbahn (5) erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung, die durch die Düsenanordnung (2) erzeugt wird, aus dem Zwischenbereich (Z) wenigstens teilweise über einen Luftkanal (207, 207') abströmt, der zwi schen der Düsenanordnung (2) und der Walze, die im Wickel (8) oder der sonstigen Führungseinrichtung gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung, die durch die Düsenanordnung (2) erzeugt wird, aus dem Zwischenbereich (Z) wenigstens teilweise über einen Luftkanal (207, 207') herausgeführt wird, der zwischen der Düsenanordnung (2) und der Breitschlitzdüse (4) und/oder einem in dem Zwischenbereich (Z) hereinragenden Leitblech (3') gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) eine Umlenkeinrichtung (24, 25) umfasst, derart, dass hierüber in Betriebsstellung der Düsenanordnung (2) die Luftströmung (P, P') aus dem Zwischenbereich (Z) mit einer Komponente herausführbar ist, die entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der Walze oder des Wickels (8) oder der Abzugsrichtung (A) der Folienbahn gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch qekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung ein Führungsblech (24) umfasst, dessen Längsrichtung in Betriebsstellung zumindest im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Kühlwalze (8) und/oder parallel zur Breitschlitzdüse (4) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (24, 25) einen Führungskanal (25) umfasst, worüber die Druckluft letztlich der Umlenkeinrichtung (24, 25) zuführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzung des Führungskanals (25) zumindest teilweise durch das Führungsblech (24) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsblech (24) und/oder der Führungskanal (25) einen gebogenen Abschnitt (24b; 25c) zum Umlenken der Luftströmung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Abschnitt (24b; 25c) einen konkaven Querschnitt aufweist, der insbesondere im Wesentlichen etwa V-förmig oder U-förmig ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (23) der Düsenanordnung (2) als freie Umlenkung oder unter Ausbildung eines im Querschnitt V- oder U-förmigen Strömungskanals nach Art einer erzwungenen Umlenkung ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) wenigstens eine mit den Druckzuführleitungen (21) verbundene Vorkammer (22) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorkammer (22) wenigstens eine Brechungskante (26) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) eine Mehrfachdüse, insbesondere eine Doppeldüse, umfasst, mit der in Betriebsstellung mehrere Luftströme aus dem Zwischenbereich (Z) herausgeführt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitplatte (3') vorgesehen ist, die in Betriebsstellung in den Zwischenbereich (Z) ragt und im Abstand oberhalb der Oberfläche der Walze, des Wickels (8) oder der sonstigen Führungseinrichtung endet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Düsenanordnung (2) eine Abschottung (3) vorgesehen ist, welche in Betriebsstellung zusammen mit der Düsenanordnung (2) den Zwischenbereich (Z) von der Umgebung abschottet.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung (3) zumindest einen Zuluftkanal (3a) zum Zuführen von Zuluft aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (3a) mit einer Luftzuführ-Steuerungseinrichtung zur gesteuerten und/oder dossierten Zuführung von Zuluft in den Zwischenbereich (Z) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung einen Abschottkörper umfasst, der zumindest im Wesentlichen parallel zur Düsenanordnung (2) und/oder der Rotationsachse der Walze oder des Wickels (8) verläuft und in dessen Längsrichtung beabstandet zueinander eine Vielzahl von Zuluftkanälen (3a) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) eine Vielzahl von in Längsrichtung des zugehörigen Düsenkörpers (102) versetzt zueinander liegenden Druckzuführleitungen (21) umfasst, denen vorzugsweise jeweils eine separat einstell- oder steuerbare Drossel (14) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinrichtung eine Druckregeleinrichtung (16) umfasst, mit welcher der Druck der aus der Düsenanordnung (2) austretenden Luftströmung über die Arbeitsbreite (AB) der Düsenanordnung (2) mittels einer Vielzahl von Drosseln (14, 15) regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Druckregeleinrichtung (17) zur geregelten und/oder gedrosselten Zufuhr von Zuluft über den einen oder die mehreren Zuluftkanäle (3a, 3a') in den Zwischenbereich (Z) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (9, 13) vorgesehen ist, mit der die Winkelposition und/oder die Horizontal- und/oder Vertikalposition der Düsenanordnung (2) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) um eine oder mehrere Achsen, insbesondere um eine Achse der Walze oder des Wickels (8), winkelverstellbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) an wenigstens einem drehbar gelagerten Arm (9) befestigt ist, wobei die Winkelposition des Arms über einen Aktor (11) insbesondere elektromotorisch und/oder mechanisch verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (9, 13) mit einer Sensoreinrichtung derart zusammenwirkt, dass die Verstelleinrichtung (9, 13) die Düsenanordnung (2) aus dem Zwischenbereich herausbewegt, wenn die Sensoreinrichtung eine Fehlfunktion in der Führung der Folienbahn detektiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (2) eine Randverstellung (28) umfasst, mit der die Luftströmung an den gegenüberliegenden Endbereichen der Düsenanordnung (2) auf die jeweilige Arbeitsbreite (AB) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverstellung (28) einen oder mehrere in der Düsenanordnung (2) verschiebbare Füllkörper zum Unterbrechen der Luftströmung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverstellung (28) über eine Regelung, insbesondere in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit und/oder des Einsprungs der Folienbahn, automatisch verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine weitere Anlegeeinheit (6), insbesondere eine Elektrodenanordnung und/oder ein Luftmesser, aufweist.