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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Querstreckvorrichtung, die zwei
Streckräder und Endlosbänder aufweist, die an
denselben angeordnet sind und sich um Bandführungsrollen
drehen, so dass beide Kanten einer zu streckenden Kunststofffolie
zwischen einem Streckrad und einem Band angeordnet sind, wobei die
Streckräder und die Bänder so angeordnet sind,
dass dieselben in der Laufrichtung der Kunststofffolie am Ende weiter
auseinander liegen als am Anfang, wodurch die Querstreckvorrichtung die
Kunststofffolie in der Querrichtung streckt; eine Einrichtung zum
Einstellen des Winkels zwischen den Streckrädern; und eine
Heizvorrichtung zum Aufheizen der Kunststofffolie, während
dieselbe gestreckt wird, aufweist.
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Eine
Kunststofffolie wird normalerweise hergestellt, indem zuerst eine
Kunststofffolienvorform extrudiert wird, die dann gestreckt wird,
um eine Folie gewünschter Dicke zu erzeugen. Das Strecken
bzw. Verstrecken kann in der Laufrichtung der Kunststofffolienvorform,
d. h. in der Maschinenrichtung, mittels einer Maschinenrichtungstreckvorrichtung
erfolgen. Es ist auch möglich, die Kunststofffolienvorform
mittels einer Querstreckvorrichtung in einer Querrichtung bezüglich
der Laufrichtung der Vorform zu strecken. Die Querstreckvorrichtung
ergreift normalerweise die Kanten der Kunststofffolienvorform und zieht
dieselben auseinander, wodurch die Kunststofffolienvorform breiter
gemacht werden kann. Während des Streckens bzw. Reckens
richtet sich die Kunststofffolie normalerweise gleichzeitig in die
Richtung des Streckens aus, und deshalb kann die Streckvorrichtung
auch als eine Ausrichtungsvorrichtung bezeichnet werden.
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Die
Veröffentlichung
EP
0,449,548 offenbart eine Querstreckvorrichtung. Die betreffende
Vorrichtung weist zwei Streckräder, die mit einer Zentralwelle
ausgestattet sind, und Endlosbänder auf, die an den Rädern
angeordnet sind und sich um Führungsrollen drehen. Bei
dieser Vorrichtung sind beide Kanten einer Kunststofffolienvorform
zwischen einem Rad und einem Band angeordnet, wobei die Räder und
die Bänder so angeordnet sind, dass dieselben in der Laufrichtung
der Folienvorform am Ende weiter auseinander liegen als am Anfang,
wodurch die Streckvorrichtung die Kunststofffolie in der Querrichtung
streckt. Die Veröffentlichung
WO 99/51,419 offenbart eine ähnliche
Streckvorrichtung. Die WO-Veröffentlichung offenbart ferner
eine Lösung, bei der die Folie mittels einer Heizvorrichtung,
die zwischen den Streckrädern angeordnet ist, aufgeheizt
wird. Die Veröffentlichung lehrt auch, dass die Streckvorrichtung
in einem Gehäuse angeordnet ist, und dass die Folie mit
einem Heizstrahler aufgeheizt wird, der sich in dem Gehäuse
befindet. Eine Heizvorrichtung, die zwischen den Rädern
platziert ist, ist hinsichtlich der Einstellung des Winkels zwischen
den Rädern unpraktisch. Außerdem ist der Wärmewirkungsgrad
von Heizstrahlern, die in Gehäusen platziert sind, relativ schlecht.
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Die
Veröffentlichung
EP
0,672,526 offenbart eine Querstreckvorrichtung, die zwei
Felgen aufweist, die mittels innerer Halterollen an ihrer Position gehalten
werden. Außen an den Felgen sind Endlosbänder
vorgesehen, die die zu streckende Folienvorform gegen die äußere
Oberfläche der Felgen klemmen. Die Felgen und die Bänder
sind so angeordnet, dass dieselben in der Laufrichtung der Kunststofffolie am
Ende weiter auseinander liegen als am Anfang. Auch in diesem Fall
ist das Aufheizen der Kunststofffolie während der Querstreckung
derselben äußerst schwierig, und die Veröffentlichung
offenbart nicht einmal Anweisungen für ein derartiges Aufheizen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Querstreckvorrichtung
zu schaffen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Streckräder in der Mitte offene Felgen aufweisen,
und dass zumindest bei einem Winkel zwischen den Streckrädern
zumindest eine Heizvorrichtung durch die Felgen hindurch angeordnet
ist.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Querstreckvorrichtung
zwei Streckräder und Endlosbänder aufweist, die
an denselben angeordnet sind und sich um Bandführungsrollen
drehen, so dass beide Kanten einer Kunststofffolie oder einer Kunststofffolienvorform
zwischen einem Streckrad und einem Band angeordnet sind. Die Streckräder
und die Bänder sind so angeordnet, dass dieselben in der
Laufrichtung der Kunststofffolie am Ende weiter auseinander liegen,
als dies am Anfang der Fall war, wodurch die Querstreckvorrichtung
die Kunststofffolie in Querrichtung streckt. Die Streckräder
weisen in der Mitte offene Felgen auf, und die Vorrichtung ist mit
einer Heizeinrichtung ausgestattet, die zumindest bei einem Winkel
zwischen den Rädern durch die Felgen hindurch angeordnet
ist. Dadurch kann die Kunststofffolie während der Querstreckung
derselben wirksam aufgeheizt werden, und trotzdem ist die Struktur
der Querstreckvorrichtung ziemlich einfach, und ihre Herstellungskosten sind
tragbar.
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Die
Idee hinter einem Ausführungsbeispiel besteht darin, dass
die Felgen so durch Halteeinrichtungen an ihrer Position gehalten
werden, dass der Innenumfang der Felgen einen Bereich aufweist,
der einen Winkel von zumindest 120° umfasst und frei von
Halteeinrichtungen ist. Dieser Bereich ermöglicht, dass
die innere Heizeinrichtung äußerst nahe bei der
zu streckenden Folie platziert wird.
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Die
Idee hinter einem zweiten Ausführungsbeispiel besteht darin,
dass zumindest eine Halteeinrichtung einer Felge außerhalb
der Felge angeordnet ist. Dies liefert ein einfaches Mittel zum
Einrichten eines Bereichs, der frei von Halteeinrichtungen ist,
innerhalb der Felge und ermöglicht trotzdem, dass eine hervorragende
Felgenhalterung erreicht wird.
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Die
Idee hinter einem dritten Ausführungsbeispiel besteht darin,
dass die Heizeinrichtung dadurch wirksam ist, dass dieselbe Luft
durch eine Glasleitung auf die zu streckende Folie und dann durch
eine Saugleitung zurück zu der Heizeinrichtung zirkulieren
lässt. Dadurch können ein gleichmäßiger
Luftstrom und eine einheitliche Temperatur ohne Wärmeverlust über
die gesamte Breite der Folie geliefert werden, wobei der gute Nutzungsgrad
der Wärmeenergie, die auf die Folie übertragen
werden soll, es ermöglicht, die Geschwindigkeit und die
Ausbeute der Fertigungsstraße zu steigern.
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Kurze Offenbarung der Figuren
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert, wobei:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Querstreckvorrichtung darstellt;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 1, schräg
von oben betrachtet, darstellt;
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3 der
Ansicht von 2 entspricht, außer
dass die Vorrichtung angeordnet ist, um die Folie breiter zu strecken
als in 2;
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4 eine
schematische Ansicht einiger Teile der Querstreckvorrichtung darstellt;
und
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5 eine
schematische Querschnittsendansicht einer Heizvorrichtung darstellt.
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Aus
Gründen der Übersichtlichkeit sind einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt. Gleiche
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Detaillierte Offenbarung einiger
Ausführungsbeispiele der Erfindung
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1 zeigt
eine Querstreckvorrichtung 1. Eine Folienvorform oder eine
Folie 2 wird zuerst in einer Folienfertigungsstraße
extrudiert. Die Folie 2 ist eine Kunststofffolie, die normalerweise
aus Polyethylen PE oder Polypropylen PP oder einem anderen geeigneten
Kunststoffmaterial besteht. Nach der Extrusion wird die Folie 2 auf
ihre Endabmessungen gestreckt. Zusätzlich zu der Querstreckvorrichtung 1, die
in 1 gezeigt ist, kann die Folie auch in ihrer Laufrichtung,
d. h. in einer Maschinenrichtungstreckvorrichtung, gestreckt werden.
Außerdem kann die Kunststofffolienfertigungsstraße
eine Kühl- und Temperausrüstung sowie eine Rolle,
auf die die Folie aufgerollt wird, und andere ähnliche
Strukturen umfassen. Solche Strukturen, der Extruder und andere Streckvorrichtungen
sind jedoch in den beiliegenden Zeichnungen nicht gezeigt, da ihr
Aufbau und ihre Funktion für einen Fachmann offensichtlich
sind.
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Die
Folie 2 bewegt sich geführt von Hilfsrollen 3 durch
die Fertigungsstraße. Die Querstreckvorrichtung 1 streckt
die Kunststofffolie 2 in der Querrichtung, d. h. transversal
bezüglich der Laufrichtung der Kunststofffolie 2.
Die Kunststofffolie 2 bewegt sich in der Richtung des Pfeils
A.
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Die
Querstreckvorrichtung 1 weist zwei Streckräder 4 auf,
wobei ein Endlosband 5 an beiden angeordnet ist. Die Bewegung
des Endlosbandes 5 wird mittels Bandführungsrollen 6 geführt.
Die Bandführungsrollen 6 sind z. B. in 2 und
besonders in 3 deutlich zu sehen.
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Die
Kanten der Kunststofffolie 2 sind zwischen einem Streckrad
und einem Band 5 angeordnet. Somit sind die Kanten der
Kunststofffolie 2 eben gesetzt, und das Band 5 klemmt
dieselben im Wesentlichen über die gesamte Strecke der
Querstreckvorrichtung 1 fest zwischen das Band 5 und
das Streckrad 4, wodurch die Folie keinem konzentrierten Druck
oder konzentrierter Zugbelastung ausgesetzt ist. Die Kunststofffolie 2 streckt
sich somit in der Breitenrichtung, ohne zerrissen zu werden. Die
Streckräder 4 und entsprechend die Bänder 5 sind
so angeordnet, dass, wenn die Kunststofffolie 2 in ihrer
Laufrichtung gestreckt wird, dieselben am Ende weiter auseinander
liegen als am Anfang, wie es in 3 gezeigt
ist. Die Querstreckvorrichtung 1 streckt also die Kunststofffolie 2 und
richtet sie gleichzeitig in ihrer Querrichtung aus.
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Die
Querstreckvorrichtung 1 umfasst einen Spreizmechanismus 7,
der es ermöglicht, die Abweichung des Winkels zwischen
den Streckrädern 4 und den Bändern 5 von
der Maschinenrichtung einzustellen, um eine Querstreckung gewünschten
Ausmaßes zu liefern. Der Winkel kann innerhalb der äußersten Positionen,
die in den 2 und 3 gezeigt
sind, eingestellt werden. In Verbindung mit den Ausrichtungsrädern 4 und
den Bändern 5 gibt es eine Trägerstruktur,
die schwenkbar am Vorderende der Streckvorrichtung 1 angeordnet
ist und es somit ermöglicht, das Ausmaß der Streckung
einzustellen.
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Eine
oder mehrere der Bandführungsrollen 6 können
angeordnet sein, um mittels einer Dreheinrichtung 8 drehbar
zu sein. Bei der Dreheinrichtung 8 kann es sich z. B. um
einen Elektromotor handeln. Da die Bänder 5 fest
gegen die Streckräder 4 gepresst werden, sind
Drehvorrichtungen in Verbindung mit den Streckrädern 4 nicht
unbedingt erforderlich, sondern dieselben können sich frei
drehen. Ferner kann die Drehvorrichtung 8 angeordnet sein,
um das Streckrad 4 zu drehen, wobei in diesem Fall eine Dreheinrichtung
nicht zwingend notwendig ist, um irgendeine der Bandführungsrollen 6 zu
drehen, sondern dieselben frei durch die Streckräder 4 und
das Band 5 gedreht werden können.
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Während
der Querstreckung wird die Kunststofffolie 2 mittels Heizvorrichtungen 9 aufgeheizt. Wie
es in 4 gezeigt ist, weisen die Streckräder 4 in
der Mitte offene Felgen auf. Heizvorrichtungen 9 sind durch
die Felgen 4 hindurch angeordnet, um die Kunststofffolie 2 von
innen aufzuheizen. Es befinden sich auch Heizvorrichtungen 9 außerhalb
der Felgen, um die Kunststofffolie 2 von oben aufzuheizen.
Da es sich bei den Streckrädern 4 um offene Felgen
handelt, ist das Verändern des Winkels zwischen denselben,
d. h. die Einstellung der Streckung, in keiner Weise von der Heizvorrichtung 9 abhängig.
Folglich kann die Kunststofffolie 2 während des
Streckens wirksam aufgeheizt werden, und trotzdem ist die Struktur
der Streckvorrichtung nicht sonderlich kompliziert.
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Die
Heizvorrichtungen 9 sind an Bewegungsvorrichtungen 10 angebracht,
die es ermöglichen, dass die Heizvorrichtungen 9 hin
und her bewegt werden, wie es in 1 durch
die Pfeile B gezeigt ist. Die Bewegungsvorrichtungen 10 sind
zum Bewegen der Heizvorrichtungen 9 zu verwenden, wenn
der Spreizmechanismus 7 zum Verändern des Streckwinkels
der Streckräder 4 und der Bänder 5 verwendet
wird. Wenn z. B. der Winkel von der Position gemäß 2 zu
der Position gemäß 3 verändert
wird, sind die Heizvorrichtungen 9 auf der rechten Seite
in 1 auf die linke Seite, bei Betrachtung von 1,
zu bewegen, um zu ermöglichen, dass die Heizvorrichtungen 9 in
einer optimalen Entfernung von der Kunststofffolie 2 gehalten werden.
Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von Bewegungsvorrichtungen 10 zum
Bewegen der Heizvorrichtungen 9 bereitzustellen, bei dem
Ausführungsbeispiel der beiliegenden Figuren sind die Heizvorrichtungen 9 aber
in zwei unterschiedliche Gruppen aufgeteilt, und deshalb sind zwei
Paare von Bewegungsvorrichtungen in Verbindung mit der Heizvorrichtung 1 vorgesehen.
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Die
Heizvorrichtung 1 ist ferner mit Schienen 11 ausgestattet,
entlang derer die Heizvorrichtungen 9 z. B. zur Wartung
herausgenommen werden können.
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Die
Streckräder 4 werden mittels Halterollen 12 oder
anderer ähnlicher Halteeinrichtungen an der Trägerstruktur
gehalten. Die Halterollen 12 oder etwas derartiges sind
so angeordnet, dass ein möglichst großer Teil
des Innenumfangs der Streckräder 4, d. h. der
Felgen, frei von Halteeinrichtungen ist. Dieser Bereich ohne Halteeinrichtungen
umfasst bevorzugt eine Distanz von zumindest 120°. Besonders bevorzugt
beträgt der Bereich ohne Halteeinrichtungen mehr als die
Hälfte des Innenumfangs des Streckrads 4. Dies
ermöglicht, dass die Heizeinrichtungen 9 innerhalb
der Streckeinrichtungen 4 so nah wie möglich an
deren äußerem Rand, d. h. so nah wie möglich
an der zu streckenden Folie, angeordnet sind. Dadurch kann die Aufheizung
wirksam auf die Folie 2 konzentriert werden.
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Die
Halterollen 4 sind bevorzugt so angeordnet, dass zumindest
eine derselben außerhalb des Streckrads 4, d.
h. der Felge, angeordnet ist. Auf diese Weise ist es einfach, einen
Bereich, der frei von Halteeinrichtungen ist, innerhalb der Felge
bereitzustellen, und trotzdem wird die Felge äußerst
gut gehalten. Bevorzugt sind zumindest zwei Halterollen 2 außerhalb
der Felge angeordnet. Wie es in 4 gezeigt
ist, wird eine sehr starke Halterung durch drei Halterollen erreicht,
von denen zwei außerhalb und eine innerhalb der Felge angeordnet
sind.
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Außerdem
werden die Felgen seitlich mit Lager gehalten. Eine gute seitliche
Halterung wird durch seitliche Lager erreicht, die z. B. an drei
unterschiedlichen Stellen angeordnet sind.
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5 veranschaulicht
die Struktur einer bevorzugten Heizvorrichtung 9. Der Körper
der Heizvorrichtung 9 ist mit Bezugszeichen 13 bezeichnet.
Die Heizvorrichtung 9 wird verwendet, um heiße
Luft aus einer Einlassleitung 14 zirkulieren zu lassen,
so dass dieselbe auf der Oberfläche der Kunststofffolie 2 strömt,
wie es durch die Pfeile in 5 angedeutet ist.
Von der Oberfläche der Kunststofffolie 2 wird
die Luft durch eine Saugleitung 15 zurück zu der
Heizvorrichtung 9 geleitet. Der Luftstrom wird mittels
einer Quergebläseeinheit 16 erzeugt, die mit Flügeln
ausgestattet ist, die bezüglich der Heizvorrichtung 14 longitudinal
sind. Die Luft wird mit Heizwiderständen 17 aufgeheizt.
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Die
Heizvorrichtung gemäß 5 ermöglicht,
dass ein gleichmäßiger Luftstrom und eine einheitliche
Temperatur über die gesamte Breite der Kunststofffolie 2 geliefert
werden. Außerdem geht keine Wärme verloren, und
die Fertigungsstraßengeschwindigkeit kann auf dem Maximum
gehalten werden.
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Die
Heizvorrichtung weist ferner einen Strömungsleitrahmen 18 auf,
dessen äußere Oberfläche 19 nahe
bei der Kunststofffolie 2 angeordnet ist. Die äußere
Oberfläche 19 ist bevorzugt schwarz, was die wirksamste
Strahlung in Richtung der Kunststofffolie 2 liefert.
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Die
Heizvorrichtung 9 kann auch andere Stromführungseinrichtungen 20 umfassen.
Die Heizwiderstände 17 können auch als
eine Zone in der Breitenrichtung der Kunststofffolie 2 verteilt
sein, wodurch das Wärmeprofil, das durch die Heizvorrichtung 9 erzeugt
wird, eingestellt werden kann. Die Heizvorrichtungen 9 können
auch mit Abschirmplatten ausgestattet sein, wodurch z. B. im Fall
von 2 die Teile der Heizvorrichtungen 9,
die sich nicht bei der Kunststofffolie 2 befinden, bedeckt
werden können. Dadurch kann Wärmeverlust weiter
reduziert werden.
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In
einigen Fällen können die in dieser Anmeldung
offenbarten Merkmale als solche, unabhängig von den anderen
Merkmalen, angewendet werden. Auf der anderen Seite können
die in dieser Anmeldung vorgestellten Merkmale bei Bedarf kombiniert werden,
um unterschiedliche Kombinationen zu liefern.
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Die
Zeichnungen und die darauf bezogene Beschreibung sollen nur die
Erfindungsidee veranschaulichen. Die Details der Erfindung können
innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche variieren. Die
offenbarte Streckvorrichtung ist kompakt, und ihre Herstellungskosten
sind tragbar. Außerdem ist dieselbe z. B. besonders gut
als zusätzliche Vorrichtung bei bestehenden Fertigungsstraßen,
die eine Längsausrichtung vorsehen, geeignet, wodurch die Eigenschaften
von Folienprodukten, die in diesen Fertigungsstraßen produziert
werden, verbessert und auch völlig neue Produkte hergestellt
werden können. Ferner ist die Vorrichtung zur Montage an bestehenden
Extrusionsstraßen und auch zur „nicht-prozessgekoppelten"
Verwendung geeignet, was bedeutet, dass eine Folie, die z. B. in
einer Extrusionsstraße gefertigt und in der Längsrichtung ausgerichtet
wurde, auf eine Rolle aufgerollt werden und dann später
zur Ausrichtung in einer getrennten Phase durch eine ausschließliche
Querstreckvorrichtung geschickt werden kann. Aufgrund ihrer kompakten
Struktur ist die Vorrichtung auch ohne Weiteres von einer Fertigungsstraße
zu einer anderen bewegbar, wodurch die Vorrichtung verglichen z.
B. mit gewöhnlich verwendeten, fest montierten Streckvorrichtungen,
die als Spannrahmenstreckvorrichtungen bekannt sind, eine hervorragende
Anwendbarkeit bietet.
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Zusammenfassung
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Eine
Querstreckvorrichtung weist zwei Streckräder (4)
und Endlosbänder (5) auf, die an denselben angeordnet
sind und sich um Bandführungsrollen (6) drehen,
so dass eine zu streckende Kunststofffolie (2) an ihren
beiden Kanten zwischen einem Streckrad (4) und einem Band
(5) angeordnet ist. Die Streckräder (4)
und die Bänder (5) sind so angeordnet, dass dieselben
in der Laufrichtung der Kunststofffolie (2) am Ende weiter
auseinander liegen als am Anfang, wodurch die Querstreckvorrichtung
(1) die Kunststofffolie in der Querrichtung streckt. Die Streckräder
(4) weisen in der Mitte offene Felgen auf, und die Vorrichtung
umfasst eine Heizeinrichtung (9), die zumindest bei einem
Winkel zwischen den Streckrädern (4) durch die
Felgen hindurch angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0449548 [0003]
- - WO 99/51419 [0003]
- - EP 0672526 [0004]