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Reckmaschine zum biaxialen Recken thermoplastisch er Kunststoffbahnen
Die Erfindung betrifft eine Reckmaschine zum biaxialen Recken thermoplastischer
Kunststoffbahnen, wie Filme. Folien od. dgl., mittels gleichachsig paarweise und
parallel zur Bahnebene angeordneter und auf einem Teil ihres Umfangs die Randzone
der Bahn durch Spannglieder zwischen sich einschließender, drehbarer Scheiben. Die
Scheibenpaare liegen bei einer bekannten Reckmaschine außerhalb der zugeführten
Folienbahn und nehmen die zugeführte Folie beim Rotieren auf einem Teil ihres Umlaufes
mit.
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Dabei wird die Folie in der Querrichtung gereckt. Sobald die Halteorgane
der Scheiben die Folie einmal erfaßt haben, ist nur noch eine Querreckung der Folie
möglich, denn die Längskomponente der Umfangsgeschwindigkeit, mit der die Folie
von den Scheiben transportiert wird nimmt beim Rotieren der Scheiben immer mehr
ab. Dadurch tritt während der Querreckung sogar eine unerwünschte Stauchung in Längsrichtung
der Folie auf. Eine Längsreckung ist bei dieser Anordnung nur dadurch möglich, daß
bereits in dem Abschnitt der Folienbahn, der vor den Scheiben liegt, durch erhöhte
Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben ein Längszug auf die Folie ausgeübt wird.
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Eine zweite Möglichkeit für eine Längsreckung besteht nur durch erhöhten
Längszug der Folie nach ihrem Austritt aus den Scheiben. Man hat also hier kein
biaxiales Recken in einem einzigen Arbeitsgang.
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Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die stärkste
Querreckung der Folie am Schluß der bekannten Behandlung erfolgt. Dann verschwindet
die Zugkraft in der Querrichtung plötzlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
zu vermeiden und ein kontinuierliches Recken in beiden Richtungen in einem einzigen
Arbeitsgang zu erreichen. Dies wird bei einer Reckmaschine der eingangs geschilderten
Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drehachsen der Scheiben innerhalb
der ursprünglichen Bahnbreite liegen und die Spannglieder auf dem außenliegenden
Teil des Umfangs zwischen dem Rand der einlaufenden Bahn und dem quer zur Bahnrichtung
liegenden Scheibendurchmesser zwangläufig zur Wirkung bringbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Zeichnungen
erläutert. Es zeigt Fig. 1 das Prinzip der Anordnung in der Draufsicht, F i g. 7
eine stark vereinfachte Ansicht der Scheibenanordnung in der Bahnrichtung, Fig.3
eine Abänderung der Anordnung nach Fig 1, F i g. 4 eine weitere Abänderung der Anordnung
nach
Fig. 1, bei der nur ein einziges Scheibenpaar verwendet wird; Fig.5 zeigt einen
vereinfachten Querschnitt der Anordnung gemäß F i g. 4, Fig. 6 das Prinzip des Reckvorganges
und das Ausmaß der Reckung in den beiden Richtungen in Abhängigkeit von der jeweiligen
Lage der Einspannstelle während des Umlaufs, F i g. 7 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit
der Anordnung gemäß F i g. 4, F i g. 8 und 9 eine Ausbildungsform für die in den
Scheibenpaaren angeordneten Spannglieder in zwei verschiedenen Ansichten und F i
g. 10 eine Abänderung des in F i g. 8 dargestellten Spanngliedes.
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In F i g. 1 ist im Prinzip der Aufbau und die Wirkungsweise der Anordnung
in Draufsicht dargestellt.
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Eine Folienbahn 5 wird, wie durch Pfeilrichtung angedeutet ist, zwei
Scheibenpaaren zugeführt. Von den beiden Scheibenpaaren ist jeweils nur die obere
Scheibe 1 bzw. 3 eingezeichnet. Die Drehachsen aer Scheibenpaare liegen, wie aus
der Zeichnung ersichtlich ist, innerhalb der ursprünglichen Breite der zugeführten
Folienbahn 5. Auf den Scheiben 1 bzw. 3 sind in ihrer Randzone Spannglieder 6 bzw.
6' ringförmig auf ihrem Umfang angeordnet. Die Spannglieder sind hier als Punkte
angedeutet. Durch besondere und hier nicht näher beschriebene Einrichtungen werden
die Spannglieder 6, 6' auf einem Teil des Scheibenumfanges zur Wirkung gebracht.
Sie spannen auf diesem Teil den Rand der Folienbahn 5 zwischen sich ein. Die Einspannung
endet, wie die F i g. 1 deutlich zeigt, bei dem quer zur Bahnrichtung liegenden
Scheibendurchmesser, d. h. im Augenblick der größtmöglichen Querdehnung der Folie.
Die hierzu benötigten Spannglieder sind in der F i g. 1 durch Punkte angedeutet,
während die übrigen auf dem Umfang
der Scheiben 1.3 verteilten Spannglieder
6 6' durch einen gestrichelt eingezeichneten Ring angedeutet sind. Die Drehrichtung
der Scheibenpaare ist, wie durch Pfeile angedeutet einander entgegengesetzt.
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F i g. 2 zeigt schematisch die Anordnung der Scheiben gemäß F i g.
1 in Bahnrichtung gesehen. In einem Gestell 7 sind die Scheibenpaare 1, 2 bzw. 3,
4 drehbar gelagert. Der Antrieb der Scheibenpaare erfolgt über Getriebe 8 und eine
Verbindungswelle 10 von einem gemeinsamen Antriebsritzel 9 aus. Die Scheibenpaare
laufen daher mit gleicher Geschwindigkeit, aber entgegengesetzter Drehrichtung um.
Am äußersten Rand des Scheibenpaares 1, 2 sind die Spannglieder 6 und am Rand des
Scheibenpaares 3, 4 die Spannglieder 6 angedeutet. Zwischen die Spannglieder 6,
6' ist die strichpunktiert eingezeichnete Folie 5 eingespannt. Die Ausdehnung der
Folie 5 entspricht in diesem Augenblick ihrer größtmöglichen Querausdehnung, in
der sie die beiden Scheibenpaare verläßt.
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Ergänzend sei noch darauf hingewiesen. daß die Scheibenpaare 1, 2
und 3, 4 quer zur Folienbahn verschiebbar ausgebildet sein können, was jedoch in
der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Anordnung
den verschiedenen Anfangsbreiten der zugeführten Folienbahn angepaßt werden. Man
kann es also erreichen, daß auch verschieden breite Folien immer an der gleichen,
in Fig. 6 z. B. mit Pl bezeichneten Stelle des Scheibenumfanges von den Spanngliedern
6 bzw. 6' erfaßt werden, d. h. daß der Winkel. mit dem die Querreckung einsetzt,
bzw. die Größe der Querkomponente der Umfangsgeschwindigkeit an dieser Stelle immer
konstant bleibt. Die obenerwähnten besonderen Einrichtungen. die die Spannglieder
6 bzw. 6' an dieser Stelle P1 des Scheibenumfanges zur Wirkung bringen. können in
diesem Fall in ihrer relativen Lage zur Scheibe fest angeordnet sein. Es ist andererseits
aber auch möglich. diese genannten Einrichtungen selbst verschiebbar auszubilden,
so daß auch hierdurch eine Anpassung an verschiedene Folienbreiten hinsichtlich
des Erfassens des Folienrandes durch die Spannglieder erreichbar ist.
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Fig. 3 zeigt eine Abänderung der F i =. 1. bei der die Scheibenpaare
1, 2 und 3, 4 so ausgebildet sind. daß ihre Spannglieder 6 bzw. 6' im inneren Teil
der Anordnung, wo keine Folie eingespannt werden muß, miteinander kämmen.
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In F i g. 4 ist eine Ausbildung der Anordnung dargestellt, bei der
nur ein einziges Scheibenpaar Verwendung findet. Ein Querschnitt der Anordnung ist
in F i g. 5 dargestellt. Die Anordnung und Wirkungsweise wird nachstehend an Hand
dieser beiden Figuren beschrieben. Im rechten Teil der Fig.4 ist die untere Scheibe
12 des Paares und im linken Teil die obere Scheibe 11 des Paares dargestellt. Die
Spannglieder sind hier in zwei konzentrischen Ringen in der Randzone der Scheiben
angeordnet. An Stelle von zwei einander jeweils gegenüberliegenden einzelnen Spanngliedern,
wie sie in F i g. 2 stark vereinfacht dargestellt sind. ist hier die Ausbildung
so getroffen. daß nur ein Kranz von betätigbaren Spanngliedern vorgesehen ist und
als Widerlager für alle Spannglieder dieses Kranzes an der anderen Scheibe ein frei
gleitender Ring vorgesehen ist. Die Spannglieder in der Scheibe 11 sind mit 15 bezeichnet.
Ihnen gegenüber liegt in der Scheibe 12 als Widerlager der frei drehbar gelagerte
Ring 19. In entsprechender Weise sind in der Scheibe 12 die Spannglieder 20 und
ihnen
gegenüber in der Scheibe 11 als Widerlager der Ring 24 angeordnet. Bei den
Spanngliedern 15 ist durch eine Feder 16 und einen Kopf 17 angedeutet, wie die Spannglieder
15 auf einem Teil des Umfanges durch Kurvenstücke 18 od. dgl. betätigt werden können.
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Eine entsprechende Ausbildung der Spannglieder 20 mit Feder 21, Kopf
22 und Kurvenstück 23 ist auch an der anderen Scheibe 12 vorgesehen. Die Folienbahn
5 wird, wie aus der F i g. 4 ersichtlich ist, zwischen die beiden mit entgegengesetzter
Drehrichtung rotierenden Scheiben 11, 12 eingeführt. Durch entsprechende Anordnung
der Kurvenstücke oder Führungsstücke 18 bzw. 23 werden dort die Spannglieder 15
bzw. 20 betätigt und erfassen die zugeführte Folie 5 an ihrem Rand. An der Stelle
des quer zur Bahnrichtung liegenden Scheibendurchmessers geben die Kurvenstücke
18 bzw. 23 die Spannglieder 15 bzw. 20 wieder frei, und die gereckte Folie 5 verläßt
mit dieser Breite die Anordnung. Wie aus der F i g. 5 weiter hervorgeht, können
auf den der Folie zugewandten Flächen der Scheiben 11, 12 noch Heizvorrichtungen
13 bzw. 14 vorgesehen werden, um die für den Reckvorgang erforderliche Temperatur
zu erhalten.
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Das Ausmaß der Längs- und Querreckung sei nun an Hand der Fig. 6
noch kurz erläutert. Es ist hier als Beispiel eine Anordnung gemäß Fig. 4 mit nur
einem einzigen Scheibenpaar angenommen. Die Wirkungsweise ist jedoch bei der Anordnung
gemäß Fig. 1 genau dieselbe. Wird die zugcführte Folienbahn 5 an der Stelle P1 von
den Spanngliedern der Scheiben erfaßt und in Richtung des gestrichelt eingezeichneten
Pfeiles über einen Teil des Scheibenumfanges mitgenommen. so kann man die an dieser
Stelle vorhandene Umfangsgschwindigkeit u der Scheibe bzw. des Spanngliedes in eine
Längskomponente 11 und eine Qucrkomponente ql zerlegen. Die Längskomponente II entspricht
dabei der Zufuhrgeschwindigkeit der Folienbahn 5. Wie ohne weiteres ersichtlich
ist. erfolgt hier sofort eine starke Reckung in der Querrichtung. Im weiteren Verlauf
des Vorganges wandert das Spannglied auf dem Scheibenumfang. Dabei verändern sich
bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit ii die Längskomponenten und die Querkomponenten
kontinuierlich. An der Stelle2 hat man beispielsweise nur noch eine geringe Querkomponente
q2. dafür aber eine vergrößerte Längskomponente 12. An der nicht eingezeichneten
Stelle des quer zur Bahnrichtung liegenden Scheibendurchmessers, an der die Folienbahn
von dem Spannglied losgelassen wird, hat man nur noch eine gegenüber der Eintrittsgeschwindigkeit
erhöhte Längskomponente. Mit dieser Geschwindigkeit verläßt die Folienbahn 5 die
Anordnung. Wie aus der Darstellung ohne weitercs hervorgeht. hat man stets gleichzeitig
eine Längs- und eine Querreckung.
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Die F i g. 7 zeigt eine weitere Ausbildungsmöglichkeit für eine Anordnung
gemäß Fig. 4. Der Unterschied besteht darin. daß hier die einander zugeordneten
Spannglieder und Widerlager in der gleichen Drehrichtung umlaufen und daß daher
eine frei drehbare oder frei gleitende Lagerung der Widerlager in der anderen Scheibe
des Paares nicht erforderlich ist.
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In einem Gestell 7 ist das Scheibenpaar 25, 26 bei 28 und 29 drehbar
gelagert. Der Antrieb dieses Scheibenpaares erfolgt über ein Ritzel 27. Die Spannglieder
30 in der Scheibe 25 werden durch Kurvenstücke 32 während ihres Umlaufes betätigt
und gegen das zugeordnete Widerlager 31 in der Scheibe 26 gedrückt.
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Die Widerlager brauchen hier nicht als geschlossene Ringe ausgebildet
zu sein, sondern können aus einer Anzahl von Einzelgliedern bestehen. Im Inneren
der Scheiben 25 und 26 können. wenigstens auf einer der beiden Scheiben des Paares,
wieder Heizvorrichtungen 33 für die Erwärmung der Folie vorgesehen sein.
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Die in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Spannglieder36 mit ihren
zugehörigen Widerlagern 37 sind in einem konzentrisch um die Scheiben 25, 26 angeordneten
ringförmigen Teil 34 untergebracht.
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Dieser ringförmige Teil 34 ist bei 38 auf einem entsprechenden Bauteil
35 drehbar gelagert. Der ringförmige Teil 34 ist an seinem äußeren Umfang mit einem
Zahnkranz 40 versehen und kann daher von einem am Gestell 7 bei 42 gelagerten Ritzel
41 angetrieben werden. Die Betätigung der Spannglieder 30 und 36 erfolgt durch Kurvenstücke
32 bzw. 39.
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Dabei ist ergänzend noch zu erwähnen, daß die Kurvenstücke 32 39 verstellbar
ausgebildet sind, so daß die Betätigungsstellen für die Spannglieder 30, 36 den
jeweiligen Anforderungen entsprechend verschieden gewählt werden können. Auf diese
Weise ist es also möglich, den in Fig.6 mit P1 bezeichneten Punkt in gewissen Grenzen
nach innen bzw. außen zu verschieben.
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Die Verstellbarkeit der Kurvenstücke 32 und 39 ist in F i g. 7 durch
die Schrauben 43 und 44 angedeutet. Hierfür sind verschiedene Möglichkeiten gegeben.
So ist es, außer einem Verschieben dieser Kurvenstücke 32, 39 oder entsprechenden
Einrichtungen in Richtung des Scheibenumfanges, auch möglich. diese Einrichtungen
zu unterteilen und einzelne Teile davon je nach Bedarf in die Bahn der Spannglieder
30, 36 vorzuschieben oder sie zurückzuziehen.
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In den Fig.2 und 7 sind in stark vereinfachter Form Spannglieder
dargestellt die am Umfang der Scheiben angeordnet sind und die zu reckende Folie
zwischen sich einspannen. Jedem dieser Spannglieder ist ein besonderes Widerlager
in der gegenüberliegenden Scheibe zugeordnet. Eine mögliche Ausbildungsform für
derartige Spannglieder ist in den F i g. 8 und 9 dargestellt. Die Fig. 8 zeigt das
Spannglied von der Seite und die F i g. 9 von der einzuspannenden Folie her gesehen.
In Anlehnung an F i g. 2 sind die beiden Scheiben eines Scheibenpaares wieder mit
1 und 2 bezeichnet. Das Spannglied ist hier nach Art der an sich bekannten Spannkluppe
ausgebildet. Der Körper 60 des Spanngliedes sitzt auf einem senkrechten Drehzapfen
61, der in Kugellagern in der Scheibe 1 frei drehbar gelagert ist. Der Körper weist
zwei Arme 60' und 60" auf, zwischen denen das Kläppchen 63 um eine Achse 62 in der
gleichen Weise wie bei Spannkluppen schwenkbar angeordnet ist. Das Kläppchen 63
trägt an seinem unteren Ende eine Spannleiste 64, die hier im Beispiel mit einer
Mehrfachschneide ausgerüstet ist.
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An Stelle der bei Spannkluppen üblichen Klemmplatte ist hier in der
gegenüberliegenden Scheibe 2 des Scheibenpaares das Widerlager 67 angeordnet und
ebenfalls frei drehbar gelagert. Dabei fallen die Drehachsen der beiden Teile 61
und 67 des Spanngliedes zusammen. Zwischen Widerlager 67 und Spannleiste 64 wird
die Folie 5 eingespannt. Der Pfeil gibt die Zugrichtung der Folie durch die Querreckung
an.
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Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die gemeinsame Drehachse,
die strichpunktiert eingezeichnet ist, von der Folie 5 her gesehen, etwas hinter
der Einspannstelle an der Spannleiste 64 liegt. Auf diese
Weise paßt sich das Spannglied
beim Umlaufen der Scheiben stets selbsttätlg der Richtung des Querzuges an. Es tritt
daher kein ungleichmäßiges Verziehen der Folie während des Reckvorganges auf, wie
es bei fest angeordneten Spanngliedern der Fall wäre. Vielmehr wirken allein Längs-
und Querzug auf die Folie.
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Zum Öffnen des Spanngliedes, wenn die gereckte Folie freigegeben
werden soll, ist ein Stößel 68 vorgesehen, der durch die Scheibe 1 hindurchgeführt
ist und entgegen einer Federkraft durch nicht dargestellte Kurvenstücke od. dgl.
in Pfeilrichtung auf eine Schlagnase 69 des Kläppchens 63 gestoßen wird. Ferner
ist am Drehzapfen 61 des Spanngliedes noch ein Arm mit einem Führungszapfen 65 angeordnet.
In der Lage, in der die Freigabe der Folie erfolgt, wird dieser Führungszapfen 65
in einer Führungsnut 66 od. dgl. festgehalten, so daß sich das Spannglied beim weiteren
Umlaufen der Scheibe 1 nicht mehr weiterdrehen kann. Diese Verriegelung des Spanngliedes
in seiner Lage kann selbstverständlich auch mit dem Stößel 68 oder dessen Betätigungsvorrichtung
gekoppelt sein, so daß das Spannglied gegen ein Verdrehen um seinen Drehzapfen 61
gesichert ist, solange es sich in geöffneter Stellung befindet.
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In F i g. 10 ist eine Ausbildung gezeigt, die eine geringe Abänderung
gegenüber Fig. 8 darstellt. Zum Öffnen des Spanngliedes ist hier kein Stößel vorgesehen,
der durch die Scheibe hindurchgeführt werden muß, sondern das Kläppchen 63 ist als
Winkelhebel ausgebildet und besitzt eine Schlagnase oder Schlagrippe 69 auf der
der Folie abgewandten Seite. Beim Umlaufen der Scheibe 1 wird die Schlagnase 69
durch ein feststehendes Kurvenstück 70 od. dgl. nach oben gedrückt und dadurch das
Kläppchen 63 mit der Spannleiste 64 von der Folie 5 abgehoben und die Folie somit
freigegeben.
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Mit Hilfe der Erfindung läßt sich bei Kunststofffolien ein gleichzeitiges
und gleichmäßiges Recken in Längs- und Querrichtung erreichen. Dabei ist noch zu
erwähnen, daß ohne Schwierigkeiten mehrere Scheibenpaare in Bahnrichtung der zu
reckenden Folie hintereinander angeordnet sein können, wenn es erforderlich sein
sollte, um ein bestimmtes Ausmaß von Reckung zu erhalten.