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Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von schlauchförmigen
Filmen aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Herstellung von insbesondere biaxial molekular orientierten und wärmebehandelten
schlauchförmigen Filmen, mit einem Paar zusammenwirkender drehbarer Quetschwalzen,
durch deren Spalt der Filmschlauch im fiachgelegten Zustand aus einer ersten Zone,
in der er mit Druckgas aufgeblasen und molekular orientiert wird, in eine zweite
Zone läuft, in der er im Vergleich mit der ersten Zone mit geringerem Druck aufgeblasen
und wärmebehandelt wird.
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Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung wird der Film im ersten
Abschnitt biaxial orientiert und im zweiten Abschnitt durch einen geeigneten Druck
gegen ein Zusammenfallen während der Wärmebehandlung geschützt. Der Gasdruck in
dem ersten Abschnitt ist normalerweise wesentlich höher als der Druck in dem zweiten
Abschnitt, da für die im ersten Abschnitt bewirkte Orientierung des Films höhere
Kräfte erforderlich sind als bei der Wärmebehandlung, bei der lediglich dafür gesorgt
werden muß, daß der Film nicht in sich zusammenfällt. Für die richtige Wirkungsweise
dieser Vorrichtung ist es erforderlich, daß in dem ersten und in dem zweiten Abschnitt
bestimmte Drücke während des Betriebes aufrechterhalten werden.
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Es ist bekannt, den Druck in dem zweiten Abschnitt durch Verstellen
der Quetschwalzen einzustellen, nachdem der Schlauch unter Einführen einer Sonde
geschlitzt worden ist, durch die Aulblasgas nachgefüllt werden kann. Mit einer derartig
ausgebildeten Vorrichtung kann jedoch kein kontinuierlicher Betrieb durchgeführt
werden, da das Gas zwischen den verstellten Quetschwalzen entweicht. Es ist daher
notwendig, den zweiten Abschnitt des Schlauchs aufzublasen und die Quetschwalzen
dicht zusammenzubnngen, was nur mit einer diskontinuierlichen Arbeitsweise erreichbar
ist.
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Es ist ferner bekannt, den Gasdruck durch Einstechen einer Hohlnadel
und Auffüllen des Schlauchinnenraumes auf den erforderlichen Druck zu bringen und
danach die Einstichöffnung abzudichten, nachdem die Hohlnadel herausgezogen worden
ist.
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Diese Arbeitsweise ist wiederum diskontinuierlich und außerdem sehr
umständlich. Bei Verwendung eines hohen Aufblasdruckes besteht ferner die Gefahr,
daß der aufgeblasene Film beim Einstechen der Hohlnadel birst. Derartig arbeitende
Vorrichtungen eignen sich im übrigen nicht zum Herstellen dicker schlauchförmiger
Filme.
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Zum Einstellen des Aufblasdruckes in einem Abschnitt eines schlauchförmigen
Films ist ferner vor-
geschlagen, die Quetschwalzenpaare, welche die Begrenzung des
aufgeblasenen Abschnittes bilden, räumlich gegeneinander zu bewegen, um den gewünschten
Aufblasdruck aufrechtzuerhalten. Eine derartige Vorrichtung ist verhältnismäßig
kompliziert aufgebaut, da ein besonderer Bewegungsmechanismus für die Quetschwalzen
vorgesehen sein muß, und läßt sich uneingeschränkt für kontinuierliches Arbeiten
nicht verwenden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der die Drücke in den Aufblasabschnitten in verhältnismäßig
einfacher Weise eingestellt werden können und die einen kontinuierlichen Betrieb
ermöglicht.
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Ausgehend von der eingangs genannten bekannten Vorrichtung wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Abschnitt der Oberfläche
der einen Quetschwalze bezüglich eines benachbarten Abschnittes dieser Quetschwalze
querverschiebbar ist. Dadurch wird erreicht, daß der schlauchförmige Film sich an
der betreffenden Stelle aufblähen kann und einen Strömungsweg freigibt, dessen Strömungswiderstand
durch das Maß der Querverschiebung einstellbar ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht der
querverschiebbare Oberflächenabschnitt
der einen Quetschwalze aus
dem ringförmigen Abschnitt einer den hohl ausgebildeten Walzenkörper umhüllenden
Lage elastischen Materials, das eine mit Über- oder Unterdruck beaufschlagbare ringförmige
Ausnehmung des Walzenkörpers überdeckt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist darin
zu sehen,. daß der Walzenkörper aus zwei Rohrstücken besteht, die durch die Ausnehmung
voneinander getrennt sind, wobei die inneren Enden der Rohrstücke an ein kurzes
inneres, mit Lochreihen versehenes Rohrstück angeschweißt sind, während die äußeren
Enden der Rohrstücke mit Verschlußstücken versehen sind, welche Lagerzapfen aufweisen,
von denen einer durch eine mit der Ausnehmung in Verbindung stehende Bohrung wahlweise
mit einer Vakuumpumpe oder einer DruckgasquelIe-in Verbindung steht.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht der querverschiebbare
Oberflächenabschnitt der einen Quetschwalze aus einem zylindrischen, auf einem Exzenter
drehbar gelagerten, von den übrigen Walzenteilen unabhängigen Walzenteil und ist
der Exzenter auf einer drehend verstellbaren Welle, auf der die übrigen Walzenteile
drehbar gelagert sind, fest angebracht und bildet einen Teil mit dieser Welle.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
- an zwei Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.
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Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Quetschwalze mit einem inibrer
Mitte vorhandenen querverschiebbaren Abschnitt, dessen Verschiebung durch Unterdruck
oder Ubçrdru eingestellt werden kann; F i g. 2 zeigt in Vorderansicht und kleinerem
Maßstab eine andere Ausführungsform einer Quetschwalze, bei der der qúerverschiebbare
Oberflächenabschnitt aus einem zylindrischen, auf einem Exzenter drehbar gelagerten
unabhängigen Walzenteil besteht; F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung
mit zwei Aufblasabschnitten.
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Die in Fig. 1 dargestellte Quetschwalze 5 hat einen Durchmesser von
100 mm und eine Länge von etwa 600 mm und umfaßt zwei äußere Rohrstücke la, die
einen Außendurchmesser von 24 bis 50 mm aufweisen, und deren innere Enden an ein
kurzes inneres Rohrstück 2 angeschweißt sind.
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Die inneren Enden der äußeren Rohrstücke la sind etwa 38 mm voneinander
entfernt, und das kurze innere Rohrstück 2 ist mit zwei Lochreihen von je acht Löchern
mit 3,2 mm Durchmesser versehen, die über den Umfang dieses Rohrstückes gleichmäßig
verteilt angeordnet sind. Diese Löcher stellen eine Verbindung zwischen dem Innenraum
3 des inneren Rohrstückes 2 und dem ringförmigen Zwischenraum her, der zwischen
einem die äußeren Rohrstücke ta umgebenden, 12,7 mm dicken Gummibelag 6 und der
die Ausnehmung 4 darstellenden äußeren Oberfläche des inneren Rohrstückes 2 gebildet
ist. Die Quetschwalze 5 ist an ihren Stirnenden mit Verschlußstücken 7 versehen,
welche an die äußeren Rohrstücke la angeschweißt sind und Lagerzapfen 8 tragen,
von denen einer mit einer Bohrung9 versehen ist, die über den Innenraum der Quetschwalze
und über die Löcher mit der Ausnehmung 4 in Verbindung steht. Der die Bohrung 9
aufweisende Lagerzapfen 8 ist über einen Zweiwegehahn mit einer
Vakuumpumpe und einer
Druckluftquelle verbunden.
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Die in F i g. 1 dargestellte Quetschwalze 5 wird in Verbindung mit
einer angetriebenen Quetschwalze üblicher Bauart verwendet. Der Druck, der von dem
Belag 6 in dem die Ausnehmung 4 überdeckenden Abschnitt 6 a der Quetschwalze auf
einen durch den Walzenspalt hindurchlaufenden schlauchförmigen Film ausgeübt wird,
läßt sich durch Verstellen des Luftdruckes innerhalb der Quetschwalze 5 einstellen.
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Wird der Innenraum der Quetschwalze 5 z. B. mit einem Überdruck beaufschlagt,
so drückt der querverschiebbare Oberflächenabschnitt 6 a von einer gewissen Höhe
des Überdruckes an mit solcher Kraft auf den zwischen den Quetschwalzen hindurchlaufenden
schlauchförmigen Film, daß der im Innenraum desselben herrschende Druck nicht ausreicht,
den Film an der Quetschstelle aufzuweiten, so daß also auch kein Gas über die Quetschstelle
abströmen kann.
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Beaufschlagt man den Innenraum der Quetschwalze 5 mit einem Vakuum,
so wird der Oberflächenabschnitt 6 a der Quetschwalze 5 radial nach innen ausgebeult,
so daß der schlauchförmige Film sich an der Quetschstelle der Quetschwalzen aufweiten
kann und dadurch einen - Strömungsweg von dem einen Abschnitt 19 zum zweiten Abschnitt
23 (F i g. 3) der Vorrichtung freigibt.
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Derjenige Druck, bei dem der zwischen den Walzen hindurchlaufende
schlauchförmige Film sich gerade aufweiten kann, hängt von verschiedenen Parametern
ab, unter anderem von der Steifheit des elastischen Belages 6, von der Längsausdehnung
der Ausnehmung 4, von der Spannung, mit der der elastische Belag 6 auf die Rohrstücke
la aufgespannt ist, von dem Druck im Innenraum des schlauchförmigen Films, usw.
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Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung nach der
Erfindung, bei der die eine Quetschwalze 10 durch zwei voneinander im Abstand angeordnete
Walzenteile 10 a gebildet ist, die auf einer drehend verstellbaren Welle 11 umlaufen.
In dem Zwischenraum zwischen diesen Walzenteilen ist ein unabhängiger Walzenteil
12 angeordnet, der auf einem Exzenter drehbar gelagert ist, etwa mittels Kugellagern.
Der unabhängige Walzenteil 12 bildet einen querverschiebbaren Abschnitt 12 a. Am
Ende der Welle 11 ist ein Hebel 13 angebracht, durch den die Welle 11 verdreht werden
kann, um die Lage des Exzenters und damit des unabhängigen Walzenteils 12 in bezug
auf eine gegenüberliegende Quetschwalze 15 verstellen zu können. Durch diese Verstellung
läßt sich also der zwischen dem Abschnitt 12 a und Quetschwalze 15 gebildete Spalt
verstellen. Die gegenüberliegende Quetschwalze 15 besitzt einen durchgehend gleichmäßigen
Durchmesser.
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F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung, in der ein Filmschlauch
14 verarbeitet wird, der aus einer Auspreß- und Kühlvorrichtung 16 austritt. Der
Filmschlauch gelangt von dieser Vorrichtung durch ein Paar Quetschwalzen 17, die
so ausgebildet sind, daß eine an sich bekannte röhrenförmige Sonde 18 zwischen diesen
Quetschwalzen hindurchgeführt werden kann, um ein Drucknittel in den ersten Aufblasabschnitt
19 einzuführen. In einem Abstand von dem ersten Quetschwalzenpaar 17 folgt ein weiteres
Quetschwalzenpaar, das einerseits aus der Quetschwalze 15 und andererseits aus der
Quetschwalze 5
oder 10 besteht. Zwischen diesen beiden Quetschwalzenpaaren
wird der Filmschlauch im Abschnitt 19 durch den Druck des durch die Sonde 18 eingeführten
Druckmittels gestreckt und im oberen Teil dieses Abschnittes auf die gewünschte
Strecktemperatur erhitzt. Außerdem wird der Film in der Transportrichtung des Filmschlauches
14 durch die Quetschwalzen 5 oder 10 und 15 gestreckt, die mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit
umlaufen als die Quetschwalzen 17. Unterhalb des Quetschwalzenpaares 5 oder 10,
15 befindet sich ein drittes Walzenpaar 21, von dem aus der zusammengedrückte Filmschlauch
einer Aufwickelrolle 22 zugeführt wird.
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Zwischen den Quetschwalzen 5 oder 10 und 15 einerseits und dem dritten
Walzenpaar 21 andererseits ist ein zweiter Aufblasabschnitt 23 gebildet, in dem
durch den mit Hilfe der Quetschwalzen 5 oder 10 geregelten Übertritt des Druckmittels
aus dem ersten Aufblasabschnitt 19 ein gewünschter Druck eingestellt werden kann.
Der zweite Aufblasabschnitt 23 wird auf die gewünschte Wärmebehandlungstemperatur
erhitzt. Der Druck in diesem Abschnitt wird im allgemeinen so eingestellt, daß eine
Schrumpfung des Filmschlauchs verhindert wird oder nur eine unbedeutende Schrumpfung
auftritt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich kontinuierlich betreiben,
wobei die Einstellung der Drücke in dem ersten und dem zweiten Aufblasab schnitt
19 bzw. 23 kontinuierlich oder diskontinuierlich geregelt oder eingestellt werden
können.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung verhindern die Walzen
21 einen Austritt des Druckmittels aus dem zweiten Aufblasabschnitt 23, so daß es
im allgemeinen notwendig ist, einen weiteren Zufluß des Druckmittels durch die Quetschstelle
zwischen den Quetschwalzen 5 oder 10 und 15 zu verhindern, sobald sich der gewünschte
Druck in dem zweiten Aufblasabschuitt 23 eingestellt hat. Von Zeit zu Zeit wird
jedoch eine Nachstellung des Druckes erforderlich sein, um Druckverluste an den
Quetschwalzen oder infolge von Filmfehlern auszugleichen.
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In anderen Fällen, insbesondere wenn der Filmschlauch geschlitzt
wird, ist ein ständiger Zufluß des Druckmittels von dem ersten Aufblasabschnitt
in den zweiten Aufblasabschnitt 23 erforderlich, um den gewünschten Druck in letzterem
aufrechtzuerhalten.