DE1504222C - Vorrichtung zum Recken von Folien bahnen - Google Patents

Description

30

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rekken von Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen in ihrer Querrichtung mit zwei beidseitig der zu reckenden Folienbahn angeordneten Rädern, die senkrecht zur Ebene der Folienbahn stehen und miteinander einen in Bewegungsrichtung der Folienbahn geöffneten Winkel bilden, und mit Einrichtungen zum Festhalten der Folienbahnränder auf einem Teil des Umfangs der Räder.

Eine Vorrichtung der obengenannten Art ist bekannt. Als Einrichtungen zum Festhalten der Folienbahnränder am Umfang der Räder werden bei der bekannten Vorrichtung starke Stahldrähte oder verseilte dünne Stahldrähte oder Gliederketten verwendet, die den betreffenden Umfangsteil der Räder umschlingen. Nachteilig ist hierbei, daß eine zuverlässige Befestigung der Folienbahnränder am Umfang der Räder nur schwer zu erreichen ist. Werden Stahldrähte oder Stahlseile verwendet, dann muß in diesen eine beträchtlich hohe Zugkraft aufrechterhalten werden, um die gewünschte Spannwirkung für das sichere Halten der Folienbahnränder zu gewährleisten. Dadurch ergibt sich ein entsprechend hoher Aufwand hinsichtlich des Aufbaus und der Dimensionierung der Räder und deren Lagerungen, da entsprechend hohe Kräfte aufgenommen werden müssen. Außerdem müssen Einrichtungen vorgesehen sein, die ein Nachspannen der Stahldrähte oder Stahlseile ermöglichen. Um einige dieser genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es auch bekannt, Gliederketten in Form von GaIlsehen Ketten zu verwenden, deren Glieder mit Laschen und Andrückfedern versehen sind, wobei die Laschen eine sägenzahnartige Profilierung aufweisen, um einen sicheren Eingriff mit dem betreffenden Folienbahnrand zu gewährleisten. Zwar sind bei dieser bekannten Lösung weniger hohe Zugkräfte in den die Räder umschlingenden Ketten erforderlich, als dies bei Verwendung von Seilen und dergleichen der Fall ist, hierfür muß jedoch der überwiegende Nachteil des komplizierten speziellen Aufbaus der Ketten in Kauf genommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei der bei einfachstem Vorrichtungsaufbau ein betriebssicheres Festhalten der Folienbahnränder an dem betreffenden Umfangsteil· der Räder gewährleistet ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Räder als Zahnräder ausgebildet sind und die Einrichtungen zum Festhalten der Folienbahnränder aus mehreren mit den Zahnrädern im Eingriff stehenden Ritzeln bestehen.

Es wird dadurch auf überraschend einfache Weise ein betriebssicheres Festhalten der Folienbahnränder ermöglicht.

Die Ritzel können radial verschiebbar gelagert und durch Federn auf die Zahnräder anpreßbar sein.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in an sich bekannter Weise zwischen den Zahnrädern eine Folienbahnführung vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigt:

F i g. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 eine vergrößert und teils aufgebrochen und geschnitten dargestellte Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößert dargestellte Seitenansicht eines Ausschnittes aus der Vorrichtung gemäß Fig. 2 mit Blickrichtung, wie sie durch den Pfeil B von Fig. 2 angedeutet ist;

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen an den Seitenrändern mit Prägungen versehenen Streifens vor dem Recken;

F i g. 5 eine Seitenansicht eines mit wellenförmigen Einprägungen versehenen Streifens und

F i g. 6 einen im gleichen Maßstab wie F i g. 4 gezeichneten Querschnitt durch einen an den Seitenrändern mit Einprägungen versehenen, gereckten Streifen.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß eine zu reckende Folienbahn 1 von einem Zuführ- oder Vorratswinkel 11 abgezogen wird. Von dem Vorratswinkel Il läuft die Folienbahn 1 zwischen zwei Einlaufwalzen 2, 2' (s. Fig. 1 und 2) hindurch, von wo die Folienbahn 1 tangential an zwei Zahnräder 3, 3' anläuft, die (s. F i g. 2) zwischen sich einen Winkel α bilden, der vorzugsweise etwa 40° beträgt. Oberhalb der Zahnräder 3, 3' sind mehrere kleine Zahnritzel angeordnet, die alle auf dieselbe Art und Weise befestigt sind, und zwar Ritzel 4, 4', die als Einprägeritzel dienen und Ritzel 5a bis 5f, 5'a bis 5'f, die dazu dienen, den Streifen 1 zu führen und die Zähne der Zahnräder 3, 3' in Eingriff mit den Einprägungen zu halten. Die Folienbahn 1 bewegt sich, nachdem sie den Bereich der Zahnritzel durchlaufen hat, tangential von den Zahnrädern 3, 3' weg. Die Folienbahn 1 ist nun in ihrer Querrichtung bleibend gereckt. Die gereckte Folienbahn 1 läuft zwischen zwei Auslaufwalzen 6, 6' hindurch zu einem Aufnahmewickel 7. Anstelle des Aufnahmewickels 7 könnte auch eine Vorrichtung zum in Längsrichtung erfolgenden Recken der Folien-

3 ' 4

bahn 1 vorgesehen sein oder eine andere Be- oder Entsprechend den chemischen Eigenschaften der

Verarbeitungsvorrichtung. zu reckenden Folienbahn kann es notwendig sein,

In Fig. 2 ist ein Rahmengestell 10, 10' dargestellt, diese beim Reckvorgang zu erhitzen. Im Interesse der zwischen dem die Einlaufwalzen 2, 2'und die Auslauf- einfachen Handhabung der Folienbahn ist es jedoch walzen 6, 6' angeordnet sind. In den in Fig. 2 einge- 5 zu empfehlen, daß sich die Folienbahn vor Beginn zeichneten Durchbrüchen sind Abschnitte der Zahnrä- des Reckvorgangs und nach Beendigung des Reckvorder 3, 3' zu sehen. Das Zahnrad 3 ist durch einen ganges zumindest in halb abgekühlten Zustand befin-Motor 21 (s. Fig. 1) über ein zwischengeschaltetes det. Aus wirtschaftlichen Erwägungen ist es immer erUntersetzungsgetriebe und über ein mit den Zähnen strebenswert, nur ein unbedingt erforderliches Mindes Zahnrades 3 in Eingriff stehendes Antriebsritzel io destmaß an Beheizung aufzuwenden und nach Mögangetrieben. Das Zahnrad 3 ist mit dem Zahnrad 3' lichkeit, was bei manchen Folienbahnen durchführbar über eine zwei Kardangelenke 22, 22' aufweisende ist, ganz auf die Beheizung zu verzichten.
Wellenverbindung gekuppelt, so daß sich beide Zahn- Zum Zwecke der Beheizung weisen einige der zenräder 3, 3' mit gleicher Drehzahl drehen. Selbstver- tral gelegenen hohlen Kammern 17 in ihnen isoliert ständlich könnte anstelle der Gelenkwellenverbindung 15 angeordnete elektrische Widerstandsheizungen auf, eine andere beliebige geeignete Getriebeverbindung von denen in Fig. 2 eine in der Kammer 17c schemavorgesehen sein. Oberhalb der Zahnräder 3,3' ist je tisiert angedeutet ist. Die Heizungen sind in bekanneine Reihe Ritzel 4,5a bis 5/ 4', 5'ß bis 5'f angeord- ter Weise durch die Bedienungsperson wahlweise genet, deren Anzahl verschieden gewählt werden kann. trennt einschaltbar, so daß die Führung 16 auf die je-Die Ritzel sind einander gleich. Sie sind so verzahnt, 20 weils gewünschte Temperatur aufgeheizt werden daß sie mit den Zahnrädern 3,3' kämmen. Bei den kann. Die an den äußeren Enden der Führung 16 ge-Zahnrädern 3,3' und den Ritzeln 4,5a bis 5/ 4', 5 Ό legenen hohlen Kammern 17 weisen keine Heizungen bis 5y ist eine sehr feine Verzahnung vorgesehen. Es auf, so daß die Folienbahn 1 zu Beginn des Reckvorkönnen beispielsweise bei einem Teilkreisdurchmesser gangs und am Ende des Reckvorgangs nicht beheizt von 250mm 500 Zähne mit dem Modul m=0,5mm 25 wird. Die Führung 16 und die dieser zugehörigen vorgesehen sein. Es kann eine Geradverzahnung, eine hohlen Kammern 17a bis lld sind in beliebiger be-Spiralverzahnung oder eine Pfeilzahnverzahnung ver- kannter Weise befestigt, so daß die Folienbahn 1 bei wendet werden. Vorzugsweise wird das Zahnprofil Drehung der Zahnräder 3,3' in gewünschter Weise der die Einprägungen erzeugenden Ritzel 4,4' so ge- über die Führung 16 gleitet.

wählt, daß die Zähne vom Zahngrund aus nach oben 30 Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichspitz zulaufen, ohne Ausbauchungen in der Nähe des tung beschrieben. Wenn die Folienbahn 1 die Einlauf-Teilkreisdurchmessers, wodurch die Folienbahn 1 walzen 2,2'verlassen hat und die dem Erzeugen der sich leicht von den Zähnen lösen kann. Die Art und Einprägungen dienenden Ritzel 4,4' erreicht, dann Weise der Befestigung der Ritzel ist am besten aus wird die Folienbahn 1 durch die Kraft der die Ritzel Fig. 3 ersichtlich. Jedes der Ritzel ist frei drehbar 35 4,4' belastenden Federn 14 in die Verzahnung der auf einer Achse 24 gelagert, die an einem Hebel 13 Zahnräder 3, 3'hineingedrückt, so daß an der Folienmittels eines Halterahmens 13a befestigt ist. Die Oberseite und der Folienunterseite Einprägungen in Hebel 13 sind an dem ihnen benachbarten Rahmenge- Form von einander abwechselnden, längs den Seiten stell 10, 10'schwenkbar gelagert, und zwar mittels BoI- rändern der Folienbahn 1 (s. Fig. 4 und 5) angeordzen 23, die an den Rahmengestellen 10, 10' befestigt 40 neten Einkerbungen 15 entstehen. Während die Fosind. An den Rahmengestellen 10, 10'sind außerdem lienbahn 1 durch die Drehung der Zahnräder 3,3' als Schraubenfedern ausgebildete Federn 14 in beliebi- fortlaufend weiter gezogen wird, wird sie durch den ger, bekannter Weise befestigt, beispielsweise mittels zueinander winkligen Verlauf der Zahnräder 3, 3' fort-Haltewinkeln. Die Federn 14 drücken nach unten auf schreitend gereckt, da die Ritzel, mit denen die Fodie ihnen zugehörigen Hebel 13, wodurch die Zähne 45 lienbahn nacheinander in Berührung kommt, diese der Ritzel in Eingriff mit den Zähnen der Zahnräder dauernd in Eingriff mit den Zahnrädern 3, 3 halten. 3,3' gebracht werden. Dadurch, daß die Ritzel durch Das Recken der Folienbahn 1 aus thermoplastischem Federn im Eingriff mit den Zahnrädern 3, 3' gehalten Material wird durch die Beheizung unterstützt, die werden, können Folienbahnen veränderlicher Dicken die Folienbahn 1 erhält, wenn sie über die Führung gereckt werden, ohne daß man an der Vorrichtung 50 16 gleitet. Wenn die Folienbahn 1 die Ritzel 5/5/ Einstell- oder Verstellmaßnahmen durchführen muß- erreicht hat, dann ist sie ausgereckt, wie dies in te. Fig. 6 dargestellt ist. Die Folienbahn 1, die nun wie-

In Fig. 2 ist eine Folienbahnführung 16 darge- derum im wesentlichen abgekühlt ist, läuft dann

stellt, die zwischen den Zahnrädern 3,3' angeordnet durch die Auslaufwalzen 6,6', die dazu dienen, die

ist. Die obere Oberfläche der Führung 16 ist glatt 55 Folienbahn 1 auszurichten, bevor sie auf den Aufnah -

und kann eine polierte Metallfläche sein. Vorzugs- mewinkel 7, der von beliebiger bekannter Art sein

weise besteht die obere Oberfläche der Führung 16 kann, aufgespult wird.

aus dünnem Glasfasergewebe. Dieser Werkstoff weist Ein wichtiger Vorteil der Vorrichtung besteht dareinen kleinen Reibungskoeffizienten sowie die ge- in, daß örtliche Fehlstellen in der Folienbahn, beiwünschten thermischen Eigenschaften auf. Die obere 60 spielsweise Risse oder Löcher, beim Recken nicht we-Oberfläche der Führung 16 muß so geformt sein, sentlich vergrößert werden. Diese vorteilhafte Eigendaß sie den Umrissen der Zahnräder 3,3' folgt. Die schaft der Vorrichtung wird dadurch begünstigt, daß Führung 16 hat daher einen etwas elliptischen Längs- die Zahnräder 3,3' mit ihren Zähnen gleichzeitig an schnitt, da die Zahnräder 3,3' miteinander einen Win- vielen Stellen der Folienbahn 1 angreifen. Die langkel bilden. Die Führung 16 bedeckt mehrere hohle 65 sam fortschreitende Verstreckung der Folienbahn 1 Kammern 17a, ITb, 17c, 17a", die aus dickem Mes- verursacht außerdem nur einen geringen den Foliensingblech oder einem anderen gut wärmeleitenden bahnvorschub hemmenden Widerstand. Eine Erspar-Blech gefertigt sind. nis an aufzuwendenden Antriebskraft tritt bei dem be-

schriebenen Ausführungsbeispiel auch dadurch ein, daß keine Halteklemmen zum Ergreifen und Ausziehen der Folienbahn 1 vorgesehen sind. Zum Antrieb der Vorrichtung ist daher ein verhältnismäßig schwacher Antriebsmotor hinreichend. Ein weiterer Vorteil 5 der Vorrichtung besteht darin, daß diese selbstzuführend arbeitet. Es genügt, wenn man den Folienanfang im Bereich der Ritzel 4,4' mit den Zahnrädern 3,3' in Eingriff bringt. Man braucht, um die Vorrichtung in Betrieb setzen zu können, keinen Vorspann aus bereits gerecktem Folienmaterial, der vor Inbetriebnahme der Vorrichtung in diese eingelegt werden müßte, wie dies bei üblichen Reckvorrichtungen der Fall ist.

In F i g. 4 ist ein Querschnitt durch eine mit Einkerbungen 15 an den Seitenrändern versehene Folienbahn 1 gezeigt, bevor diese gereckt ist, und in Fig. 6 ist der Querschnitt derselben Folienbahn nach Beendigung des Reckvorganges dargestellt. F i g. 5 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnittes einer wellenförmige Einkerbungen 15 aufweisenden Folienbahn 1.

In der vorstehenden Beschreibung wurde der Einfachheit halber und um leichtes Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, nur ein einziges Ausführungsbeispiel beschrieben. Selbstverständlich kann die erfin- dungsgemäße Vorrichtung in mannigfacher Weise abgewandelt werden. Beispielsweise könnte die Zahl der verwendeten Ritzel verschieden gewählt werden. Es könnte auch eine Einrichtung zum Verstellen der Größe des Winkelsa zwischen den Zahnrädern 3 und 3' vorgesehen sein. Durch Verstellen der Größe des Winkelsa wird erreicht, daß die Folienbahn mehr oder weniger stark gereckt wird. Um eine Verstellbarkeit des Winkelsa zu ermöglichen, kann das Gestell 10,10'in zwei Teile unterteilt sein, die relativ zueinander bewegbar sind und an denen je eines der Zahnräder 3,3' gelagert ist. Um eine Relativbewegung der Teile des Rahmengestells 10, 10' zueinander zu ermöglichen, müßte zwischen den Zahnrädern 3,3' und der Führung 16 selbstverständlich ein Spielraum belassen werden. Man könnte beispielsweise verschiedene Auflagen aus Glasfasergewebe, die für verschiedene Größen des Winkelsa anzuwenden wären, als die Kammern 17 überliegende Führung 16 vorsehen.

Die Vorrichtung kann zum Recken von Folienbahnen aus verschiedensten Kunststoffen verwendet werden, beispielsweise zum Recken von Polycaprolactam und anderen Poylamiden, von Celluloseacetat und anderen Celluloseestern, von polymeren Vinylen, von Polymerender a-Olefine, Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat. Die Vorrichtung ist ganz besonders gut geeignet zum Recken von Folienbahnen aus linearen Polyestern, wie Polyesterterephthalaten. Im folgenden ist ein Anwendungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Beispiel:

Es wird die vorstehend beschriebene Vorrichtung mit insgesamt 11 Ritzeln pro großem Zahnrad von 250 mm Teilkreisdurchmesser dazu benutzt, um eine Folienbahn zu recken, die fortlaufend mittels einer Extrudiervorrichtung unter Verwendung von Äthylenglykolpolyterephthälat und von 1,4-Cyclohexandimethanol hergestellt wird. Die Folienbahn weist eine anfängliche Breite von 160 mm und eine anfängliche Dicke von 130μ auf. Nach Durchgang durch die Vorrichtung beträgt die Folienbreite 310 mm und die Foliendicke der keinen Längenverlust zeigenden Folienbahn beträgt ΊΟμ. Die Umfangsgeschwindigkeit beträgt 0,80 m/min und die Temperatur des zentralen Teiles der Folienbahnführung beträgt ungefähr 80° C. Der vordere Anfangsbereich und der hintere Endbereich der Folienbahnführung sind unbeheizt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Recken von Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen in ihrer Querrichtung mit zwei beidseitig der zu reckenden Folienbahn angeordneten Rädern, die senkrecht zur Ebene der Folienbahn stehen und miteinander einen in Bewegungsrichtung der Folienbahn geöffneten Winkel bilden, und mit Einrichtungen zum Festhalten der Folienbahnränder auf einem Teil des Umfangs der Räder, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder als Zahnräder (3, 3^ ausgebildet sind und die Einrichtungen zum Festhalten der Folienbahnränder aus mehreren mit den Zahnrädern (3, 3') im Eingriff stehenden Ritzeln π (4, 5α bis 5/· 4', 5'a bis 5'ß bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzel (4, 5a bis 5/· 4', 5'a bis 5'J) radial verschiebbar gelagert und durch Federn (14) auf die Zahnräder (3, 3') anpreßbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zahnrädern (3, 3 0 eine Folienbahnführung (16) vorgesehen ist.

25