DE1504242A1

DE1504242A1 - Vorrichtung zum fortlaufenden gleichzeitigen Laengs- und Querrecken von Kunststoff-Folienbahnen

Info

Publication number: DE1504242A1
Application number: DE19631504242
Authority: DE
Inventors: Andersen Dr-Ing Heinz-Erhardt; Dieter Koch
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1963-08-21
Filing date: 1963-08-21
Publication date: 1969-07-03
Also published as: FR1404369A; US3256558A; GB1070477A; NL6409390A; AT284425B; DE1504242B2; CH419583A; NL150369B; BE652151A

Description

FARBWERKE" HOECHST AG. Gendorf, den 8.8.1965

vormals Meieter Lucius & Brüning PA 1 Gd 1340

Beschreibung

Patentanme !dung

"Vorrichtung zum fortlaufenden gleichzeitigen Längs- und Querrecken von Kunetstoff-Folienbahnen"

Die Erfindung bezieht sich auf dae grundsätzlich bekannte, fortlaufende gleichzeitige Längs- und Querrecken von erwärmten Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyacrylsäureester^ Polyolefinen, Polyamiden sowie den entsprechenden bekannten Mischpolymerisaten, mit Hilfe von Walzensystemen und auf endlosen Führungsschienen umlaufenden Spanngliedern oder Kluppen, welche innerhalb der Reckzone durch den Zug der sich bewegenden Folie und aueserhalb dieser Zone durch nachgebende Förderelemente bewegt werden.

Bei dieser Arbeitswelse des gleichzeitigen Verstreckens in Längsund Querrichtung müssen sich die den Folienrand erfassenden Kluppen während des Reckvorgangs nicht nur auf divergierenden Schienen bewegen, sondern dabei auch noch ihren gegenseitigen Abstand stetig vergrössern. Die Kluppen dürfen daher nicht starr miteinander verbunden sein wie bei den gewöhnlichen Breitstreckrahmen. Zur Bewerkstelligung der erforderlichen stetigen Abstandsvergrösserung der Kluppen voneinander innerhalb der Reckzone sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, bei denen die gewünschte Wirkung zwangsweise durch ein mechanisches System herbeigeführt wird. Bekannt sind Vorrichtungen, bei denen die Kluppen mittels eines Gestänges nach Art einer sogenannten Nürnberger Schere gelenkig miteinander verbunden sind, wobei deren mittlere oder auch äussere Drehpunkte in einer weiteren Schiene geführt werden, welche sich innerhalb der Reckzone der eigentlichen Kluppenbahn je nach dem Reckverhältnis nähert, -so dass die Schere gespreizt und damit der Kluppenabstand vergröeeert wird. Ebenfalls bekannt ist eine Vorrichtung, deren lose Kluppen innerhalb der Reckzone von einer Schraubenspindel mit progressiver Steigung erfasst werden und hierdurch die Kluppenabstände in der gewünschten Weise vergrössert werden.

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Die genannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass infolge der zwangsläufigen mechanischen Führung der Kluppen ein zuverläeeiger Betrieb bei den zu einer wirtschaftlichen Produktion erforderlichen Follengesohwindigkeiten nicht möglich ist und demgegenüber die Methode der nicht-gleichzeitigen Längs- und Querreckung trotz ihres hohen Aufwände immer noch vorzuziehen ist.

Zur Vereinfachung des mechanischen Systems der Kluppenbewegung bei gleichzeitigem Hecken in Längs- und Querrichtung wurde in der holländischen Patentschrift 589 584 ein senkrecht gestellter Reckrahmen beschrieben, den die Folie von unten nach oben durchläuft und wobei die lose angeordneten Kluppen von der Folie naoh oben gezogen und im Rücklauf durch ihr Eigengewicht wieder bis zum Einlauf in die Reokstrecke gefördert werden. Diese Methode ist praktisch jedoch nicht anwendbar, weil, vor allem bei dünneren Folien mit weniger als 200 ax Dicke, die Reieefestigkeit der erwärmten Folien in der Reokzone nicht ausreicht, um das Gewicht der Kluppen zu tragen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung «um gleichzeitigen biaxialen Verstrecken von Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, welche frei von den Nachteilen der oben erörterten Vorrichtungen ist. Die Vorrichtung besteht aus einer Kombination von zwei verschieden schnell laufenden Walzensystemen einerseits und einem System von Spannkluppen, welche innerhalb der beheizten.Reckzone durch die Folie gefördert werden. Die Vorrichtung der. Erfindung ist gekennzeichnet durch seitlich verschiebbare Profilsohienen, auf diesen mit Wälzlagerrollen frei umlaufende und aus serhalb der Reckzone von endlosen Keilriemen angetriebene Spannkluppen, wobei diese Keilriemen über die äusseren Kluppenrollen hinweggleitend angeordnet sind, do dass sie sich dabei infolge des Abwälzena der Rollen gegen die Profilschiene mit doppelter Kluppengesohwindigkeit bewegen können.

Zweckmässig gibt man der Profilschiene den Querschnitt eines gleichseitigen regelmäseigen Sechsecks und stattet die Kluppen mit drei um jeweils 120° versetzten Rollenpaaren aus,.welche sie auf der Sechseckschiene führen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Walzensystem am Ein- und Auslauf der Reckzone aus jeweils drei beheizbaren Walzen

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gleichen Durohmesaera gebildet, yon denen jeweils zwei Im Abttand von etwa einem Walzenradiue angeordnet und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit und im gleiohen Drehsinn angetrieben sind, während die dritte Walze lose laufend auf den ersten beiden Waisen ruht und beide Walzentrios, wenn die Folienbahn BWisohen ihnen unter Umachlingung der jeweils losen Walze geführt wird, ein Durohruteohen der Folie.verhindern.

In einer weiteren Ausftihrungsform ist der gesamte Reokrahmen um eine waagrechte Achse derart stufenlos schwenkbar gestaltet, dass die Neigung der Ebene, innerhalb deren die Kluppen umlaufen, verändert und dadurch die von den Kluppen auf die Folienbahn wirkende Gewichtsbelastung nach den jeweiligen Erfordernissen regelbar ist.

In den freigeee Zeichnungen, Figur 1 bis 3, sind beispielsweise AuefUhrungeformen der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt in der Draufsicht ein Kombinationeaggregat von Einlauf- und Auelaufwalzen mit Spannkluppeneystem. Sas Hn- und Auslaufsystem beisteht aus dem Walzentrio 1 und dem mit einer höheren Geschwindigkeit umlaufenden Walzentrio 2, welohe die über sie laufende Folienbahn 3 zwischen βloh in der Längsrichtung verstrecken. Im Zwischenraum zwischen den Waleentrios 1 und 2 ist das die Querreokung der Folienbahn bewerkstelligend« Kluppensystem angeordnet. Es besteht aus zwei an den beiden Längsseiten der Folienbahn angeordneten Gruppen von Kluppen 4, welohe frei gleitend auf je einer endlosen Profilsohiene 5 verschiebbar sind.

Die endlosen Profilschienen 5 sind so gestaltet, dass sie in der Einlaufzone parallel zu den Händern der nooh unverstreokten Folienbahn laufen, sich dann am Beginn der Deformierungezone im flachen Winkel nach auswärts fortsetzen, am Ende der Deformierungezone wieder parallel zu den Händern der nunmehr breitgereokten Folienbahn verlaufen, sich dann in einem kurzen umkehrbogen von den Rändern der Folienbahn nach aussen entfernen und in einer im wesentlichen geradlinigen Strecke zu einem abermaligen Umkehrbogen verlaufen, der sich an den Beginn der Einlaufzone anechliesst. Die Bewegung der Kluppen 4 auf den Profilschienen 5 erfolgt auf dem im Winkel zueinander verlaufenden Strecken der Schienen durch die

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rollenbahn selbst, an welche hier die Kluppen angeklammert sind. Auf den übrigen Strecken der Profilsohienen 5 werden die Kluppen durch je zwei endlos über angetriebene Keilriemenscheiben 6 bzw. und Umlenkrollen 8 bzw. Anpressrollen 9 und.umlaufende Keilriemen und 11 gefördert, indem die genannten Rollen die Keilriemen federnd so weit gegen die Rollen der Kluppen 4 drücken, daes die letzteren von den Keilriemen durch Reibung mitge-nommen und eo auf den Profi'lsohienen 5 verschoben werden.

Figur 2 zeigt in der Seitenansicht die zwei Walzentrioe 1 und 2 und die zwischen ihnen geführte Polienbahn 3, die jeweile umsohlingend um die mittlere lose Walze jedes Trios geführt ist, so dass sie durch ihren eigenen Zug sich derart zwischen der loeen Walze und den beiden unteren Walzen einspannt, dass die Polienbahn zwischen den Walzenaggregaten nicht durchrutschen kann.

Die Umlönkrollen 8 für den Keilriemen 10 können in der Pfeilrichtung von der Kluppenschiene 5 wegschv/enken, dadurch kann die mit S bezeichnete, als Speicher für Kluppen dienende Teilstrecke der Schienen 5 in gewissem Umfang vergröseert oder verkleinert werden, um sie der mit der Variation des gewünschten Längsreckverhältnieees sich ändernden Anzahl der zu speichernden Kluppen anzupassen·

Eine besonders vorteilhafte Gestaltung der Kluppenschiene und der Kluppen, die einen ruhigen und gleichmässigen Lauf der Kluppen bei geringstmöglicher Reibung gewährleistet, ist in Figur 3 dargestellt. Hier ist die endlose Profilschiene 5 als regelmässiges Sechskantprofil gestaltet. Die Schiene 5 ist über Stützen 12 am Maschinenrahmen 13 befestigt. Die Kluppe 4 ist mit sechs als Laufrollen dienenden Wälzlagern 14 ausgerüstet, welche paarweise und um jeweils 120° versetzt auf Sechskantflächen der Profilsohiene 5 laufen.

Die Kluppen sind in an sich bekannter Welse mit Kluppenhammer 15 und Kluppentisch oder Gegenlager 16 gestaltet. Der obere Hebelarm des Kluppenhammers 15 wirkt in bekannter Weise mit hier nicht dargestellten Anlaufschienen oder -scheiben in der Nähe der oberen und unteren Umkehrpunkte der Profilschienen 5 zusammen, um am Einlauf das selbständige Anklammern der Kluppen an den Folienrand und am Auslauf das selbständige öffnen und Freimachen der Kluppen von der Folienbahn zu bewerkstelligen. Zur Gewährleistung eines leichten Laufes der Kluppen auf der Profilschiene ist es wesentlich, dass

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die Mittelebene dee aussenliegenden HollenpaareB mit der Ebene der Folienbahn zusammenfällt, damit der Kluppe duroh dtn Zug der Folienbahn kein Kippmoment um die Profilsohiene erteilt wird.

Die Vorrichtung der Erfindung hat den Vorteil, dass in der Verstreckungszone, wo die erwärmte Folienbahn bei ihrer Vorwärtsbewegung die Kluppen mitziehen muss, mit Sicherheit ein Einreissen der Folie in der Nähe der Eingreifstellen der Kluppen vermieden wird, Ausserdera ia-t gewährleistet, dass die Kluppen sich an keiner Stelle ihrer Bahn auf der Profilschiene verkanten und dabei verklemmen können und dass an ihnen keine Kippmomente gegenüber der Schiene entstehen können.

Für die praktische Ausführung der gleichzeitigen Länge- und Querreckung mit lose auf Führungsschienen laufenden Kluppen ist von entscheidender Bedeutung der Winkel, unter dem innerhalb der Ve.rstreckungszone die die Kluppen tragenden Profilschienen zur Folienlängsachse eingestellt werden. Wählt man diesen Winkel zu klein, so ergibt sich für ein vorgegeben« Breitreckverhältnis eine zu groset Anzahl der in der Reokzone befindlichen Kluppen, so dass das Gesamtgewicht der Kluppen, die unter Überwindung von deren Reibung an den Profilschienen von der Folienbahn mitgezogen werden müssen, grosser werden kann als die Reissfestigkeit der Foliefabahn. Andererseits darf der Anstellwinkel der Führungsschienen in der Reokzone auch nicht zu gross gewählt werden, weil dabei eine Selbsthemmung und Abbremsung der Kluppen eintreten kann, die ebenfalls die Zugfestigkeit der Folienbahn überschreitet und zum Einreissen derselben führt. Der jeweilige optimale Anstellwinkel der Führungeschienen hängt im wesentlichen von der Reissfestigkeit, Dehnung, Breite und Dicke der Folienbahn, vom Wärmeinhalt der Folienbahn, vom gewählten Verhältnis der Längs- und Querreokung, vom Kluppengewicht und vom Reibungsfaktor zwischen Kluppe und Führungsschiene ab. In Kenntnis dieser Faktoren lässt sich in jedem Einzelfall der optimale Winkel im voraus abschätzen. Soll beispielsweise eine ■ Hartfolie aus Polyvinylchlorid von 50/U Stärke und 50 cm Breite bei einer Temperatur von 100° in Längs- und Querrichtung um den Faktor 2 verstreckt werden, so beträgt bei einem Kluppengewicht von 500 g und einem Reibungefaktor Kluppe auf Schiene von 0,1 der opti-t male Anstellwinkel der Führungeschienen in der Streckzone 13 Winke1-

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grade« für andere Typen von Folien mit anderen Abmessungen und mit gewUneahten anderen VerBtreokungsVerhältnissen ergeben «loh andere optimale Winkel, Eb liegt daher der Gedanke nahe, die beiden endlosen Profil8ohienen in irgendeiner Weise so veränderlich zu maohen, dass ihre Anstellwinkel in der Reokzone geändert werden können. Die Erfüllung dieser Forderung bietet aber grosee meohanlHohe Schwierigkeiten, weil sich dabei wechselnde Unstetigkeitsstellen auf den beiden Führungsschienen innerhalb der Reokzone nioht vermelden lassen, die den Kluppen eine ruokartlge Bewegung aufzwingen und zu einer Unstetigkeit des Reokvorganges führen würden. Bei der vorliegenden Erfindung ist daher von einer Veränderlichkeit des Führungssohlenenlaufes abgesehen worden. Dafür wird der gesamte, aus den beiden unveränderlichen endlosen Führungsschienen bestehende Reokrahmen um eine horizontale Achse quer zur Folienriohtung schwenkbar ausgebildet. Dies ermöglicht ein stufenloses Schwenken des Reokrahmens gegen die Horizontale, woduroh sich die auf die Folienbahn innerhalb der Reokzone einwirkende Gewiohtskomponente der Kluppen variieren lässt.

Auch der Reibungsfaktor wird dabei variiert, weil die Reibung zwischen Kluppe und Schiene umso geringer wird, je mehr mit zunehmender Schwenkung zur Vertikalen die Erdbeschleunigung zur Verschiebung der Kluppen auf den Schienen beiträgt.

Zur Erzielung anderer Reokverhältnisse und zur Anpassung an wechselnde Breiten der zu bearbeitenden Folienbahnen werden zweokmässig die beiden endlosen Führungsschienen im Aggregat so gelagert, dass sie quer zur Folienlängsachse ohne Änderung des Anstellwinkels einander genähert oder voneinander entfernt werden können.

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Claims

Patentansprüche t

Vorrichtung zum fortlaufenden gleichzeitigen Länge und Querrecken von erwärmten Folienbahnen aus Kunststoffen mittels einer Kombination von zwei verschieden sohneil rotierenden Walzensystemen und einem Spannkluppensystem, wobei innerhalb der Reokzone. die Portbewegung der Spannkluppen von der Folie übernommen wird, gekennzeichnet durch zwei eeitlioh verschiebbare, endlos in sich zurücklaufende Profilschienen, welohe zwischen sich eine längsachsenparallele schmale Laufstrecke, eine sich daran anschliessende trapezförmig erweiterte Laufstrecke und anschliessend eine längsaohsenparallele breitere Laufstrecke für die Folienbahn eineohlieeeen, auf den Profilschienen mit Wälzlagerrollen umlaufende und ausserhalb der trapezförmigen Laufstrecke v-en endlosen Keilriemen angetriebene Spannkluppen, wobei diese Keilriemen über die äusseren Kluppenrollen hinweggleitend angeordnet sind, so dass sie eich infolge dee Abwälzens der Hollen gegen die Profilsohiene mit . doppelter Kluppengeschwindigkeit bewegen können.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Profilschienen ein gleichseitiges regelmässiges Secheeck darstellt und die Kluppen auf den Schienen mit drei um jeweils 120° versetzten Rollenpaaren geführt werden.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzensysteme am Ein- und Auslauf aus jeweils drei beheizbaren Walzen gleichen Burohmessers bestehen, deren Achsen an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind und von denen zwei mit gleicher Drehzahl und in gleichem Drehsinn angetrieben werden, während die dritte obere Walze lose auf den beiden anderen Walzen mitlaufend derart angeordnet ist, dass die zu behandelnde Folienbahn unter Umschlingung der jeweils losen Walzen in die Vorrichtung ein- und wieder aus ihr herausgeführt werden kann.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass der gesamte, aus Walzentrios und Kluppenschienen bestehende Reckrahmen um eine rechtwinkelig zur Folienlaufrichtung liegende /^>Aonse stufenlos schwenkbar ist.

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