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Anlage zur Herstellung von Halbzeug aus Kunststoffen Die Erfindung
fällt in das Gebiet der Herstellung vor. Halbzes wie Streifen, Bänder, Webbändchen
und andere Mono- oder Mult@ filamente, gegebenenfalls Folien, aus thermoplastischen
Kunststoffen, vorzugsweise solchen, die kristallisierbar sind bzwt bei Einwirkung
von geeigneten Temperaturen ihren Ordnungszystand ändern.
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Solche Halbzeuge sind in ihren physikalischen Eigenschaften, insbesondere
in der Reißfestigkeit, Dehnung, Schlagfestigkeit bzw0 SpröEligkeit, der Transparenz
und im Glanz, insbesondere aber auch in der Spleißigkeit, stark abhängig vom Grad
ihrer Kristallisation bzw. Kristallordnung und in ihrem-besonders im thermoelastischen
Bereich bzw. im Kristallitschmelzbereich - durchgeführten Verstreckungsgrad und
vom Grad ihrer inneren Ordnung bzw. ihrer inneren Spannung. Beeinflußt werden diese
Eigenschaften auch durch das Zusammenspiel zwischen Orientierungs- und Verstreckungsgrad.
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Es ist auch oft erwünscht, daß verstreckte Halbzeuge mit hohen inneren
Spannungen nach der Reckung getempert werden, um die ihnen innewohnenden inneren
Spannungen bzw. Spannungsspitzen abzubauen und ihre Ordnung zu ändern.
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Die große Mannigfaltigkeit von Kunststoffen mit den verschiedensten
Eigenschaften und die Möglichkeit durch Änderung des technologischen Herstellungsverfahrens
auch die genannten Eigenschaften zu verändern, das alles stellt viele Kunststoff
verarbeitende Betriebe heute vor immmer neue Aufgaben hinsichtlich der Auswahl und
Zusammenstellung geeigneter Vorrichtungen und Anlagen zur Durchführung des jeweils
erforderlichen Herstellungsverfahrens.
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Bei dem sich immer mehr steigernden Tempo der Entwicklung auf diesem
Gebiet ist eine gerade fertiggestellte Anlage für die Sonderbehandlung eines Halbzeugs
oft nicht mehr zeitgemäß und muß durch eine neue ersetzt werden, weil beispielsweise
der Rohstoff oder das Verfahren gewechselt werden mu#.
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Die bisher gebräuchlichen Anlagen sind meist solchen Forderungen der
Anpassung an Änderungen der Verfahren nicht gewachsen.
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Es werden daher immer wieder Investitionen für neue Einrichtungen
und neue Anlagen erforderlich, deren jedoch nur kurzfristige Verwendungsmöglichkeit
eine normale Amortisation aus den gleichen Gründen wiederum in Frage stellt Diesem
Übelstand abzuhelfen, ist letztlich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
darauf abzielt, Vorrichtungs- bzw. Anlagenelemente zu schaffen, die auch bei raschem
Wechsel der Erfordernisse immer wieder Verwendung finden können.
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Die solcherart aus denselben Elementen immer wieder neu zusammenstellbaren
Anlagen und Vorrichtungen sollen es ermöglichen, jedes gewünschte Verfahren in einem
einzigen Arbeitsyang und in einer Wärme bei beliebig regelbaren Arbeitsgeschwindigkeiten
durchzuführen und auf diese weise Halbzeuge mit einer der nachfolgenden Charakteristiken
oder Kombinationen derselben im Großbetrieb zu erzeugen: a) weitgehend amorphe oder
abe tuch mit definiertem Grad an Kristallität, b) ungereckte oder aber auch mit
einem definierten Grad an Reckung; c) mit Anteil an innerer Spannung oder aber auch
ohne solche (ungetempert oder getempert) ; d) spröde und längsspleißig oder aber
auch schlagfest und wenig längsspleißig; e) Kombinationen der Eigenschaften a) bis
d) in allen möglichen Varianten.
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Der Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß eine Anlage geschaffen
wird, die so verfahrensgerecht einstellbar und variierbar ist, daß mit ihrer Hilfe
erstmals alle oben angeführten lIalbzeuge mit allen beschriebenen und allen in Zukunft
noch zu technischer Bedeutung gelangenden Eigenschaften bzw. Kombinationen dieser
Eigenschaften erzielt werden können, ausschließlich in ein und derselben Anlage
und ausschließlich durch sinnvolle Anwendung der Vorrichtungen dieser Anlage zur
Durchführung des jeweils erforderlichen Verfahrens.
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Es konnte nun überraschend gefunden werden, daß alle notwendigen und
denkbaren Verfahrensschritte und Prozesse in einer einzigen Anlage durchgeführt
werden können, deren für die Verfahren wichtigste Teile ausschließlich aus sinnvoll
gestalteten und sinnvoll angeordneten Walzen bestehen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in der Anlage die Anordnung
so getroffen ist1 daß in einer einzigen Vorrichtung, in einem einzigen Arbeitsgang
und in e i n e r Wärme aus dem gegebenen Schmelzgut das gewünschte Halbzeug nach
dem jeweils gegebenen Verfahren ausschließlich mit Hilfe von Walzen einheitlicher
Gestalt und Dimensionierung von kleinsttunlichem Durchmesser hergestellt wird, daß
die Walzen mittels durchströmender Wärme- oder Kühlmittel in Gruppen oder einzeln
auf jede gewählte bzw. nach dem gegebenen Verfahren und Werkstoff erforderliche
Temperatur (durch Thermostate) eingestellt werden können, daß die Walzen nach Bedarf
einzeln oder in Gruppen mit jeder gewählten oder gegebenen Umdrehungszahl angetrieben
werden oder freilaufend bleiben können und daß einzelne Teilverfahren, -wie Kühlen
(Abschrecken), Verstrecken und Tempern -, durch angetriebene und stufenlos regelbare
Abzugswalzenpaare voneinander getrennt werden können.
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Entsprechend ihrer verfahrensmäßigen Aufgaben sind die Walzen in eine
K ü h 1 s t r e c k e A, eine R e c k s t r e c k e B und eine T e m p e r s t r
e c k e C aufgeteilt, wobei diese drei zur Erfüllung ihrer funktionellen Aufgabe
jeweils durch Abzugswalzenpaare Dl bis D3 in Fig. 1, 2, 4 bis 7 bzw. D1, D3 bis
D6 in Fig, 3 voneinander getrennt sind.
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Die Kühlstrecke A bietet dabei neben ihrer Hauptaufgabe,das Schmelzgut
in den gestaltfesten Aggregatzustand überzuführen, die Möglichkeit, die Halbzeuge
durch Anwendung definierter Temperaturen in Halbzeug mit definierten Kristallisations-
bzw. Ordnungszuständen überzuführen.
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Zur Einstellung der gewünschten Geschwindigkeiten der drei genannten
Strecken sind die Abzugswalzenpaare angetrieben und stufenlos regelbar ausgerüstet,
Im Normalfall sind die Walzen der Kühlstrecke A und Temperstrecke C angetrieben;
dagegen sind die Walzen der Reckstrecke B freilaufend, dvh. nicht angetrieben.
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Das gewünschte Reckverhältnis wird durch das Geschwindigkeitsverhältnis
der beiden Abzugswalzenpaare bestimmt, die die freilaufenden Walzen der Reckstrecke
einschließen.
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Die UTmlaufgeschwindiqkeit der letzten Walze der Rekstrece S bestimmt
die Geschwindigkeit der Walzen der Temperstrecke C und damit im Normalfall die Endgeschwindigkeit.
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Es ist für die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung weiterhin von
ganz wesentlicher Bedeutung, daß alle Walzen mit Ausnahme der Walzen der Abzugswalzenpaare
gleiche oder ähnlich große Durchmesser haben, die relativ gering sind.
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Alle Walzen müssen z. B. Pit Hilfe von Flüssigkeitsumlaufheizungen
temperierbar sein, um die für die Funktion der jeweiligen Verfahrensziele erforderlichen
Temperaturen reproduzierbar einstellen zu können.
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Fig. 1 zeigt das Schema einer Anlage mit je einer Kühl-, Reck-und
Temperstrecke, Fig. 2 das Schema der gleichen Anlage, bei welcher jedoch die Walzen
der Reckstrecke seitlich nach links und rechts abwechselnd auseinandergefahren sind,
Fig. 3 das Schema einer Anlage, bei welcher mehrere Reck- und Temperstrecken intermittierend
aufeinanderfolgen.
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Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Maschine mit drei Baugruppen
nach dem Schema der Fig. 1 in Arbeitsstellung, Fig> 5 die Maschine nach Fig0
4 in Ruhestellung.
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Fig. 6 die Seitenansicht derselben Maschine, Fig. 7 Einzelheit zu
Fig. 4 und Szur Darstellung des zusätzlichen seitlichen Auseinanderfahrens der Reckwalzen
gemäß Schema Fig. 2; Fig. 8 zeigt Ansicht und Querschnitt eines Hilfsbandes zur
Inbetriebsetzung, Fig. 9 zeigt die Düse mit Hilfsband im Augenblick der Inbetriebsetzung.
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In den Fig0 1 bis 3 sind drei Typen der Anlage schematisch dargestellt.
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Anhand der Fige 1 wird eine Anlage im einzelnen beschrieben: Die Kühlstrecke
A besteht aus einer Reihe parallel hinereinander angeordneter Walzen 1, wobei im
allgemeinen ca. 6 oder mehr funktioneller Walzen verwendet werden Die Kühlstrecke
A hat die Aufgabe, den aus der Düse S bzw. aus den Düsenlippen austretenden Film
auf zunehmen und je nach eingestellter Walzentemperatur auf den amorphen Zustand
der Folie abzuschrecken oder schnellstmöglich auf eine Temperatur zu bringen, bei
welcher der Film den gewünschten definierten Zustand an Kristallisation bzw. innerer
Ordnung annimmt Die Walzen 1 der Kiihlstrecke A sind angetrieben und stufenlos regelbar
und stimmen in ihren Umlaufgeschwindigkeiten untereinander und mit dem ersten Abzugswalzenpaar
D1 im allgemeinen überein.
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Für bestimmte Kunststoffe hat es sich bewährt, die Walzen der Kühlstrecke
A mit einem Teflon-Überzug zu versehen.
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Die Reckstrecke B, welche aus den Walzen 2 zwischen den Seiden Abzugswalzenpaaren
D1 und D2 besteht, dient dazu, 8. ihr von der Kühlstrecke A zulaufenden Halbzeuge
in Längsri~htuncW zu verstrecken0 Die Walzen 2 der Reckstrecke B sind im allgemeinen
freilaufend, und ihr Durchmesser ist ebenfalls so klein wie technisch möglich gehalten.
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Die Abzugswalzenpaare bestehen wie üblich als je einer Gummiwalze
bzw. aus je einer Stahlwalze als Gegendruckwalze. Alle Abzugswa lzenpaare sind angetrieben
und stufenlos regelbar.
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Im Gegensatz zu den Dimensionen der Abzugswalzen, welche einen beliebigen,
im allgemeinen dem technischen Stand entsprechenden Durchmesser von 200 bis 300
mm besitzen, sind zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Durchmesser
der Walzen der drei Verfahrensstrecken A, B und C so gering wie technisch möglich
zu wählen
Im allgemeinen sollten die Durchmesser dieser funktionellen
Walzen weniger als 100 bis 150 mm betragen, vorzugsweise weniger als 80 bis 100
mm.
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Sämtliche Walzen der drei Verfahrensstrecken A, B und C sind mittels
Flüssigkeitsumlaufthermostaten temperierbar. Es hat sich nämlich gezeigt, daß zur
Erzielung der für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Temperaturkonstanz
von 10,50 C ausschließlich-Flüssigkeitsthermostate geeignet sind0 Für die Herstellung
von hochspleißenden Folien und Bändern bzw.
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Bändchen hat es sich hervorragend bewährt, Walzen der Reckstrecke
B nach links und rechts seitwärts auseinanderzufahren, und zwar auf einen Abstand
zwischen ihren Umfangsflächen, welcher mindestens dem Betrag des Eineinhalbfachen
ihres Durchmessers entspricht. Es hat sich jedoch als sehr vorteilhaft erwiesen,
zur Herstellung von extrem hochspleißenden Bändchen den Abstand noch größer zu haltens
Die Verhältnisse sind augenscheinlich in der Fig. 2 dargestellt.
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Die walzen 2 der Reckstrecke B sind ebenfalls mittels Flüssigkeitsumlaufheizung
temperiert, und zwar für die Herstellung von weniger spleißenden Folien auf Temperaturen,
welche im Bereich der Kristallitschmelzpunkte der zu verstreckenden Halbzeuge liegen,
während für die Herstellung von hochspleißenden Bändern und Bändchen Recktemperaturen
gewählt werden, welche wesentlich, d.h. ca. 50° C und mehr unterhalb des Kristallitschmelzpunktes
der zu verstreckenden Produkte liegen.
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Das Reckverhältnis r auf der Reckstrecke B wird bestimmt durch das
Verhältnis der Umlaufgeschwindigkeiten der beiden Abzugswalzenpaare D1 und D2.
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Die Temperstrecke C tritt nur wahlweise in Funktion, und zwar dann,
wenn die hergestellten Folien und Bänder bzw. Bändchen insbesondere nach ihrer Verstreckung
getempert, d,h, von hohen -inneren Spannungen befreit werden sollen.
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Die Temperstrecke C ähnelt in ihrer maschinenmäßigen Auslegung weitgehend
der Kühlstrecke A, so daß diese gegeneinander ggf> ausgetauscht werden können.
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Die Tempertemperaturen liegen zur Erzielung optimaler Tempereffekte
im Bereich der Kristallitschmelzpunkte der zu tempernden Folien und Bänder.
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Die Geschwindigkeiten der einzelnen Walzen der Temperstrecke C sind
im allgemeinen stufenlos regelbar, doch liegen sie zweckmaßigerweise in der Nähe
der Geschwindigkeiten des Abzugswalzenpaares D2 bzw. vorzugsweise 1% bis wenige
Prozente darunter.
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Im Falle einer höheren Schrumpfung der zu tempernden Halbzeuge können
diese Temperwalzen sowohl freilaufend als aus mit stufenweise abnehmender Umlaufgeschwindigkeit
angetrieben Verwendung finden Der bequemere Ausgleich des Schrumpfens des Halbzeugs
in der Temperstrecke durch freilaufende Walzen kommt nur dann in Frage, wenn die
Festigkeit des Halbzeugs in der Temperstrecke bei den jeweiligen Tempertemperaturen
dies erlaubt.
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Je nacfordernissen, welche an die Eigenschaften der verstreckten Bändchen
und Monofile etce gestellt werden, und vor allem je nach den Eigenschaften des zu
verarbeitenden hochpolymeren
Kunststoffes, kann es notwendig sein,
daß der Verstreckungs-B und Tempervorgang C in verschiedenen, abwechselnden und
sich wiederholenden Etappen durchgeführt werden muß.
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In solchen Fällen folgt auf die Temperstrecke C eine zweite Reckstrecke
und auf die zweite Reckstrecke erneut eine zweite Temperstrecke, Dieses Intermittieren
der Reck- bzw. Temperstrecken kann beliebig fortgesetzt werden, je nach den verfahrensmäßigen
Erfordernissen.
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Hierbei können u*U. die einzelnen Teilstrecken der Reckung bzw0 Temperung
kürzer sein gegenüber der Verfahrensweise, bei welcher nur eine Reckstrecke bzw.
nur eine Temperstrecke zum Einsatz kommt.
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Die in den Schemafiguren 1 - 3 dargestellten Anlagen bilden nur drei
grundsätzliche Typen, die jedoch mannigfach variiert werden können.
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Als Ausführungsbeispiel wird in den Fig. 4 - 7 eine Maschinenanlage
dargestellt und nachstehend beschrieben: Die Anlage besteht aus zwei Seitenwänden
mit einer Stahlkonstruktion als Unterbau. Sie ist aufgeteilt in drei Baugruppen,
die auf einem geringst möglichen Platz konstruktiv eingeplant- sind.
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Die erste B a u g r u p p e , die Kühlstrecke A, hat Kühlwalzen 1
(auch Chill-Roll-System genannt) mit angeschlossenen gummierten Abzugswalzenpaaren
D1 (Fig. 4). Die Walzen werden durch einen stufenlos regelbaren Antriebsmotor 5
angetrieben. Wie Fig. 5 zeigt, wird die Hälfte der Kühlwalzen 1 durch Hydraulikzylinder
4 auf
einem Gleitholm lo auseinander- und zusammengefahren, um
die Folie von der Breitschlitzdüse her frei einziehen zu können Das Abzugswalzenpaar
Dl bestimmt die Einzugsgeschwindigkeit und ist gleichzeitig der erste Haltepunkt
für das Halbzeug, welches daraufhin zwischen dem nächsten Abzugswalzenpaar D2 verstreckt
werden soll.
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Die Kühlwalzen 1 werden mit gleicher Drehzahl angetrieben und diese
sind entsprechend der zu bewältigenden Kunststoffmenge in einem großen Bereich regelbar
Die Kühltemperatur wird durch einen Flüssigkeitsthermostaten (Umwälzthermostaten)
den thermischen Belandlungsbedingungen des zu verarbeitenden Materials angepaßt.
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Die zweite B a u g r u p p e , die Reckstrecke R, wird von einem Heizbad
mit Wärmeöbertragerflössigkeit beheizt - Ihre Temperatur ist mit einem Thermostaten
jr einem weiten Bereich regelbar. Es handelt sich um eine Clumlaufheizung, die aut1
Gestalt gehalten wird.
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Alle Walzen sind an den Enden entweder mit Dampfkö@@en oder mit 3pezialdichtungssystemen
versehen und müssen bei hoher Geschwindigkeit eine gleichmäßige Temperatur auf der
ganzen Breite und dem Durchmesser der Walzen halten; sie können außerdem hartverchromat
und hochglanzpoliert sein, um eine besonders Jute Oberfläche der Halbzeuge zu gewährleisten.
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Auch die eckwalzen 2 werden hydraulisch auseinandergefahren, um ebenfalls
das Einfädeln der Halbzeuge auf einfachste Weise zu ermöglichen. Die eckwalzen sind
vorzugsweise nicht angetrieben, sondern stellen sich jeweils nach dem Reckgrad der
Halbzeuge -laufend
steigend in ihrer Geschwindigkeit - selbständig
ein.
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Das am Ende der Reckstrecke befindliche Abzugswalzenpaar wird von
einem Antriebsmotor mit der Endgeschwindigkeit der Halbzeuge angetrieben.
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Dle dritte B a u g r u p p e , die Temperstrecke C, weist eine ähnliche
Konstruktion wie die ersten beiden Baugruppen auf und dient bei einer Reihe von
Verfahrenserfordernissen und bei den verschiedensten Kunststoffen zum Tempern der
Halbzeug.
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Der Antrieb erfolgt ebenfalls durch einen Antriebsmotor. Die Zylinder
zum Auseinander- und Zusammenfahren der Temperwalzen werden von der gleichen Hydraulik
4 bedient wie die zweite Baugruppe.
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Durch Verbindungsholme 9 sind die beiden letzten Baugruppen (Fig.
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6) miteinander verbunden. Ein Gleitholm lo dient der Ftihrung des
vorderen Walzenschlittens, Es besteht die Möglichkeit, die Temperstrecke entfallen
zu lassen und nur die beiden ersten Baugruppen ohne Änderung der Konstruktion herzustellen.
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Alle Baugruppen enthalten weiter Einbaumöglichkeiten von Schneideinrichtungen,
sowohl Randbeschneide inrichtungen zum Beschneiden von Folien als auch Schneideinrichtungen
zum Schneiden von Web-und Kistenbändern in größerer Anzahl.
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Ein Abzugswalzenpaar D3, das die Endgeschwindigkeit der herzustellenden
Kunststoffbahnen bestimmt, ist ebenfalls in der dritten Baugruppe untergebracht
und kann ohne konstruktive Änderungen den Verfahrensbedtirfnissen angepaßt werden.
Ubor die Umlenkrolle 8 verläßt das Halbzeug die dritte Baugruppe.
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Die erste und dritte Baugruppe sind ohne wesentliche konstruktive
Änderungen austauschbar (Baukastensystem).
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Für die Inbetriebsetzung einer Anlage gemäß Erfindung muß zur Vermeidung
von Störungen vor allem die LaufgeschwindigReit des Halbzeugs und deren Veränderung
von der Schmelzdüs e S bis zum Wickler W beachtet werden, so die beträchtliche Erhöhung
der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen nach der Reckung. Sogar der Umstand, daß während
des Temperns eine Schrumpfung des von seiner inneren Spannung befreiten Halbzeugs
eintritt, erfordert eine stufenweise - wenn auch nur kleine - Verringerung der Umlaufgeschwindigkeiten
der Walzen der Temperstrecke.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die das Einfädeln von Halbzeug
in Anlagen mit Kühl- oder Reckwalzen erleichtern Solche Vorrichtungen werden auch
in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bis 7 verwendet, siehe besonders Fig. 5.
- Für Anlagen, die aus vielen Einzelstrecken bestehen, wie z. B. solche nach Fig.
3 werden derartige Vorrichtungen allein deswegen nicht immer genügen, weil das Einfädeln
des aus der Düse S fließenden Schmelzguts zu lange dauern würde.
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Für solche Fälle wurde gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein
besonderes Verfahren für die Inbetriebsetzung wie folgt entwickelt: Vor dem Austritt
des Schmelzguts aus der Schmelzdüse wird bei Verwendung sehr kleiner Arbe itsgeschwind
igkeiten der Antriebsorgane ein Hilfsband H mit unveränderter Laufgeschwindigkeit
durch die einzelnen Walzenstrecken gefädelt1. Dieses Hilfsband H aus geeignetem
Stoff entspricht dem Querschnitt des herzustellenden Halbzeugs. Es ist so gestaltet,
daß es für einige Sekunden der Inbetriebsetzung das Gerüst für die Aufnahme des
Schmelzguts bildet.
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Es kann aus einem Rahmen und einem Gerippe für das sich nach Verlassen
der Düse formende Schmelzgut bestehen. Fig. 8 zeigt ein Beispiel für eine solche
Ausführung in vergrößertem Maßstab, Fig. 9 zeigt die Wirkungsweise im Augenblick
des
ersten Austritts des Schmelzguts aus der Düse. Das Hilfsband
H hat also auch die Aufgabe, im Augenblick der Inbetriebsetzung mit dem Schmelzgut
eine Einheit zu bilden. Zeitlich spielt sich der Vorgang wie folgt ab: Nach dem
Einfädeln des Hilfsbandes in die Anlage, wobei alle Walzen - auch die Abzugswalzenpaare-auf
die gleiche Umlaufgeschwindigkeit eingestellt sind, wird diese einheitliche Geschwindigkeit
stufenlos erhöht auf die Geschwindigkeit vl, das ist die normale Umlaufgeschwindigkeit
der Walzen der Kühlstrecke A. Gleichzeitig wird die erste Schmelze durch die Düse
S in das Hilfsband H getrieben. Das mit Schmelzgut gefüllte Hilfsband durchläuft
nun,- ohne daß eine Reckung eintritt, alle Walzenstrecken der Anlage. Nach wenigen
Sekunden endet das Hilfsband, zuerst das Gerippe, dann auch die Rahmenfäden, so
daß das die Anlage durchlaufende Halbzeug nunmehr lediglich aus Schmelzgut besteht.
- Nach einer vorher bestimmten sehr kurzen Zeitspanne wird nunmehr die Reckstrecke
durch stufenlose Erhöhung der Geschwindigkeit ihres letzten Abzugswalzenpaares D2
in Fig. 1 und aller sich daran anschließenden Walzen der Temperstrecke C in Betrieb
gesetzt. Als letzter Steuervorgang der Inbetriebsetzung werden schließlich die Umlaufgeschwindigkeiten
der Temperwalzen gleichmäßig abgestuft verringert, um die Schrumpfung auszugleichen.
-Da der kleinste Fehler beim Steuervorgang zu größeren Betriebsstörungen führt,
erscheint es vorteilhaft, die Schaltanlagen für die Steuerung so auszubilden, daß
die Reihenfolge und der zeitliche Verlauf der Schaltung zwangsläufig erfolgen muß,
beispielsweise durch Verwendung einer Schaltwalze, die von Hand oder automatisch
betätigt wird. - Bei Anlagen nach dem Schema von Fig. 3, also mit zwei (oder mehreren)
Reckstrecken (auf der Reckstrecke BI ist das Reckverhältnis rl, auf der Reckstrecke
B2 ist das Reckverhältnis r2, erfolgt die Steuerung für die Inbetriebsetzung in
der Art, daß zuerst wieder alle Walzen mit der gleichen
Halbzeuggeschwindigkeit
vl umlaufen, daß aber dann stufenlos die Umlaufgeschwindigkeiten der folgenden Walzen
nacheinander geändert werden: 1) für Inbetriebsetzung der Reckstrecke BI werden
erhöht die Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen D4, CI, D5, BII, D6, CII und W auf
die neue erhöhte Geschwindigkeit v2 = vl . rlt 2) für Inbetriebsetzung der Reckstrecke
BII werden sodann erhöht die Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen D6, CII und W auf
die maximale Geschwindigkeit v3 = v2 . r2 = Val . rl . r2.
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3) Bei der Inbetriebsetzung gemäß 2) oder unmittelbar anschließend
daran werden die Umlaufgeschwindigkeiten der Walzen der zweiten Temperstrecke CII
um die empirisch ermittelte dem Schlupf entsprechende Prozentzahl von Walze zu Walze
abgestuft auf die Endgeschwindigkeit v4 verringert, damit der Schrumpfung durch
das Tempern Rechnung getragen wird, damit also das Halbzeug nicht durch neues Recken
eine unerwünschte neue Spannung erfährt, Damit die Schaltwalze alle an sie gestellten
Aufgaben erfüllen kann, ist es erforderlich, daß alle elektrischen Schalt- und Regelleitungen
der Anlage zu entsprechenden Kontakten der Schaltwalze geführt werden, - Für jedes
neue Verfahren ist eine neue Schaltwalze oder eine Neueinstellung der Kontakte der
Schaltwalze erforderlich. - Die für das gewählte Verfahren richtig eingestellte
Schaltwalze sichert dann aber eine störungsfreie Inbetriebsetzung der Anlage.
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Ausführungsbeispiele Anhand von verschiedenen Beispielen werden die
Verfahrensmöglichkeiten der Analge illustriert. Der Durchmesser der Walzen beträgt
in allen Fällen 80%.
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Beispiel 1: Herstellung einer weitgehend amorphen Folie (ohne bzw.
mit geringem Anteil an Kristallisation, hochtransparent, flexibel und schlagfest
bzw. nicht spleißend;) (Nur die Kühlstrecke A wird benutzt) Material: Lupolen 3035
K Düsenspalt: 500 my Folienstärke auf den Kühlwalzen: 60 my Umfangsgeschwindigkeit
der Kühlwalzen: 60 m/Min.
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Temperatur der Kühlwalzen: 130 C Endgeschwindigkeit der Folie: 60,5
m/Min.
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Endstärke der Folie: 49 my Reißdehnung der Folie: 510% Reißfestigkeit
der Folie: 130 kp/cm2 Trübung der Folie: 5%@ Beispiel 2: Herstellung einer hochkristallinen
Folie aus Niederdruck-Polyäthylen (mehr oder weniger trübe, spröde bzw. pergamentartig
und längsspleißig;) (Nur die Kühlstrecke A und die Temperstrecke C werden benutzt)
Material: Vestolen A 6016 Düsenspa lt: 500 my Folienstärke auf den Kühlwalzen: 35
my Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalzen: 78 m/Min.
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Temperatur der Kühlwalzen: 1320 C Umfangsgeschwindigkeiten der Temperwa
lzen: 78 m/Min.
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0 Temperatur der Temperwalzen : 102 C Endgeschwindigkeit der Folie:
78 m/Min.
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Endstärke der Folie: 35 my Rei#festigkeit der Folie: 250 kp/cm2 Reißdehnung
der Folie: 14 - 600 % Trübung der Folie: 15%@ Beispiel 3: Herstellung von weitgehend
amorphen, gereckten Bandchen aus Niederdruck-Polyäthylen (transparent, schlagfest,
bzw. mit geringer Neigung zum Längsspieißen, sogenannte Kistenbänder;) (Nur Kühlstrecke
A und Reckstrecke B werden benutzt) Material: Hostalen GF 5740F Düsenspalt: 2000
my Folienstärke auf den Kühlwalzen: 1250 my Umfangsgeschwindigkeiten der Kühlwalzen:
9 m/Min.
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Temperatur der Kühlwalzen: 130 C Umfangsgeschwindigkeit der ersten
Reckwalze: 9 m/Min.
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Umfanysgeschwindigkeit der letzten Reckwalze: 56 m/Min, Reckverhältnis
: 6,25 Temperatur der Reckwalzen: < 122° C Endgeschwindigkeit der Bänder: 56
m/Min.
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Endstärke der Bänder: 200 my Reißfestigkeit der Folien bzw.
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Bänder vor dem Recken in Längs- 2 und Querrichtung: 280 kp/cm Reißdehnung
der Folien bzw.
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Bänder vor dem Recken in Längs-and Querrichtung: über 800%
Rei#festigkeit
der Folien bzw Ränder nach dem Recken - längs: 3100 kp/cm2 Reißfestigkeít der Bänder
nach dem Recken - quer: 300 kp/cm Rei#dehnung der Bänder nach dem Recken - längs:
25% Reißdehnung der Bänder nach dem Rerken - quer: 600% Trübung der Bänder: 17%@
Nach der Reckung: Aufschneiden auf 20 mm breite Bänder (Kistenbänder) Beispiel 4
Herstellung von kristallinen, gereckten, weitgehend spannungsarmen Bändern und Folien
aus Polypropylen (trübe, spröde bzw. zum Länysspleißen neigend, spannungsarm durch
Temperung: Webbändchen;) (Kühlstrecke A, Reckstrecke B und Temperstrecke C werden
verwendet) Material: Hostalen PPN 1075F Düsenspalt: 500 my Folienstärke auf den
Kühlwalzen: loo my Umfangs geschwindigkeit der Kühlwalzen: 30 m/Min.
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Temperatur der Kühlwalzen: ca. 160° C Schneiden der Folie vor dem
Verstrecken in: 2 mm-Bändchen Umfangsgeschwindigkeit der ersten Reckwa lze: 30 m/Min.
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Umfangsgeschwindigkeit der letzten Reckwalze: 225 m/hin.
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Reckverhältnis: 1:7,5 Temperatur der Reckwalzen: 41420 C Umfangsgeschwindigkeit
der Temperwalzen: 225 m/Min.
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Temperatur der Temperwalzen: 1590 C Sndgeschwindigkeit der Bändchen:
225 m/Min.
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Endstärke der Bändchen: 13 my Reißfestigkeit der gestreckten 2 Bändchen
- längs: 3250 kp,/cm Rei#festigkeit der gestreckten Bändchen - gver: 350 kp/cm-(spleissend!)
Reißdehnung der gestreckten Bändchen - längs Reißdehnung der gestreckten Bändchen
- quer 500% (spieissendl) Beispiel 5: Herstellung von kristallinen, gereckten, hcchsplei#enden,
spannungsarmen Bändern aus Propylen, Athylen, Copolymeren (trübe, spröde, besonders
hochspleißend in Längsrichtung, spannungsarm durch Temperung: Webbandchen mit besonderen
Eigenschaften (hochspleißend);) (Kühlstrecke A, Reckstrecke B und Temperstrecke
C werden verwendet Beispiel 5 ist im Prinzip in allen @e@@nàschen Deta@ s mit Beispiel
4 identisch.
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Da jedoch zu Beispiel 4 ein unterschled@ @@ Material, nämlich Novolen
KR 1300 verwendet wurde, wurde auch mit einem von Beispiel 4 abweichenden Temperaturprogramm
gearbeitet: Temperatur der Kühlwalzen: 1350 C Temperatur der Reckwalzen: @ 135°
C Temperatur der Temperwalzen: 1340 C Ein ganz wesentlicher Unterschied besteht
jedoch darin, daß die Abstände der Reckwalzen - im Gegensatz zu den übrigen Beispielen,
bei welchen die Reckwalzen in einem Abstand von wenigen mm parallel zueinander angeordnet
sind
(Fig. 1) - parallel gegeneinander um etwa den 12fachen Betrag ihres Durchmessers
seitlich verschoben sind (Fig. 2).
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Dadurch werden die gleichen mechanischen Eigenschaften erhalten,
jedoch die Spleißigkeit in Längsrichtung wird zusätzlich außerordentlich erhöht,
so daß in Abhangigkeit vom Walzenabstand hochspleißende Bändchen erhalten werden
Der technische Fortschritt der Anlagen gemäß der Erfindung liegt vor allem darin,
daß mit ihrer Hilfe erstmalig auch bei komplexen Verfahren sowohl der Grad der Kristallinität
als auch der Verstreckung und Temperung mit ausreichender Sicherheit definierbar
und reproduzierbar sind, auch bei extrem hohen Produktionsgeschwindigkeiten.
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Die große Konstanz der Eigenschaften der erzielten Produkte verhütet
weitgehend Fadenbrüche und die damit verbundenen Unzuträglichkeiten.
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Die Möglichkeit, auch die Temperung ohne größeren Aufwand in der gleichen
Anlage und im gleichen Arbeitsgang mit nur geringem Mehrbedarf an Platz durchzuführen,
ist ein weiterer Vorteil.
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Zum Schluß kann auf die größte Bedeutung der Erfindung hingewiesen
werden: auf die verblüffenden w i r t s c h a f t-1 i c h e n V o r t e i 1 e .
Verglichen mit den bisher bekannten Anlagen gleicher Leistung erfordert die Anlage
der Erfindung nur einen Bruchteil an Platz, an Investitionskosten und an Energie
und an deren Betriebskosten. Die Energiekosten sind
deswegen so
niedrig, weil durch die Verwendung von tunlichst kleinen Walzen in rationeller Weise
immer nur die wirklich benötigten Energiemengen übertragen werden.
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Eine heute noch als modern geltende Bändchenanlage, die (ohne Spulen
und Aufwicklung) eine Länge von fast 25 m und ein Gewicht von fast 25 Tonnen aufweist,
kann-durch eine Anlage gleicher LeiAnng nach der Erfindung ersetzt werden, die eine
Ausdehnung von nur wenigen Metern und ein Gewicht von nur wenigen Tonnen hat0