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Vorrichtung zur Folien-Längsreckung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Folien-Längsreckung.
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Bekannt ist die Behandlung von Kunststoff-Folien in Reckmaschinen,
itt deren Hilfe eine Längs- oder Breitenreckung vorgenoiien wird. Auch werden Vorrichtungen
fQr die gleichzeitige Längs- und Breitenreckung der Folien verwendet Un eine möglichst
gleichmäßige Foliendicke nach eriolgter Reckung zu erzielen, nuß die Folie vor de
Einlauf in die Reckzone so temperiert werden, daß Jeder quer zur Folienlautrichtung
geführte Schnitt ein gleichmäßiges Temperaturprofil aufweist.
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An Vorrichtungen, bei denen die Folien frei gespannt zwischen Walzen
oder Kluppen gereckt werden, hat man im Zuge der technischon Entwicklung die unzulängliche
Strahlungsheizung mehr und mehr verlassen und durch eine Warmluftheizung ersetzt.
Die warme Luft oder ein anderes gasförmiges Medium wird durch beiderseits der Folie
angeordnete Ka rn über Schlitz- bzw Lochblenden auf die Folie geblasen, von wo sie
parallel zur Folienbahn nach der Seite abfließt und dort, etwa an den Polienrändern,
zwangsweise abgesaugt wird. Nachteilig sind dabei die Krafteinwirkungen auf die
zu behandelnde Folie, die durch die parallel zur Ebene der Folie nach der Seite
abströmende Luft erzeugt werden und die die Anwendung einer optimalen spezifischen
Wärmebeaufschlagung der Folie unmöglich machen. Zur Erreichung der erforderlichen
konstanten Temperatur über dem gesamten Reckbereicht ist andererseits aber eine
intensive Beaufschlagung der Folie mit dem gasförmigen Wärmeträger unerläßl ch.
Derartige Reckvorrichtungen
können also wegen der Unzulänglichkeit
der bisher üblichen Luftführung zwischen den an der Folienbahn angeordneten Kammern
nur mit verhältnismäßig kleiner spezifischer Warmluftbeaufschlagung betrieben werden.
Dabei ist die zum optimalen Recken eriorderliche enge Toleranz hinsichtlich der
Temperaturverteilung ii Reckbereich nicht zu erreichen. Um diesen Nachteilen zu
begegnen, wurden die Reckzonen bisher relativ groß und räumlich sehr aufwendig ausgeführt.
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Ferner sind Reckvorrichtungen bekannt, bei denen die Folie in der
Reckzone mäanderföraig Uber Rollen geführt wird und wobei die Beheizung dieser Rollen
entweder elektrisch von außen oder innen, oder bei Verwendung eines geeigneten pumpfähigen
Wärmeträgers (z. B. Heißwasser, Ö1) nur von innen, erfolgt. Dabei hat sich bei der
elektrischen Beheizung gezeigt, daß sie keine Gewähr illr die geforderte enge Teuperaturtoleranz
in der Reckzone bietet. Andererseits wird bei der Wärmezuführung mittels eines pumpfähigen
Wärmeträgers der Aufwand zu groß und aufwendig. Außerdem lißt die Wärmezuführung
bei den von der bewegten Folie mitgeschleppten rotierenden Walzen keine Abdichtung
an den hohlen Walzenachsen zu.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die den bisher bekannten Reckvorrichtungen
anhaftenden und obig beschriebenen Nachteile zu beseitigen und das für die kontinuierlich
Längsreckung von Folien benötigte gleichmäßige Temperaturprofil quer zur Folienbahn
zu erreichen.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rest-Aufheizung
des bereits vorgewärmten behandelnden Materials bzw. der Warenbahn, vorzugsweise
einer Kunststoff-Folie, in einer äußerst kurzen Längsreckzone durch in der Breite
der Warenbahn gleichmäßig verteilt angeordnete an sich bekannte DU-sen bzw. Öffnungen
erfolgt und daß diesen Düsen bzw. Öffnungen jeweils eine durch isolierwände voneinander
wärme isolierte Kammer für den Zu- bzw. Abstrom des Wärmeträgers (z. B. Ne ißgas
oder Dampf) zugeordnet ist.
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Der Vorteil gegenüber den bisherigen Ausführungen von Reckvorrichtungen
besteht darin, daß für die Aufheizung einer zu behandelnden Folie bzw Warenbahn
nur noch eine äußerst kurze Aufheizzone benötigt wird und bei der die Anordnung
der für das Ausströmen und Absaugen des Wärmeträgers erforderlichen Düsen bzw. dffnungen
direkt über bzw. unter dieser kurzen Reckzone getroffen ist. Jede dieser Düsen bzw
dffnungen steht sowohl auf der Einlaufseite als auch auf der Ablaufseite mit einer
den Wärmeträger aufnehmenden Kammer in Verbindung, wobei jede Kamer durch eine Wärmeisolation
voneinander getrennt ist, so daß die Warenbahn keinem störenden Einfluß unterliegt.
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Gemäß weiterer Ausführung der Erfindung sind die Einströmquerschnitte
der Düsen bzw Öffnungen auf der Wareneinlaufseite kleiner als die Abströnquerschnitte
der Düsen bzw Öffnungen auf der Warenablaufseite gewählt. Vorteilhafterweise sind
die Querschnitte entsprechend den jeweiligen Druckerfordernissen des in den Kammern
befindlichen komprimierten bzw. entspannten Wärmeträgers einstellbar. Die Anordnung
dieser Düsen bzw. Öffnungen für die Zu- bzw. Abfuhr des Warmeträgers auf der Wareneinlauf-
und ablaufseite ist dabei in geringem und bzw. oder variablen Abstand von der Warenbahn
über und @@ter dieser getroffen. Außerdem befinden sich hinter den Düsen bzw. Nitnungen
einstellbare und seitlich der Reckzone angeordnete Abdeckschieber. Für die Steuerung
der Wärmezufuhr auf das zu behandelnde Material, das hinsichtlich Dicke, Breite
und erforderlicher Recktemperaturgrenze unterschiedlich sein kann, einerseits und
der Durchlaufgeschwindigkeit desselben andererseits, ist dies besonders wichtig.
Außerden besteht gegenüber den bisher bekannten Reckvorrichtungen ein wesentlicher
Vorteil darin, daß die Transportwalzen für das Warengut ein- und ablaufseitig von
den den Walzen zugewandten und dem Walzenradius angepassten Flächen der Kammerwände
in geringem Abstand teilweise unfaßt werden und durch diesen auf diese Weise gebildeten
Raum auf der Einlaufseite von der Ober- und Unterseite her ein durch das Absaugen
des
Wärme trägers entstehender Unterdruck und dadurch verursachter Luftstrom auf die
Warenbahn gesaugt wird, wobei dieser Luft-Strom, der sich beim Entlangströmen an
der Wandfläche der den Wärmeträger aufnehmenden Kammer erwärmt, gleichzeitig zu
einer zusätzlichen Vorwärmung der Warenbahn verwendet wird und für eine weitere
Verkürzung der Reckzone von Vorteil ist, Dieser zusätzlich erwärmte Luftstrom, strömt
zusammen mit des eigentlichen Wärmeträger entlang der Ober- und Unterseite der Warenbahn
in Richtung Ablaufseite und wird dort, nach erfolgtem Wärmetausch mit der Warenbahn
relativ kühl geworden* durch die ebenfalls oben und unten angeordneten Düsen bzw.
Öffnungen zusammen mit dem kalten Luftstrom, der über den durch den Abstand von
Kammerwand und Walzenfläche gebildeten Raum strömt, abgesaugt.
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Gleichzeitig dient dieser kalte Luftstrom zur Ktthlung der Warenbahn
und Verhinderung eines Überströmens des Wärmeträgers über die Reckzone hinaus, sowie
einer Abfuhr von eventuell auftretenden Feuchtigkeitsresten (Kondensat).
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben und anhand
von Skizzen erläutert: Fig. 1 zeigt in seitlicher Ansicht eine Vorrichtung zur Folien-Längsreckung,
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Längsreckzone mit ein- und ablaufseitigen
Walzen, Kammern und Düsen bzw. Öffnungen gemäß Fig. 1, Fig. 3 zeigt einen Schnitt
A-A gemäß Fig. 1 quer zur Längsreckzone mit teilweiser Ansicht der oberen und unteren
Düsen bzw. Öffnungen mit Kammern.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ansicht einer Folien-Längsreck-Vorrichtung
1 läuft die zu behandelnde Folie 2 zunächst in einer bestimmten Dicke einlaufseitig
mit einer Geschwindigkeit nl über die Transport- und Aufheizvalzen 3, die eine Aufheizung
der Folie 2 bis kurz unter die Recktemperatur gewährleisten, durch die Längsreck-
bzw. Aufheizzone 4, um, nach erfolgter weiterer Erwärmung bis auf die endgültige
Recktemperatur mit einer erhöhten Geschwindigkeit n2, die je nach dem geforderten
Reckmaß
verschieden sein kann ablaufseitig von den Transpert- und Kühlwalzen 5 übernommen
zu werden. Aus der D*rstellung ist ferner die Anordnung der Längsreckzone 4 ersichtlich.
Sie ist definiert durch die sich unmittelbar warenein-und -ablauieeitig gegenüberstehenden
Walzenpaare 3 und 5, sowie durch die dazwischen ober - und unterhalb der durch die
Reckzone 4 laufenden Folie 2 angeordneten Kammern 6, 6' und 7, 7' mit den ihnen
jeweils zugeordneten Düsen bzw. Öffnungen 10, 10' und 11, 11' (siehe auch Fig. 2).
Während die beiden auf der Einlaufseite 8 angeordneten Kammern G, 6' den für die
Behandlung der Folie 2 benötigten temperierten und komprimierten Wärmeträger aufnehmen,
wird über die beiden auf der Ablaufseite 9 gegenüberliegenden Kammern 7,7' nach
erfolgtem Wärmetausch mit der Folie 2 der nunmehr abgekühlte Wärme träger wieder
abgesaugt.
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Der in Fig. 2 gemäß Fig. 1 rergrößert dargestellte Schnitt, veranschaulicht
die Längsreckzone 4 mit den ein- bzw. ablaufseiteigen Walzen 3 bzv. 5, sowie den
Kammern 6, 6' bzw. 7, 7' und deren zugeordneten Ausström- bzw. Einströmdüsen bzw.
-Öffnungen 10, 10' bzw. ll, 11' für den Zustrom bzw. das Absaugen des Wärmeträgers.
Außerdem sind die auf der Ein- undAblaufseite befind~ lichten vier Zwischenräume
14, 14' und 15, 15' ersichtlich, die eine zusätzliche Warm- bzw. Kaltluftzuführung
auf die Folie 2 gestatten und wodurch eine noch weitere Verkürzung der Reckzome
4 ermöglicht wird. Die Räume 14, 14' und 15, 15' werden durch die in geringem Abstand
voneinander gehaltenen, sich gegenüberstehenden und entsprechend dem Walzenradius
gekrümmten Begrenzungsflächen der Walzenpaare 3 und 5 und der diese teilweise umfassende
Kammerwände 12, 12' bzw. 13, 13' gebildet.
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Gemäß der schon bei Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise der ein-
und ablaufseitig durch die Isolierwände 16 und 16 voneinander getrennten und über
bzw. unter der Folienbahn 2 angeordneten Kammern 6, 6' ber. 7, 7' wird die eigentliche
Längsreck- bzw. Aufheizzone 4 durch die Ausströmdüsen bzw. Öffnungen 10, 10' einerseits
und die Absaugdüsen bzw. Öffnungen 11, 11'
andererseits begrenzt.
Beide DtSen- bzw. Öffnungspaare 10, 10' bzw 11, 11' befinden sich unmittelbar in
einer Ebene senkrecht über und unter der zu behandelnden Folie 2 und sind, bezüglich
ihres Abstandes von der Folie 2 variabel. Der zunächst in den Kammern 6, 6' befindliche
temperierte und komprimierte Wärmeträger strömt, durch Pfeile gekennzeichnet, über
die Ausströmdüsen bzw. Öffnungen 10, 10' auf die Ober- und Unterseite der Folie
2, um, nach erfolgten Wärmetausch ritt dieser auf der gegenüberliegenden Seite über
die Absaugdüsen bzw. Öffnungen 11, 11' wieder zu entwichen. Dabei erfährt die zu
behandelnde Folie 2, die zunächst über das einlaufseitige Walzenpaar 3 mit der Geschwindigkeit
n1 in die Längsreckzone 4 einläuft, durch die über den Wärmeträger ihr zugeführte
Wärme ein Aufheizen bis zur Recktemperatur. Durch die, entsprechend dem geforderten
Reckmaß der Folie 2, mit erhöhter Geschwindigkeit n2 laufenden ablaufseitigen Walzenpaare
5 ist die Folie 2 einer Längsreckung unterworfen, wobei ein Einspringen innerhalb
der walzenpaare 3 und 5 durch die sehr kurze und heiße Reckzone 4 verringert wird.
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Über die einlaufseitigen Räume 14, 14' wird entgegen des Unlaufsinnes
des Walzenpaares 3 ein durch das Absaugen des Wärmeträgers entstehender Unterdruck
und dadurch verursachter und sich an den Kammerwänden 12, 12' erwärmender Luftstrom
zusätzlich der Folie 2 zugeführt, der diese vorwärmt. Desgleichen wird über die
ablaufseitigen Räume 15, 15' ein durch die Saugwirkung verursachter Luftstrom zur
Kühlung der nunmehr längsgereckten Folien 2 ausgenutzt. Dieser Luftstrom verhindert
zugleich ein Weiterströmen des Wärme trägers nach erfolgtem Wärmetausch nit der
Folie 2 in deren Laufrichtung, da er mit diesen über die Absaugdüsen bzw.
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Öffnungen 11, 11' abgesaugt wird. Gleichzeitig hat er auf die eventuell
mit Kondensat belegte Kühlwalze 5 eine trocknende Wirkung.
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Schließlich sind in den in Fig. 3 dargestellten und quer zur Längsreck-
bzw. Aufheizzone 4 geführten Schnitt A-A (gemäß Fig. 2) die über- und unterhalb
der darin durchlaufenden Folie 2
angeordneten Düsen bzw Öffnungen
10, 10' zusammen mit den daran angeschlossenen Kammern 6, 6' und den hinter den
Düsen bzw. Öffnungen 10, 10' und ll, 11' befindlichen Abdeckschiebern 17 ersichtlich.
Die Abdeckschieber 17 haben die Aufgabe und den Vorteil, den Wärmeträger über die
Düsen bzw. Öffnungen 10, 10' und ll, 11' nur innerhalb einer bestimmten Folienbreite
ausströmen zu lassen.