DE2416889A1

DE2416889A1 - Rahmenanordnung zum zusammenlegen eines aufgeblaehten schlauches

Info

Publication number: DE2416889A1
Application number: DE2416889A
Authority: DE
Inventors: Charles William Dawson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-04-06
Publication date: 1974-10-17
Also published as: US4068999A; JPS503168A; JPS551908B2; FR2224277A1; FI61826B; FI61826C; GB1465188A

Description

r^ ι 3 AO ι-.·-ϊ 5· April

Dr. Horst Schuler Dr.Sch./Dr.Schu./ro

Patentanwali
6 Frankfurt/Main 1

Niddastr. 52

General Electric Company 1 River Road, Schenectady, N.Y.,USA.

Rahmenanordnung zum Zusammenlegen eines aufgeblähten Schlauches

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rahmenanordnung zum Zusammenlegen eines geblasenen bzw. aufgeblähten Schlauches und im einzelnen auf eine Rahmenanordnung mit einer einen Trapezoidaufbau begrenzenden Anzahl von Rollen oder Walzen, die den Kreisquerschnitt eines Schlauches aus thermoplastischem Material beim Hindurchführen zu einem Quadratquerschnitt verändern.

Ein Schlauchverfahren zur Herstellung thermoplastischer Filme ist bekannt. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist im US-Patent 2 72o 68o beschrieben, wonach ein thermoplastisches Material nach Erweichen bzw. Schmelzen in Schlauch- bzw. Rohrform extrudiert . oder gepreßt wird und wonach die Schlauch- bzw. Rohrkonfiguration durch einen Luftinnendruck aufrechterhalten sowie schließlich auf Klemmwalzen zu einer Folie gewickelt bzw. gewunden wird. Aus dem obigen Patent ist es bekannt, den Druck im Schlauch zu vergrößern, um den Schlauch auszudehnen oder das thermoplastische Material zweiachsig zu orientieren bzw. auszurichten.

Eines der Hauptprobleme beim Blasschlauchverfahren besteht in der Vorrichtung, die zum Zusammenlegen der Blase oder des Schlauches von einem Kreisquerschnitt zu einem ausgeflachten Querschnitt .zwischen einem Paar von Klemmwalzen benutzt wird, um hiernach ein Aufschlitzen in Filmstreifen oder Folienform vorzunehmen. Eine' typische bekannte mechanische Anordnung zum Zusammenlegen des geblasenen Schlauches ist im US-Patent 3 235 632 dargestellt. In der typischen Zusammenleganordnung wird der geblasene bzw. aufgeblähte Schlauch durch eine V-Form oder ein A-Rahmensystern von Rollen oder Walzen geführt, die bzw. das den geblasenen Schlauch

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auf zwei Seiten, d.h. zweidimensional,, von einem Kreisquerschnitt zu einem flachen Querschnitt zusammenlegt. Das Zusammenlegen eines Schlauchabschnitts unmittelbar von einem Kreisquerschnitt zu einem flachen Querschnitt begründet ungleiche Belastungen, die auf den Film ausgeübt bzw. in diesem aufgebaut werden. Hierdurch werden ein Dehnen sowie eine Welligkeit des endgültigen Films hervorgerufen, was für'viele Anwendungen, insbesondere für gewundene bzw. gerollte Kondensatordielektrika, höchst unerwünscht ist.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Rahmenanordnung der genannten Art mit einer Anzahl von einschließenden , beweglichen Oberflächen, beispielsweise Rollen, die mit einem durch diese geführten geblasenen bzw. aufgeblähten Schlauch in Eingriff stehen, um dessen Kreisquerschnitt zu einem Quadratquerschnitt zu verändern. Ferner soll ein Trapezoid-Rahmen mit einer Anzahl von Rollen bzw. Walzen in dessen Seiten geschaffen werden, so daß ein durch den Rahmen geführter, aufgeblähter Schlauch von einem Kreisquerschnitt zu einem_tQuadratquerschnitt verändert wird. Außerdem soll der Trapezoid-Rahmen mit einer leiterartigen Reihe von Rollen oder Walzen versehen sein, die jede Wandung bzw. Seite desselben begrenzen und die einen Schlauch mit kreisförmigem Querschnitt zu einem solchen mit vermindertem und Quadratquerschnitt zusammenlegen, und zwar unmittelbar vor einem Eintritt des Schlauches mit Quadratquerschnitt zwischen ein Paar von Klemmwalzen zum Ausflachen und Aufschlitzen zu einem Filmstreifen oder einem Blatt bzw. einer Folie.

Die Erfindung weist in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine Trapezoidrahmen-Zusammenleganordnung auf, die speziell zur Verwendung in Verbindung mit dem Schlauchblasverfahren zur Herstellung zweiachsig orientierter Polypropylenfolien geeignet ist. Die Rahmenanordnung befindet sich unmittelbar vor den Klemmwalzen, die zum Abdichten des Schlauches benutzt werden und die das Ausflachen des Schlauches für den nachfolgenden Aufschlitzvorgang vornehmen. Die Rahmenanordnung weist vier flache Wandungen oder Seiten auf, die jeweils eine leiterartige Anordnung von Rollen' oder Walzen enthalten, welche mit ihren Achsen quer zur Achse des Rahmens und zur

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Führungsrichtung des Rohres befestigt sind. Die Rahmenanordnung wandelt den Kreisquerschnitt des Schlauches am Rahmeneingang zu einem Quadratquerschnitt am Rahmenausgang um.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 — eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rahmenanordnung mit einem dadurch geführten geblasenen Schlauch bzw. Rohr,

Figur 2 - eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens zum Zusammenlegen eines im Querschnitt kreisförmigen Schlauchs zu einer flachen Form,

Figur 2A - eine Seitenansicht von Figur 2, Figur 2B - eine Endansicht von Figur 2,

Figur 3 - eine schematische Darstellung eines trapezoidförmigen Rahmens, der einen geblasenen Schlauch mit kreisförmigem Querschnitt zu einem solchen mit quadratischem Querschnitt und dann nach der vorliegenden Erfindung flach zusammenlegt,

Figur 3A - eine Seitenansicht von Figur 3, Figur 3B - eine Endansicht von Figur 3 und

Figur 4 - eine grafische Darstellung zum Vergleich der Veränderung in den Pfadlängen bei der Abflachungsbehandlung des kreisförmigen Rohres und des quadratischen Rohres.

In Figur 1 ist ein aufgeblasener Schlauch Io dargestellt, der nach irgendeinem der bekannten Verfahren unter Einschluß derjenigen aus den obigen Patenten erzeugt sein kann. Dieser geblasene Schlauch Io nach der vorliegenden Erfindung besteht aus isotaktisehern Polypropylen, und der Schlauch- bzw. Rohrdurchmesser liegt in der Größenordnung von I27o mm (5o Zoll). Der Schlauch Io bewegt sich in eine Rahmenanordnung 11 in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung. Die Rahmenanordnung 11 weist nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vier flache Planarseiten 12, 13, 14 und 15 auf, wobei jede Seite von einer Reihe leiterartig angeordneter Rollen 16 gebildet wird, die in die Oberfläche

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des Schlauches eingreifen und diesen hemmen, um den Schlauch durch die Rahmenanordnung 11 passieren zu lassen.

Diese Rollen hemmen und stützen den Schlauch während dessen Durchgang, wobei sie jedoch den Schlauch nicht besonders dehnen oder pressen. Der Umfang des aus dem Rahmen gelangenden Quadratquerschnitts ist weitgehend gleich dem Umfang des in die Rahmenanordnung 11 eintretenden Schlauches.' Dabei wird unter Quadratquerschnitt ein solcher verstanden, der im praktischen Fall leicht abgerundete Eckenbereiche aufweist.

Die Anzahl der Rollen 16 für jede Seite der Rahmenanordnung ist nicht besonders kritisch. Eine Anzahl von etwa Io bis 15 Rollen mit einem Durchmesser von etwa 76,2 mm (3 Zoll) ist ausreichend. Auch der Abstand der Rollen 16 hängt vom Schlauchmaterial und dessen Temperatur und Dehneigenschaften ab. Die Rollen sind unter ausreichend engem Abstand angeordnet, so daß der Schlauch nicht zwischen ihnen durchtritt oder durchhängt.

Während diese Rollen 16 tatsächlich angetriebene Rollen sein können, sind sie in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Führungs- bzw. Mitnahmerollen oder Rollen, die durch Reibeingriff mit dem vorbei passierenden Schlauch Io angetrieben werden. Der Schlauch Io wird bei der Behandlung durch andere angetriebene Rollen durch den Rahmen 11 gezogen, beispielsweise durch Klemmoder Dichtrollen bzw. -walzen. Alle vier Seiten der Rahmenanordnung 11 können parallel verlaufen, so daß ein sich nicht verändernder Kanal oder Tunnel gebildet wird. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Rahmenanordnung 11 einen leicht trapezoidförmigen Aufbau aufweist, so daß jede Seite zur Zentralachse geneigt ist, um einen spitzen Winkel mit der Horizontalen von etwa 2 bis 3 Grad zu bilden. Diese Neigung sorgt für eine Einschränkung bzw. Hemmung zur Sicherstellung eines kontinuierlichen und gleichförmigen bzw. weichen Übergangs.

Der aus der trapezoidförmigen Rahmenanordnung austretende Schlauch Io wird dann zwischen einem Paar von Klemmrollen bzw. -walzen 17

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hindurchgeführt, die den Schlauch wegtragen und ihn im Querschnitt für die nachfolgenden Aufschlitzbehandlungen abflachen. Es ist ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung, daß die Rahmenanordnung 11 einen aus ihr austretenden Schlauch mit weitgehend quadratischem Querschnitt erzeugt. Der Quadratquerschnitt wird in die Klemmwalzen 17 geführt, die für ein Z-usammenf allen des Schlauches von einem Quadratquerschnitt zu einem flachen Querschnitt sorgen, und zwar mit minimaler Dehnung und innerer Beanspruchung eines Films. Die Verbesserung dieses Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren ist im einzelnen unter Bezug auf Figur 2 aufgezeigt. Diese stellt das bekannte Verfahren dar, und ein Schlauch Io mit kreisförmigem Querschnitt kann beim Führen durch das Paar der Klemmwalzen 17 ausgeflacht werden, so da'ß es die flache Konfiguration der Linie oder Achse 19 annimmt.

Figur 2A ist eine Seitenansicht von Figur 2, während Figur 2B eine Endansicht von Figur 2-ist. Das Rohr bzw. der Schlauch Io hat an der Linie 18 einen kreisförmigen Querschnitt und an der Linie 19 einen flachen Querschnitt zwischen den Klemmwalzen 17. Gemäß Figur 2B wird der Schlauch Io an der Linie 19 abgeflacht. Dabei muß jeder Punkt des Schlauches Io eine Position auf der Linie 19 einnehmen. Beispielsweise gelangt ein Punkt A am Schlauch Io zur Position A¹ auf der Linie 19. Die Längen der Pfade eines jeden Punktes sind weitgehend gleich, nämlich die Pfadlänge AA¹ ist weitgehend gleich der Länge CC¹C¹¹. Ein Punkt B nimmt die Position B¹ ein, während ein Punkt C am Schlauch Io zu einem Punkt C auf der Linie 19 gelangt, usw. Es ist ersichtlich, daß beim Fortschreiten von den Punkten A bis C und ähnlichen jeder korrespondierende Punkt auf der Linie 19 einen kürzeren Pfadabstand vom Schlauch aufweist. Diese Punkte auf dem Schlauch Io müssen dann um unterschiedliche Abstände bewegt werden, um die ausgeflachte Konfiguration der Linie 19 zu erreichen. Diese Unterschiede be-¹ gründen die innere Belastung sowie die sich ergebende Welligkeit des Films und sind daher unerwünscht.

Die Verbesserung der vorliegenden Erfindung wird nunmehr uriter Bezug auf Figur 3 aufgezeigt. Danach wird der Schlauch Io mit seinem

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kreisförmigen Querschnitt 18 zunächst mit der Rahmenanordnung 11 in der dargestellten Weise zu einem Aufbau mit einem Quadratquerschnitt 2o verändert. Danach wird der Schlauch -mit seinem Quadratquerschnitt durch ein Paar von Klemmrollen bzw. -walzen geführt, um zu einem flachen Aufbau gemäß Linie 19 zusammengedrückt zu werden.

Aus Figur 3B ist ersichtlich, daß sich während dieser Abflachungsbehandlung ein Punkt A des Quad^atquerschnitts direkt und rechtwinklig zum Punkt A¹ der den abgeflachten Querschnitt wiedergebenden Linie 19 bewegt. In ähnlicher Weise bewegt sich ein Punkt B des QuadratquerSchnitts rechtwinklig zum Punkt B^r usw. Ein Punkt C am Quadratquerschnitt bewegt sich ebenfalls in einer relativ geraden Linie zum Punkt C* und dann zum Punkt C' des abgeflachten Aufbaues. Zwischenpunkte zwischen B und C sowie dem Punkt C folgende Punkte bewegen sich ebenfalls in dieser mehr rechtwinkligen Weise. Demzufolge sind die Innenbelastungeh des Films durch die Behandlung gemäß der Darstellung in Figur 3 stark verringert, so daß der Film seine flache Form in der ausgeflachten Position mit minimaler Welligkeit aufgrund derYlnnenbelastung aufrecht erhält. Jeder Punkt des Quadratquerschnitts bewegt sich längs relativ gerader Linien zum ausgeflachten Bereich, und die geeigneten· Rollen oder Walzen werden am sich erweiternden Teil des Schlauches zwischen dem Rahmen 11 und den Klemmrollen 17 gemäß Darstellung in Figur 3 benutzt. ⁺/ geringen

Ein weiterer Vergleich des Verfahrens und der Vorrichtung aus Figur 2 (Figur 1) und des Verfahrens und der Vorrichtung aus Figur 3 ist in Figur 4 dargestellt. In Figur 4 vergleicht die grafische Darstellung die prozentuale Abweichung in den Pfadlängen bei beiden Verfahren, wobei die Kurve A die bekannte Behandlung und B die erfindungsgemäße Behandlung betrifft. Diese Kurven berücksich-'tigen ferner das H/D-Verhältnis, das das Verhältnis der vertikalen Höhe des Rahmens 11 zum Durchmesser des Schlauches wiedergibt.

Gemäß Figur 1 ist es bevorzugt, im Raum zwischen dem Auslaßende des Quadratquerschnittsbereichs des Rahmens 11 und den Klemmwal-

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zen 17 eine weitere Reihe von Rollen oder Walzen anzuordnen, um einen weichen Übergang in diesem Raum bzw. Abschnitt sicher zu stellen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde eine A-Rahmenanordnung mit einem·leiterartigen Aufbau von drei Rollen bzw. Walzen an den zwei gegenüberliegenden Seiten benutzt. Zwar sind Rollen oder Walzen nach der vorliegenden Erfindung bevorzugt,, obwohl selbstverständlich auch andere sich bewegende Oberflächen, wie bewegte Riemen oder Raupenanordnungen, verwendbar sind. In der Praxis kann die vorliegende Erfindung auch mit dem bekannten Luftventil- bzw. Luftgleit- oder Luftkammerverfahren verwirklicht werden, oder auch durch stab- bzw. plattenbandähnliche Oberflächen, die auf dem Schlauch gleiten und diesen stützen.

Der Zusammenlegrahmen führt eine Umformung der- Blase vom Kreisquerschnitt zum Quadratquerschnitt durch, der dann in einem Walzenspalt zusammengelegt wird. Der herkömmliche Rahmenaufbau führt dazu, daß sich einige Teile der Blase auf längeren Wegen zum Walzenspalt bewegen müssen als andere Teile der Blase. Dieser schnelle übergang führt zu einer Dehnung bestimmter Bereiche des Films. (Die" Geometrie des Übergangs vom runden zum Quadratquerschnitt führt zu minimalen Abweichungen in der Pfadlänge, wenn der Vertikalwinkel zwischen der Tangente des Kreises und dem Mittelpunkt des Quadrats 6 Grad oder weniger beträgt. Der Grund für diese minimale Abweichung besteht darin, daß die Sinus- und Tangens-Funktionen dann nahezu gleich "sind.) Theoretisch entsteht keine Pfadlängenabweichung beim Übergang vom Quadratquerschnitt zur Ausflachung gerade vor den Klemmwalzen 17. Die neue Rahmenanordnung ist besonders durchführbar bzw. zweckmäßig, wo die Blase unverändert bleibt, d.h. wo der der in die Rahmenanordnung 11 eintretende Blasendurchmesser konstant ist. Während zwar eine leichte Abweichung vom Quadratquerschnitt möglich ist, muß ein ausgesprochener Rechteckquerschnitt vermieden werden.

Während die vorliegende Erfindung in bezug auf einzelne Ausführungsformen beschrieben wurde, können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden.

-Patentansprüche- - 8 -

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Claims

- 8 Patentansprüche

Rahmenanordnung zum Zusammenlegen eines geblasenen bzw. aufgeblähten Schlauches, der zunächst einen Kreisquerschnitt aufweist und zu einer Linie bzw. zu einem flachen Bereich zusammengelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenanordnung (11) den Schlauch (lo) umgibt und eine Einrichtung (16) aufweist, mittels derer der Schlauch längs einer ausgedehnten Länge gesteuert bzw. beeinflußt wird, um ihn von einem Kreisquerschnitt weitgehend auf einen Quadratquerschnitt zu bringen.
2. Rahmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus mit dem Schlauch (lo) in Eingriff stehenden Rollen bzw. Walzen (16) besteht.
3. Rahmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (11) ein vierseitiger Rahmen ist, der an jeder Seite Rollen bzw. Walzen (16) für einen Eingriff mit dem Schlauch (lo) aufweist.
4. Rahmenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Seiten ein Trapezoid begrenzen.
5. Rahmenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seite eine Anzahl von unter Abstand angeordneten Rollen bzw. Walzen (16) aufweist.
6. Rahmenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen weitere zweidimensionale Rollen bzw. Walzen vorgesehen sind, um das Zusammenlegen des Quadratquerschnitts zu einem ausgeflachten Querschnitt zu unterstützen.
7. Verfahren zum Zusammenlegen eines sich kontinuierlich bewegenden, aufgeblasenen thermoplastischen Schlauches konstanten Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Kreisquerschnitt des Schlauches zu einem weitgehenden Quadratquerschnitt verändert wird, indem der Schlauch mit kreisförmigem Querschnitt

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durch eine weitgehende Quadratrahmenanordnung geführt wird, ohne daß das thermoplastische Material wesentlich gepreßt oder gedehnt wird,und b)daß der Quadratquerschnitt direkt durch eine weitere Walzeneinrichtung zum Ausflachen des Schlauches in eine Streifenform geführt wird.

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