DE2423208C2

DE2423208C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Rändeln der Kanten einer sich bewegenden thermoplastischen Bahn

Info

Publication number: DE2423208C2
Application number: DE2423208A
Authority: DE
Inventors: Francois Jean Edegem Pira; Jozef Carolus Van Lint Wijk
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1974-05-14
Publication date: 1982-12-16
Also published as: JPS5854007B2; CA1038121A; US4304750A; JPS5022862A; DE2423208A1; FR2231495A1; LU70092A1; FR2231495B1; IT1016493B; GB1459769A; BE815650A

Description

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung die Form von speichenartigen Elementen (31) mit vermindertem Querschnitt hat.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rändelung erzeugenden Vorsprünge auf dem Umfang des Rändelrades (15) einen Abstand unter 1 mm haben.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 150 Rändelvorsprünge je Quadratzentimeter der Umfangsfläche des Rändelrades (15) vorgesehen sind.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Rändeln der Kanten einer sich bewegenden thermoplastischen Bahn, wobei die beiden Kanten der Bahn jeweils zwischen einem Rändelrad und einer drehbaren Stützrolle hindurchgeführt werden und das Rändeln unter Verwendung erwärmter Rändelräder erfolgt.

Bei gewissen Phasen ihrer Herstellung müssen die verschiedensten Bahnmaterialien für den Transport zur Weiterverarbeitung aufgespult und manchmal vor der Weiterverarbeitung längere Zeit gelagert werden. In vielen Fällen befinden sich eine oder beide Oberflächen derartiger Bahnen in einem solchen Zustand, daß sie Schaden nehmen, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden, ganz besonders dann, wenn es sich um längere Berührung oder um Berührung unter hohem Druck handelt

Bei der Herstellung von Film, insbesondere von Film für photographische Zwecke, ist es allgemein üblich, die Kanten des Films bei irgendeiner Herstellungsphase mechanisch zu verformen, um die Dicke der Kanten zu vergrößern, denn bekanntlich genügt bereits eine geringfügige Verdickung solcher Kanten, um die einzelnen Windungen auseinanderzuhalten und dadurch die Entstehung von Fenlern zu verhüten.

Ein weiterer Grund für das Rändeln der Kanten ist die Lage der Windungen einer Rolle aufgespulten Bahnenmaterials zueinander zu sichern, so daß die Gefahr der teleskopartigen Verformung der Rolle während des Aufspulens und insbesondere während des Transports sehr gering ist

Aus der US-A-1651 744 ist ein Verfahren zur Behandlung von Bahnmaterial bekannt bei dem die beiden Kanten der Bahn durch die Berührungsfläche zweier Dmchrollen geleitet wird, von denen mindestens eine Druckrolle kleine pyramidenförmige Zähne auf dem Umfang besitzt Die Rollen sind mit Druck belastet, so daß die Zähne in das Material des Filmes an einer Seite eindringen und auf der anderen Seite Verdickungen aus der Bahn herausdrücken Hierdurch wird die dem Rändelrad gegenüberliegende Seite der Bahn verdickt. Bei einer Verwendung von zwei Rändelrädern, die von beiden Seiten in das Filmmaterial eindringen, kann die erreichte Rändeldicke das Doppelte tragen.

Der Effekt dieser Rändelung der Ränder einer Bahn beruht auf einer Materialverformung, die oberhalb der Elastizitätsgrenze des Materials liegen muß. Wäre dies nicht der Fall, so würden sich die Verdickungen unmittelbar nach Verlassen der Räiidelräder wieder elastisch zurückbilden. Die Verformung der Ränder oberhalb der Elastizitätsgrenze beeinflußt aber auch die mit dieser Rändelzone benachbarten Gebiete der Filmbahn, wodurch nachteilige Folgen entstehen.

Die Filmbahn wird nach der erfolgten Rändelung der Bahnkanten mit Hilfe von Gießeinrichtungen mit photographischen Emulsionen begossen. Die Gießlippen der üblichen Kaskadengießer haben einen Abstand von 0,3 bis 0,5 mm zu der bewegten Bahn. Eine Filmbahn, die durch Rändein gewellt ist, kann hierbei an die Lippe der Gießeinrichtung anstoßen und erhebliche Gießfehler verursachen.

Durch die Kantenrändelung wird ein Bereich in die Filmbahn hinein mitverformt, wodurch dieser Bereich ebenfalls für hochwertige photographische Filme unbrauchbar wird und mit der gerändelten Kante verworfen werden muß.

Durch die unelastische mechanische Verformung entsteht Staub, der für photographische Filme eine erhebliche Qualitätsminderung mit sich bringt.

Die erforderliche Rändelkraft kann je nach der Oberflächenhärte der glatien Rolle oder des glatten Rades etwas schwanken, jedoch ist unabhängig davon häufig festzustellen, daß der zum Erzeugen der Rändelung erforderliche Druck zwischen den Rädern so hoch sein muß, daß sich eine Längung der Randteile der

Bahn nicht vermeiden läßt Eine derartige Laugung ist leicht zu erkennen, denn sie verursacht ein Runzligoder Rilligwerden der Filmkanten des Films in der Längsrichtung. Wenn ein derartiger Film mit gerillten Längskanten aufgespult wird, stellt man fest, daß der Durchmesser der axialen Endteilt der Filmrolle größer ist als der Durchmesser der entsprechenden Teile einer Rolle Film ohne gerillte Kante.

Eine andere, bei der Verarbeitung von Cellmosetriacetatfilmen auftretende Schwierigkeit ist die unter Druck entstehende und dann bleibende Verminderung der Rändeltiefe der gerändelten Filmkanten. So kann es beim ersten Aufspulen des Films zu einer Herabsetzung der ursprünglichen Rändeltiefe der Filmkanten um bis zu 50% kommen, und diese Minderung kann sich — wenn auch in geringerem Ausmaß — während der nachfolgenden Aufspulvorgänge des Films fortsetzen, die während der nachfolgenden Fertigungsphasen, dem Gießen von Haftschichten, der lichtempfindlichen Schichten, der Schutzschichten und anderer Schichten «uf den Film stattfinden. Daher nimmt die Gefahr einer teleskopartigen Verformung einer Rolle Film infolge unzureichenden Kantendrucks in Richtung auf die letzten Phasen des Herstellungsprozesses zu; leider nehmen die wirtschaftlichen Verluste mit der Anzahl der Herstellungsphasen ebenfalls zu. Eine Rolle Film mit unzureichendem Kantendruck durch verminderte Rändeltiefe ist leicht daran zu erkennen, daß die Rolle unter ihrem eigenen Gewicht anstelle einer kreisrunden eine ovale Form aufweist, wenn man die Rolle in der axialen Richtung betrachtet.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die zur Kompensation der Abnahme der Rändeltiefe nötige Anfangs-Rändeltiefe, so groß sein muß, daß der Film infolge der mechanischen Schwächung seiner Kantenteile zum Reißen in Querrichtung neigt.

Aus der US-A-3 502 765 ist für die Herstellung thermoplastischer Bahnen aus orientierten Polymeren, wie etwa von Polyethylenterephthalatfilm bekannt, die Kanten einer Bahn warm zu behandeln, indem man die Kantenteile der Bahn selbst unmittelbar vor dem Rändeln vorwärmt. Das Vorwärmen kann mit Hilfe einer Ultrarot-Heizeinrichtung erfolgen, jedoch ist es dann unmöglich, das Vorwärmen der Bahn auf die Breite desjenigen Kantenteils zu beschränken, das gerändelt werden soll. Da das Erhitzen des Films aller Wahrscheinlichkeit nach auch die Kristallinität des Films verändert, sind die Kanten des nach Zurechtschneiden der gerändelten Kanten verbleibenden Teils der Bahn immer noch fehlerhaft. Erfolgt das Vorwärmen mit Hilfe geheizter Rollen, so muß zur Kompensation von Verlusten, die während des Transports der Bahn von der Vorwärmzone zur Rändelzone eintreten, stärker erhitzt werden, als es eigentlich erforderlich wäre. Weiterhin erfolgt das Vorwärmen mit einer Rolle gleichmäßig entsprechend der Breite des Bahnkantenteils und es muß eine Bahnfläche erhitzt werden, die beträchtlich größer ist als die zu rändelnde Fläche, wodurch eine größere Menge Wärmeenergie erforderlich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen es auf einfache Weise möglich ist, die Kanten der Bahn durch Rändeln so zu erhöhen, daß die Bahnkante an den nicht durch Rändelwirkung betroffenen Stellen unbeschädigt bleibt, daß möglichst wenig Staub entsteht und daß die Bahnverdickungen durch Rändeln sich bei Belastung in ihrer Höhe nicht wesentlich vermindern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der einleitend genannten Ausbildung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rändelräder auf eine Temperatur erwärmt werden, die geeignet ist nur die anliegende Oberflächenschicht der Bahn zu erweichen und der Druck der Rändelräder so eingestellt wird, daß die Rändelvorsprünge der Rändelräder in die erweichte Oberfläche der Bahn eindringen, daß die um die Rändelvorsprünge liegenden unmittelbar angrenzenden Zonen der Bahn aufgedrückt und höher werden als die sie umgebende Bahnoberfläche, wobei die Gegenseite unverändert bleibt

Im Rahmen dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck »Kante« einen streifenförmigen Teil der Bahn, der sich an einer, oder angrenzend an eine Seitengrenze der Bahn befindet Gerändelte Bahnkanten haben üblicherweise eine Breite in der Größenordnung zwischen einigen Millimetern und etwa einem Zentimeter; gewöhnlich haben die gerändelten Bahnkanten einen Abstand von ein paar Millimetern von den Seitengrenzen der Bahn.

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung der einleitend genannten Art, bei der die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst wird, daß in geringem Abstand von den Felgen des Rändelrades Heizmittel vorgesehen sind.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann z. B. aus einem Rändelrad in einer oder jeder Randzone eines von der Bahn gefolgten Wegs und einem gegenüberstehenden Stützrad bestehen, aus Einrichtungen zum Regulieren der Kraft, die diese Räder auf eine Bahn ausüben, die man mit einer Kante in dem Berührungsspalt dieser Räder durchlaufen läßt, und aus Einrichtungen zum Erwärmen dieses Rändelrades auf eine Temperatur, die dazu ausreicht, eine Festigkeitsminderung der mit dem Rändelrad in Berührung kommenden Bahnoberfläche zu verursachen, um das Rändeln dieser Oberfläche zu fördern.

Eine derartige Vorrichtung kann zum Rändeln einer Bahn von beiden Seiten her benutzt werden, indem man die Bahn zweimal durch die Vorrichtung laufen läßt und sie zwischen den beiden Durchgängen umdreht Um eine Bahn gleichzeitig von beiden Seiten her zu rändeln, kann als Stützrad in einer oder jeder Randzone des von der Bahn gefolgten Weges ein zweites gerändeltes Rad benutzt werden. Auch dieses zweite gerändelte Rad kann mit Einrichtungen zum Heizen verbunden werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Vorrichtung zumindest ein Rändelrad mit einer Nabe und einer Felge, die durch Einrichtungen, die die Wärmeübertragung durch Konvektion oder Wärmeleitung von der Felge auf die Nabe einschränken, miteinander verbunden sind. Es sind Einrichtungen vorhanden, um die Felge durch Wärmekonvention mittels Luft durch derartige Heizeinrichtungen zu heizen, die nahe den Außenflächen der Felge des Rades angeordnet sind und sich über mindestens 180° der Felge erstrecken. Die Heizeinrichtungen selbst können stationär angebracht sein.

Die die Rändelung erzeugenden Vorsprünge auf dem Umfang des Rändelrades haben vorteilhafterweise einen Abstand voneinander, der weniger als 1 mm beträgt und es sind mindestens 150 Rändelvorsprünge pro Quadratzentimeter der Umfangsfläche des Rändelrades vorgesehen.

Nachstehend soll die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher

• erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung des von der Bahn gefolgten Weges bei einem Ausführungsbeispiel;

F i g. 2 eine detaillierte Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 1;

Fig.3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig.4 eine Schnittansicht, die die Umfangsfläche eines Rändelrades zeigt und

Fig.5 einen axialen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels eines Rändelrades.

F i g. 1 zeigt eine aus thermoplastischem Werkstoff hergestellte Bahn 10, die sich in Richtung des Pfeils 11 abwärts bewegt. Die Bahn wird über frei drehbare Führungsrollen 12 und 13 gezogen, die die Bahn auf ihrer gesamten Breite berühren.

Der Rändelvorgang der Bahn ist nur für eine Bahnkante dargestellt und erfolgt mit Rändelrädern 14 und 15. Die beiden Räder sind auf Achsen 16 und 17 frei drehbar angebracht, die so angeordnet sind, daß in der dargestellten Betriebsstellung die gemeinsame Tangentialebene der beiden Räder praktisch mit der Ebene der Bahn zwischen den Führungsrollen 12 und 13 zusammenfällt. Die Achse 16 ist starr befestigt, während die Achse 17 am senkrechten Arm 18 eines Winkelhebels angebracht ist, der seinerseits auf einer Achse 19 sitzt. Der horizontale Arm 20 des Hebels ist mit einem die Rändelkraft bestimmenden Gewicht 21 belastet. Auf einem Zapfen 23 sitzt schwenkbar ein kleiner Nocken 22, der um 180° gedreht werden kann, um den Arm 20 anzuheben und damit das Rändelrad 15 vom gegenüberstehenden Rad 14 zu entfernen.

Während Fig. 1 nur eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, zeigen F i g. 2 und Fig.3 auch die Details der Vorrichtung. Fig.2 zeigt eine Seitenansicht der Rändelräder und deren Lagerung, und F i g. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 von F i g. 2.

Ein horizontal angeordnetes U-Profil 24 ist parallel zum Weg der Bahn 10 angebracht und trägt die Lagerblöcke 25 und 26, in denen eine Achse 19 schwenkbar gelagert ist.

Ein die Schwenkbewegung der Achse 19 steuernder Arm 20. ist in der Mitte der Achse befestigt, während beiderseits des Arms 20 Arme 18 und 28 sitzen, die das bewegliche Rändelrad 15 tragen.

Das Rändelrad 15 besteht aus einer Nabe 29, einer Felge 30 und mehreren Speichern 31, wobei die Felge 30 des Rades einen annähernd viereckigen Querschnitt hat. Die Nabe 29 des Rades ist in Kugellagern 32 und 33 auf einer kurzen, starr an den Armen 18 und 28 mit Klerp.rr.stücken 35 und 36 befestigten Achse 34 gela^ert. Die Achse ist hohl und an ihren Enden mit Innengewinden 37 und 38 versehen, mit denen sie an biegsame Leitungen eines Kühlkreislaufs angeschlossen werden kann. Die Achse ist zweiteilig gefertigt und enthält erweiterte Teile 39 und 40, die eine Innenkammer 41 zur Vergrößerung der Kontaktfläche mit der Kühlflüssigkeit bilden. Die beiden Teile der Achse sind zusammengeschweißt und dann auf die erforderlichen Außenabmessungen abged~eht worden.

Das Heizen des Rades erfolgt durch ein bogenförmiges Heizelement, welches das Rad über etwa 260 Winkelgrad umgibt und einen gerillten Teil 42 und einen planen Teil 43 aufweist Der Innenumfang des gerillten Teils 42 ist mit einer Vertiefung versehen, deren allgemeine Form der der Felge des Rades entspricht, sowie mit einer Nut 44, in der sich ein elektrisches Heizelement befindet. Dieses Heizelement wird an den Klemmen 45 und 46 elektrisch angeschlossen (Fig. 2).

Teil 43 ist mit Teil 42 durch Schrauben 47 verbunden, und die so zusammengebauten Teile bilden somit ein Heizelement, daß die Außenflächen der Felge, d. h. die Seitenflächen und die äußeren Umfangsfläche der Felge eng umgibt, und zwar in einem Abstand von etwa 1 mm. Das Heizelement ist von Wärmeisolatoren 48 und 49 umgeben, die sich ebenfalls über etwa 260 Winkelgrad erstrecken. Die Isolatoren 48 und 49 sind mit Schrauben 52 zwischen Jochen 50 und 51 befestigt, die ihrerseits mit Schrauben 53 an einem Block 54 angebracht sind, der selbst an einer kleinen Schiene 55 befestigt ist, die die Arme 18 und 28 miteinander verbindet.

Die Umfangsfläche des Rändelrades zeigt F i g. 4, und zwar in Form eines vergrößerten gezeichneten Teils eines radialen Querschnittes des Rades, wobei dessen Achse bei der Darstellung von F i g. 4 senkrecht verläuft.

Der Aufbau des in seiner Gesamtheit stationären Rändelrades und des zugehörigen Heizelements entspricht dem des vorstehend beschriebenen beweglichen Rades 15 und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Verbesserungen, die sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Rändelverfahrens gegenüber dem herkömmlichen Kalträndeln erhalten lassen.

Beispiel 1

Ein Film aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 0,18 mm wird kalt und warm gerändelt, wobei eine herkömmliche Linienrändelung mit einer gleichmäßigen Breite von 10 mm erhalten wird.

Das Kalträndeln erfolgt mit Hilfe herkömmlicher Rändelräder mit etwa 23 Rändelvorsprüngen je cm², deren Spitzen einen Abstand von etwa 2 mm haben. Im Gegensatz dazu erfolgt das Wärmrändeln mit einem Rändelrad mit 153 Rändelvorsprüngen je cm², deren Spitzen voneinander in einem Abstand von etwa 0,8 χ 0,8 mm angeordnet sind.

Der vorstehend benutzte Ausdruck »Rändelabstand« bezeichnet den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Rändelvorsprünge, am Umfang des Rändelrades gemessen. Die Angabe zweier gleicher Werte besagt, daß der Abstand in axialer Richtung gleich dem Abstand in tangentialer Richtung ist.

Es wurde festgestellt, daß die Rändeltiefen - etwa 25 μπι - und die Rändelkräfte - etwa 250 N - in beiden Fällen gleich waren, wenn das Warmrändeln bei der Radtemperatur vrn 120⁰C und das Kalträndeln bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. 20⁰C, erfolgte.

Der vorstehend benutzte Ausdruck »Rändeltiefe« bezeichnet die gesamte Zunahme der Dicke der Filmkante, entweder durch Kalträndeln, wodurch die Filmkante verformt wird, indem es stellenweise Teile derjenigen Filmfläche anhebt, die dem Rändelrad abgewandt ist, oder durch Warmrändeln, bei dem ein Rändelrad die Filmkante dadurch verformt, daß stellenweise Teile neben denjenigen Filmflächen, die das Rändelrad berühren, angehoben werden. Im Falle des Kalträndelns kann man sagen, daß die Dicke der gerändelten Zonen des Films sich praktisch nicht verändert hat, sondern daß das Filmmaterial in Richtung auf eine Seite des Films »verdrängt« worden ist, so daß auf einer Seite des Films ein Vorsprung und auf der entgegengesetzten Seite eine entsprechende Vertiefung erzeugt wird. Im Gegensatz dazu kann beim Warmrändeln eine auf eine Seite des Films wirkende Rändelrolle

die gegenüberliegende Fläche des Films unverformt belassen, und das ist im allgemeinen auch der Fall, während die mit dem Rändelrad in Berührung stehende Fläche durch Stauchen von Filmmaterial neben den Stellen verformt wird, an denen die Rändelvorsprünge in die Filmoberfläche eingedrungen sind. Im Falle des Einfachrändeins, d. h. mit Hilfe einer Kombination eines Rändelrades mit einem gegenüberstehenden, glatten Rad, kann die mit dem letzteren in Berührung stehende

Fläche des Films unverformt sein. Im Falle des Doppelrändeins, d. h. mit einer Kombination zweier gegenüberstehender Rändelräder, wird die Rändeltiefe bei gleicher Rändelkraft nahezu das Doppelte der beim Einfachrändeln erhaltenen Tiefe betragen.

Es stellt sich also heraus, daß Warmrändeln eine Verformung der Filmoberfläche ermöglicht, die bei gleicher Rändelkraft etwa 6,5mal so groß ist wie die beim Kalträndeln erreichbare Verformung.

Beispiel 2

Ein Triacetatfilm mit einer Dicke von 0,14 mm wird bei einer Geschwindigkeit von 10 m/min kalt und warm durch Doppelrändeln bearbeitet. Die Temperatur beim Kalträndeln beträgt 20⁰C; beim Warmrändeln weisen die Rändeiräder eine Temperatur von 120⁰C auf.

Es werden Rändelräder mit einem Durchmesser von 120 mm, einer Breite von 10 mm und einem Rändelabstand von 2 —2 mm bzw. 0,8 χ 0,8 mm benutzt; die Rändelkraft beträgt etwa 250 N.

Die Rändeltiefe wird unter zwei verschiedenen Bedingungen gemessen, nachdem der gerändelte Film 24 Stunden unter einem Druck von 40 N/cm² gehalten worden ist. Die erste Messung (A) wird bei unbelasteter, gerändelter Filmkante durchgeführt Bei der zweiten Messung (B) wird die vorher 24 Stunden angelegte Last von 40 N/cm² beibehalten. In der nachstehenden Tabelle ist die verbliebene Rändeltiefe in relativen Werten (%) angegeben, die sich beim Vergleich zwischen der Rändeltiefe nach 24 Stunden einerseits und der unmittelbar nach dem Rändeln gemessenen Rändeltiefe andererseits ergeben.

Tabelle I Rändelabstand in mm

Relative Rändeltiefe nach 24 Std. Belastung mit 40 N/cm²

A (Messung in unbelastetem Zustand)

B (Messung bei Belastung mit 40 N/cm²)

2X2 Kalträndeln
2X2 Wannrändeln
0,8X0,8 Wannrändeln

57
78
93

57
57

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß daß Wärmrändeln bei einer Last von 40 N/cm² nur eine geringfügige Zunahme der Rändeltiefe mit sich bringt. In unbelastetem Zustand verbessert jedoch offenbar das Warmrändeln die Rändeltiefe, die verbleibt, nachdem die Kanten eine bestimmte Zeit lang belastet worden waren. Das bedeutet auf eine starke Steigerung der Elastizität der Kantenrändelung hin, und das ist insbesondere im Hinblick auf die Verhinderung der teleskopartigen Verformung einer Filmrolle vorteilhaft

Beispiel 3

Das in Beispiel 2 beschriebene Doppelrändeln wird mit einem Film aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 0,18 mm wiederholt, wobei das Warmrändeln bei 120⁰C erfolgt

Tabelle Π

Kanaeiaosiana in mm

Relative Rändeiücfe nach 24 Siu. Belastung mit 40 N/cm²

Λ (Messung in unbelastetem Zustand)

B (Messung bei Belastung mit 40 N/cm²)

2X2 Kalträndeln
2X2 Warmrändeln
0,8 x 0,8 Wannrändeln

73
96
96

80
80
86

Es ergibt sich, daß der Gewinn an Rändeltiefe, der durch Warmrändeln erreichbar ist, im Falle von Polyesterfilm weniger bedeutend ist als im Falle von Triacetatfilm. Das ist insbesondere auf die physikalischen Eigenschaften von Filmen aus Polyethylenterephthalat zurückzuführen, die auch dann eine größere Widerstandsfähigkeit gerändelter Kanten gegen Verformung gewährleisten, wenn die gerändelten Kanten durch Kalträndeln erzeugt worden sind

Beispiel 4

Ein mit einer Haftschicht versehener Triacetatfilm wird kalt und warm doppelgerändelt, um den Unterschied in der dabei anfallenden Staubmenge zu ermitteln. Die Staubmessung wird so durchgeführt, daß man ein Luftvolumen von 3 Litern aus der Umgebung der Rändelräder ansaugt und die darin enthaltenen Staubteilchen im Größenbereich zwischen 0,5 und 5 μπι und die Staubteilchen über 5 μίτι auszählt, wobei jeder in

Tabelle III

der Tabelle angegebene Wert das Mittel aus jeweils 5 Strichproben darstellt.

Die Staubbestimmung ist mit dem Aerosoiteilchenzähler Modell 220 durchgeführt worden, der von der Firma Royco Instruments, Inc., in Menlo Park, Kalifornien, USA, hergestellt wird. Um einen weiteren Vergleich zu ermöglichen, wird der Staubgehalt der Luft an den Rändelrädern auch bei stillstehendem Film sowie bei sich bewegendem Film, jedoch mit ausgeschalteter Rändeleinrichtung bestimmt.

Substrierter Triacetatfilm

Film in Ruhe

Film bewegt sich, kein Rändeln

Kalt-Doppelrändeln

Warm-Doppelrändeln

Staubteilchen	Staubteilchen
zwischen 0,5 und 5 μπι	über 5 μπι
89	0,8
167	1,6
198	73
372	4,6

Es ergibt sich hier, daß das Kalträndeln etwa 15mal mehr große Staubteilchen erzeugt als das Warmrändeln (73 gegen 4,6), während im Gegensatz dazu die •Erzeugung kleiner Staubteilchen beim Warmrändeln nahezu doppelt so groß ist wie beim Kalträndeln (372 gegen 198). Berücksichtigt man jedoch das Verhalten der kleineren Staubteilchen, die weit weniger schädlich sind, als die großen, so erkennt man, daß auch hinsichtlich der Stauberzeugung das Warmrändeln eines Films gegenüber dem Kalträndeln eine beträchtliche Verbesserung bedeutet.

Daß für dieses Beispiel ein Film mit einer Haftschicht benutzt worden ist, hat seinen Grund darin, daß bei modernen Gießanlagen eine Tendenz festzustellen ist, die Haftschicht oder -schichten unmittelbar nach der Herstellung des Trägerfilms und vor dem ersten Aufspulen des Films aufzubringen, wobei das Rändeln des Films die Haftschicht beschädigt, wodurch ein erhöhter Staubanfall erfolgt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Rändelrades zum erfindungsgemäßen Warmrändeln einer Bahn ist in F i g. 5 in Form einer Längsschnittansicht dargestellt. Im Gegensatz zu den in F i g. 2 und F i g. 3 beschriebenen Rändelrädern wird dieses Rändelrad durch Wärmeübertragung von einem Heizelement geheizt, das unmittelbar angrenzend an die Innenfläche der Felge des Rändelrades angeordnet ist.

Das Rändelrad besteht aus einer Radfelge 60, einem wärmeisolierenden Ring 61 und einer Nabe 62, die in Rollenlagern 63 und 64 drehbar auf einer starren Hohlachse 65 sitzt. Die Achse ist hohl und wird mit zwei Bolzen 66 und 67 zwischen den Armen 68 und 69 festgehalten, die an einer Halteschiene 70 befestigt sind. Die Bolzen 66 und 67 haben eine axiale, mit einem Gewinde versehene Bohrung, so daß die Bolzen an einen Flüssigkeitskreislauf angeschlossen werden können und eine Kühlflüssigkeit durch die Hohlachse 65 fließen kann. Ein zweiter wärmeisolierender Ring 71 sitzt starr auf der Hohlachse 65 und trägt ein ringförmiges Heizelement 72, das mit mehreren, in gleichen Winkelabständen angeordneten Bohrungen 73 versehen ist, in die je eine Heizpatrone eingesetzt ist, mit Ausnahme der untersten Bohrung, in der ein Thermostat 74 vorgesehen ist, der die Vorrichtung gegen Überhitzen schützt.

Die Felge des Rades ist mit einer Leiste 75 versehen, deren äußere Umfangsfläche mit dem gewünschten Rändelmuster versehen ist. Schließlich ist auf der in der Zeichnung linken Seite der Leiste 75 eine Hülse 76 aus wärmebeständigem Polymerwerkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie etwa Teflon, um die Felge des Rändelrades herum angeordnet, um die Beschädigung einer Bahn 10 zu verhüten, die möglicherweise das Rad an einer Stelle neben der Rändelleiste berühren könnte.

Bestimmte Bestandteile des Rändelrades, wie etwa Schrauben, Dichtungsringe, usw. werden nicht besonders beschrieben, da sie für das Verständnis der Arbeitsweise des Rades nicht wesentlich sind.

Wenn das Rändelrad in Betrieb ist, befindet sich eine Bahn 10 in tangentialer Berührung mit der Leiste 75 des Rades und wird durch ein nicht dargestelltes Stützrad daran angedrückt. Das Heizelement 72 erwärmt das Rad durch Konvektion durch den Luftspalt hindurch, der dieses Element 72 von der rechten Hälfte der Felge 60 des Rades trennt.

Es versteht sich, daß noch weitere Möglichkeiten zur Ausbildung der Rändelvorrichtung in Betracht kommen.

Das glatte Stützrad kann beim Einfachrändeln durch eine Rolle ersetzt werden, die die Bahn in ihrer vollen Breite stützt und als gemeinsamer Stützträger für zwei Rändelräder dienen kann, die die beiden Kanten der Bahn auf einer Seite rändeln. -

Die Rändelung muß nicht unbedingt eine Linienrändelung sein, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, sondern kann auch jede andere Art von Muster haben, wie etwa ein kreneliertes Muster, ein Muster, das in regelmäßigen Abständen unterbrochen ist, ein Muster, das es durch Abfühlen ermöglicht, die linke von der rechten Kante der Bahn zu unterscheiden, usw. -

Die Kühlung der Achse des Rändelrades oder der Rändelräder kann in vielen Fällen weggelassen werden. Denn der einzige Grund für die Kühlung der Achse besteht darin, die Temperatur der Rollenlager so niedrig zu halten, daß eine rasche Zersetzung des Schmiermittels verhütet wird. Wenn aber die Wärmeisolierung zwischen Felge und Nabe des Rades ausreicht, um die Wärmeübertragung von der Felge zur Nabe in Grenzen zu halten, dann kann die Kühlung des Mittelteils des Rades entfallen.

Das Heizen der Rändelräder kann auch auf andere Weise erfolgen. So können z. B. die elektrischen Heizelemente in den Felgenteil des Rades eingebettet werden und der elektrische Anschluß durch Ringe oder Bürsten hergestellt werden.

Als Alternative können auch die Heizelemente, weiche die Wärme auf die Räder übertragen, wie dies vorstehend anhand von F i g. 1 bis F i g. 5 beschrieben

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worden ist, nicht durch Elektrizität, sondern durch heißes öl od. dgl. geheizt werden. Schließlich sei noch auf andere, dem Fachmann bekannte Verfahren zur Erzeugung von Wärme verwiesen, wie Niederfrequenz-Induktionserhitzen oder dielektrisches Hochfrequenzerhitzen, die dazu benutzt werden können, die Wärme direkt im Felgenteil des Rändelrades zu erzeugen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Rändeln der Kanten einer sich bewegenden thermoplastischen Bahn, wobei die beiden Kanten der Bahn jeweils zwischen einem Rändelrad und einer drehbaren Stützrolle hindurchgefOhrt werden und das Rändeln unter Verwendung erwärmter Rändelräder erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rändelräder (15) auf to eine Temperatur erwärmt werden, die geeignet ist nur die anliegende Oberflächenschicht der Eahn (10) zu erweichen und der Druck der Rändelräder (15) so eingestellt wird, daß die Rändelvorsprünge der Rändelräder (15) in die erweichte Oberfläche der is Bahn (10) eindringen, daß die um die Rändelvorsprünge liegenden, unmittelbar angrenzenden Zonen der Bahn (10) aufgedrückt und höher werden als die sie umgebende Bahnoberfläche, wobei die Gegenseite unverändert bleibt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizen des Rändelrades durch Konvektion von Wärme über einen Luftspalt hinweg erfolgt

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus jeweils einem erwärmten Rändelrad und einem gegenüberliegenden Stützrad an einer oder beiden Kanten der Bahn und einer Einrichtung zum Einstellen des Druckes, den das Rändelrad auf die Bahn ausübt, dadurch gekennzeichnet daß in geringem Abstand von den Felgen (60) des Rändelrades (15) Heizmittel (42,43, 44,45,46) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luftspalt zwischen den Heizmitteln (42,43) und der Radfelge (60) über eine Länge erstreckt, die mindestens 180° dieser Felge (60) entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Nabe (62) und Felge (60) des Rändelrades (15) miteinander durch Einrichtungen verbunden sind, die die konvektive Wärmeübertragung oder die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung von der Felge (60) auf die Nabe (62) einschränken.