DE3835248A1 - Reckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleich­ zeitigen Ausreckung eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff in seiner Längs- und Querrichtung, bei der mit Abstand hinter der Extrusionsdüse zur Schlauchüber­ nahme eine aus mindestens zwei Längsschienen gebildete und mit Stützrollen versehene Spreizvorrichtung nachge­ schaltet ist, bei der der Öffnungswinkel der in einer Ebene einseitig verschwenkbar gelagerten Schienenarme veränderbar ist.

Derartige Vorrichtungen dienen zur Herstellung von Kunst­ stoff-Folien mit guten mechanischen Eigenschaften hinsicht­ lich ihrer Biegsamkeit, spezifischen Festigkeit und Dehn­ barkeit. Die positive Veränderung dieser Eigenschaften werden durch Materialreckungen erreicht, durch die moleku­ laren Strukturen des Kunststoffmaterials verändert werden. Durch gleichzeitige Längs- und Querreckung ordnen sich die Moleküle zu einem Gitterwerk, wodurch die mechanischen Ei­ genschaften vorteilhaft verändert werden.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird der aus der Extrusions­ düse austretende Schlauch über eine Spreizvorrichtung gezogen, die aus zwei Längsschienen bestehen kann. Die Längsschienen tragen an ihren Außenseiten Stützrollen, um den Schlauchtrans­ port durch Verminderung der Reibung während des Ziehvorganges zu erleichtern. Durch die Spreizstellung der Längsschienen wird der Grad der Querreckung festgelegt, während die Längs­ reckung des Schlauches durch Abziehen mittels einer Aufwic­ kelvorrichtung erreicht wird. Nach dem Verformungsvorgang wird der Schlauch unter Bildung von Folienbahnen in Längs­ richtung aufgeschnitten.

Es kommt darauf an, die Quer- und Längsreckung einstufig durchzuführen. Würden die Reckvorgänge nacheinander durchge­ führt, würden sich die Reckergebnisse teilweise aufheben, so daß sich eine Verfälschung der angestrebten Verbesserung ein­ stellt.

Nachteilig bei der vorerwähnten Vorrichtung ist der Umstand, daß der Schlauch über die Spreizvorrichtung gezogen werden muß. Wegen der Einleitung der gesamten Zugkraft in den Schlauch, der damit selbst zum Kraftträger wird, kann aus Festigkeitsgründen eine bestimmte Wandstärke nicht unter­ schritten werden. In vielen Anwendungsbereichen, beispiels­ weise in der Kabeltechnik, sind extrem dünne Folienbänder als Isolatoren Voraussetzung.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen ein aus einer Breitschlitzdüse eines Extruders austretendes Kunststoff­ band an den Seitenkanten durch zangenförmige Kluppen erfaßt und durch Erhöhung der Geschwindigkeit in Längs- und Quer­ richtung gereckt wird. Eine Vielzahl von Kluppen auf beiden Seiten der Folie fährt auf einem geschlossenen Schienensystem und wird durch verschiedene Transportmittel fortbewegt. Den Transport im Reckbereich übernehmen zwei gewindeförmige Spin­ deln mit progressiver Steigung, deren Achsen sich voneinander entfernen. Je nach dem einstellbaren Winkel der Reckspindelachsen kann das Breitenreckverhältnis gewählt werden. Das Längsreck­ verhältnis ist durch die Progression des Spindelgewindes festgelegt und kann nur durch Auswechseln der beiden Spindeln verändert werden. Im übrigen Bereich der Reckanlage erfolgt der Kluppentransport weitgehend mittels Ketten. Derartige Reckanlagen erfordern einen sehr hohen maschinellen Aufwand und hohe Präzision und hohe Wartungskosten. Außerdem besteht durch den Kluppeneingriff von außen die Gefahr des Einreißens der Folie, wobei die zwischen den Kluppen verbleibenden Fo­ lienfelder nur unvollkommen ausgereckt werden, so daß Un­ gleichmäßigkeiten in den Reckflächen mit der schädlichen Folge unregelmäßiger Molekularorientierungen eintreten.

Es handelt sich um die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei einem biaxial-simultanen Reckvorgang eine gleich­ mäßige Krafteinleitung der Reckkräfte in die Folie bei er­ höhter Reckfreudigkeit des Folienmaterials und der hierdurch möglichen Wandstärkenverringerung ohne schädliche Spannungs­ spitzen bei weitest gehender Materialschonung mit einfachen Mitteln möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ gelöst, daß die an den beiden Enden jeder Längsschiene gelagerten Stützrollen als mit unterschiedlicher Dreh­ zahl angetriebene Antriebs- und Umlenkrollen für einen aufgespannten, gegen die Schlauchinnenfläche anliegenden, hochelastischen Endlosgurt ausgebildet sind, wobei die Drehzahl der in Düsennähe liegenden Antriebsrolle der Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches aus der Extrusions­ düse angepaßt ist, während die Drehzahl der Antriebsrolle am freien Schienenende stufenlos regelbar ist.

Durch diese Maßnahmen ist die Folie selbst nicht mehr Zug­ organ, sondern wird durch einen großflächigen Dehnungsvor­ gang von innen nach außen bei gleichzeitiger Längsreckung über die angetriebenen Endlosgurte und deren elastische Längenänderungen durch die mit unterschiedlicher Drehzahl angetriebenen Antriebs- und Umlenkrollen unmittelbar in der Spreizvorrichtung verformt. Dabei ergibt sich eine viel exaktere Überlagerung der Spreiz- und Längendehnung mit der Folge einer besseren Ausbildung der molekularen Gitter­ struktur. Gegenüber der heute üblichen und aufwendigen Kluppenvorrichtung zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ihre vergleichsweise kurze Baulänge, Einfachheit in der Konstruktion und Wartung aus. Durch die hohe Schonung während der Reckung ist man in der Wahl des Folienmaterials weitgehend frei, auch sind bisher nicht er­ reichbare Wandstärkenverringerungen möglich. Außerdem kann die Austrittsgeschwindigkeit des extrudierten Schlauches bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem her­ kömmlichen Verfahren weitestgehend gesteigert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Spreizvorrichtung aus zwei um 90° gegeneinander versetzt angeordnete Längs­ schienenpaare gebildet. Dabei nimmt der auf die Spreiz­ vorrichtung auflaufende Schlauch eine viereckige, mit Vor­ teil eine rechteckige Querschnittsform an, so daß vier Folien­ bänder entstehen, wenn der Schlauch nach Verlassen der Reck­ vorrichtung aufgetrennt wird.

Dies wiederum hat zur Folge, daß bei der Herstellung eines bestimmten Foliengewichts gegenüber einer Anlage mit nur zwei Längsschienen die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches aus der Extrusionsdüse reduziert werden kann. Bei zu hoher Austrittsgeschwindigkeit besteht nämlich die Gefahr, daß das Schlauchmaterial zu flattern beginnt, und dies kann die weitere Behandlung in der Spreizvorrichtung empfindlich stören.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer aus zwei Längsschienen gebildeten Spreizvorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine aus vier Längsschienen gebildeten Spreizvorrichtung,

Fig. 3 einen aus einer Wendelfeder gebildeten Endlosgurt, und

Fig. 4 eine Wendelfeder nach Fig. 3 innerhalb eines elasti­ schen Schlauches.

Bei der Vorrichtung zum Ausrecken eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff nach Fig. 1 tritt die im Extruder 1 entwickelte Schmelze über einen Umlenkkopf durch die Ringdüse 2 unter Bildung eines Schlauches 3 nach außen, der sodann über eine der Düse 2 nachgeschalteten Spreizvorrichtung gezogen wird. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die Spreizvorrichtung aus den Längsschienen 4 an deren Außenrändern die Stützrollen 5 gelagert sind. An den Außenenden der Längsschienen 4 sind die mit unterschied­ licher Drehzahl angetriebenen Antriebs- und Umlenkrollen 6 und 7 gelagert. Die Drehrichtung ist durch die Pfeile an­ gezeigt. Auf die Rollen 5, 6 und 7 ist jeweils ein hochelasti­ scher Endlosgurt 14 aufgespannt, der gegen die Innenseite des aufgezogenen Schlauches 3 anliegt.

Über die in Pfeilrichtung angetriebenen Antriebs­ rollen 6, 7 werden die Außentrums der Endlosgurte 14 in Schlauchaustrittsrichtung bewegt.

Der Öffnungswinkel, der mit ihren der Düse 2 zugewandten Enden in einem Lagerbock 19 in einer Ebene verschwenkbar gelagerten Längsschienen 4 können über die Stellvor­ richtung B und die gelenkig angreifenden Streben 13 ver­ ändert werden. Die Antriebsvorrichtungen für die Antriebs- und Umlenkrollen 6 und 7 sind mit den Wellen 11 und 12 an­ gedeutet, die über den Antriebsmotor 9 angetrieben werden. Dabei ist die Drehzahl der Antriebsrollen 7 auf die Aus­ trittsgeschwindigkeit des aus der Düse 2 austretenden Schlauches 3 abgestimmt. Die veränderbare Drehzahl der Antriebsrollen 6 ist höher als diejenige der Rollen 7, so daß sich die hochelastischen Endlosgurte 14 in Längs­ richtung ausdehnen und diesen Dehnungsweg auf die Folie 3 übertragen. Am Ende der Vorrichtung wird der in Quer- und Längsrichtung zu einem Doppelband ausgereckte Schlauch auf­ geschnitten und nach Umlenkung über die Führungsrollen 10 zu zwei getrennten Folienbändern aufgewickelt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besteht der Endlosgurt 14 aus einer Wendelfeder 17, z.B. einer Zugfeder aus Federstahl, die durch geeignete Mittel endlos gemacht wird. Die Figur zeigt links die Feder im Zustand am Einlauf in den Reckvor­ gang und rechts im 1 : 4 gedehnten Zustand am Ende der Rec­ kung.

In Fig. 4 ist die Wendelfeder 17 innerhalb eines elastischen Schlauches 18 untergebracht und mit der Schlauchinnenseite fest verbunden. Ein in dieser Weise ausgeführter Gurt hat besondere mechanische und thermische Eigenschaften. Sein Elastizitätsverhalten kann auf die verschiedenen Kunststoff­ arten abgestimmt werden. Er kann wie ein Treibriemen in kur­ zer Zeit gegen einen anderen ausgewechselt werden. Durch die angetriebenen Gurte wird der Schlauch 3 entlastet, der im über­ tragenen Sinne über die Spreizvorrichtung bei kleinen Reck­ kräften "getragen" wird.

Dies gilt auch für die Ausführungsform nach Fig. 2, bei der die Spreizvorrichtung aus zwei um 90° gegeneinander versetzte Paare der Längsschienen 4 gebildet ist. In die­ ser Zeichnung werden die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 1 benutzt. Zu erkennen sind die über die Antriebswel­ le 11 vom Motor angetriebenen vorderen Antriebs- und Um­ lenkrollen 6 an den Längsschienen 4 auf die die Endlos­ gurte 14 aufgespannt sind. Auf dem Führungsrohr 15 ist die Stellvorrichtung B verschiebbar gelagert. Zwischen der Stellvorrichtung B und die Längsschienen 4 sind die Streben 13 angelenkt.

Der auf diese Vorrichtung geleitete Schlauch 3 nimmt im Querschnitt eine rechteckige Form an. Die Reckvorrichtung besteht aus vier Armen auf denen je ein Endlosgurt 14 ge­ lagert ist. Diese angetriebenen Gurte 14 übernehmen den Schlauch 3 und tragen ihn über die Reckvorrichtung. Die am Extruder angeordneten Antriebsrollen verleihen der Schlauchlaufseite eine Geschwindigkeit, die der Austritts­ geschwindigkeit des Schlauches entspricht. Die am Ende der Längsschienen 4 befindlichen Antriebs- und Umlenkrollen 6 können stufenlos mit einer höheren Geschwindigkeit ange­ trieben werden. Dies hat zur Folge, daß die den Schlauch 3 tragenden Gurte 14 auf ihrem Wege über die Reckvorrichtung stetig gedehnt werden und damit die Folie mitnehmen, die ihrerseits dabei in Längs- und Querrichtung gedehnt wird.

Am Ende des Reckvorganges wird der Schlauch zu vier Folien­ bahnen mit den Schneidvorrichtungen 16 aufgeschnitten und dann die so entstandenen Folienbahnen getrennt aufgewickelt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur gleichzeitigen Ausreckung eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff in seiner Längs- und Quer­ richtung, bei der mit Abstand hinter der Extrusionsdüse zur Schlauchübernahme eine aus mindestens zwei Längsschie­ nen gebildete und mit Stützrollen versehene Spreizvor­ richtung nachgeschaltet ist, bei der der Öffnungswinkel der in einer Ebene einseitig verschwenkbar gelagerten Schienenarme veränderbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an den beiden Enden jeder Längs­ schiene (4) gelagerten Stützrollen (5) als mit unterschied­ licher Drehzahl angetriebene Antriebs- und Umlenkrollen (6, 7) für einen aufgespannten, gegen die Schlauchinnenfläche an­ liegenden hochelastischen Endlosgurt (14) ausgebildet sind, wobei die Drehzahl der in Düsennähe liegenden Antriebs­ rolle (7) der Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches (3) aus der Extrusionsdüse (2) angepaßt ist, während die Dreh­ zahl der Antriebsrolle (6) am freien Schienenende gegen­ über der vorgeschalteten Antriebsrolle (7) stufenlos regel­ bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spreizvorrichtung aus zwei um 90° gegeneinander versetzt angeordnete Längsschienenpaare gebildet ist.

3. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, gekenn­ zeichnet durch einen als Wendelfeder (17) aus­ gebildeten Endlosgurt (14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wendelfeder (17) innerhalb eines elastischen Schlauches (18) untergebracht und mit der Schlauchinnenseite fest verbunden ist.