DE3835248C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Aus­ recken eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff in seiner Längs- und Querrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen dienen zur Herstellung von Kunststoffolien mit verbesserten mechanischen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Biegbarkeit, spezifischen Festigkeit und Dehnbarkeit. Die Ver­ besserungen werden durch Materialreckungen erreicht, durch welche die molekularen Strukturen des Kunststoffmaterials verändert werden. Durch die Längs- und Querreckung ordnen sich die Moleküle zu einem Gitterwerk, wodurch die mechanischen Eigenschaften ver­ bessert werden. Dabei kommt es darauf an, die Quer- und die Längs­ reckung gleichzeitig durchzuführen. Würden sie nacheinander durch­ geführt, würden sich die angestrebten vorteilhaften Reckergebisse teilweise aufheben.

Der Oberbegriff des Anspruchs 1 geht von einer Vorrichtung zum Verstrecken (Ausrecken) eines extrudierten Kunststoffschlauches aus, wie sie samt dem Streckverfahren in der US-PS 47 11 751 beschrieben ist. Das Herzstück dieser Vorrichtung ist eine keil­ förmige Spreizvorrichtung, bei der in der Ebene der Querrichtung symmetrisch zur Längsrichtung zwei spiegelbildlich gleiche Längs­ teile mit Rollen angeordnet sind, die über die jeweils ein elastischer Endlosgurt gespannt ist, an dem die Schlauchinnenfläche zum Anliegen kommt. Dabei werden die einlaufseitigen Rollen (an dem Keil­ scheitel) gegenüber den auslaufseitigen Rollen (an der Keilbasis) mit einer niedrigeren Umlaufgeschwindigkeit angetrieben.

Die keilförmige Spreizvorrichtung befindet sich in einem Behälter, der vom Extruder unabhängig ist. Der an anderer Stelle extrudierte Kunststoffschlauch wird in den Behälter eingebracht, wo er mittels Warmwasser oder Infrarotlicht erwärmt wird, bevor und während er über die Spreizvorrichtung läuft. Nach dem Verstrecken wird der Schlauch mittels einer Schneidvorrichtung in zwei Folienbahnen zerlegt, die dann aufgewickelt werden. - Der Rollenantrieb ist nur angedeutet. Eine Vorrichtung zum Verstellen des Öffnungswinkels der beiden Längsteile der keilförmigen Spreizvorrichtung ist nicht angegeben.

Eine solche Verstellvorrichtung ist bei einer Vorrichtung zum Aus­ breiten von schlauchförmigen Strängen gewirkter und gestrickter Stoffe in der DE-AS 1 26 835 beschrieben. Diese Vorrichtung hat zwei verstellbare, mit Folien bestückte Arme zur Flachlegung des Schlauches, wobei an den Kniffstellen je ein Rollenpaar den Schlauch an je eine außerhalb der Schlauchware liegende Gegenrolle gedrückt. Die beiden Gegenrollen sind mit ihren Lagern auf einer Gewindespindel angeordnet und dienen als verstellbare Widerlager für die unter der Wirkung von Federn auseinanderstrebenden Kniff­ fixierrollen, mit deren Halterung das eine Ende jedes rollenbe­ stückten Armes verbunden ist. Die Halterungen der Kniffixierrollen sind jeweils mit Scherengliedern verbunden, die Federzüge aufweisen. Diese Verstellvorrichtung erfordert einigen Aufwand.

Während die beiden vorerwähnten Vorrichtungen zum Herstellen von zwei in Längs- und Querrichtung (biaxial) verstreckte Flachfolien aus thermoplastischem Kunststoff dienen, ist in der DE-AS 15 04 481 eine Vorrichtung zum Herstellen mehrerer solcher Folien beschrieben. Damit stellt man zunächst eine Folie als Schlauch her, führt dann den Schlauch ungeschnitten in wenigstens drei flache Nutzen in verschiedenen Ebenen über, verstreckt die Nutzen im flachen Zustand gleichzeitig biaxial und gewinnt schließlich die Flachfolien durch Aufschneiden der Nutzen. Dazu besitzt die Vor­ richtung zwischen Schlauchformdüse und Abzugseinrichtung eine Spreizanlage zum Umformen des Schlauches in ebene Nutzen. Diese hat gekrümmte Kanten und sie ist durch die Verbindung benachbarter Kanten als mindestens dreiseitigen Polygon ausgebildet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Kanten ein Nutzen liegt. Diese Verstreckvorrichtung erfordert einigen Aufwand.

Zurückkommend auf die US-PS 47 11 751 sei als ein Vorteil des dortigen Verfahrens erwähnt, daß die schlauchförmige Kunststoffolie nicht mehr Zugorgan ist, da hierfür die beiden, an ihren Enden unterschiedlich angetriebenen, elastischen Endlosgurte eingesetzt sind. Nun ist es zwar verschiedentlich bekannt, als elastische Bänder Wendelfedern einzusetzen, dies aber in keinem Zusammenhang mit Reckvorrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum gleichzeitigen biaxialen Ausrecken eines Kunststoffschlauches zu schaffen, die unmittelbar nach dem Extruder angeordnet, einfach aufgebaut und mit einer verstellbaren Spreizvorrichtung versehen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung besteht im wesentlichen darin, daß in der Längsachse der Spreizvorrichtung ein die Vorrichtung tragendes Führungsrohr angeordnet ist, auf dem nahe dem auslaufseitigen Ende ein Antriebs­ motor für die Antriebsrollen und weiter eine Stellvorrichtung für die beiden Längsschienen der Spreizvorrichtung angeordnet ist.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteile besteht im wesentlichen darin, daß sich die Reckvorrichtung samt ihrem Anschluß an den Extruder durch eine vergleichsweise kurze Baulänge sowie durch einfache Konstruktion und Wartung auszeichnet. Durch die hohe Schonung während des Reckens ist man in der Wahl des Folien­ materials weitgehend frei, und es lassen sich höhere Wandstärke­ verringerungen, außerdem höhere Austrittsgeschwindigkeiten des extrudierten Schlauches erreichen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Reckvorrichtung, ist die Spreizvorrichtung aus zwei um 90° gegeneinander versetzt ange­ ordneten Längsschienenpaaren gebildet. Dabei nimmt der auf die Spreizvorrichtung auflaufende Schlauch eine viereckige, mit Vor­ teil eine rechteckige Querschnittsform an, so daß vier Folien­ bänder entstehen, wenn der Schlauch nach Verlassen der Spreizvor­ richtung aufgetrennt wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß bei der Herstellung eines bestimmten Foliengewichtes gegenüber einer Vorrichtung mit nur zwei Längsschienen die Austrittsgeschwindig­ keit des Schlauches aus der Extrusionsdüse reduziert werden kann. Bei zu hoher Austrittsgeschwindigkeit besteht nämlich die Gefahr, daß das Schlauchmaterial zu flattern beginnt, was die weitere Behandlung in der Spreizvorrichtung empfindlich stören kann.

Die weiteren Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausge­ staltung des elastischen Endlosgurtes der Spreizvorrichtung durch eine Wendelfeder.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Reckvorrichtung mit einer aus zwei Längsschienen (einem Paar) gebildeten Spreizvorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Reckvorrichtung mit einer aus vier Längsschienen (zwei zueinander senkrecht stehenden Paaren) gebildeten Spreiz­ vorrichtung im Querschnitt.

Fig. 3 einen Endlosgurt (Teil) gebildet aus einer Wendelfeder (ungedehnt und gedehnt) im Längsschnitt, und

Fig. 4 dementsprechend einen Endlosgurt mit einer Wendelfeder innerhalb eines elastischen Schlauches.

Wie Fig. 1 zeigt, tritt die im Extruder 1 entwickelte Schmelze über einen Umlenkkopf durch die Ringdüse 2 unter Bildung des Schlauches 3 nach außen, der sodann über eine der Düse 2 nachge­ ordnete Spreizvorrichtung gezogen wird. Diese besteht im wesent­ lichen aus dem zentralen Führungsrohr 15 und den beiden Längs­ schienen 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 Pfeile angedeutet. Auf die Rollen 5, 6 und 7 ist jeweils ein hochelastischer Endlosgurt 14 aufgespannt, der gegen die Innenseite des aufgezogenen Schlauches 3 anliegt. Über die Antriebsrollen 6 und 7 werden die Außentrums der Endlosgurte 14 in Richtung des Schlauchaustritts bewegt.

Die Längsschienen 4 sind mit ihren der Extrusionsdüse 2 zuge­ wandten Enden in dem Lagerbock 19, der am entsprechenden Ende des Führungsrohres 15 angeordnet ist, in einer Ebene verschwenkbar gelagert. Ihr Öffnungswinkel kann über die Stellvorrichtung 8, die auf dem Führungsrohr 15 in der Nähe ihres anderen Endes angeordnet ist, und die gelenkig angreifenden Streben 13 verändert werden.

Weiter ist auf dem Führungsrohr 15 der Antriebsmotor 9 angeordnet, von dem aus der Antrieb der Antriebs- und Umlenkrollen 6 und 7 mittels der Wellen 11 und 12 erfolgt. Dabei ist die Drehzahl der (einlaufseitigen) Antriebsrollen 7 auf die Austrittsgeschwindig­ keit des aus der Extrusionsdüse 2 austretenden Schlauches 3 ab­ gestimmt. Die stufenlos veränderbare Drehzahl (Umfangsgeschwindig­ keit) der (auslaufseitigen) Antriebsrollen 6 ist höher als die­ jenige der Rollen 7, so daß sich die Außentrums der hochelastischen Endlosgurte 14 in Längsrichtung ausdehnen und diesen Dehnungsweg auf den Schlauch 3 übertragen. Am Ende der Vorrichtung wird der in Quer- und Längsrichtung zu einem Doppelband ausgestreckte Schlauch aufgeschnitten und nach Umlenkung über die Führungsrollen 10 zu zwei getrennten Folienbändern aufgewickelt.

Wie Fig. 2 zeigt, sind bei einer Reckvorrichtung mit einer Spreiz­ vorrichtung, die aus zwei um 90° gegeneinander versetzt angeordneten Längsschienenpaaren 4 gebildet ist, die gleichen Bauteile eingesetzt wie bei der Vorrichtung mit einem Paar Längsschienen in der Fig. 1. Wesentlich ist wieder das zentrale Führungsrohr 15 mit dem darauf angeordneten Antriebsmotor 9, von dem aus je vierfach die Antriebswellen 11 zu den auslaufseitigen Antriebs- und Umlenkrollen 6 der Längsschienen 4 führen, auf die die Endlos­ gurte 14 aufgespannt sind. Weiter ist auf dem Führungsrohr 15 die Stellvorrichtung 8 zur Verstellung des Öffnungswinkels der vier Längsschienen 4 angeordnet, und zwar verschiebbar gelagert. Zwischen ihr und den Längsschienen sind die Streben 13 angelenkt.

Die Spreizvorrichtung besteht hier also aus vier Armen, auf denen je ein Endlosgurt 14 gelagert ist. Der auf diese Vorrichtung ge­ leitete Schlauch 3 nimmt im Querschnitt eine rechteckige Form an. Die angetriebenen Gurte 14 übernehmen den Schlauch 3 und tragen ihn über die Vorrichtung. Die Antriebs- und die Reckverhältnisse entsprechen denen bei einer Vorrichtung mit zwei Armen wie in Fig. 1. Am Ende des Reckvorganges wird der Schlauch mittels der Schneidvorrichtungen 16 zu vier Folienbahnen aufgeschnitten und dann werden die so entstandenen Folienbahnen getrennt aufge­ wickelt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Endlosgurt 14 aus einer Wendel­ feder 17, z. B. aus einer Zugfeder aus Federstahl, bestehen, die durch geeignete Mittel endlos gemacht ist. Die Figur zeigt links die Feder im ungedehnten Zustand am Einlauf des Schlauches in die Spreizvorrichtung und rechts im Verhältnis 1 : 4 gedehnten Zustand am Auslauf des Schlauches (Ende der Reckung).

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Wendelfeder 17 innerhalb eines elastischen Schlauches 18 untergebracht und mit der Schlauchinnenseite fest verbunden. - Ein in dieser Weise aus­ geführter Gurt hat besondere mechanische und thermische Eigen­ schaften. Sein Elastizitätsverhalten kann auf die verschiedenen Kunststoffarten abgestimmt werden. Er kann wie in Treibriemen in kurzer Zeit gegen einen anderen Gurt ausgewechselt werden. Durch die angetriebenen Gurte 14 wird der Schlauch 3, der im über­ tragenen Sinne über die Spreizvorrichtung bei kleinen Reckkräften "getragen" wird, entlastet.

Bezugszeichenliste:

 1 Extruder
 2 Extrusionsdüse (Ringdüse)
 3 Extrudierter Schlauch
 4 Längsschiene der Spreizvorrichtung, zwei in einer Ebene
 5 Stützrollen für jeden der beiden Endlosgurte
 6 Antriebs- und Umlenkrollen für jeden Endlosgurt, (schlauch-)aus­ laufseitig
 7 desgleichen einlaufseitig
 8 Stellvorrichtung für die beiden Längsschienen
 9 Antriebsmotor
10 Führungsrolle für jede Folie (flacher Schlauch nach Schnitt)
11 Antriebswelle (schlauch-)auslaufseitig
12 desgleichen einlaufseitig
13 Strebe zwischen Stellvorrichtung und jeder Längsschiene
14 Hochelastischer Endlosgurten über jeder Längsschiene
15 Führungsrohr der Spreizvorrichtung
16 Schneidvorrichtung
17 Wendelfeder als Endlosgurt
18 Elastischer Schlauch über der Wendelfeder
19 Lagerbock (für die Rollen 7)

Claims (5)

1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Ausrecken eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff in seiner Längs- und Querrichtung

• - mit einer keilförmigen Spreizvorrichtung, bei der in der Ebene der Querrichtung symmetrisch zur Achse der Längsrichtung zwei spiegelbildlich gleiche Längsteile angeordnet sind,
• - an jedem Längsteil Rollen angeordnet sind, deren Achsen senk­ recht zur Längsebene stehen, worüber ein elastischer Endlos­ gurt gespannt ist, an dem die Schlauchinnenfläche anliegt,
• - und die Rollen an jedem Längsteil wie folgt angeordnet sind: an der Außenseite mehrere Stützrollen und an den beiden Enden je eine Antriebs- und Umlenkrolle, wobei die Rolle am einlaufseitigen Ende mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird als die Rolle am auslaufseitigen Ende,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß in der Längsachse der Spreizvorrichtung ein die Vorrichtung tragendes Führungsrohr (15) angeordnet ist, die zwei Längsteile der Vorrichtung als nach außen gewölbte Längsschienen (4) ausge­ bildet sind, und die Vorrichtung zur Schlauchübernahme mit Abstand nach der Extrusionsdüse (2) angeordnet ist,
• - daß auf dem Führungsrohr (15) nahe dem auslaufseitigen Ende ein Antriebsmotor (9) angeordnet ist, von dem aus Antriebswellen (11, 12) zu den Antriebsrollen (6, 7) der beiden hochelastischen End­ losgurte (14) führen, wobei die Drehzahl der einlaufseitigen Rollen (7) der Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches (3) aus der Extrusionsdüse (2) angepaßt, dagegen die der auslaufseitigen Rollen (6) stufenlos regelbar ist,
• - und daß auf dem Führungsrohr (15) weiter eine Stellvorrichtung (8) angeordnet ist, von der aus je eine Strebe (13) zu den beiden Längsschienen (4) führt, die am einlaufseitigen Ende des Führungs­ rohres in einem Lagerbock (19) - wie an sich bekannt - schwenkbar gelagert sind, so daß der Öffnungswinkel der Spreizvorrichtung veränderbar ist (Fig. 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung aus zwei um 90° gegeneinander versetzt ange­ ordneten Längsschienenpaaren (4) gebildet ist (Fig. 2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosgurte (14) als Wendelfeder (17) ausgebildet ist (Fig. 3).

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