DE3837447A1 - Bogenfoermige dehneinrichtung sowie verfahren insbesondere zum dehnen von kunststoffolien im elastischen bereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bogenförmige Dehneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren insbe­ sondere zum Dehnen von Kunststoffolien im elastischen Be­ reich nach Anspruch 5.

Auf dem Gebiet der Folienherstellung ist es bekannt, ein- oder mehrschichtige Kunststoffilme herzustellen. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer Koextruderdüse erfol­ gen, wobei die mehreren aufeinander aufgetragenen Schich­ ten durch entsprechende Kühleinrichtungen gekühlt und gegebenenfalls unter Zwischenerwärmung in Längs- und/oder Querrichtung verstreckt werden.

Bei der Folienherstellung kann es allerdings passieren, daß bei dem um mehrere Umlenkrollen geführten und bis zu einer Materialrolle vorwärts bewegten Folienbahn die an sich glatt hergestellte Folie letztendlich leicht faltig oder gerafft auf der Materialrolle aufgewickelt wird. Um dies zu vermeiden, wird bevorzugt unmittelbar vor dem Aufrollen auf der Material­ bahn die Folie nochmals geglättet, indem sie im elastischen Bereich unter Einhaltung bestimmter Parameter und Eckdaten gedehnt wird.

Um das gewünschte Dehnen der Materialfolienbahn im elastischen Bereich zu gewährleisten, wird herkömmlicher­ weise eine sogenannte Bogen- oder Bananenwalze verwandt. Bei der Bogen- oder Bananenwalze handelt es sich um eine in Seitenansicht, d.h. also in Richtung der vorbewegten Folienbahn bogenförmig angeordnete Walze mit einem innen feststehenden bogenförmigen Träger, auf dessen Axiallänge eine Vielzahl von Kugellagern angebracht sind, worüber ein elastischer Walzenmantel rotierbar gelagert ist. Mit an­ deren Worten kann also der in Seitenansicht bogenförmig an­ geordnete elastische Walzenmantel in dieser Bogenform auf den im lnneren auf dem Bogenträger angeordneten Kugella­ gern rotieren. Dabei wird natürlich bei jeder Umdrehung der Bogenmantel an der konvexen Außenseite gedehnt und an der konkaven Innenseite gestaucht, was natürlich zu einer beachtlichen Beanspruchung des elastischen Walzenmantels führt und deshalb dieser elastische Mantel nur für eine begrenzte Betriebsdauer einsetzbar ist.

Der Antrieb des elastischen Walzenmantels erfolgt in der Regel über einen Friktionsantrieb, der am stirnseitigen Ende des elastischen Walzenmantels sitzt und hier an ihm an­ greift. Durch diesen schweren Reibantrieb erfährt sowohl der Reibantrieb selbst wie auch der elastische Walzenmantel einen zusätzlichen Abrieb. Die Abriebpartikel können dabei ferner zu einer Oberflächenverschmutzung nicht nur auf dem elastischen Walzenkörper selbst sondern darüber vor allem auch auf dem Produkt, d.h. der zu dehnenden Kunststoff­ folienbahn selbst führen, auf der die abgeriebenen Gummi­ partikel sichtbar sind.

Sollte es einmal zu einem Kunststoffolienbahn-Riß kommen, so hat dies bereits in der Praxis auch schon zur Beschädi­ gung des elastischen Walzenmantels geführt. Denn einmal besteht dann das Problem, daß die weiter zugeführte abge­ rissene Kunststoffolienbahn auf dem elastischen Walzenman­ tel aufgewickelt wird und beim Entfernen mittels Messern Einschnitte in den Walzenkörper eingebracht werden können. Schließlich müssen bei der vorsichtigen Dehnung der Kunst­ stoffolienbahn im elastischen Bereich bestimmte Parameter und Eckdaten exakt eingehalten werden. Bei Verwendung des in Rede stehenden Friktionsantriebes aber ist die Ein­ haltung dieser Eckdaten und vor allem der exakten Drehungs- und Antriebszahl des elastischen Walzenmantels nur schwer mit der ausreichenden Genauigkeit zu gewährleisten. Schließlich muß noch erwähnt werden, daß häufig der Bogen- oder Bananenwalze vor- oder nachgeordnet eine Korona-Licht­ behandlung durchgeführt wird, um darüber die statische Aufladung auf der Kunststoffolienbahn zu mindern bzw. eine entsprechende Entladung durchzuführen. Dabei entsteht aber in der Regel Ozon, welches wiederum vor allem in der Fort­ bewegungsbahn der Kunststoffolie mitgeführt wird und dann bei nachgeordneter Bogen- und Bananenwalze zu einer Beschädi­ gung des elastischen Walzenmantels führt. Denn Ozon kann diese Gummimischungen angreifen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu überwinden und eine bogenförmige Dehneinrichtung zum Überdehnen einer Kunststoffolienbahn im elastischen Bereich zu schaffen, die bei weitem einfacher aufgebaut und in der Praxis leichter handhabbar ist. Dabei soll die erfindungsgemäße Lösung bei der Herstellung und im Betrieb auch weniger Kosten verursachen als herkömmliche Bogen- oder Bananenwalzen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich der Vorrichtung entsprechend den in Anspruch 1 und bezüglich des Verfah­ rens entsprechend den in Anspruch 5 angegebenen Merkma­ len gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine verblüffend ein­ fach aufgebaute bogenförmige Dehnungseinrichtung geschaf­ fen, die nicht nur erhebliche konstruktive Vorteile aufweist, sondern die auch problemlos in der Praxis handhabbar ist, und mit der bestimmte Eckdaten zur Durchführung einer gewünschten Dehnung einer Kunststoffolienbahn exakt eingehalten werden können. Dabei fallen die Kosten bei der erfindungsgemäßen bogenförmigen Dehnungseinrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen Bogen- oder Bananenwalzen je nach Breite der bogenförmigen Dehnungseinrichtung um beispielsweise einen Faktor 4 bis 6 geringer aus.

Im Gegensatz zum Stand der Technik handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung nicht um einen äußerst stark be­ anspruchten und einen separaten Antrieb, in der Regel einen Reibantrieb erfordernden elastischen Walzenmantel, sondern um eine feststehende bogenförmige Dehnungseinrichtung. Die feststehende bogenförmige Dehnungseinrichtung weist zumindest im Bereich des Umschlingungswinkel der Kunststoffolienbahn Austrittsöffnungen auf, über welche während des Betriebes ein gasförmiges oder flüssiges Fluid ausströmen kann. Hierüber wird der Aufbau eines Luft- bzw. Gaskissens oder einer Flüssig­ keitsfilmschicht gewährleistet, so daß hierüber die an der konvexen Außenseite übergeführte und leicht gedehnte Kunst­ stoffolienbahn berührungslos und damit auch reibfrei über den feststehenden Bogenkörper geführt wird.

Der erfindungsgemäße Bogenkörper kann im Prinzip aus einem feststehenden durchbiegbarem Rohr, beispielsweise mit einem Durchmesser von 20 bis 100 mm, vorzugsweise um die 40 bis 60 mm bestehen.

Schließlich bietet der erfindungsgemäße Bogenkörper noch den weiteren Vorteil, daß dieser in einem sehr viel grö­ ßeren Bereich mit unterschiedlichen Krümmungsradien durch­ gebogen werden kann. Dies ermöglicht zudem auch, daß der Umschlingungswinkelbereich in weiten Grenzen un­ terschiedlich groß voreingestellt werden kann, und zwar in der Regel ohne zusätzliche vor oder nach dem Bogenkörper sonst nach dem Stand der Technik zusätzlich notwendigen Umlenkwalzen. Nach dem Stand der Technik werden häufig zusätzliche vor oder hinter der Bogen- bzw. Bananenwalze anzuordnende gerade Umlenkwalzen benötigt, um darüber den Verlauf der Kunststoffolienbahn dahingehend einzustellen, ob diese flacher oder steiler auf die Bogenwalze zu und von dieser weg läuft.

Schließlich bietet sich bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren zusätzlich noch der Vorteil, daß bei Aufbau eines Gas-/ Luftkissens zwischen der Unterseite der Kunststoffolienbahn und dem Bogenkörper auch zusätzlich ionisiertes Gas verwandt werden kann, um hierüber eine Entladung der statisch auf­ geladenen Kunststoffolienbahn zu bewirken.

Auf dem Gebiet der Kunststoffolienbahnherstellung und -ver­ arbeitung, insbesondere auf Reckmaschinen ist es zwar grund­ sätzlich bekannt, auch berührungslose gerade Umlenkwalzen zu verwenden, die mit Bohrungen zum Austritt von Luft ver­ sehen sind. Obgleich derartige gerade Umlenkwalzen seit mehreren zig Jahren bekannt und auf diesem Gebiet einge­ setzt werden, hat dieser bekannte Stand der Technik bisher zu keiner Lösung entsprechend des erfindungsgemäßen Vor­ schlages geführt. lm Gegensatz dazu wurde bisher vielmehr an der um den Faktor 4 bis 5 teureren technischen Lösung der Bogen- oder Bananenwalzen mit ständig rotierendem ela­ stischen Walzenmantel festgehalten, da andere Lösungen der Fachwelt nicht denkbar waren.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergegen sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im einzel­ nen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Bogenkörpers in Richtung der vorbewegten Kunststoffolienbahn;

Fig. 2 eine schematische um 90° zu Fig. 1 versetzte An­ sicht quer zum Bogenkörper.

In Fig. 1 ist in schematischer Seitenansicht ein Bogenkör­ per 1 gezeigt, der beispielsweise aus einem Rundrohr mit einem Durchmesser um die 50 mm bestehen kann. Aber auch andere Größenabmessungen können in weiten Bereichen be­ liebig gewählt werden.

Der Bogenkörper 1 ist an seinen beiden gegenüberliegenden Stirnseitenflächen 3 eingespannt. Durch Verstellung zumin­ dest einer Klemmvorrichtung 5 auf die jeweils gegenüber­ liegende Klemmeinrichtung 5 zu oder weg kann der Durch­ biegungsgrad und damit der Bogenradius verstellt werden.

Möglich ist aber auch, wie in Fig. 1 angedeutet, daß der Bogenkörper 1 an seinen Stirnseiten 3 durch eine Klemmein­ richtung 5 gehalten wird, und daß beispielsweise in den dazwischen befindlichen Bereich vorzugsweise in der Mitte eine an der konkaven Seite des Bogenkörpers 1 anliegende Abstützeinrichtung 7 vorgesehen ist, die in ihrer Länge ein­ stellbar ist. Beispielsweise durch einen Spindelantrieb kann hierüber der Grad der Durchbiegung des Bogenkörpers 1 ein­ gestellt werden, wobei in diesem Falle zumindest an einer stirnseitigen Klemmeinrichtung 5 ein entsprechendes leichtes Nachführen möglich sein sollte.

Zumindest im konvexen Bereich, also im Bereich des Um­ schlingungswinkels einer Kunststoffolienbahn 9 sind eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 11 vorgesehen, über die un­ ter Druck stehendes Fluid austreten kann.

Das Fluid kann beispielsweise über eine Zuführleitung oder einen Schlauch 13 dem Bogenkörper 1 zugeführt werden und tritt dann an den erwähnten Austrittsöffnungen 11 aus.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Seitenansicht wird die von links nach rechts über den Bogenkörper 1 geführte Kunststoffolien­ bahn 9 im mittleren Bereich stärker durchdehnt und damit den entsprechend voreingestellten Eckwerten geglättet. Vor und nach dem Bogenkörper 1 ist dazu eine Umlenkwalze 15 angeordnet. Während des Betriebes treten aus den Austritts­ öffnungen 11 entweder Luft/Gas oder eine zugeführte Flüssig­ keit aus, worüber entweder ein Luft/Gas-Kissen oder ein Flüssigkeitsfilm zwischen der Unterseite der Kunststoffolien­ bahn 9 und dem Umschlingungsbereich des Bogenkörpers 1 gebildet wird. Die Folienbahn 9 wird somit berührungsfrei über dieses Luftkissen bzw. den Flüssigkeitsfilm um den Bogen­ körper 1 umgelenkt und gedehnt.

Als günstig erweist sich vor allem auch das Zuführen eines ionisierten Luft- und/oder Gasgemisches, um beispielsweise hierüber gleichzeitig zu einer statischen Entladung der Kunststoffolie beizutragen.

Entsprechend der doppelten Pfeildarstellung 17 kann bei­ spielsweise der Bogenkörper 1 noch nach links oder rechts um die durch die beiden Klemmeinrichtungen gebildete Achse verschwenkt werden, sofern dies im Einzelfall gewünscht wird.

Natürlich kann der Bogenkörper 1 auch eine von einer Kreis­ form abweichende Querschnittsform aufweisen. Nur im Bereich des Umschlingungswinkels bietet sich eine bogenförmig konvex gekrümmte Wand für den Bogenkörper 1 an. Dabei kann na­ türlich das zuzuführende Fluid über die gesamte Länge des Bogenkörpers 1 beispielsweise von seiner konkaven Un­ terseite her über eine dort schlitzförmig ausgebildete Ein­ trittsöffnung oder mehrere über die Längsrichtung des Bo­ genkörpers 1 zueinander versetzt liegende Zuflußöffnungen zugeführt werden, um beispielsweise an den Austrittsöffnun­ gen 11 ein möglichst gleichmäßiges Druckaustrittsverhalten des Fluids zu erzielen.

Claims (8)

1. Bogenförmige Dehneinrichtung insbesondere zum Dehnen nen von Kunststoffolienbahnen im elastischen Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem stillstehenden Bogen­ körper (1) besteht, der zumindest im Bereich des Umschlin­ gungswinkels der umzulenkenden und zu dehnenden Folien­ bahn (9) zur Erzielung einer berührungslosen Umlenkung mit Austrittsöffnungen (11) zum Austritt von gasförmigem oder flüssi­ gem Fluid zur Erzielung eines Luft-/Gaskissens bzw. Flüssig­ keitsfilmes zwischen der Unterseite der umzulenkenden Folien­ bahn (9) und dem benachbarten Bogenkörper (1) versehen ist.

2. Bogenförmige Dehneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogenkörper (1) in unterschiedlich starker Durchbiegung einstellbar ist.

3. Bogenförmige Dehneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung unterschiedlich starker Durchbiegung des Bogenkörpers (1) zwischen den stirnseitig am Bogenkörper (1) vorgesehenen Klemmeinrichtun­ gen (5) sitzend eine Abstützeinrichtung (7) vorgesehen ist, über die durch Längenveränderung der zur konvexen Außenseite gegenüberliegende Abstützpunkt des Bogenkörpers (1) in seiner Höhenlage und damit der Durchbiegungsgrad des Bo­ genkörpers (1) einstellbar ist.

4. Bogenförmige Dehneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogenkörper (1) in Seitenansicht quer zur fortbewegten Folienbahn (9) um eine quer und parallel zur Folienbahn (9) verlaufende Verschwenk­ achse in unterschiedlicher Verschwenklage einstellbar ist.

5. Verfahren insbesondere zum Dehnen von Kunststoff- Folien im elastischen Bereich mit einer bogenförmigen Dehn­ einrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den Austrittsöffnungen (11) unter Druck stehendes Fluid zur Bildung eines Luft- bzw. Gaskissens oder eines Flüssigkeitsfilmes zwischen der Unterseite der umzulenkenden Folienbahn und dem angrenzenden Bogenkör­ per ausströmt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid Luft oder Gas verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die zugeführte Luft und/oder das zugeführte Gas lonisationsteilchen umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid eine Flüssigkeit verwandt wird.