DE69710826T2

DE69710826T2 - Vorrichtung zum Verbreiten einer Bahn

Info

Publication number: DE69710826T2
Application number: DE69710826T
Authority: DE
Inventors: Kintaro Aihara; Kazuhiko Kurihara; Yuki Kuroiwa; Shuichi Murakami; Hiroshi Yazawa
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: US5791030A; EP0826480A3; DE69710826D1; TW384327B; EP0826480A2; EP0826480B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbreitern einer laufenden Bahn in deren Querrichtung sowie auf ein Verfahren zum Verbreitern der Bahn.

2. Stand der Technik

Vorrichtungen zum Verbreitern von Bahnen sind in einer Anzahl verschiedener Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise zeigt das Dokument GB-A-976 596, das den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, einen Lattenspreizer zum Dehnen von Materialbahnen in der Breitenrichtung, wobei ein Zylindergehäuse parallel zur Zylinderachse angeordnete Latten oder Stangen umfaßt, die zur axialen Bewegung auf einem Trägerbauteil angeordnet sind und durch Taumelscheiben bewegbar sind, die an den Enden des Spreizers vorgesehen sind, wobei jede der Taumelscheiben zur Drehung auf einer Lagerbuchse befestigt ist, die um eine Querachse schwenkbar ist, die die Zylinderachse im rechten Winkel schneidet, und welche in ihrer Stellung zu befestigen ist, sowie Öffnungen oder Löcher, die auf dem Umfang der Taumelscheiben zur Aufnahme von Stiften vorgesehen sind, die an den Latten oder Stangen befestigt sind. Ähnliche Konstruktionen sind durch die DE-A 42 13 208, die GB-A 1 333 076 und die GB-A 328 124 offenbart. Darüber hinaus offenbart Dokument EP-A 0 312 043 eine Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn mit einem Weitungswerkzeug, an das sich ein Führungswerkzeug anschließt wobei das Führungsverkzeug ein Paar von Querführungen umfaßt, die die beiden seitlichen Endbereiche der laufenden Bahn einklemmen können.
In diesem Zusammenhang existiert ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Faservlieses, welches Verfahren die Schritte des Aufteilens einer Bahn umfaßt, indem in deren Längsrichtung eine große Anzahl langer Schlitze (Unterbrechungen) in einer Schicht angebracht werden, die in deren Längsrichtung gezogen ist, oder einer geschlitzten Bahn mit nicht kontinuierlichen Unterbrechungen in deren Längsrichtung, welche in ihrer Längsrichtung gezogen wird, sowie das Weiten der aufgeteilten Bahn oder der geschlitzten Bahn in deren Querrichtung.
Wie in Fig. 18 A gezeigt ist, erhält man eine erste Art eines geschichteten Faservlieses durch Schichten doppellagig verbreiterter geteilter Bahnen oder geschlitzter Bahnen "a", die in deren Längsrichtungen und Querrichtungen angeordnet sind. Wie in Fig. 18B gezeigt ist, erhält man eine zweite Art von geschichtetem Faservlies, indem eine geweitete geteilte Bahn oder geschlitzte Bahn "a" und eine weitere Bahn, z. B. eine horizontal geschlitzte Bahn "b", die man erhält, indem sie in einer Querrichtung der Bahn unterbrochen und gezogen wird, aufeinander geschichtet werden. Das Faservlies, das unter Verwendung geweiteter Bahnen hergestellt wird, ist leicht, fest, gasdurchlässig und formstabil und findet allein oder als Verstärkung für andere Materialien breite Verwendung.
Es ist bekannt, eine Querführung, eine gebogene Gummiwalze, eine gebogene Stange, eine Schraubenwalze mit einer schraubenförmigen Nut in einer zylindrischen Oberfläche oder dergleichen als Weitungseinrichtung zu verwenden, um beide seitlichen Endbereiche einer Bahn in der Breitenrichtung der Bahn zu ziehen, um eine geweitete Bahn zu erhalten. Bei einem Verfahren zum Verbreitern einer Bahn unter Verwendung von einer dieser Einrichtungen ist es jedoch schwierig, ein hohes Weitungsverhältnis zu erhalten, und die Gleichförmigkeit der geweiteten Bahnen ist unzufriedenstellend. Wenn ferner der Weitungszustand durch Veränderungen der Eigenschaften einer Bahn während eines Weitungsvorgangs verändert wird, ist dies schwierig zu handhaben.
In Anbetracht dessen wurde die in JP-B 46 043 275 offenbarte Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn entwickelt. Bei dieser Vorrichtung wird eine große Anzahl von Schraubenfedern verwendet, die in einem vorbestimmten Abstand in einer Laufrichtung einer Bahn angeordnet sind und sich in der Breitenrichtung der Bahn ausdehnen. Diese Schraubenfedern dehnen sich allmählich in der Breitenrichtung einer Bahn aus, während sie sich in einer Laufrichtung der Bahn bewegen. Die laufende Bahn wird in der Breitenrichtung der Bahn geweitet, während sie von den Schraubenfedern getragen wird. Die Bahn kann gleichförmig mit einem hohen Weitungsverhältnis geweitet werden, indem eine Vielzahl dieser Vorrichtungen verwendet wird.
Bei dieser Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn stellen sich jedoch die folgenden Probleme. Da eine große Anzahl von Schraubenfedern in der Laufrichtung einer Bahn bewegt wird und diese sich in einer Breitenrichtung der Bahn ausdehnen, wird der Aufbau der Vorrichtung vergleichsweise kompliziert, was zu hohen Kosten führt. Ferner ist die Vorrichtung nicht zur Herstellung einer geweiteten Bahn mit großer Breite oder einer leichtgewichtigen Bahn aufgrund deren charakteristischer Eigenschaften geeignet, hat eine begrenzte Geschwindigkeit und erfordert eine große Geschicklichkeit beim Betrieb.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine vergleichsweise preiswerte Vorrichtung zum Verbreitern von Bahnen zu schaffen, die die genannten Probleme löst, die zur Herstellung einer geweiteten Bahn mit einer großen Breite oder einer leichtgewichtigen Bahn geeignet ist, während ein hohes Weitungsverhältnis erzielt wird und die Gleichförmigkeit der Bahn gewährleistet wird, und welche bei hoher Effizienz leicht zu bedienen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht und schafft eine Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn, die die genannten Probleme löst. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn umfaßt:
ein Weitungswerkzeug, mit einer Welle, einer Anzahl von Weitungsplatten in Berührung mit der zu weitenden Bahn in paralleler Anordnung um die Welle herum, welche Weitungsplatten eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten umfassen, die um die Welle herum gedreht werden können und Axialrichtung der Welle beweglich sind, welche zweite Gruppe von Weitungsplatten von der ersten Gruppe von Weitungsplatten in der Axialrichtung der. Welle getrennt ist und dieser zugewandt ist, und einer Führungseinrichtung, die die ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten in der Axialrichtung der Welle derart bewegt, daß der Abstand zwischen den Weitungsplatten der ersten und zweiten Gruppen in der Axialrichtung der Welle nach und nach mit der Drehung der Weitungsplatten ausgedehnt und zusammengezogen wird, und einem Paar von Querführungen, die die seitlichen Endbereiche der durchlaufenden Bahn einklemmen und einander in Breitenrichtungen der Bahn gegenüberliegen, welche Querführungen so ausgebildet sind, daß sie die Seitenbereiche der Bahn weiten, indem sie den eingeklemmten Bereich der Bahn gleichförmig nach außen in Breitenrichtung ziehen.
Bei der beschriebenen Konstruktion vergrößert sich die Breite des mittleren Teils der Bahn in großem Ausmaß durch die Breiten der anderen Teile nur in geringem Ausmaß. Die Querführungen können die Bahn auf eine gewünschte Breite weiten, weiten jedoch nicht den mittleren Bereich der Bahn in großem Ausmaß. Wenn daher das Weitungswerkzeug und die Querführungen durchgehend angeordnet sind und verwendet werden, kann die Bahn mit gleichförmigen Öffnungen auf ihrer gesamten Breite aufgeweitet werden. Durch Einstellen der angebrachten Führungseinrichtungen können Veränderungen bei der Ausdehnung der Breite der Bahn, die durch die Art und die Eigenschaften der Bahn bedingt sind, leicht gesteuert werden. Die Anpassung der Führungseinrichtungen kann während des Betriebs der Vorrichtung vorgenommen werden. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Vorrichtung stark von einer vergleichbaren Weitungswalze oder Schraubenwalze.
Obwohl ein gekrümmter Körper die Funktion erfüllt, die Zwischenräume zwischen den einzelnen Fasern gleichförmig aufzuweiten, wobei beide Endbereiche der Bahn ausgenommen sind, ist es schwierig, eine kleine Veränderung im Weitungszustand genau zu steuern, die durch Schwankungen der Eigenschaften der Bahn hervorgerufen werden. Um dieses Problem zu lösen, werden ein Weitungswerkzeug, Querführungen und ein gekrümmter Körper kombiniert, um ihre Vorteile im höchsten Masse auszunutzen und ihre Nachteile auszugleichen, so daß die Bahn über eine große Breite gleichförmig und gleichmäßig aufgeweitet wird. Da diese Weitungsvorrichtung einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweist, wird der Weitungsvorgang vereinfacht und kann wirkungsvoll durchgeführt werden.
Die Führungseinrichtung kann die ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten symmetrisch in Axialrichtung der Welle bewegen. Die Führungseinrichtung kann ferner die Bewegungsdistanzen der ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten unabhängig voneinander in Axialrichtung der Welle anpassen.
Ein Kontaktbereich mit der Bahn auf jeder der Weitungsplatten der ersten und zweiten Gruppen kann eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, und diese gekrümmten Oberflächen der Weitungsplatten können kontinuierlich um die Welle herum angeordnet sein, so daß sie eine Umfangsoberfläche eines im wesentlichen zylindrischen Körpers bilden. Wahlweise kann der Kontaktbereich mit der Bahn von jeder der Weitungsplatten der ersten und zweiten Gruppen eine flache Oberfläche sein, und die flachen Oberflächen der Weitungsplatten können kontinuierlich um die Welle herum angeordnet sein, so daß sie eine Umfangsoberfläche einer im wesentlichen polygonalen Säule bilden.
Die genannten Führungseinrichtungen umfassen Nockenplatten, die sich um die Welle drehen, so daß die Weitungsplatten in Gleitberührung mit den Nockenplatten stehen, und die Nockenplatten können gegenüber der Welle geneigt sein, und es können Neigungseinheiten zum Neigen der Nockenplatten in Bezug auf die Welle vorgesehen sein. Die Führungseinrichtung kann vorzugsweise ihre Neigung in Bezug auf die Welle verändern.
Das Weitungswerkzeug kann ferner eine Vielzahl von Weitungsplatten umfassen, die zwischen den ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten angeordnet sind und um die Welle drehbar sind, sich jedoch nicht in der Axialrichtung der Welle bewegen.
Als das erwähnte Weitungswerkzeug mit der Führungseinrichtung kann unmittelbar eine Allzweckvorrichtung verwendet werden, die zum Entfernen von Falten und zur Positionssteuerung eines Gewebes oder einer Vliesfaser in deren Querrichtung bei der Verarbeitung breite Verwendung findet, wie beispielsweise ein Produkt von Toyo Kikai Tsusho Kabushiki Kaisha, das unter dem Handelsnamen "Webster" oder "Strebendehner" bekannt ist.
Die Querführungen können ferner unmittelbar als Allzweckvorrichtung verwendet werden, die zum Entfernen von Falten und zur Positionssteuerung eines Gewebes oder eines Faservlieses in seiner Querrichtung bei der Verarbeitung Verwendung findet. Die Querführungen haben die Funktion, beide Endbereiche einer laufenden Bahn in deren Breitenrichtung durch eine Klemmkraft oder eine Reibungskraft zu ziehen, und sie können so konstruiert sein, daß die Reibungskraft durch die Spannung der Bahn erzeugt wird, während eine Ebene, die Achsen eines Paars von Klemmwalzen oder eines Paars von Walzen, die dicht beieinander liegen, einschließt gegenüber einer Ebene geneigt oder verdreht ist, in der die Oberfläche der Bahn liegt, und sie können vom Scheibentyp oder vom Raupentyp sein. Abhängig von der Art der Bahn wird in einigen Fällen eine Querführung vom Klemmrollentyp bevorzugt, bei welchem die Achse einer Rolle und die Achse der anderen Rolle innerhalb der gleichen Ebene liegen, und eine der Rollen gegenüber der anderen geneigt ist, so daß der Raum zwischen den Enden der Rollen der Querführung leicht gegenüber der Mitte der laufenden Bahn geöffnet ist.
Der gekrümmte Körper umfaßt eine gekrümmte Rolle und eine spiralförmige Bahnführungseinrichtung zum Führen der Bahn, welche eine Nut ist, die auf der Oberfläche der gekrümmten Rolle vorgesehen ist, oder ein spiralförmiger konvexer Bereich, der auf der Oberfläche der gekrümmten Rolle vorgesehen ist. Die spiralförmige Bahnführungseinrichtung des gekrümmten Körpers wird durch eine äußere Antriebseinheit mit einer erforderlichen Geschwindigkeit zur Drehung angetrieben, so daß ein Weitungseffekt erzielt wird, wenn sie mit einer höheren Geschwindigkeit gedreht wird als die Laufgeschwindigkeit der Bahn.
Es ist möglich, eine Einrichtung zum Heizen der laufenden Bahn vor und während des Weitungsvorgangs in einigen Fällen vorzusehen und eine nicht drehbare Führungsstange in dem Laufweg der Bahn anzubringen.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Breite der Bahn bevorzugt auf eine gewünschte Breite angepaßt, indem die Positionen der seitlichen Endbereiche der Bahn bestimmt werden. Es ist möglich, in dem Laufweg der Bahn Abtasteinrichtungen zum Abfasten der Breite der geweiteten Bahn anzubringen und eine Steuereinrichtung zum Betreiben der Führungseinrichtung vorzusehen, so daß die Breite der Bahn auf eine vorbestimmte Breite entsprechend dem Ausgangssignal der Abtasteinrichtung aufgeweitet wird.
Vorzugsweise umfaßt die genannte Führungseinrichtung Öffnungs- und Schliesseinrichtungen zum Öffnen und Schließen des Zwischenraums zwischen den beiden Rollen durch Neigung einer der Rollen der Querführungen in Bezug auf die andere, entsprechend der Position des seitlichen Randbereichs der Bahn. Wenn die Querführungen die genannten Öffnungs- und Schliesseinrichtungen umfassen, steuert die genannte Steuereinrichtung auch die Führungseinrichtungen, so daß die Breite der Bahn auf eine vorbestimmte Breite entsprechend der Frequenz der Öffnungs- und Schliessvorgänge des Zwischenraums zwischen den Enden der Rollen der Querführung innerhalb einer vorgegebenen Zeit eingestellt wird.
Ein Verfahren zum Verbreitern einer Bahn mittels der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 umfaßt die folgenden Schritte: Abgeben einer Bahn von einer Rolle an ein Weitungswerkzeug zum Weiten des Mittelbereichs der Bahn, welches Weitungswerkzeug eine Welle und eine Anzahl von Weitungsplatten umfaßt, die die laufende Bahn berühren und die parallel zueinander um die Welle herum angeordnet sind, welche Weitungsplatten eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten umfassen, die um die Welle herum drehbar und in Bezug auf die Weile axial beweglich sind, welche zweite Gruppe der Weitungsplatten von der ersten Gruppe der Weitungsplatten in Axialrichtung der Welle getrennt ist und der ersten Gruppe der Weitungsplatten gegenüberliegt, und Führungseinrichtungen zum Bewegen der ersten und zweiten Gruppe von Weitungsplatten in Axialrichtung des Welle derart, daß der Abstand zwischen den Weitungsplatten der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe in Axialrichtung der Welle nach und nach mit der Drehung der Weitungsplatten vergrößert und dann wieder verkleinert wird:
Weiten des Mittelbereichs der Bahn mit Hilfe des Weitungswerkzeugs;
Abgabe der Bahn an ein Paar von Querführungen zum Weiten der Seitenbereiche der Bahn, welche Querführungen die beiden seitlichen Randbereiche der Bahn einklemmen können und einander in Breitenrichtung der Bahn gegenüberliegen;
und Einklemmen und Weiten der Bahn mit Hilfe der Querführungen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Vorrichtung her betrachtet;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die den Laufweg einer Bahn in dieser Ausführungsform in Draufsicht auf die Bahn zeigt;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Ausführungsform her betrachtet;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die den Laufweg der Bahn in der zweiten Ausführungsform in Draufsicht auf die Bahn zeigt;
Fig. 5 ist eine Darstellung der äußeren Ansicht eines Weitungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Darstellung eines Querschnitts des Weitungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Darstellung eines Querschnitts eines gewölbten Kontaktbereichs mit der Bahn von einer Weitungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine Darstellung des Querschnitts eines flachen Kontaktbereichs mit der Bahn von einer Weitungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine Darstellung einer Abwandlung des Weitungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einer dritten Gruppe von Weitungsplatten;
Fig. 10 ist eine Darstellung einer weiteren Abwandlung des Weitungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einer dritten Gruppe von Weitungsplatten;
Fig. 11 ist eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Querführung gemäß der vorliegenden Erfindung, aus einer Laufrichtung der Bahn betrachtet;
Fig. 12 ist eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Querführung gemäß der vorliegenden Erfindung, aus einer Breitenrichtung der Bahn betrachtet;
Fig. 13A ist eine Darstellung eines vollständigen gewölbten Körpers, mit einer Spiralnut als spiralförmiger Bahnführungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13B ist eine Darstellung des mittleren Bereichs des gekrümmten Körpers aus Fig. 13A gemäss der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des gekrümmten Körpers, mit einem spiralförmigen linearen Material als spiralförmiger Bahnführungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15A zeigt die Bahn in Berührung mit dem gekrümmten Körper gemäß der vorliegenden Erfindung, von der Seite der Bahn her betrachtet;
Fig. 15B zeigt die Bahn in Berührung mit dem gekrümmten Körper gemäß der vorliegenden Erfindung, aus der Schnittrichtung des gekrümmten Körpers betrachtet;
Fig. 16A zeigt eine geteilte Bahn vor dem Aufweiten;
Fig. 16B zeigt die aufgeweitete geteilte Bahn;
Fig. 17A zeigt eine geteilte Bahn vor dem Aufweiten;
Fig. 17B zeigt die aufgeweitete geteilte Bahn;
Fig. 18A ist eine Darstellung der Schichtung der aufgeweiteten Bahnen; und
Fig. 18B ist eine weitere Darstellung der Schichtung geweiteter Bahnen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben, die in den Fig. 1 bis 17B beschrieben sind.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, die den Aufbau einer Weitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht, die den Laufweg einer Bahn in Draufsicht auf die Bahn zeigt. In den Fig. 1 und 2 umfaßt die Bahn-Verbreitungsvorrichtung 1 einen Rahmen (nicht gezeigt), eine Abgabeeinheit 4 (von der nur eine Welle gezeigt ist) zum Tragen einer Rolle 3 einer Bahn 2, ein Paar von Abgabe-Klemmrollen 5, 5, ein Paar von Führungsrollen 6, 6, die in einer Laufrichtung der Bahn angeordnet sind, eine Spannungsmesssensor-Rolle 7; die zwischen den Führungsrollen 6, 6 angeordnet ist, sowie eine Heizkammer 8 und ein Weitungswerkzeug 9, die auf der Bahn-Abgabeseite der Verbreitungsvorrichtung 1 angeordnet sind. Die Bahn wird von der Rolle 3 abgegeben, indem sie durch die Abgabe-Klemmrollen 5, 5 heruntergezogen wird, läuft über die Führungsrollen 6, 6 und wird zu dem Weitungswerkzeug 9 geführt. An diesem Punkt wird die Spannung der Bahn 2 durch die Spannungsmesssensor-Rolle 7 und die Abgabe-Klemmrollen 5, 5 auf einem vorbestimmten Niveau gehalten. Die Heizkammer 8 umfaßt einen Kanal mit einem Ventilator und einem Heizer, durch die Störungen und Ungleichmässigkeiten der die Heizkammer 8 passierenden Bahn beseitigt werden, indem heiße Luft auf die laufende Bahn aufgeblasen wird, so daß die Eigenschaften über die Bahn hinweg gleichförmig werden.
Während die Bahn 2 auf die Rolle 3 aufgewickelt ist, können ungleichmäßige Wicklungen in der Bahn 2 auftreten, wodurch es unmöglich wird, die Bahn 2 gleichförmig zu verbreitern. Bei dieser Ausführungsform läßt man die Bahn 2 durch die Heizkammer 8 laufen, um Störungen und Ungleichmässigkeiten der Bahn zu beseitigen, wodurch ein ungleichmäßiges Aufwickeln den nachfolgenden Verbreiterungsvorgang nicht beeinflussen kann.
Wenn die Bahn verbreitert wird, werden deren seitliche Randbereiche verzogen, was zu Problemen wie etwa dem Umwickeln der Querführungen führen kann. Das Erzeugen einer solchen Verzerrung kann verhindert werden, indem die seitlichen Randbereiche der Bahn vor oder während des Weitungsvorgangs stark aufgeheizt werden. Dies ist von Bedeutung, wenn auf die Verbreiterungsfunktion der Querführungen eine Belastung ausgeübt wird. Obwohl das Aufheizen der gesamten Bahn im letzten Schritt eines Verbreitungsvorgangs konventionell ausgeführt wurde, ist es wirkungsvoll, um die Verzerrungen zu entfernen, die durch das Verbreitern der gesamten Bahn erzeugt werden und um gleichmäßige Öffnungen zu erzeugen. Die Heizkammer ist nicht erforderlich, abhängig von der Art und den Eigenschaften einer Bahn und dem Ausmaß der Verbreiterung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind ferner eine nicht drehbare Führungsstange 10, zwei Paare von Querführungen 11, 11, drei Führungsrollen, 12, 12, 12, Klemmrollen 13, 13 und eine Heizrolle 14 in dem Laufweg der Bahn an der stromabwärts gelegenen Seite des Weitungswerkzeugs 9 vorgesehen. Die Führungsstange 10 und die Querführungen 11 sind aufeinanderfolgend in der Laufrichtung der Bahn angeordnet, und die Heizrolle 14 ist zwischen den Führungsrollen 12, 12 stromabwärts der Klemmrollen 13 angeordnet, so daß ein Bahn-Laufweg vom Weitungswerkzeug 9 gebildet wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind zwei gekrümmte Körper 15, 15 zwischen den zwei Paaren von Querführungen 11, 11 und den drei Führungsrollen 12, 12, 12 stromabwärts des Weitungswerkzeugs 9 im Bahn-Laufweg angeordnet. Daher können die Führungsstange 10, die Querführungen 11 und die gekrümmten Körper 15 aufeinanderfolgend in der Laufrichtung der Bahn angeordnet werden, indem die gekrümmten Körper 15 eingefügt werden, die die Funktion haben, den Zwischenraum von Fasern in der Struktur der Bahn gleichförmiger aufzuweiten.
Fig. 5 und 6 zeigen das erwähnte Weitungswerkzeug 9. Das Weitungswerkzeug 9 umfaßt eine Welle 16, einen Zylinder 17, der von der Welle 16 durchdrungen wird und drehbar durch die Welle 16 gelagert wird, sowie eine Anzahl von Weitungsplatten 18, 19, die parallel zueinander um den Zylinder 17 mit der Welle 16 als dessen Mitte angeordnet sind, so daß die Laufbahn die Weitungsplatten berühren kann.
Der erwähnte Zylinder 17 kann um die Welle 16 durch ein Lagerbauteil 20 rotieren, das zwischen dem Zylinder 17 und der Welle 16 angeordnet ist. Nuten 21 sind in der Umfangsoberfläche des Zylinders 17 in dessen axialer Richtung an Stellen angeordnet, die den Weitungsplatten 18, 19 entsprechen.
Die Anzahl von Weitungsplatten 18, 19, die um die Welle 16 entlang des Zylinders 17 angeordnet sind, sind aufgeteilt in eine erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten 19, die einander in der Axialrichtung der Welle gegenüberliegen. Die erste Gruppe der Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe der Weitungsplatten 19 umfassen Halterungen 18a, 19a, die in die Nuten 21 eingesetzt sind, so daß sie entlang der Nuten 21 gleiten können und die erste Gruppe von Weitungsplatten und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 sich jeweils in der axialen Richtung der Wellen bewegen können. Ferner sind die Halterungen 18a, 19a, so angeordnet, daß sie nicht in radialer Richtung der Welle aus den Nuten 21 fallen.
Dadurch sind die erste Gruppe von Weitungsplatten und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 voneinander auf solche Weise getrennt, so daß sie sich einander nähern oder sich voneinander in axialer Richtung der Welle entfernen können und um die Welle 16 in einer Richtung drehbar sind, in der die laufende, aufliegende Bahn 2 herausläuft, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist.
Die äußeren Oberflächen, d. h., die Kontaktbereiche mit der laufenden Bahn der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19 haben alle die gleiche Form. Die Kontaktbereiche der Weitungsplatten 18, 19 mit der Bahn haben gekrümmte Oberflächen, und wie in Fig. 7 gezeigt ist, haben die ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten diese gekrümmten Oberflächen als äußere Oberflächen, die um die Welle (um den Zylinder) kontinuierlich herum angeordnet sind, so daß sie eine Umfangsoberfläche eines im wesentlichen zylindrischen Körpers um den Zylinder angeordnet sind, mit der. Welle als deren Mitte. In diesem Fall hat die Schnittform des Kontaktbereichs jeder Weitungsplatte 18, 19 die Form eines Bogens entlang einer kreisförmigen Linie, die mit einem festen Radius R von der Mitte der Welle verläuft. Die Länge der Bahn 2, die in Berührung mit den Weitungsplatten 18, 19 in einer Laufrichtung der Bahn steht, kann verändert werden, indem die Position verändert wird, an der die Bahn von den Weitungsplatten 18, 19 freigegeben wird, wie durch O, O' oder O" bezeichnet ist.
Als eine Abwandlung dieser Ausführungsform können die Kontaktbereiche der Weitungsplatten 18, 19 mit der Bahn als flache Oberflächen gestaltet sein, und, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die ersten und zweiten Gruppen von Weitungsplatten mit der flachen Oberfläche als äußerer Oberfläche können um die Welle (um den Zylinder) herum kontinuierlich angeordnet sein, so daß sie eine Umfangsoberfläche eines im wesentlichen polygonalen Säulenkörpers um den Zylinder mit der Welle als dessen Mitte bilden.
Wie oben beschrieben, bewegen sich die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 während der Drehung in der Axialrichtung der Welle. Bei dieser Ausführungsform sind die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 so angebracht, daß sie sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der Axialrichtung der Welle mit der Mitte in einer Längsrichtung der Welle 16 als Mitte bewegen, und der Zwischenraum zwischen den Weitungsplatten 18, 19, die einander in der axialen Richtung der Welle gegenüberliegen, vergrößert sich nach und nach gemäß der Drehposition und vermindert sich anschließend allmählich. Beispielsweise ist in Fig. 6 der Zwischenraum zwischen der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19, die an einer oberen Seite angeordnet sind, minimal, und der Zwischenraum zwischen der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19 an einer Unterseite ist maximal. Fig. 6 zeigt den minimalen Zwischenraum zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe 19 und den maximalen Zwischenraum dazwischen in der Axialrichtung der Welle an den jeweils oberen und unteren Seiten, um die Erklärung zu vereinfachen. Dies wird im folgenden mit Bezug auf die Drehposition der Weitungsplatten in den Fig. 7 und 8 erläutert. Dies bedeutet, die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 an der in Fig. 6 gezeigten Oberseite befinden sich in einer Drehposition "a" in den Fig. 7 und 8, und die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 an einer Unterseite in Fig. 6 sind in einer Drehposition "e" in den Fig. 7 und 8 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den Weitungsplatten 18, 19 vergrößert sich allmählich, wenn sie sich in die Drehpositionen "a", "b", "c", "d" und "e" bewegen, während der Zwischenraum zwischen ihnen sich allmählich verkleinert, wenn sie sich in die Drehpositionen "f", "g", "h", "i" und "j" bewegen.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind zylindrische Abdeckungen 22 zum Abdecken der äußeren Endbereiche der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19 an den jeweiligen Endbereichen des Weitungswerkzeugs 9 angeordnet, und Führungseinrichtungen 23 zum Bewegen der Weitungsplatten in der Axialrichtung der Wellen sind innerhalb der jeweiligen Abdeckungen 22 vorgesehen. Die Führungseinrichtungen 23, 23 können Nockenplatten 24, 25 umfassen, die auf solche Weise angebracht sind, daß sie gegenüber der Welle 16 geneigt sein können, sowie Betätigungseinrichtungen 26, 27 wie Neigungseinheiten zum Verändern der Neigungen der jeweiligen Nockenplatten 24, 25 in Bezug auf die Welle 16. Nockenfolger 18b, 19b, die an den äußeren Endbereichen der Weitungsplatten 18, 19 angeordnet sind, sind in Führungsnuten 24a, 25a eingepaßt, die an den Umfängen der Nockenplatten 24, 25 ausgebildet sind, auf solche Weise, daß die Nockenfolger jeweils entlang der Führungsnuten 24a, 25a gleiten können. Die Betätigungsorgane 26, 27 der Führungseinrichtungen 23 können betätigt werden, um die Neigungen der jeweiligen Nockenplatten 24, 25 zu verändern. Bei dieser Ausführungsform ist eine Steuereinrichtung 28 zur Betätigung der Betätigungsorgane 26, 27 auf ein Signal eines Sensors zur Bestimmung der Breite der Bahn 2, der im folgenden beschrieben werden soll, mit den Führungseinrichtungen 23, 23 verbunden und die Nockenplatten 24, 25 werden gemäß der Steuerung durch die Steuereinrichtung 28 geneigt, um die Weitungsplatten wie folgt zu bewegen.
Wenn die Neigungen der Nockenplatten 24, 25 vergrößert werden, kann der maximale Abstand des Zwischenraums in der Axialrichtung der Welle zwischen der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19, die einander zugewandt sind, vergrößert werden. Normalerweise werden die zwei Nockenplatten 24, 25 um denselben Weg bewegt (symmetrisch zur Mitte der Welle 16 als deren Mitte geneigt), so daß die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 symmetrisch in der Axialrichtung der Welle bewegt werden. Die zwei Nockenplatten 24, 25 können unabhängig voneinander bewegt werden, um die Bewegungsstrecken der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19 unabhängig voneinander entlang der Axialrichtung der Welle einzustellen.
Die Fig. 9 und 10 zeigen Abwandlungen des Weitungswerkzeugs 9. Jedes der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Weitungswerkzeuge 9 umfaßt eine erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten 19, die um eine Welle 16 drehbar sind und sich in einer Axialrichtung der Welle wie das beschriebene Weitungswerkzeug bewegen sowie ferner eine dritte Gruppe von Weitungsplatten 29, die zwischen der ersten Gruppe von Weitungsplatten 18 und der zweiten Gruppe von Weitungsplatten 19 angeordnet sind, um die Welle 16 drehbar sind und die sich nicht in der Axialrichtung der Welle bewegen. Die erste Gruppe von Weitungsplatten 18 und die zweite Gruppe von Weitungsplatten 19 werden in der Axialrichtung der Welle durch die Betätigung der beschriebenen Nockenplatten bewegt. Diese Ausführungsform ist in dieser Hinsicht die gleiche wie die oben beschriebene Ausführungsform. Die Führungseinrichtungen sind in den Fig. 9 und 10 weggelassen, um die Erklärung zu vereinfachen. Die in Fig. 9 gezeigten Weitungsplatten 18, 19, 29 haben gekrümmte Bereiche zur Berührung mit der Bahn, wie die in Fig. 7 gezeigten Weitungsplatten, während die Weitungsplatten 18, 19, 29 in Fig. 10 flache Bereiche zur Berührung der Bahn aufweisen, wie die Weitungsplatten in Fig. 8. Das Weitungswerkzeug mit der dritten Gruppe von Weitungsplatten ist wirkungsvoll, wenn ein mittlerer Bereich der Bahn in starkem Maße verbreitert werden soll.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Führungseinrichtungen an den jeweiligen Außenseiten der Gruppen von Weitungsplatten angebracht und liegen einander gegenüber. Die Führungseinrichtungen können innerhalb eines zylindrischen Bereichs angeordnet sein, der von den Gruppen von Weitungsplatten umgeben ist. In diesem Fall ändert sich natürlich die wesentliche Funktion der Führungseinrichtungen nicht. Es ist erwünscht, daß die Oberfläche jeder Weitungsplatte rauh ausgebildet ist oder aus einem rutschfesten Material gefertigt ist, um die Reibungskraft zu vergrößern.
Fig. 11 und 12 zeigen die Einzelheiten einer Querführung 11 vom Rollentyp. Die Querführung 11 umfaßt im wesentlichen ein Paar von Rollen 30, 31, die einen seitlichen Randbereich der laufenden Bahn 2 in der Richtung der Dicke der Bahn einklemmen, während sie sich drehen, um ein Laufen der Bahn zu ermöglichen. Die Achse 30a einer Rolle 30 und die Achse 31a der anderen Rolle 31 liegen in der gleichen Ebene, und eine der Rollen der Querführung ist gegenüber der anderen in einem Winkel θ geneigt, so daß der Raum zwischen den Enden der Rollen der Querführung 11 leicht zur Mitte der laufenden Bahn 2 hin geöffnet ist. Die zwei Querführungen 11 sind so angeordnet, daß sie einander in der Breitenrichtung der Bahn als ein Paar gegenüberliegen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind zwei Paare von Querführungen 11 in der Laufrichtung der Bahn 2 angeordnet.
Bei jeder der Querführungen 11 ist zumindest eine Rolle 30. 31 aus einem elastischen Material wie etwa Gummi hergestellt. Der seitliche Randbereich der Bahn 2 ist zwischen den Rollen 30, 31 eingeklemmt. Da eine der Rollen gegenüber der anderen zur Bildung eines Winkels θ zwischen ihnen geneigt ist, wie es oben beschrieben ist, wird ein Raum entsprechend nicht weniger als der zweifachen Dicke und nicht größer als der 30fachen Dicke der Bahn 2 zwischen den Rollen an einem seitlichen Randbereich einer offenen Seite der Querführung 11 gebildet. Daher nimmt die Kraft zum Ziehen der Bahn an dem Bereich der Bahn, der zwischen den Rollen 30, 31 eingeklemmt ist, nach außen in der Breitenrichtung der Bahn zur Mitte der Bahn hin ab. Falls diese Rollen 30, 31 vollständig aneinandergedrückt und in Kontakt gehalten werden, kann der Zwischenraum zwischen den Fasern in dem Bereich der Bahn, der zwischen diesen Rollen eingeklemmt ist, nicht aufgeweitet werden. Da große Zugkräfte ungleichmäßig an der Grenze des eingeklemmten Bereichs wirken, wird dieser Teil in vertikaler Richtung leicht zerrissen. Die geneigte Anordnung dieser Rollen 30, 31 kann diese zwei Probleme lösen.
Eine Rolle 30 der Querführung 11 ist an einer festen Position einer Rollenbasis 32 angebracht, und die andere Rolle 31 wird von einer Öffnungs- und Schließeinrichtung getragen, mit einer Luftdruck-Membran 33 und einem Arm 34, der sich von der Luftdruck-Membran 33 erstreckt und sich in der Richtung der Dicke der Bahn bewegen kann, so daß die Rolle 31 sich der Rolle 30 nähern oder sich von dieser entfernen kann. Ein weiterer Arm 35 ist von der Rollenbasis 32 zum Arm 34 hin angebracht und stützt den Arm 34, so daß sich der Arm 34 nicht mit der Luft-Membran als Mitte dreht, wodurch die Bewegung der anderen Rolle 31 bis zu einer vorbestimmten Ebene begrenzt wird, die die Achsen 30a, 31a der Rollen 30, 31 begrenzt. Das heißt, wenn der Raum zwischen den Enden der Rollen der Querführung durch die Öffnungs- und Schließeinrichtung geöffnet oder geschlossen wird, und die andere Rolle 31 die laufende Bahn berührt, dreht sich der Arm 34 nicht mit der Luft-Membran als seiner Mitte.
Ferner ist ein Luftdrucksensor 36 zum Abtasten des seitlichen Endbereichs der Bahn 2 in jeder der Querführungen 11 angebracht. Der Luftdrucksensor 36 umfaßt ein Paar oberer und unterer Luftröhren, die voneinander beabstandet sind, mit einem Zwischenraum, in welchen die Bahn eintreten kann, und in der unteren Luftröhre ist ein Luftloch 37 vorgesehen. Luft wird stets aus dem oberen Luftloch 37 ausgeblasen und von der anderen oberen Luftröhre aufgenommen. Wenn der seitliche Randbereich der Bahn 2 durch die Zugfunktion der Querführung 11 die Position des Luftlochs 37 erreicht, wird ein Luftstrom zwischen den Luftröhren abgeschnitten, und der Luftdrucksensor 36 registriert dieses Abschneiden und sendet ein Signal an die Steuereinrichtung 28. Der Öffnungs- oder Schließvorgang der Querführung 11 wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung 28 durchgeführt, welche dieses Signal empfängt. Das heißt, wenn der seitliche Endbereich der Bahn die Position des Luftlochs 37 erreicht, bewegt der Luftdrucksensor 36 ein Luftventil (nicht gezeigt) zur Aktivierung der genannten Luftdruck-Membran 33, wodurch die Bahn zeitweise von der Querführung 11 freigegeben wird. Unmittelbar nachdem der seitliche Randbereich der Bahn 2 die Position des Luftlochs 37 verläßt (der seitliche Randbereich bewegt sich in einer Richtung, in der die Breite der Bahn abnimmt), wird er wieder eingeklemmt. Dies wird wiederholt, und hierdurch wird die Breite der Bahn 2 auf eine gewünschte Breite verbreitert.
Um die Breite der Bahn abzutasten, kann beispielsweise ein Kontakt- oder fotoelektrischer Sensor anstatt des oben genannten Luftdrucksensors verwendet werden. Obwohl die beschriebene Funktion vollständig durch lediglich ein Paar von Querführungen in den meisten Fällen erfüllt werden kann, werden vorzugsweise, da die Bahn in einigen Fällen aus den Querführungen herausgleitet, zwei Paare von Querführungen verwendet. Es können Querführungen vom Scheibentyp oder vom Riementyp verwendet werden.
Die Fig. 13A und 13B sind Darstellungen eines gekrümmten Körpers, der in der Verbreiterungsvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform aus den Fig. 3 und 4 verwendet wird. Fig. 13A zeigt den gesamten gekrümmten Körper, mit einer Spiralnut 39 auf der äußeren Umfangsoberfläche einer handelsüblichen, gekrümmten Gummi-Weitungsrolle 38. Eine herkömmliche Weitungsrolle dreht sich gemeinsam mit einem aufliegenden, durchlaufenden Bandkörper (wie etwa der Bahn), während sie deren Krümmungsrichtung beibehält, und dient dazu, Falten in dem Bandkörper zu glätten oder die Entstehung von Falten zu verhindern. Bei dieser Ausführungsform wird die spiralförmige Führungseinrichtung 40 zum Führen der Bahn, die zu beiden Seiten symmetrisch um einen mittleren Bereich der Bahn angeordnet ist, wie es in Fig. 13B gezeigt ist, gebildet, indem die symmetrische Spiralnut 39 auf der Umfangsoberfläche der gekrümmten Weitungsrolle 38 vorgesehen wird, die in der Breitenrichtung der Bahn angeordnet ist. Ferner wird die Achse des gekrümmten Körpers durch eine äußere Antriebseinheit (nicht gezeigt) zur Drehung angetrieben, die spiralförmige Bahnführungseinrichtung dreht sich, während eine Krümmungsrichtung des gekrümmten Körpers wie beim Stand der Technik beibehalten wird, diese Drehrichtung ist die Auslaßrichtung der laufenden aufliegenden Bahn, und die Wicklungsrichtung der spiralförmigen Bahnführungseinrichtung 40 ist eine Richtung zum Verbreitern der Breite der Bahn, während sich die spiralförmige Bahnführungseinrichtung 40 dreht, wie im folgenden beschrieben wird.
Fig. 14 zeigt einen weiteren gekrümmten Körper mit einer festen und gekrümmten Rolle 41 als Welle und einer spiralförmigen Bahnführungseinrichtung 40, die dadurch gebildet wird, daß ein spiralförmiges lineares Material 42, z. B. ein Draht, zweiseitig symmetrisch um die gekrümmte Rolle 41 gewunden wird. Das lineare Material 42 wird durch einen äußeren Motor durch eine Riemenscheibe 43, 43 zur Drehung angetrieben, die an der gekrümmten Rolle 41 vorgesehen ist, so daß sie sich um das feste Stangenmaterial 41 dreht, wie in der vorstehenden Ausführungsform.
Das Prinzip des Verbreiterns der Bahn durch den gekrümmten Körper ist das folgende.
Da eine sogenannte Schraubenrolle nach dem Stand der Technik mit einer Spiralnut in einem gewöhnlichen Zylinder ebenfalls die Funktion hat, Fasern durch die Nut zu erfassen und die erfaßten Fasern während der Drehung nach außen zu transportieren, weist sie in einem gewissen Maße eine Verbreiterungsfunktion auf. Entfernt sich jedoch die Bahn weiter von der Mitte der Schraubenrolle, wächst der Neigungswinkel der Faser der laufenden Bahn, so daß die Funktion des Entfernens der Faser aus der Nut durch die Laufspannung und die Funktion des Verengens der laufenden Bahn groß werden. Dies führt dazu, daß ein großes Verbreiterungsverhältnis nicht erzielt werden kann, und ein Anwachsen der Öffnung zwischen benachbarten Fasern kann nicht erwartet werden, mit Ausnahme des mittleren Bereichs der Bahn. Da der gekrümmte Körper gemäß der vorliegenden Erfindung selbst gekrümmt ist, kann die Funktion des Erfassens der Faser durch die spiralförmige Bahnführungseinrichtung, also die Nut oder den spiralförmigen konvexen Bereich auf oder um die gekrümmte Rolle herum, mit wachsendem Abstand von dem mittleren Bereich der Bahn vergrößert werden, und die Faser wird kaum entfernt. Daher können durch Einstellen der folgenden Bedingungen die Funktion des Entfernens jeder Faser aus der spiralförmigen Bahnführungseinrichtung durch Spannung und die Funktion des Erfassens jeder Faser an einer vorbestimmten Weitungsposition gut ausgeglichen werden. Da sich ferner die Ausgleichposition kontinuierlich verändert, werden die Zwischenräume zwischen benachbarten Fasern im einzelnen gleichmäßig.
Die Fig. 15A und 15B zeigen die Bahn 2, die in Berührung mit dem gekrümmten Körper 15 steht (die spiralförmige Bahnführungseinrichtung und die Fasern der Bahn wurden weggelassen, um Komplikationen zu vermeiden). Allgemein verändert sich das Ausmaß der Verbreiterung entsprechend der Krümmung des gekrümmten Körpers, dem Kontaktwinkel α, dem Eingangswinkel β und dem Ausgangswinkel γ bezüglich der Ebene, die die Achse des gekrümmten Körpers einschließt. Ist der Winkel α größer und liegen der Eingangswinkel β und der Ausgangswinkel γ näher beieinander, wird die Verbreiterungsfunktion verstärkt. Da ferner die Spannung der Bahn größer ist, der Abstand in der spiralförmigen Bahnführungseinrichtung größer ist und die Rotationsgeschwindigkeit des gekrümmten Körpers in Bezug auf die Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn höher ist, wird die Verbreiterungsfunktion verstärkt. Wenn jedoch ein Fehler in einer Bahn auftritt, die aus einem Material besteht, das leicht reißt, neigt die Bahn dazu, von der spiralförmigen Bahnführungseinrichtung erfaßt und stark zerrissen zu werden. Ferner besteht die starke Tendenz, daß sich der Riß danach fortpflanzt und nicht von selbst verschwindet. In diesem Fall sind diese Bedingungen so vorsichtig wie möglich zu wählen, und eine Vielzahl gekrümmter Körper wird stufenweise verwendet, oder auf die Funktion des Einstellens der Öffnungen im einzelnen wird eine Belastung ausgeübt, wenn eine Weitungsfunktion nicht so oft verwendet wird.
Diese Faktoren, die einen Weitungsvorgang betreffen, sind sehr stark abhängig von der Art der Bahn. Wenn eine der Bedingungen verändert wird, werden andere Bedingungen sofort davon betroffen. Abgesehen von dem Fall, daß die Art der Bahn stark verändert wird, ist daher das Steuern von Veränderungen der Breite der Bahn, die durch Abweichungen bei Teilen der Eigenschaften derselben Bahn verursacht werden, durch Einstellen dieser Elemente während des Betriebs in vielen Fällen nicht praktikabel.
Fig. 16A zeigt eine geteilte Bahn vor dem Verbreitern als Beispiel für die verwendete Bahn 2, und Fig. 16B zeigt die in Fig. 16A gezeigte geteilte Bahn, die durch die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Verbreiterungsvorrichtung oder die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Verbreiterungsvorrichtung verbreitert ist. In diesen Figuren bezeichnet 2a einen Spalt, 2b eine Hauptfaser und 2c eine Zweigfaser.
Es folgt eine Beschreibung der Funktion der in diesen Figuren beschriebenen Verbreiterungsvorrichtung 1. Die Bahn 2 ist die Fig. 16A gezeigte geteilte Bahn, die einen dreischichtigen Aufbau aufweist, bestehend aus einem Mittelteil aus Polyethylen hoher Dichte und beiden äußeren Teilen aus Polyethylen niedriger Dichte, mit einer Dicke von 30-70 um. Die von der Rolle 3 abgegebene 600 mm breite Bahn 2 beginnt sich von der Spannungsmeßsensor-Rolle 7 an zu entspannen und läuft zum Weitungswerkzeug 9, während sie sich in einem nahezu festen Winkel δ verbreitert, wie in den Fig. 2 oder 4 gezeigt ist. Das Weitungswerkzeug 9 dreht sich während der Berührung mit der Bahn 2.
Die Hin- und Herbewegung der Weitungsplatten 18, 19 des Weitungswerkzeugs 9 in der Axialrichtung der Welle beträgt etwa 30 mm, und das Anwachsen der Breite der Bahn 2, die unmittelbar durch das Weitungswerkzeug 9 verbreitert wird, ist nicht so groß. Ein nachfolgender Teil der Bahn 2 wird jedoch durch einen voranlaufenden Teil gezogen und beginnt sich von einer Umlenkrolle der Spannungsmeßsensor-Rolle 7 auszudehnen, bevor sie das Weitungswerkzeug 9 erreicht. Somit wird die Weitungsfunktion des Weitungswerkzeugs verstärkt. Während der Ausdehnung der Breite der Bahn 2 werden die Fasern (2b und 2c in Fig. 16B) zunehmend geneigt, wodurch eine Breiten-Schrumpffunktion durch die Laufspannung vergrößert wird und ein Weitungsverhältnis erzielt wird, bei dem die Weitungs- und Schrumpffunktionen ausgeglichen sind.
Wenn der Abstand zwischen der Spannungsmeßsensor-Rolle 7 und dem Weitungswerkzeug 9 groß genug gestaltet ist, kann ein hohes Weitungsverhältnis erzielt werden. Im Fall der oben genannten Bahn 2 kann ein Weitungsverhältnis vom drei- bis vierfachen leicht erreicht werden. Da jedoch ein mittlerer Bereich der Bahn 2 dazu neigt, durch das Weitungswerkzeug 9 in starkem Maße verbreitert zu werden, sollte das Weitungsverhältnis bevorzugt an der Stelle des Weitungswerkzeugs 9 auf das Zweifache oder dergleichen gesteuert werden und die Bahn wird durch Querführungen 11 weiter verbreitert, so daß die Öffnungen über die gesamte Breite der Bahn hinweg gleichmäßig werden. Der Verbreiterungswinkel δ wird stark durch die Art und die Eigenschaften der Bahn beeinflußt. Falls der Winkel zu groß ist, wird der mittlere Bereich der Bahn eine zu große Öffnung aufweisen und wird leicht zerrissen. Im Fall der oben genannten Bahn 2 beträgt der Weitungswinkel δ vorteilhafterweise nicht mehr als 10º.
Bei dem Weitungswerkzeug 1 der zweiten Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, zwei gekrümmte Körper 12 nach den Querführungen 11 angeordnet. Selbstverständlich können ein gekrümmter Körper oder drei oder mehr gekrümmte Körper je nach Einsatzzweck angeordnet sein. Wenn eine größere Anzahl gekrümmter Körper verwendet wird, wird die Handhabung komplizierter, und die Kosten wachsen an, obwohl die Gesamtwirkung der gekrümmten Körper groß wird, selbst wenn die Bedingungen an jedem einzelnen gekrümmten Körper schonend gewählt sind. Im Fall einer Verbreiterungsvorrichtung mit zwei gekrümmten Körpern, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird eine Belastung bei der Herstellung einer gleichmäßiger verbreiterten Bahn durch genauere Steuerung der Öffnungen ausgeübt, und die Verbreiterungsfunktion ist sehr klein.
Um die Größe der gesamten Vorrichtung zu vermindern, ist die nicht drehbare Führungsstange 10 nach dem Weitungswerkzeug 9 angebracht und krümmt in starkem Maße die Laufrichtung der Bahn 2. In diesem Fall wird allgemein eine drehbare Umlenkrolle als eine Führungsstange verwendet. Da jedoch in diesem Fall die Bahn die Oberfläche der Umlenkrolle in einem vergleichsweisen stationären Zustand berührt, wenn die Umlenkrolle verwendet wird, wirkt dort stationäre Reibung, und die Bahn gleitet kaum in axialer Richtung der Umlenkrolle, wodurch es schwierig wird, die Breite der Bahn stromaufwärts der Umlenkrolle zu verbreitern. Wie durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 gezeigt wird, führt dies dazu, daß die Breite der Bahn nicht verbreitert wird. Somit wird der Verbreiterungswinkel der Bahn zwischen der Umlenkrolle und den Querführungen 11 groß, und dadurch wird Spannung erzeugt. Um dies zu vermeiden, muß der Abstand zwischen der Umlenkrolle und den Querführungen 11 vergrößert werden, was zu einer sperrigen Vorrichtung führt. Wenn die nicht drehbare Führungsstange 10 verwendet wird, wirkt Gleitreibung zwischen der Führungsstange 10 und der Bahn 2, der Reibungsquoeffizient in deren axialer Richtung wird stark vermindert, und die Bahn verbreitert sich kontinuierlich, wie durch die durchgezogenen Linien gezeigt wird.
Dies ist immer der Fall, wenn ein Führungsrollenelement zum Verändern der Laufrichtung in einem Teil notwendig ist, in welchem ein Verbreiterungsvorgang durchgeführt wird. In diesem Fall kann eine nicht drehbare Stange anstelle der Umlenkrolle verwendet werden. Es ist natürlich erwünscht, daß die Oberfläche der Stange aus einem Material besteht, das glatt ist und sich kaum abnutzt (wie etwa Teflon oder Polyethylen mit extrem hoher Dichte). Dadurch wird die Bahn 2 um etwa das Vierfache ihrer ursprünglichen Breite verbreitert, nachdem sie von der Führungsstange 10 durch die Querführungen 11 läuft. Danach werden die Öffnungen gleichzeitig durch einen Verbreiterungsvorgang durch die gekrümmten Körper 12 in der Verbreiterungsvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform fein gesteuert. Bei den Fig. 3 und 4 wird das Verbreitern kaum durch die gekrümmten Körper 12 aufgrund der bestimmten Eigenschaften der Bahn durchgeführt, und die Belastung liegt auf der Feineinstellung der Öffnungen und auf der Funktion, die Bahn am Herunterfallen von den Querführungen zu hindern, wenn die Breite der Bahn aus dem einen oder anderen Grund durch die gekrümmten Körper 12 nicht voll ausgedehnt wird.
Bei der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform werden Verzerrungen, die durch das Verbreitern erzeugt werden, durch die Heizrolle 15 entfernt, und die Öffnungen werden durch das Schrumpfen der Fasern aufgrund der gleichzeitig angewandten Hitze gleichmäßig gemacht. Dann wird die verbreiterte Bahn 2 dem nächsten Schritt zugeführt. Abhängig von den Eigenschaften der Bahn 2 kann die Verbreiterung der Bahn 2 unmittelbar vor den Querführungen 11 und infolgedessen die Wechselwirkung mit dem An-/Aus-Betrieb der Querführungen aufgrund der Eigenschaften und der Spannung der Bahn zu klein oder zu groß sein, und die Bahn 2 kann dadurch aus den Querführungen 11 fallen, oder die aufgeweitete Breite der Bahn 2 kann in starkem Maße ungleichmäßig sein. In diesem Fall wird ein Bahnbreiten-Meßsensor 44 zwischen dem Weitungswerkzeug 9 und den Querführungen 11 als Abtasteinrichtung zur Messung der Breite der Bahn eingesetzt. Wahlweise wird die Frequenz der Öffnungs- und Schließvorgänge von jeder der Querführungen 11 während einer vorbestimmten Zeit gemessen, ein Signal, das die Frequenz angibt, wird an die Steuereinrichtung 28 übertragen, und die Steuereinrichtung 28 steuert die Verbreiterungsfunktion des Weitungswerkzeugs 9, so daß die Breite der Bahn an der Meßposition auf eine vorbestimmte Breite eingestellt wird. Eine automatische Steuerung des Weitungswerkzeugs wird dadurch ermöglicht, daß das Meßergebnis zurückgegeben wird. Der Bahnbreiten-Meßsensor 44 ist wahlweise ein Berührungssensor, ein fotoelektrischer Sensor, ein Bildsensor, ein Sensor vom Luftstromtyp oder dergleichen, und er ist entsprechend der Bahn zu wählen. In Abhängigkeit von der Art der Bahn ist die Verwendung eines Werkzeugs mit einer Weitungsfunktion wie etwa einer Schraubenrolle, einer gebogenen Rolle, einer Bogenrolle (R-Stange) oder dergleichen in Verbindung mit dem Weitungswerkzeug in einigen Fällen wirkungsvoll.
Die vorliegende Erfindung zeigt die praktisch hervorragenden Wirkungen, daß eine Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn geschaffen werden kann, die preiswerter ist, kleinere Abmessungen aufweist, einfacher zu handhaben ist und zuverlässiger ist als die bekannten Vorrichtungen zum Verbreitern von Bahnen, daß die Nachteile beseitigt werden, die bei der Verwendung eines Weitungswerkzeugs oder von Querführungen allein auftreten, und daß die Bahn wirkungsvoll verbreitert werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1), mit einem Weitungswerkzeug (9) zum Weiten des Mittelbereichs der laufenden Bahn (2), das eine Welle (16), eine Anzahl von Weitungsplatten (18, 19) in Berührung mit der zu weitenden Bahn (2) in paralleler Anordnung um die Welle (16) herum, welche Weitungsplatten (18, 19) eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten (18, 19) umfassen, die um die Welle (16) herum gedreht werden können und in Axialrichtung der Welle (16) beweglich sind, und eine Führungseinrichtung (23) umfaßt, die die ersten und zweiten Gruppen der Weitungsplatten (18, 19) in Axialrichtung der Welle derart bewegt, daß der Abstand zwischen den Weitungsplatten (18, 19) der ersten und zweiten Gruppen in Axialrichtung der Welle (16) nach und nach mit der Drehung der Weitungsplatten (18, 19) ausgedehnt und zusammengezogen wird, gekennzeichnet durch ein Paar von Querführungen (11), die die seitlichen Endbereiche der durchlaufenden Bahn (2) einklemmen und einander in Breitenrichtungen der Bahn (2) gegenüberliegen, welche Querführungen (11) so ausgebildet sind, daß sie die Seitenbereiche der Bahn (2) weiten, indem sie den eingeklemmten Bereich der Bahn (2) gleichförmig nach außen in Breitenrichtung ziehen.

2. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 1, bei der ein gekrümmter Körper (15) vorgesehen ist, der eine spiralförmige Bahnführungseinrichtung (40) zum Führen der Bahn (2) aufweist, welche spiralförmig Bahnführungseinrichtung (40) in Breitenrichtung der Bahn (2) vom Mittelbereich aus symmetrisch ist und in Kontakt mit der laufenden Bahn (2) in Breitenrichtung der Bahn (2) steht, derart, daß die spiralförmige Bahnführungseinrichtung (40) gedreht werden kann.

3. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 2, bei der die spiralförmige Bahnführungseinrichtung (40) des gekrümmten Körpers (15) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit gedreht wird, die höher ist als die Geschwindigkeit der laufenden Bahn (2).

4. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Führungseinrichtung (23) die erste und zweite Gruppe der Weitungsplatten (18, 19) symmetrisch in Axialrichtung der Welle (16) bewegt.

5. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Führungseinrichtung (23) die erste Gruppe der Weitungsplatten (18) und die zweite Gruppe der Weitungsplatten (19) über unterschiedliche Distanzen in Axialrichtung der Welle bewegt.

6. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Kontaktbereich zu der Bahn (2) jeder der ersten und zweiten Gruppe der Weitungsplatten (18, 19) eine gekrümmte Oberfläche aufweist und die gekrümmten Oberflächen der Weitungsplatten (18, 19) um die Welle (16) herum kontinuierlich angeordnet sind und eine Umfangsfläche eines im wesentlichen zylindrischen Körpers bilden.

7. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Kontaktbereich zu der Bahn (2) jeder der ersten und zweiten Gruppe der Weitungsplatten (18, 19) eine flache Oberfläche aufweist und die flachen Oberflächen der Weitungsplatten (18, 19) um die Welle (16) herum kontinuierlich angeordnet sind und eine Umfangsfläche im wesentlichen entsprechend einer poligonalen Säule bilden.

8. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Führungseinrichtung (23) Nockenplatten (24, 25) aufweist, die mit den Weitungsplatten (18, 19) verbunden sind, die sich um die Welle (16) drehen, so daß sie in Gleitberührung mit den Nockenplatten (24, 25) gelangen können und in Bezug auf die Welle (16) geneigt werden können, und daß Neigungseinheiten (26, 27) zum Neigen der Nockenplatten (24, 25) in Bezug auf die Welle (16) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Weitungswerkzeug (9) eine andere Mehrzahl von Weitungsplatten (29) aufweist, die zwischen die erste Gruppe der Weitungsplatten (18) und die zweite Gruppe der Weitungsplatten (19) eingefügt sind, um die Welle (16) drehbar sind und sich in Axialrichtung der Welle (16) nicht bewegen.

10. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der jede der Querführungen (11) zwei Rollen (30, 31) umfaßt, die in Dickenrichtung der Bahn (2) angeordnet sind und einen seitlichen Randbereich der laufenden Bahn (2) so einklemmen, daß die Bahn (2) hindurchlaufen kann.

11. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 10, bei der die Querführung (11) derart angeordnet ist, daß die Achse einer Rolle und die Achse der anderen Rolle innerhalb derselben Ebene liegen und eine der Rollen in Bezug auf die andere so geneigt ist, daß ein Zwischenraum zwischen den Enden der Rollen leicht in Richtung der Mitte der laufenden Bahn (2) geöffnet ist.

12. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin eine Heizeinrichtung zum Heizen der laufenden Bahn (2) vor, und oder während des Weitungsvorganges der Bahn (2) umfaßt.

13. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin eine nicht drehbare Führungsstange (10) umfaßt, die in Berührung mit der Bahn (2) bei deren Weitung steht.

14. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin eine Abtasteinrichtung (36) zum Abtasten der Breite der geweiteten Bahn und eine Steuereinrichtung (28) zum Betreiben der Führungseinrichtung (23) derart, daß die Breite der Bahn auf eine vorgegebene Breite entsprechend dem Ausgangssignal der Abtasteinrichtung (36) während der Bewegung der Bahn eingestellt wird, umfaßt.

15. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 14, bei der die Querführungen (11) Öffnungs- und Schließeinrichtungen zum Öffnen und Schließen des Zwischenraums zwischen den beiden Rollen (30, 31) durch Neigung einer der Rollen der Querführungen in Bezug auf die andere, entsprechend der Position des seitlichen Randbereiches der Bahn umfassen und daß die Steuereinrichtung (28) die Führungseinrichtungen (23) so steuert, daß die Breite der Bahn auf eine vorgegebene Breite entsprechend der Frequenz der Öffnungs- und Schließvorgänge des Zwischenraums zwischen den Enden der Rollen der Querführung (11) in einer vorgegebenen Zeit eingestellt wird.

16. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der gekrümmte Körper (15) eine gekrümmte Rolle (38) umfaßt, auf der die spiralförmige Bahnführungseinrichtung (40) als eine Nut (39) ausgebildet ist.

17. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der gekrümmte Körper (15) eine gekrümmte Rolle (41) umfaßt, um die sich die spiralförmige Bahnführungseinrichtung (40) als spiralförmiger konvexer Bereich erstreckt.

18. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) nach Anspruch 17 bei der der spiralförmige, konvexe Bereich der spiralförmigen Bahnführungseinrichtung (40) gebildet ist aus einem spiralförmigen, linearen Material (42).

19. Vorrichtung zum Verbreitern einer Bahn (1) mit den Schritten

- Abgeben einer Bahn (2) von einer Rolle (3) an ein Weitungswerkzeug (9) zum Weiten des Mittelbereichs der Bahn (2), welches Weitungswerkzeug (9) eine Welle (16), eine Anzahl von Weitungsplatten (18, 19), die die laufende Bahn (2) berühren und die parallel zueinander um die Welle (16) herum angeordnet sind, welche Weitungsplatten (18, 19) eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Weitungsplatten (18, 19) umfassen, die um die Welle (16) herum drehbar und in Bezug auf die Welle (16) axial beweglich sind, welche zweite Gruppe der Weitungsplatten (19) von der ersten Gruppe der Weitungsplatten (18) in Axialrichtung der Welle getrennt ist und der ersten Gruppe der Weitungsplatten gegenüberliegt, und Führungseinrichtungen (23) zum Bewegen der ersten und zweiten Gruppe der Weitungsplatten (18, 19) in Axialrichtung der Welle (16), derart, daß der Abstand zwischen den Weitungsplatten (18, 19) der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe in Axialrichtung der Welle (16) nach und nach mit der Drehung der Weitungsplatten vergrößert und dann wieder verkleinert wird, aufweist.

- Weiten des Mittelbereichs der Bahn (2) mit Hilfe des Weitungswerkszeugs (9),

mit folgenden weiteren Schritten

- Abgabe der Bahn (2) an zwei Querführungen (11) zum Weiten des seitlichen Bereichs der Bahn (2), welche Querführungen (11) die beiden seitlichen Randbereiche der Bahn (2) einklemmen und einander in Breitenrichtung der Bahn (2) gegenüberliegen,

- und Einklemmen und Weiten der Bahn (2) mit Hilfe der Querführungen (11).