DE8002452U1 - Vorrichtung zum breiten und/oder breithalten von durchlaufenden materialbahnen - Google Patents

Description

Ramisch KleineWefeiis GmbH, Neuer Weg 24~4o, 415O ä

Vorrichtung zum Breiten und/oder Breithalten von durchlaufönden Materialbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zuifn Breiten und/oder Breithalten von durchlaufenden Materialbahnen mit einem um eine feste Achse drehbaren Rohrkörper, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten aufweist, in die elastische Schnüre eingezogen sind, welche an Spännscheiben äil den Enden des Rohrkörpers gehalten sind_r wobei wenigstens eine der Spannscheiben in eine Schräglage zur festen Achse verstellbar und in dieser Schräglage unabhängig von der Rotation des Rohrkörpers feststellbar ist.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Sie werden zur Behandlung von Bahnen aus textilem oder Kunststoffmaterial eingesetzt. Die Materialbahn umschlingt den Rohrkörper, über dessen Oberfläche die Schnüre teilweise vorstehen. Die Enden der Schnüre sind an den Spannscheiben gehalten, die als Taumelscheiben ausgebildet sind. Dadurch verändert sich bei der Rotation des Rohrkörpers mit oder ohne Antrieb die Länge der Schnüre stetig, wobei sie sich während jedes Umlaufs einmal verkürzen und einmal verlängern- Wird die Materiaibahn über einen Umfangsabschnitt geführt, auf dem sich die Länge der Schnüre vergrößert, dann

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Wird b§i entsprechenden Häftkräften Swisöhen Mätetfiälbähn Und Schnüren die Breite deii Mäteifiäl^a j bahn vergrößert. Bei geringeren Haftkifäften ist es zumindest möglich/ die Materiälbähn breit zu halten oder Falten auszugleichen*

Man hat derartige Vorrichtungen auch schon eingesetzt, um Kunststoffolien, die bis in den Bereich | der, Erweichungstemperatur erwärmt wurden, zu breiten.

Dabei ergaben sich aber Schwierigkeiten im Hinblick auf die Temperaturbeständigkeit und Dauerwechselfestigkeit des Schnurmaterials einerseits sowie im Hinblick auf die notwendige Haftung zwischen Kunststoffmaterial ! und Schnurmaterial andererseits. Um die Haftung zu verbessern, ist es bekannt, gegenüber dem Folieneinlauf einer solchen auch Breitstreckwalze genannten Vorrichtung eine Ionisierungskammer anzuordnen, die zwischen der Kunststoffolie und einem dielektrischen Mantel des metallenen und geerdeten Rohrkörpers ein elektrostatisches Feld erzeugt, welches elektrostatische Haftkräfte liefert. Dadurch wird die Vorrichtung insgesamt aber sehr schwer und unhandlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung die Temperaturbeständigkeit und Dauerwechselfestigkeit der elastischen Schnüre zu verbesser sowie die Konstruktion im Hinblick, auf die Erzeugung hinreichende Haftkräfte zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die elastischen Schnüre eine Einlage aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen und daß der Rohrkörper aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.

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Im Rahmen der Erfindung kann auf einen verhältnis* mäßig sdhWären und unhandlichen metallenen Rohrkörper verzichtet werden und kann dieser Rohrkörper aus Kunststoffmaterial ausgeführt werden, wenn nur sichergestellt ist, daß im Bereich der Schnüre elektrische Leiter angeordnet sind, die bei entsprechender Erdung sich für den Aufbau eines elektrostatischen Feldes eignene, welches elektrostatische Haftkräfte zwichen Kunststoffolie und den im übrigen aus einem dielektrischen Material bestehenden Schnüren liefert.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Schnüre aus einem Mischpolymerisat aus Acryl-Nitryl, Butadien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit bestehen. Derartige Schnüre lassen sich leicht herstellen und gut verarbeiten. Sie besitzen neben einer hinreichenden Temperaturbeständigkeit bis ca. 1oo°C auch die gewünschte Dauer-

f, Wechselfestigkeit, die auf die Einlage aus Graphit

zurückgeführt wird. Die Einlage aus Graphit sorgt

darüber hinaus aber auch für die elektrische Leitfähigkeit beim Aufbau eines elektrostatischen Felde.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die elastischen Schnüre aus metallischen Spiralfedern und einem umgebenden Mantel aus einem temperaturbeständigem weichelastischen Material herzustellen. Der Mantel kann aus einem PTFE- oder einem Gummimaterial bestehen. Die metallische Spiralfeder, insbesondere Stahlfeder gewährleistet die gewünschte Dauerwechselfestigkeit und

die Voraussetzungen für den Aufbau des elektrostatischen Feldes, während der bis über 1oo°C temperaturbeständige Mantel Markierungen der Spiralfeder auf der Materialbahn, insbesondere Kunststoffolie» verhindert.

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fis veifsteht siäh/ daß bei Äusfühifungsförmeii/ bei denen auf die Erzeugung elektrostatischer¹ Häftkräfte Weift gelegt wird/ die Schnüre b2W. deren elektrisch leitenden Eirilag'en geerdet sind* 5

Eine solche Vorrichtung^ wird normalerWelse als Schleppwalze ausgeführt/ wenn sie als Breithalter oder Breitstreckwalze eingesetzt ist. Der Ümschlingungswinkel der Materialbahn sollte zwischen 12öO und 16o° liegen*

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Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es J,

zeigen: .:.

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längs- |

schnitt durch eine Vorrichtung zum Recken *,

und/oder zum Normalisieren des Reckverhält- · nisses von thermoplastischen Kunststoffolien/

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer Breitstreckwalze/

15

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung IV-IV durch den Gegenstand nach Fig. 3,

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung und teilweise geschnitten einen Endabschnitt der Breit

streckwalze nach Fig. 3,

Fig. 6 teilweise geschnitten einen Abschnitt einer elastischen Schnur für die Breitstreckwalze nach ?ig. 3/

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 6.

3ö Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Reihe von hinterelnandergeschalteten parallelachsigen Walzen, deren Achsen jeweils in einer Sbene liegen* Im einzelnen handelt es sich dabei um eine Temperierwälze 1 mit vorgeschalteter

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Andruckrolle 2, einer Breitstreckwalze 3,_r einer dieser nachgeschalteten Heizwalze 4, einer weiteren Breitstreckwalze 5 und einer dieser nachgeschalteten Kühlwalze 6. Es können auch mehrere der dargestellten Walzen einzeln oder gruppenweise mehrfach hintereinander angeordnet sein.

Eine von einem Ziehkalander oder einem Wickel abgezogene Kunststoffolie 7 wird von unten durch den Spalt 8 zwischen Temperierwalze 1 und Andruckrolle 2 über die Oberseite der Temperierwalze 1 und von dort unter Bildung eines Durchhangs 9 auf die Oberseite der Breitstreckwalze 3 geführt. Die Kunststoffolie 7 gelangt von der Breitstreckwalze 3 auf die Unterseite der Heizwalze 4 und dann wieder auf die Oberseite der nachfolgenden Breitstreckwalze 5, von der die Kunststoffolie 7 an die nachgeschaltete Kühlwalze 6 übergeben wird, über deren Unterseite sie zu einer nicht dargestellten Wickelvorrichtung oder dergleichen geführt wird.

Beim Durchlauf der Kunststoffolie durch die Vorrichtung

soll das Reckverhältnis der Kunststoffolie normalisiert werden, weil die vom Ziehkalander heiß abgezogene und über nachfolgende Temperier- und Kühlwalzen geführte Kunststoffolie stets Längsreckungen aufweist, die bei der weiteren Veredelung dar Folie erhebliche Schwierig" keiten bereiten, insbesondere dann, wenn von den Fertigprodukten vorgeschriebene Qualitätsgarantien im Hinblick auf Dimensionsveränderungen unter definierter Wärmeeinwirkung verlangt werden. Beim Durchlauf durch die dargestellte Vorrichtung kann der Kunststoffolie, die im wesentlichen mit axialer Reckling längsorientiert ist/ eine Querotfientierung mit entsprechender Reckung überlagert werden/ so daß das Reekverhältnis normalisiert

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- 7 und/oder die axiale Reckung eliminiert wird.

Dazu wird die Kunststoffolie 7 auf der Temperierwalze 1 auf eine exakt vorgegebene Temperatur im thermoplastischen Bereich aufgeheizt. Die Temperierwalze 1 ist, was im einzelnen nicht dargestellt ist, mit einem Heizmedium wie z.B. Heißwasser oder Heißöl innenseitig durchströmt und gibt ihre Wärme über die Oberfläche an die Kunststoffolie 7 ab.
1o

Da die Kunststoffolie 7, wenn sie die Temperierwalze 1 verläßt, sich im thermoplastischen Zustand befindet, bildet sich aufgrund ihres Eigengewichtes der Durchhang

■ 15

Auf der rachfolgenden Breitstreckwalze 3, deren Aufbau . im einzelnen weiter unten erläutert werden wird, wird

die Kunststoffolie 7 auf ihrem Umschlingensweg von weniger als 18o° zwischen Einlauf und Auslauf progressiv und definiert um einen bestimmten Betrag in Querrichtung gestreckt. Wenn man davon ausgeht, daß die Fläche der Kunststoffolie 7 be.im Breitstrecken konstant bleibt, dann ändert sich ihre Länge bzw. die bei den vorangehenden Bearbeitungsvorgängen entstandene Längsstreckung,

25

Um eine weitere Längsstreckung zu vermeiden, werden die der Breitstreckwalze 3 nachgeschalteten Walzen mit einer entsprechend geringeren Geschwindigkeit angetrieben. Es versteht sich, daß diese kinematischen Verhältnisse auch für alle Walzen gilt, die einer weiteren Breitstreckwalze, z.B. der Breitstreckwalze 5, nachgeschaltet sind. Die Einstellung der Drehzahlen dieser Walzen erfolgt mit Hilfe nicht dargestellter Steuer- oder Regelkreise oder Getriebe.

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Die der Breitstreckwalze 3 nachgeschaltete Heizwalze wird mit einem zirkulierenden Heizmedium wie Heißwasser oder Heißöl innenseitig durchströmt und gibt ihre Wärem über die Oberfläche an die Kunststoffolie 7 ab. Die Temperatur der Heizwalze 4 ist geringer eingestellt als die Temperatur der Temperierwalze 1, so daß die auf der Breitwalze 3 erreichte Breitstreckung der Kunststoffolie im Bereich der Heizwalze 4 praktisch eingefroren wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die »<smperatur der Heizwalze 4 so zu steuern, daß den nachfolgenden Walzen eine Kunststoffolie im halbelastischen Bereich übergeben wird, die in der Lage ist, die-t,durch diese nachgeschalteten Walzen erzeugten Längskräfte aufzunehmen bzw. auszugleichen,

15

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kunststoffolie 7 noch einmal über eine Breitstreckwalze 5 geführt, um verbleibende Restdehnungen auszugleichen und das Reckverhältnis optimal einzustellen. Im Bereich der Kühlwalze 6 schließlich wird die Kunststoffolie abgekühlt, so daß der erhaltene Reckzustand praktisch eingefroren wird. Anschließend kann die Folie aufgewickelt werden. Wenn mehrere= Gruppen von Temperierwalzen, Heizwalzen und Kühlwalzen vorgesehen sind, sollte die Möglichkeit bestehen, die Temperatur dieser Walzen gruppenweise oder einzeln unabhängig voneinander einzustellen. Um eine Anpassung an unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Folien zu ermöglichen, sollten auch die Drehzahlen der angetriebenen Walzsn gruppenweise oder einzeln regelbar sein.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind die Achsen sämtlicher Walzen in einer Ebene angeordnet/ wobei Breitsteckwalzen und Heizwalzen so dicht neben-

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einander angeordnet sind/ daß zwischen ihn«n lediglidh ein den DUiichtiritt detf Kunststoffolie 7 eifirtöglichendeii Spalt verbleibt«

Bei der in Fig ι 2 dargestellten Vorrichtung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile* Hier .sind die Walzen gruppenweise in Unterschiedlichen ElSenen angeordnet. Insgesamt sind drei Breitstreckwalizen 3/5 und in einer Ebene oberhalb der beiden Heizwalzen 4 und sowie der Kühlwalze 6 angeordnet. Das bietet die Möglichkeit/ den ümschlingungswinkel der Kunststoffolie auf diesen Walzen zu vergrößern.

Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist es ohne weiteres möglich, die Kunststoffolie so zu behandeln, daß sie nach Verlassen der Walzen ein bestimmtes vorgegebenes Reckverhäitnis mit überwiegender Längsreckung oder überwiegender Querreckung besitzt. Dazu ist es lediglich erforderlich, die angetriebenen Walzen, z.B. die Heizwalzan 4, 11 und die Kühlwalze 6 so anzutreiben/ daß zusätzlich Längskräfte in die Kunststoffolie eingebracht werden. Das .ist mit den vorhandenen Regel- und Steuereinrichtungen möglich.

Die in den Figuren 3 bis 7 dargestellte Breitstreckwalze 3 besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem um eine feste Welle 12 drehbaren Rohrkörper 13, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten 14 aufweist, in die elastische Schnüre eingezogen sind. Die Nuten 14 besitzen ein hinterschnittenes Profil, so daß die Schnüre 15 auch bei hohen Drehzahlen des Rohrkörpers 13 und bei den dann auftretenden Zentrifugalkräften nicht aus den Nuten austreten können. Andererseits ist die Anordnung der Schnüre in den Nuten 14 aber so, daß die Schnüre 15

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zumindest teilweise über die Oberfläche des ROhE-körpers 13 Vorstehen (Fig* 4).

An jedem Ende des Rohrkörpers 13 ist auf der Welle 12 jeweils eine Taumelscheibe 16/17 gelagert. Die Taumelscheiben 16,17 sind identisch ausgebildet, so daß es genügt, eine zu beschreiben. Jede Taumelscheibe 16 bzw. 17 weist einen mit seiner Innenseite auf einem Kugellager 18 laufenden Ring 19 auf, der außenseitig mehrere radial vorstehende Zapfen 2o trägt. Die Anzahl der Zapfen 2o entspricht der Anzahl der Nuten 14. Auf die Zapfen 2o sind beim dargestellten Ausführungsbei¹-spiel ösen 21 an den Enden der elastischen Schnüre 15 aufgeschoben. Die elastischen Schnüre 15 können aber 'auch zu einer einzigen durchgehenden Schnur vereinigt sein, die abwechselnd von links nach rechts und wieder zurück über den Mantel des Rohrkörpers 13 und um die Zapfen 2o herumgeführt ist.

Das Kugellager 18 sitzt innenteitig auf einem Laufkranz 22/ der eine 'Durchgangsöffnung 23 für die Welle besitzt. Die Durchgangsöffnung 23 ist erheblich größer als der Durchmesser der Welle 12, so daß der Laufkranz relativ zur Welle 12 wie dargestellt verschwenkt werden kann. Die Durchgangsöffnung 23 ist von einem Schwenkzapfen 24 durchsetzt, der sich durch einen Längsschlitz der Welle 12 erstreckt. Ferner besitzt der Laufkranz einen Arm 26, der in Längsrichtung der Welle 12 nach außen vorspringt und eine Gleitrolle 27 trägt. Im Bereich der Gleitrolle 27 befindet sich auf der Welle 12 und mit dieser fest verbunden ein Keil 28.

Der Schwenkzapfen 24 sitzt am Ende einer nicht dargestellten, innerhalb der Welle 12 in Längsrichtung ge-

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führten Spindel/ die sidh bis in eine am finde der Welle 12 axial unversdhieblich/ jedööh drehbar gehaltene Spindelmutter 29 erstreckt! Bin Handgriff 3o an der Spindelmutter 29 ermöglicht die axiale Verstellung der Spindel und damit des Schwenkzapfens Mit dem Schwenkzapfen 24 wird auch der Laufkranz 22 in axialer Richtung verstellt, wobei der Arm 26 mit der Gleitrolle 27 sich auf dem Keil 28 abstützt. Je nach Verstellung wird dadurch eine Verschwenkung der Taumelscheibe 16 bzw. 17 erreicht.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rohrkörper 13 aus einem elektrisch nicht leitendem Material. Die elastischen Schnüre 15 können entweder aus einem Mischpolymeresat aus Acryl-Nitryl, Butadien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit (Fig. 6) oder aus metallischen Spiralfedern Und einem umgebenden Mantel 32 aus termperaturbeständigem weichelastischem PTFE- bzw. einem Gummimaterial bestehen (Fig. 7). Die verwendeten Materialien sind bis ca. 1oo°C und darüber temperaturbeständig ur.d dauerelastisch.
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Die Einlage aus feinverteiltem Graphit bei den Schnüren aus Mischpolymeresat soll nicht nur die meschanischen Eigenschaften verbessern sondern auch, ebenso wie die Einlage aus metallischen Spiralfedern 31 _f elektrische Leitfähigkeit gewährleisten. Elektrische Leitfähigkeit ist immer dann erwünscht/ wenn zusätzliehe Haltekräfte zwischen der Folie und der Breitstreckwalze erforderlich sind. Dazu wird nämlich die Folie vor dem Einlauf in die Breitstreckwalze an einer lonisierungseinrichtung 33 vorbeigeführt/ die bei geerdeten elektrischen Leitern eine elektrostatische Aufladung mit dem Ergebnis bewirkt, daß die Kunststoffolie

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auf der BifeitstieökwalZe 'zusätzlich durch elektret Statische Kräfte gehalten Wird₄ Dann kann die ßreitstreckwälge im Rahmen der" eingangs beschii!ebenen VoIf richtung als Schleppwalze angeordnet sein/ ohne daß die Kunststoffolie durch nennenswerte Lärigskräfte be lastet

Es versteht sich, daß die Breitstreckwalze auch unabhängig von der beschriebenen Vorrichtung zürn Breithal'ten oder Breiten von durchlaufenden Materialbahnen eingesetzt werden kann»

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Claims (6)

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1. Vorrichtung zum Breiten und/oder Breithalten

ρ von durchlaufenden Materialbahnen mit einem

um eine feste Achse drehbaren Rohrkörper, der an seinem Umfang mehrere zueinander parallele axiale Nuten aufweist, in die elastische Schnüre eingezogen sind, welche an Spannscheiben an den Enden des Rohrkörpers gehalten sind, wobei wenigstens eine der Spannscheiben in eine Schräglage zur festen Achse verstellbar und in dieser Schräglage unabhängig von der Rotation des Rohrkörpers feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet/ dfctß die elastischen Schnüre (15) eine Einlage

\ 15 aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen

\ und daß der Rohrkörper (13) aus einem elektrisch

nicht leitenden Material besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre (15) aus einem Mischpolymeresat

aus Acryl-Nitryl, Butadien und Styrol (ABS) mit einer Einlage aus feinverteiltem Graphit bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Schnüre (15) aus metallischen

Spiralfedern (31) und einem umgebenden Mantel (32) aus einem temperaturbeständigem weichelastischen Material bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (32) aus einem PTFE-Material besteht*

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (32) aus einem Gummimaterial besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre (15) bzw. deren elektrisch leitenden Einlagen geerdet s ind.