EP4713191A1 - Streckvorrichtung und verfahren zum monoaxialen strecken einer folienbahn in deren transportrichtung - Google Patents

Streckvorrichtung und verfahren zum monoaxialen strecken einer folienbahn in deren transportrichtung

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Publication number
EP4713191A1
EP4713191A1 EP24728024.1A EP24728024A EP4713191A1 EP 4713191 A1 EP4713191 A1 EP 4713191A1 EP 24728024 A EP24728024 A EP 24728024A EP 4713191 A1 EP4713191 A1 EP 4713191A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
pressure roller
film web
stretching
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24728024.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Rübbelke
Fabian FISCHER
Marc MÜNNICH
Daniel THIEMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP4713191A1 publication Critical patent/EP4713191A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/06—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique parallel with the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/18—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets by squeezing between surfaces, e.g. rollers

Definitions

  • the invention relates to a stretching device for monoaxially stretching a film web in its transport direction according to claim 1 and to a method according to claim 9.
  • a generic stretching device which is often arranged inline, in particular in or downstream of a blown film system or a flat film system, comprises at least a first roller, which can also be referred to as a holding roller, over which the film web can be guided and which rotates at a first peripheral speed. Downstream of the first roller there is a second roller, which can also be referred to as a stretching roller and over which the film web can be guided after it has left the first roller. The second roller rotates at a second peripheral speed, whereby this second peripheral speed is greater than the first peripheral speed. In the section of the path in which the film web has already left the first roller and has not yet reached the second roller, the film is stretched in its transport direction, i.e. extended.
  • This section of the path is often referred to as the stretching gap.
  • the first and second rollers usually rotate in opposite directions, so that the film web is guided over each of the two rollers with the largest possible wrap angle.
  • the described stretching process specifically changes important properties of the film web.
  • this stretching also results in the undesirable phenomenon of neck-in, whereby the film web becomes narrower than its original width.
  • the edges of the film web thicken, resulting in an uneven thickness profile in the transverse direction. The edges must therefore be cut off, which reduces the usable width of the film web. The cut off edges are unusable and therefore cause undesirable costs.
  • One measure is the provision of at least one pressure roller with which the film web can be pressed against one of the rollers. Reducing the stretching gap has also led to improvements in the past.
  • the task is therefore to propose a stretching device and a method with which the above-mentioned disadvantages can be reduced.
  • the pressure roller is supported on the holding arrangement via a support point extending over a part, in particular over more than a quarter, of the axial length of the pressure roller or several support points distributed over the axial length of the pressure roller and/or the circumference of the pressure roller and
  • a first movement device is provided with which the support point or the support points can be moved relative to the pressure roller in a direction parallel to the axis of rotation of the pressure roller.
  • the invention is based in particular on the finding that the support points, in particular the support rollers, reduce the deflection of the pressure roller, but always rest on the same points on the pressure roller. Since a pressure roller usually has an elastic peripheral surface, the areas where the support points rest are pressed in more than other places. By the time the pressed in areas have reached the film web, the pressed in areas have often not returned to their original position, which leads to uneven pressure of the pressure roller on the film web. The pressed in areas can also be pressed in more and more, which increases the described effect. Furthermore, different levels of contamination can occur depending on whether surface areas of the pressure roller are contacted by the support points or not.
  • the contact points between the pressure roller and the support point can be changed. In particular, this can be done periodically.
  • the advantage of this is that the aforementioned effects no longer occur in the same places and do not transferred to the same places on the film web. Since the pressure roller's ever-increasing indentations are avoided, the overall quality of the film web is improved.
  • a holding arrangement is provided, relative to which the pressure roller is rotatable, wherein the pressure roller is supported on the holding arrangement via a support point extending over a part, in particular over more than a quarter, of the axial length of the pressure roller or several support points distributed over the axial length of the pressure roller and/or the circumference of the pressure roller.
  • a reduced diameter of the pressure roller means that the stretching gap is or can be reduced and the pressure roller is still positioned on the detachment line or the impact line.
  • a reduced stretching gap is advantageous because it further reduces the neck-in effect. It can be advantageous if at least one of the rollers is assigned several pressure rollers.
  • the invention makes it possible for the film web to run over the pressure roller with a wrap angle.
  • the force exerted by the film web on the pressure roller in this case can be easily compensated by the construction according to the invention, while at the same time any streaking on the film web is avoided.
  • the film web wraps around the pressure roller with a wrap angle between 0° and 90°.
  • the Wrap angle between 0.1° and 90°, preferably between 0.5° and 90°.
  • the holding arrangement comprises at least one carrier which extends parallel to the axis of rotation and is arranged immovably relative to the first and/or second roller.
  • This carrier extends in particular the entire length of the pressure roller and thus provides the required counterforce to compensate for the deflection of the pressure roller.
  • This carrier therefore provides the required support force for the support points and thus for the pressure roller.
  • the carrier can be designed in one piece, but can also be composed of individual carrier pieces. This enables a modular construction of the carrier in which the carrier can be composed of a different number of carrier pieces depending on the working width of the stretching device, which in particular reduces the manufacturing costs of the stretching device.
  • the carrier Regardless of the construction of the carrier, it must be designed in such a way that the force acting on the pressure roller does not lead to a deflection of the carrier.
  • the carrier and the roller to which this carrier is assigned are preferably arranged immovably relative to one another. This means that when the roller is adjusted, the associated carrier is also adjusted so that there is no shift in the forces acting on the pressure roller.
  • the first movement device comprises a frame on which each support point is supported, the frame being movable relative to the pressure roller and in particular relative to the carrier.
  • This makes it possible to provide a simple displacement drive that acts on the frame. In particular, this creates a stable device that enables displacement but has only a small effect on the forces acting on the pressure roller.
  • the frame is supported on the carrier and can be moved relative to it in particular via sliding or rolling devices.
  • a sliding device can be a rail-slide combination, which results in a cost-effective construction.
  • a rolling device can be a roller conveyor, for example, with a large number of rollers arranged on the carrier or on the frame. With a roller conveyor, the friction between the carrier and the frame can be minimized.
  • the first movement device comprises at least one drive device with which each support point and/or in particular the frame can be moved alternately in a first direction and in a second direction opposite to the first direction.
  • This drive device can be a linear motor or a servo motor, for example.
  • a drive designed as a double-acting piston-cylinder unit is also conceivable.
  • a rotating drive can be provided, the rotational movement of which can be converted into a linear movement via gear elements.
  • a drive device can be used to set the support elements in particular into a periodic movement. It is particularly advantageous if the amplitude of the movement is adjustable. In particular, it is advantageous if the movement in the first and second directions is each greater than 0 mm and less than 300 mm, in particular less than 200 mm.
  • a first row and at least a second row of support points are provided, the rows extending in the longitudinal direction of the pressure roller, the first and second rows in particular being displaceable relative to one another.
  • This makes it possible to carry out the movements of the individual rows independently of one another.
  • it can be provided to provide a separate drive for each row or, if a single drive is provided, to enable relative displacement of the two rows via a coupling.
  • the displacement movement of the two rows relative to one another is adjustable and in particular independent of one another. is adjustable. This makes it possible to provide the best possible adjustability of the operating parameters even with different film webs in order to achieve the best possible quality of the film web.
  • the support points of each row are arranged in their own frame, in order to enable a simple construction. Each frame can be moved relative to the carrier, as described above in connection with an individual frame.
  • the pressure roller runs in a channel-like depression, which can also be referred to as a roller bed.
  • the pressure roller is thus supported at different points, so that the contact pressure provided by the holding arrangement is better distributed over the outer circumference of the pressure roller.
  • this measure makes it easier to hold the pressure roller in its position.
  • a second movement device is provided with which the pressure roller can be moved in its axial direction.
  • the pressure roller can thus be moved relative to the first or second roller in order to further even out the force acting on the film web, which in turn can lead to an improved quality of the film web.
  • the second movement device can comprise a second drive which is arranged on the holding arrangement.
  • a double-acting and compressed air-operated piston-cylinder unit is suitable as a second drive for the second movement device.
  • a permanently rotating motor is also conceivable, the rotational movement of which is converted into a linear movement via a wheel and a coupling rod, for example.
  • a servo motor or a linear motor are also conceivable.
  • the pressure roller is connected to the holding arrangement via at least one holder or via at least one extension piece, wherein in particular the pressure roller can be moved relative to the holder or extension piece with the second movement device, or the holder or extension piece can be moved together with the pressure roller relative to the holding arrangement. It can therefore be provided to move the holder or extension piece(s) relative to the holding arrangement, in particular relative to its carrier, whereby the pressure roller can also be moved in this way.
  • the pressure roller can also be mounted so that it can be moved relative to the holder or extension piece, for example in plain bearings.
  • each pressure roller is rotatably mounted at its ends in holders or extension pieces of the holding arrangement, wherein in particular a relative displaceability of the pressure rollers to the holders or extension pieces in the radial direction of the pressure roller is also provided.
  • each pressure roller is assigned a holding arrangement.
  • the holding arrangement is preferably supported on the machine frame in which the first and/or the second roller is also supported.
  • the at least one support point comprises at least one roller (also called a support roller), on whose circumferential surface the pressure roller rolls.
  • each support point comprises several rollers.
  • the roller is in turn supported on the holding arrangement. With such a roller, the friction of the pressure roller is reduced so that its surface remains as undamaged as possible.
  • the at least one support point comprises at least one support roller, which is mounted on an axle via at least one bearing, wherein the axle is attached to the holding arrangement, in particular to a displaceable Frame of the holding arrangement.
  • the roller is rotatably supported on the axle via ball, roller or needle bearings.
  • Such bearings can withstand large forces, which are necessary for supporting a pressure roller in a stretching device.
  • Each axle is attached to the holding arrangement in particular at both ends by means of an axle support.
  • An axle support can be a common axle support for two adjacent axles.
  • axle supports can be distributed over the axial length of an axle.
  • a separate axle can be provided for each roller, but it is advantageous to provide at least two rollers on each axle.
  • elongated rollers whose axial length is greater than their outer diameter can also be provided.
  • the at least one support point comprises at least one roller, each roller being attached to a shaft, the shaft being rotatably mounted on a shaft bearing, which in turn is attached to a frame of the holding arrangement.
  • the above-described embodiments with regard to the axes can also be transferred analogously to the shaft arrangement.
  • the rollers disclosed in the aforementioned embodiments can be provided in various designs.
  • the roller can be provided with a smooth peripheral surface, i.e. the surface on which the pressure roller rolls. This can be done, for example, by chrome-plating the roller surface.
  • the peripheral surface is hard or rigid, which can be achieved in particular by a peripheral surface comprising a metal.
  • a hard or rigid peripheral surface and/or a smooth peripheral surface are particularly advantageous if the pressure roller comprises a soft peripheral surface. This can ensure that the pressure roller does not suffer excessive wear or even damage, even in the event of a relative movement between the pressure roller and the support elements.
  • the peripheral surface of at least one roller comprises a structure.
  • a structure means that there are depressions on the peripheral surface.
  • Such a structure can be regular, for example comprising grooves and/or holes. Such a regular structure is therefore created in particular by tool-based machining or production of the peripheral surface, in particular by contact machining.
  • an irregular structuring of the peripheral surface of the at least one roller can be provided. Such an irregular structuring can be achieved in particular by projectile bombardment of the peripheral surface, as is done during sandblasting or glass bead blasting.
  • a structure with depressions serves primarily to absorb the air entrained by the pressure roller into the roller-Z-roller gap and thus prevent contact between the roller and the pressure roller from breaking off.
  • the circumferential surface quality can be made dependent on that of the roller, i.e. the holding roller and/or the stretching roller.
  • the roller comprises a flexible circumferential surface, in particular by means of an at least partially elastomeric coating
  • an associated pressure roller can comprise a very hard circumferential surface if it comprises, for example, polished steel.
  • the support roller at least partially comprises a flexible circumferential surface.
  • the at least one roller can be concavely shaped on its peripheral surface, ie it has a larger diameter at its edges in the direction of its axis of rotation than in the middle.
  • the peripheral surface can be convexly shaped.
  • a concave or convex peripheral surface can reduce the contact area between the pressure roller and the roller and thus the surface wear.
  • a convex shape is particularly advantageous, so that the ability of the roller to move relative to the pressure roller is improved.
  • a roller is also understood to mean a sleeve in which, in particular, the axial length is greater than the diameter.
  • the support point comprises at least one concavely shaped channel element in which the pressure roller lies, the inner surface of the channel element being provided with openings through which a fluid under excess pressure can be guided into the area between the channel element and the pressure roller.
  • This fluid is preferably a gas, in particular air.
  • the openings on the inner surface can be fluidically connected to supply lines, such as through holes, so that the fluid under excess pressure (higher pressure than the ambient pressure) can be easily supplied from the outside.
  • supply lines such as through holes
  • the inner surface of the channel element can be covered or coated with a fine-pored material, such as sintered plastic and/or sintered metal. It is also possible to form the channel element exclusively with a sintered material.
  • At least one pulling device is provided, with which a force can be provided with which the pressure roller can be acted on and which acts in the direction of the holding arrangement and in particular in the radial direction of the pressure roller.
  • a pulling device is advantageous in order to hold the pressure roller over its entire length at or in the at least one support point. This is This is particularly important when the pressure roller, which is not yet rotating, is brought into contact with the first and/or second roller, which is already rotating, or with the film web.
  • the pulling device now prevents the pressure roller from jumping out of the support point or jamming with the support point.
  • the pulling device comprises at least one magnet and at least one magnetizable element.
  • the magnet is arranged in or on the holding arrangement and the magnetizable element is arranged in or on the pressure roller and/or in or on the holding arrangement.
  • one element in order to generate an attractive magnetic force, one element must be partially magnetizable and the second element must carry at least one magnet.
  • the magnet is preferably a permanent magnet, but can also be a switchable electromagnet.
  • At least one pulling device is provided with which the pressure roller can be acted upon with a force directed in the direction of the holding arrangement
  • the pulling device comprises at least one suction device arranged on the holding arrangement with which the pressure roller can be acted upon with a suction force acting in the direction of the holding arrangement.
  • a suction device can be, for example, a bore, a hose, a pipe or the like, one end of which is located in the immediate vicinity of the pressure roller and the other end of which is connected to a vacuum generator, such as a blower or a vacuum pump.
  • At least one cleaning element is arranged on the holding arrangement, in particular on the carrier of the holding arrangement, with which the outer surface of the pressure roller can be cleaned.
  • a cleaning element can, for example, be a cleaning element which extends at least partially over the
  • the cleaning element can be a cloth, piece of felt or similar extending along the length of the pressure roller, which in particular is in permanent contact with the pressure roller.
  • the cleaning element can also be a cleaning element which is attached to a carriage. This carriage can be moved along a guide, which is preferably attached to the carrier, in the axial direction of the pressure roller. This means that the surface of the pressure roller can be cleaned by moving the carriage continuously or as required.
  • the carriage can also be moved beyond at least one end of the pressure roller in order to be able to change or clean the cleaning element itself. Cleaning the pressure roller, in turn, has the advantage that no deposits or dirt build up which could damage the film web.
  • the pressure roller is provided with a coating, in particular a rubber coating, on its outer surface.
  • the coating is advantageously made of a compressible material so that the film web experiences sufficient static friction.
  • the pressure roller can be driven in rotation with a drive.
  • a drive is provided with which the pressure roller can be set in rotation or held in place.
  • This drive can be a known electric motor or an air motor.
  • the pressure roller can be pressed against the roller in an angular range which is at most +/- 30 degrees around the line on the roller which is defined by the common tangential plane of both rollers.
  • the holding arrangement is mounted so as to be movable relative to the roller, wherein the holding arrangement is movable at least in the circumferential direction of the at least one roller.
  • the pressure roller in the transport direction of the film web seen beyond the line mentioned. In this case, the film web does not leave or touch the roller at the release line or the impact lines, but rather after or before.
  • At least two holding arrangements are provided for the holding roller and/or for the stretching roller, with both holding arrangements being connected to one another via connecting elements.
  • two holding arrangements can therefore be provided per roller, with the two holding arrangements being attached to a connecting element.
  • the dimensions of the connecting element are designed such that the pressure roller of the first holding arrangement presses the film web against the roller in the area of its impact line and that the pressure roller of the second holding arrangement presses the film web against the roller in the area of the detachment line.
  • the connecting element can be movable relative to the roller in question in the circumferential direction and/or in the radial direction by means of at least one adjusting mechanism, so that the pressure rollers can also be moved with the movement of the connecting element.
  • the adjusting element preferably comprises at least one air-operated piston-cylinder unit. It is preferred that the connecting element is supported on the machine frame on which the roller in question is also supported. If two holding arrangements, which are connected to one another via a connecting element, can be positioned on different lines of the roller in question, an increased positioning force is achieved, since the connecting element, which is particularly rigid, also contributes to a normal force in the radial direction of the roller. Overall, for a given positioning force, the film web is pressed even more strongly against the roller, so that the neck-in can be further reduced. It is particularly preferred if two holding arrangements and one connecting element are each assigned to both the holding roller and the stretching roller.
  • the stretching device described above and the advantageous embodiments can be provided within any film manufacturing or film processing system.
  • the stretching device according to the invention can be provided inline within a blown film system or a flat film system.
  • the stretching device can be provided, for example, in the transport direction of the film web between a flattening device and a reversing device or downstream of the reversing device, but before a winding device.
  • the film web can also be a two-layer film web that was put together from a film bubble. The two layers of the film web can then be connected to one another at both side edges or only at one side edge, or separated from one another by prior cutting on both sides.
  • the above-mentioned object is additionally achieved by a method for monoaxially stretching a film web in its transport direction,
  • the method according to the invention is characterized in that at least one holding arrangement is provided, relative to which the pressure roller rotates, wherein the pressure roller is supported on the holding arrangement via a support point extending over more than a quarter of the axial length or via several support points distributed over the axial length of the pressure roller and/or the circumference of the pressure roller, wherein the support point or the support points are moved relative to the Pressure roller is or are moved in a direction parallel to the axis of rotation of the pressure roller.
  • the pressure roller is also moved in the direction of its axis of rotation.
  • the movements of the support point and/or the pressure roller can take place periodically.
  • the directions of movement of the pressure roller and the support points are opposite.
  • the speed profiles of the movements of the pressure roller and the support points are the same.
  • different speed profiles can also be provided, in particular in connection with different distances that the pressure roller and the support points each travel.
  • the aforementioned measures make it possible for the movements to be adapted to the properties of the film web.
  • the movements can also be adapted to the process and operating parameters of a production device for the film web, in particular when the stretching device according to the invention is arranged inline.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a stretching device according to the invention.
  • the film web 101 runs into the stretching device 100 in the transport direction T.
  • the film web first runs onto one or several preheating rollers in succession, of which only one preheating roller 102 is shown.
  • a preheating roller has the task of bringing the film to a predefined temperature.
  • a preheating roller is usually tempered, with a tempered fluid often being introduced into the preheating roller.
  • first roller 110 which can also generally be referred to as a holding roller 110.
  • This holding roller can be connected to a drive (not shown), for example a separate electric motor, which drives the roller 110 to rotate at a first peripheral speed. Additionally or alternatively, a braking device can be provided.
  • the first roller 110 is preferably assigned a first pressure roller 111, which together with the first roller 110 provides an inlet gap for the film.
  • the inlet gap or the path of the film web 101 is preferably set up such that the film web 101 runs tangentially to the rollers 110, 111 in the inlet gap.
  • the roller gap already serves to minimize the air between the holding roller 110 and the film.
  • the first roller 110 is assigned a second pressure roller 112, which forms an outlet gap with the roller 110.
  • the second pressure roller 112 can be adjustable in the circumferential direction and/or in the radial direction of the first roller 110.
  • the second pressure roller 112 serves to ensure that the film leaves the first roller 110 along a line that runs parallel to the axial direction of the first roller 110.
  • a second roller 120 is arranged downstream, which can be referred to as a stretching roller 120.
  • the stretching roller 120 is connected to a further drive (not shown), for example its own electric motor, which drives the roller 120 to rotate at a second peripheral speed.
  • the directions of rotation R1 of the roller 110 and R2 of the roller 120 are opposite. This ensures that the film web has the largest possible wrap angle around each roller 110, 120.
  • the second peripheral speed is greater than the first peripheral speed, so the stretching roller 120 has a greater peripheral speed than the holding roller 110. This means that the film 101 is stretched between the outlet gap of the first roller 110 and the inlet edge of the second roller 120 in the ratio of the peripheral speeds in its transport direction.
  • the distance between the outlet gap and the inlet edge is often also referred to as the stretching gap.
  • first roller 110 and the second roller 120 are movable relative to one another. This makes it possible to influence the stretching gap.
  • a change in the stretching gap can influence the properties of the film.
  • a stretching gap that is as small as possible is preferred, i.e. a distance as short as possible between the rollers 110 and 120 in which the film web is guided freely.
  • the second roller 120 is preferably associated with a third pressure roller 121, which together with the second roller 120 provides a second inlet gap for the film.
  • the inlet gap is or the path of the film 101 is arranged such that it 101 runs in the inlet gap tangentially to the rollers 120, 121.
  • the roller gap serves to minimize the air between the stretching roller 120 and the film, so that the friction between the film web and the roller 120 is minimized.
  • the third application roller 121 would collide with the roller 110, so that in this case the third application roller would have to be swiveled away.
  • the second roller 120 is also optionally assigned a fourth pressure roller 122, which forms an outlet gap with the roller 120.
  • the fourth pressure roller 122 can also be adjustable in the circumferential direction of the second roller 120.
  • the fourth pressure roller 122 serves to ensure that the film leaves the second roller 120 along a line that runs parallel to the axial direction of the roller 120.
  • one or more application rollers can be dispensed with in a stretching device according to the invention. Nevertheless, one can speak of an inlet gap or an outlet gap. This is then understood to be the line along which the film is applied to the holding or stretching roller or along which the film is released from the holding or stretching roller.
  • rollers can be provided, in particular each with one or two pressure rollers, wherein two rollers arranged directly one after the other are driven in such a way that the roller arranged downstream has a higher peripheral speed than the preceding roller.
  • FIG. 2 shows further details of the stretching device 100 according to the invention.
  • the second pressure roller 112 and the third pressure roller 121 are shown. An embodiment of the invention is explained in connection with the pressure roller 112, but further or all pressure rollers, in particular the pressure roller 121, can be related to an embodiment of the invention.
  • the second pressure roller 112 and/or the third pressure roller 121 are preferably supported on a carrier 140, in particular a cross carrier, which runs transversely to the transport direction of the film web.
  • the carrier 140 in turn is supported directly or indirectly on the machine frame, on which the roller or rollers are also supported.
  • the carrier 140 itself can consist of several individual pieces connected to one another. Since the roller 110 or the rollers 110, 120 can be movable relative to the machine frame, adjustment devices such as pivot bearings or carriage-rail combinations can be provided between the machine frame and the rollers 110, 120.
  • the supports 140 can also be supported on these adjustment devices, wherein the supports 140 and thus the pressure rollers can be moved separately relative to the adjustment devices in order to be able to move the pressure rollers relative to the first and/or the second roller 110, 120.
  • the manner in which the pressure rollers are supported on the supports is described below using an exemplary embodiment, wherein the invention is not restricted to this exemplary embodiment.
  • a frame 146 is connected to several holders 141, which are distributed over the longitudinal direction of the frame and thus over the axial direction of the pressure roller 112.
  • the axial direction is shown by the illustration the rotational axis 142 of the pressure roller.
  • Each holder 141 carries an axle 143, whereby a separate axle 143 can be provided between each two holders 141 or an axle 143 can extend through several holders 141.
  • shafts can be provided instead of axles, which are then rotatably mounted in the holders, so that the following description with regard to the axles 143 also applies to shafts.
  • the axle 143 between two holders 141 is also referred to below as the axle section.
  • the frame 146 is in turn supported on the carrier 140, with rails 147 preferably being attached to the carrier 140, on which the frame can be movably mounted, in particular via sliding elements or carriages.
  • the ability to move parallel to the axis 142 of the pressure roller 112 is shown by the double arrow 149.
  • a displacement drive 148 is provided, which is attached, for example, directly or indirectly to the carrier 140.
  • the displacement drive 148 is connected to the frame, for example, via a push rod 151.
  • the components described in this paragraph, in particular the rails 147, the frame 146, the displacement drive 146 and/or the push rod 151, can be components of a movement device in the sense of claim 1. Of these components, only the frame 146 can be seen in Figure 4.
  • a first and at least one second axis 143 or a first and at least one second row of axes 143 are provided, which extend parallel to one another and parallel to the axial direction of the pressure roller 112.
  • Each axis 143 carries one or more rollers 144, which are rotatably mounted on the axis. In the case of shafts, these rollers 144 can be firmly connected to the shaft. Thus, along with the axes 143, the rollers 144 are also distributed over the axial direction of the pressure roller. During operation, the pressure roller 112 rolls on these rollers 144, so that they are components of the support device, via which the pressure roller 112 is supported on the holding arrangement 113.
  • One group of rollers 144 can be provided per axis 143 or axis section. It is advantageous if Axle sections of the first axis or axis row are arranged offset in the axial direction to at least one axis section of the second axis or axis row in order to avoid localized contamination or wear which would otherwise occur due to uneven rolling of the rollers on the pressure roller.
  • the two parallel axes or rows of axes together form a groove-like depression with their rollers 144 in which the pressure roller 112 lies, so that any kind of movement other than the intended rotation and/or displacement movement is avoided.
  • the pressure roller 112 itself can be mounted in the front holders 141 or in extension pieces 150 of these holders so that it can rotate via a pivot bearing.
  • the pivot bearing can be arranged so that it can move in the holder or its extension piece in order to reduce any radial forces on the pivot bearing when the pressure forces vary. This displaceability can be realized, for example, by means of elongated holes in the extension pieces 150 in which the pivot bearings are arranged so that they can move.
  • a displacement drive 152 for the pressure roller 112 can be arranged on the attachment piece 150 so that it can be moved back and forth along its axis 142, i.e. in the direction of the double arrow 153.
  • the pressure roller comprises in its body at least one magnetizable element, preferably an iron core extending in the axial direction, which is attracted by the magnets, which are preferably permanent magnets, via a magnetic force.
  • the magnetizable element within the pressure roller is not shown.
  • FIG. 5 now shows an advantageous further development of the stretching device according to the invention.
  • Two holding arrangements for two pressure rollers are shown, preferably according to Figures 2 to 4, wherein one pressure roller is assigned to the line of impact of the film web on the roller and the second pressure roller is assigned to the detachment line.
  • Both holding arrangements are connected to one another via a connecting element 160.
  • the connecting element offers the advantage that both holding arrangements together with the pressure rollers can be moved relative to the roller 112 using a common adjusting device 161.
  • the adjusting device can, for example, comprise a compressed air-operated piston-cylinder unit with which the connecting element can be adjusted in the radial direction of the roller 112 (represented by the double arrow 162).
  • the connecting element 160 can be arranged displaceably on the adjusting device 161. It is also conceivable that the adjustment device is pivotably mounted on the machine frame or on a console supporting the roller 112.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Streckvorrichtung zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung mit einer ersten Walze (Haltewalze), über welche die Folienbahn führbar ist und welche mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotiert, einer stromabwärts der ersten Walze angeordneten zweiten Walze (Streckwalze), über welche die Folienbahn führbar ist, und welche mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotiert, wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit und wobei zumindest eine Anpresswalze vorgesehen ist, mit welcher die Folienbahn gegen eine der Walzen drückbar ist. Wenigstens eine Halteanordnung ist vorgesehen, relativ zu welcher die Anpresswalze um ihre Rotationsachse rotierbar ist. Die Anpresswalze stützt sich ab über eine sich über einen Teil, insbesondere über mehr als ein Viertel, der axialen Länge der Anpresswalze erstreckende Stützstelle oder mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung. Eine erste Bewegungseinrichtung ist vorgesehen, mit welcher die Stützstelle oder die Stützstellen relativ zu der Anpresswalze in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der Anpresswalze bewegbar ist oder sind.

Description

Streckvorrichtung und Verfahren zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung
Die Erfindung betrifft eine Streckvorrichtung zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung nach Anspruch 1 sowie Verfahren nach Anspruch 9.
Eine gattungsgemäße Streckvorrichtung, die oft inline insbesondere in oder stromabwärts einer Blasfolienanlage oder einer Flachfolienanlage angeordnet ist, umfasst zumindest eine erste Walze, die auch als Haltewalze bezeichnet werden kann, über die die Folienbahn führbar ist und welche mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotiert. Stromabwärts der ersten Walze befindet sich eine zweite Walze, die auch als Streckwalze bezeichnet werden kann und über die die Folienbahn führbar ist, nachdem diese die erste Walze verlassen hat. Die zweite Walze rotiert mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, wobei diese zweite Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit. In dem Streckenabschnitt, in dem die Folienbahn die erste Walze bereits verlassen und die zweite Walze noch nicht erreicht hat, wird die Folie in ihrer Transportrichtung gestreckt, also gedehnt. Diesen Streckenabschnitt bezeichnet man häufig als Reckspalt. Zusätzlich haben die erste und die zweite Walze in der Regel einen gegenläufigen Drehsinn, so dass die Folienbahn mit einem möglichst großen Umschlingungswinkel über jede der beiden Walzen geführt wird. Insgesamt werden mit dem beschriebenen Strecken gezielt wichtige Eigenschaften der Folienbahn verändert. Jedoch tritt bei diesem Strecken auch das ungewünschte Phänomen des Neck- Ins auf, bei dem die Folienbahn gegenüber ihrer ursprünglichen Breite schmaler wird. Zusätzlich dicken die Ränder der Folienbahn auf, so dass es in Querrichtung zu einem ungleichmäßigen Dickenprofil kommt. Die Ränder müssen daher abgetrennt werden, so dass die nutzbare Breite der Folienbahn reduziert ist. Die abgetrennten Ränder sind nicht nutzbar und verursachen daher unerwünschte Kosten. Um diese Effekte zu reduzieren, wurden in der Vergangenheit viele Verbesserungen vorgeschlagen. Eine Maßnahme ist das Vorsehen wenigstens einer Anpresswalze, mit welcher die Folienbahn gegen eine der Walzen drückbar ist. Auch eine Reduzierung des Reckspalts führte in der Vergangenheit zu Verbesserungen.
Wird allerdings eine Anpresswalze verwendet, so lässt sich bei herkömmlichen Streckvorrichtungen der Reckspalt nicht im gewünschten Maße reduzieren. Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung PCT/EP2022/081608 zeigt Anpresswalze mit reduziertem Durchmesser, die, um eine Durchbiegung zu reduzieren, von Stützstellen abgestützt werden. Mit dieser Maßnahme konnte der Reckspalt verkleinert werden, was zu einem größeren nutzbaren Anteil der Folienbahn führt. Da allerdings die Stützstellen Unterbrechungen aufweisen, besteht die Gefahr, dass diese Unterbrechung sich als Fehlstellen in Querrichtung gesehen an immer denselben Stellen der Folienbahn abzeichnen, was zu einer mangelnden Qualität der Folienbahn führen kann.
Die Aufgabe ist es daher, eine Streckvorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchen die oben genannten Nachteile reduziert werden können.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Streckvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Streckvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die erfindungsgemäße Streckeinrichtung zeichnet sich dadurch aus,
• dass wenigstens eine Halteanordnung vorgesehen ist, relativ zu welcher die Anpresswalze um ihre Rotationsachse rotierbar ist,
• dass sich die Anpresswalze über eine sich über einen Teil, insbesondere über mehr als ein Viertel, der axialen Länge der Anpresswalze erstreckende Stützstelle oder mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung abstützt und
• dass eine erste Bewegungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Stützstelle oder die Stützstellen relativ zu der Anpresswalze in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der Anpresswalze bewegbar ist oder sind.
Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass die Stützstellen, insbesondere die Stützrollen, zwar die Durchbiegung der Anpresswalze reduzieren, aber stets an gleichen Stellen der Anpresswalze anliegen. Da eine Anpresswalze in der Regel eine elastische Umfangsfläche aufweist, werden die Bereiche, an denen die Stützstellen anliegen, stärker eingedrückt als andere Stellen. Bis die eingedrückten Bereiche die Folienbahn erreicht haben, haben sich oft die eingedrückten Bereiche nicht zurückgestellt haben, was zu ungleichmäßigem Druck der Anpresswalze auf die Folienbahn führt. Die eingedrückten Bereiche können zudem immer stärker eingedrückt werden, was den beschriebenen Effekt vergrößert. Ferner kann es zu unterschiedlichen Verschmutzungen kommen, abhängig davon, ob Oberflächenbereiche der Anpresswalze von den Stützstellen kontaktiert werden oder nicht.
Durch eine Relativbewegung der Stützstellen zur Anpresswalze können die Kontaktstellen zwischen Anpresswalze und Stützstelle verändert werden. Insbesondere kann dies periodisch erfolgen. Der Vorteil ist dabei, dass auch die vorgenannten Effekte nicht mehr an gleichen Stellen auftreten und sich nicht auf die gleichen Stellen der Folienbahn übertragen. Da auch immer größer werdende Eindrückungen der Anpresswalze vermieden werden, zeigt sich insgesamt eine verbesserte Qualität der Folienbahn.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Halteanordnung vorgesehen, relativ zu welcher die Anpresswalze rotierbar ist, wobei sich die Anpresswalze über eine sich über einen Teil, insbesondere über mehr als ein Viertel, der axialen Länge der Anpresswalze erstreckende Stützstelle oder mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung abstützt.
Mit diesen Maßnahmen ist es möglich, die Kräfte, die auf die Anpresswalze wirken, durch eine Halteanordnung abzufangen, welche in radialer Richtung gesehen weiter von der ersten und/oder zweiten Walze entfernt liegt. Der hier zur Verfügung stehende Raum kann nun dazu genutzt werden, um die Halteanordnung mit einer großen Biegesteifigkeit auszugestalten. Dies führt zu einer vergleichmäßigten Dicke der Folienbahn und damit zu einer verbesserten Qualität.
Umgekehrt bzw. zusätzlich ist es damit möglich, den Durchmesser der Anpresswalze gegenüber dem Stand der Technik zu verringern. Ein verringerter Durchmesser der Anpresswalze führt dazu, dass der Reckspalt verkleinert wird oder werden kann und trotzdem die Anpresswalze an der Ablöselinie bzw. der Auftrefflinie positioniert wird. Ein verkleinerter Reckspalt ist vorteilhaft, da dadurch der Neck-In-Effekt weiter reduziert wird. Vorteilhaft kann es sein, wenn zumindest einer der Walzen mehrere Anpresswalzen zugeordnet sind.
Ferner ist es mit der Erfindung möglich, dass die Folienbahn auch mit einem Umschlingungswinkel über die Anpresswalze läuft. Die Kraft, die in diesem Fall von der Folienbahn auf die Anpresswalze ausgeübt wird, kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion ohne weiteres kompensiert werden, wobei gleichzeitig eine etwaige Streifenbildung auf der Folienbahn vermieden wird. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Folienbahn die Anpresswalze mit einem Umschlingungswinkel zwischen 0° und 90° umschlingt. Insbesondere liegt der Umschlingungswinkel zwischen 0,1 ° und 90°, bevorzugt zwischen 0,.5° und 90°. Mit der vorgenannten Maßnahme kann der Reckspalt zur Verringerung des Neck-ins nochmals verkleinert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halteanordnung zumindest einen Träger umfasst, welcher sich parallel zur Rotationsachse erstreckt und relativ zur ersten und/oder zweiten Walze unbeweglich angeordnet ist. Dieser Träger erstreckt sich insbesondere die gesamte Länge der Anpresswalze und stellt damit die benötigte Gegenkraft bereit, um die Durchbiegung der Anpresswalze zu kompensieren. Dieser Träger stellt also die benötigte Stützkraft für die Stützstellen und damit für die Anpresswalze bereit. Der Träger kann dabei einstückig ausgebildet sein, jedoch auch aus einzelnen Trägerstücken zusammengesetzt sein. Dadurch wird eine modulare Bauweise des Trägers ermöglicht, bei der der Träger je nach Arbeitsbreite der Streckvorrichtung aus einer unterschiedlichen Anzahl an Trägerstücken zusammengesetzt werden kann, was insbesondere die Herstellkosten der Streckvorrichtung verringert. Unabhängig der Bauweise des Trägers ist dieser so auszulegen, dass die Kraft, die auf die Anpresswalze wirkt, nicht zu einer Durchbiegung des Trägers führt. Der Träger und die Walze, der dieser Träger zugeordnet ist, sind vorzugsweise zueinander unbeweglich angeordnet. Das bedeutet, dass mit einer Verstellbewegung zur Verstellung der Walze der zugeordnete Träger ebenfalls mit verstellt wird, so dass es nicht zu Verschiebungen der Kräfte kommt, die auf die Anpresswalze wirken.
Um eine einfache Verschiebbarkeit der Stützstellen relativ zur Anpresswalze herbeizuführen, ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass erste Bewegungseinrichtung einen Rahmen umfasst, an welchem sich jede Stützstelle abstützt, wobei der Rahmen relativ zu der Anpresswalze und insbesondere relativ zum Träger bewegbar ist. Damit ist es möglich, einen einfachen Verschiebeantrieb vorzusehen, der auf den Rahmen wirkt. Insbesondere wird damit eine stabile Vorrichtung geschaffen, die eine Verschiebung ermöglicht, aber nur geringe Auswirkungen auf die auf die Anpresswalze wirkenden Kräfte hat. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Rahmen sich auf dem Träger abstützt und insbesondere über Gleit- oder Rolleinrichtungen relativ zu diesem verschiebbar ist. Eine Gleiteinrichtung kann dabei eine Schienen- Schlittenkombination sein, was einen kostengünstigen Aufbau mit sich bringt. Eine Rolleinrichtung kann beispielsweise eine Rollenbahn sein, wobei eine Vielzahl von Rollen an dem Träger oder an dem Rahmen angeordnet. Mit einer Rollenbahn kann die Reibung zwischen dem Träger und dem Rahmen minimiert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die erste Bewegungseinrichtung zumindest eine Antriebsvorrichtung umfasst, mit welcher jede Stützstelle und/oder insbesondere der Rahmen abwechselnd in eine erste Richtung und in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegbar ist. Diese Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein Linearmotor oder ein Servomotor sein. Ein als doppeltwirkende Kolbenzylindereinheit ausgeführter Antrieb ist ebenfalls denkbar. Alternativ kann ein rotierender Antrieb vorgesehen sein, dessen Rotationsbewegung über Getriebeelemente in eine lineare Bewegung umsetzbar ist. Mit einer Antriebsvorrichtung kann es vorgesehen sein, die Stützelemente insbesondere in eine periodische Bewegung zu versetzen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Amplitude der Bewegung einstellbar ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Bewegung in die erste und die zweite Richtung jeweils größer als 0 mm ist und kleiner als 300mm, insbesondere kleiner als 200mm, ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine erste Reihe und zumindest eine zweite Reihe an Stützstellen vorgesehen sind, wobei sich die Reihen in Längsrichtung der Anpresswalze erstrecken, wobei insbesondere die erste und die zweite Reihe relativ zueinander verschiebbar sind. Damit ist es möglich, die Bewegungen der einzelnen Reihen unabhängig voneinander durchzuführen. Für diesen Fall kann es vorgesehen sein, für jede Reihe einen eigenen Antrieb vorzusehen oder, wenn ein einziger Antrieb vorgesehen ist, über eine Kopplung eine relative Verschiebbarkeit der beiden Reihen zu ermöglichen. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Verschiebebewegung der beiden Reihen relativ zueinander einstellbar und insbesondere unabhängige voneinander einstellbar ist. Damit wird es ermöglicht, auch bei unterschiedlichen Folienbahnen eine bestmöglich Einstellbarkeit der Betriebsparameter zur Verfügung zu stellen, um eine bestmögliche Qualität der Folienbahn zu erzielen. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Stützstellen einer jeden Reihe in einem eigenen Rahmen angeordnet sind, um wiederum einen einfachen Aufbau zu ermöglichen. Eine Verschiebbarkeit jedes Rahmens relativ zum Träger kann, wie weiter oben im Zusammenhang mit einem einzelnen Rahmen beschrieben wurde, erfolgen.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn zumindest zwei Reihen an Stützstellen oder zumindest zwei Stützstellen vorgesehen sind, welche jeweils in Umfangsrichtung der Anpresswalze an unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet sind. Auf diese Weise läuft die Anpresswalze in einer rinnenartigen Vertiefung, welche auch als Walzenbett bezeichnet werden kann. Damit wird die Anpresswalze an verschiedenen Stellen abgestützt, so dass sich die von der Halteanordnung bereitgestellte Anpresskraft besser auf dem Außenumfang der Anpresswalze verteilt. Zudem ist es mit dieser Maßnahme einfacher möglich, die Anpresswalze in ihrer Position zu halten.
Um die oben beschriebenen Nachteile noch besser verringern zu können, ist eine zweite Bewegungseinrichtung vorgesehen, mit welcher die Anpresswalze in ihrer Axialrichtung bewegbar ist. Damit kann die Anpresswalze relativ zur ersten oder zur zweiten Walze bewegbar sein, um die auf die Folienbahn einwirkende Kraft weiter zu vergleichmäßigen, was wiederum zu einer verbesserten Qualität der Folienbahn führen kann. Die zweite Bewegungseinrichtung kann einen zweiten Antrieb umfassen, welcher an der der Halteanordnung angeordnet ist. Als zweiter Antrieb für die zweite Bewegungseinrichtung bietet sich eine doppeltwirkende und druckluftbetriebene Kolbenzylindereinheit an. Denkbar ist auch ein permanent rotierender Motor, dessen Rotationsbewegung beispielsweise über ein Rad und eine Koppelstange in eine Linearbewegung umgewandelt wird. Schließlich sind auch ein Servomotor oder ein Linearmotor denkbar. Um eine solche Verschiebung der Anpresswalze zur ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Anpresswalze über wenigstens einen Halter oder über wenigstens ein Ansatzstück mit der Halteanordnung verbunden ist, wobei insbesondere die Anpresswalze mit der zweiten Bewegungseinrichtung relativ zu dem Halter bzw. Ansatzstück oder der Halter bzw. Ansatzstück zusammen mit der Anpresswalze relativ zur Halteanordnung bewegbar ist. Es kann also vorgesehen sein, den oder die Halter bzw. Ansatzstück relativ zur Halteanordnung, insbesondere relativ zu dessen Träger, zu verschieben, wobei damit auch die Anpresswalze verschiebbar ist. Stattdessen oder zusätzlich kann auch die Anpresswalze, beispielsweise in Gleitlagern, relativ zu dem Halter bzw. Ansatzstück verschiebbar gelagert sein.
Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, jede Anpresswalze an ihren Enden in Haltern bzw. Ansatzstücken der Halteanordnung drehbar zu lagern, wobei insbesondere auch eine relative Verschiebbarkeit der Anpresswalzen zu den Haltern bzw. Ansatzstücken in radialer Richtung der Anpresswalze vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist jeder Anpresswalze eine Halteanordnung zugeordnet.
Die Halteanordnung ist vorzugsweise an dem Maschinenrahmen abgestützt, in dem auch die erste und/oder die zweite Walze abgestützt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die zumindest eine Stützstelle wenigstens eine Rolle (auch Stützrolle genannt), auf deren Umfangsfläche die Anpresswalze abrollt. Insbesondere umfasst jede Stützstelle mehrere Rollen. Die Rolle ist ihrerseits an der Halteanordnung abgestützt. Mit einer solchen Rolle reduziert sich die Reibung der Anpressrolle, so dass ihre Oberfläche möglichst unbeschädigt bleibt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Stützstelle wenigstens eine Stützrolle umfasst, welche über zumindest einem Lager auf einer Achse gelagert ist, wobei die Achse mittels eines Achsträgers bzw. Halters an der Halteanordnung, insbesondere an einem verschiebbaren Rahmen der Halteanordnung, befestigt ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich die Rolle über Kugel-, Rollen- oder Nadellager auf der Achse drehbar abstützt. Solche Lager können große Kräfte aushalten, die für das Abstützen einer Anpresswalze in einer Streckvorrichtung notwendig sind. Jede Achse ist insbesondere an beiden Enden mittels eines Achsträgers an der Halteanordnung befestigt. Ein Achsträger kann dabei ein gemeinsamer Achsträger für je zwei benachbarte Achsen sein. Weiterhin können Achsträger über die axiale Länge einer Achse verteilt werden. Es kann für jede Rolle eine eigene Achse vorgesehen sein, jedoch ist es vorteilhaft, wenigstens zwei Rollen an jeder Achse vorzusehen. Anstelle einer Mehrzahl an Rollen können auch langgestreckte Rollen, deren axiale Länge größer ist als deren Außendurchmesser, vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Stützstelle zumindest eine Rolle umfasst, wobei jede Rolle an einer Welle befestigt ist, wobei die Welle drehbar an einem Wellenlager gelagert ist, welches seinerseits an einem Rahmen der Halteanordnung befestigt ist. Die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen in Bezug auf die Achsen können sinngemäß auch auf die Wellenanordnung übertragen werden.
Die in den vorgenannten Ausführungsbeispielen offenbarten Rollen können in verschiedenen Ausgestaltungen vorgesehen sein. So kann es zur Verringerung der Reibung zwischen einer Rolle und einer Anpresswalze vorgesehen sein, die Rolle mit einer glatten Umfangsfläche, also der Fläche, auf der die Anpresswalze abrollt, zu versehen. Dies kann beispielsweise durch eine Verchromung der Rollenoberfläche erfolgen. In diesem Zusammenhang kann es zur Vermeidung von Beschädigungen vorteilhaft sein, wenn die Umfangsfläche hart bzw. starr ist, was insbesondere durch eine Umfangsfläche umfassend ein Metall erreichbar ist. Eine harte bzw. starre Umfangsfläche und/oder eine glatte Umfangsfläche sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Anpresswalze eine weiche Umfangsfläche umfasst. Damit kann erreicht werden, dass die Anpresswalze auch bei einer Relativbewegung zwischen Anpresswalze und Stützelementen keine übermäßige Abnutzung oder sogar Schäden erleidet. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Umfangsfläche zumindest einer Rolle eine Struktur umfasst. Eine Struktur bedeutet, dass es auf der Umfangsfläche Vertiefungen gibt. Eine solche Struktur kann regelmäßig sein, also beispielsweise Nuten und/oder Bohrungen umfassen. Eine solche regelmäßige Struktur ist also insbesondere durch eine werkzeugbehaftete Bearbeitung oder Herstellung der Umfangsfläche entstanden, insbesondere durch eine berührende Bearbeitung. Zusätzlich oder alternativ kann eine unregelmäßige Strukturierung der Umfangsfläche der zumindest einen Rolle vorgesehen sein. Eine solche unregelmäßige Strukturierung lässt sich insbesondere durch einen Projektilbeschuss der Umfangsfläche, wie es etwa beim Sandstrahlen oder Glasperlenstrahlen erfolgt, erreichen. Eine Struktur mit Vertiefungen dient vor allem dazu, die von der Anpresswalze in den Walzen-ZRollenspalt eingeschleppte Luft aufzunehmen und dadurch einen Kontaktabriss zwischen Rolle und Anpresswalze zu vermeiden.
Im Allgemeinen kann die Umfangsflächenbeschaffenheit von derjenigen der Walze, also der Haltewalze und/oder der Streckwalze, abhängig gemacht werden. Umfasst die Walze eine flexible Umfangsfläche, insbesondere durch eine zumindest teilweise elastomere Beschichtung, kann eine zugeordnete Anpresswalze eine sehr harte Umfangsfläche umfassen, wenn diese beispielsweise einen polierten Stahl umfasst. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Stützrolle zumindest teilweise eine flexible Umfangsfläche umfasst.
Die zumindest eine Rolle kann an ihrer Umfangsfläche konkav ausgeformt sein, d. h., sie hat in Richtung ihrer Drehachse an ihren Rändern einen größeren Durchmesser als in der Mitte. Alternativ kann die Umfangsfläche konvex ausgeformt sein. Eine konkave oder konvexe Umfangsfläche kann die Kontaktfläche zwischen Anpresswalze und Rolle und damit den Oberflächenverschleiß verringern. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine konvexe Ausformung, so dass eine Verschiebbarkeit der Rolle relativ zur Anpresswalze verbessert wird. Unter einer Rolle ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Hülse zu verstehen, bei der insbesondere die axiale Länge größer ist als der Durchmesser.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Stützstelle wenigstens ein konkav ausgeformtes Rinnenelement, in welchem die Anpresswalze liegt, wobei die Innenoberfläche des Rinnenelements mit Öffnungen versehen ist, durch welche ein unter Überdruck stehendes Fluid in den Bereich zwischen dem Rinnenelement und der Anpresswalze leitbar ist. Dieses Fluid ist vorzugsweise ein Gas, insbesondere Luft. Mit dieser Maßnahme kann die Anpresswalze folglich ohne berührenden Kontakt von der Stützstelle gehalten und bei der Rotation geführt werden. Es ergibt sich eine „schwimmende Lagerung“ der Anpresswalze. Das Rinnenelement kann eine langgestreckte Schale aus einem Kunststoff, einem faserverstärkten Kunststoff oder einem Metall sein. Die Öffnungen auf der Innenoberfläche, deren Radius vorzugsweise nur leicht größer ist als der Außenradius der Anpresswalze, können mit Zuführleitungen, wie zum Beispiel Durchgangsbohrungen, fluidverbunden sein, so dass das unter Überdruck (höherer Druck als der Umgebungsdruck) stehende Fluid auf einfache Weise von außen zugeführt werden kann. Um eine bessere Verteilung des Fluids zwischen der Innenoberfläche und der Außenoberfläche der Anpresswalze zu erreichen, kann die Innenoberfläche des Rinnenelements mit einem feinporigen Material, wie etwa Sinterkunststoff und/oder Sintermetall, belegt oder beschichtet sein. Auch eine Ausbildung des Rinnenelements ausschließlich mit einem gesinterten Material ist möglich.
Um nun die Anpresswalze mit einer Kraft gegen die zumindest eine Stützstelle zu beaufschlagen, ist wenigstens eine Zugeinrichtung vorgesehen, mit welcher eine Kraft bereitstellbar ist, mit welcher auf die Anpresswalze einwirkbar ist und welche in Richtung der Halteanordnung und insbesondere in radialer Richtung der Anpresswalze wirkt. Auch wenn für die Anpresswalze endseitige Halterungen vorgesehen sind, wie es weiter oben beschrieben wurde, ist eine solche Zugeinrichtung vorteilhaft, um die Anpresswalze über ihre gesamte Länge an oder in der zumindest einen Stützstelle zu halten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die noch nicht rotierende Anpresswalze in Kontakt mit der ersten und/oder zweiten Walze, welche bereits rotiert, bzw. mit der Folienbahn gebracht wird. Mit der Zugeinrichtung wird nun ein Herausspringen der Anpresswalze aus der Stützstelle oder ein Verkanten mit der Stützstelle verhindert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens eine Zugeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher auf die Anpresswalze mit einer in Richtung der Halteanordnung gerichtete Kraft einwirkbar ist, wobei die Zugeinrichtung zumindest einen Magneten und zumindest ein magnetisierbares Element umfasst. Dabei ist der Magnet in oder an der Halteanordnung und das magnetisierbare Element in oder an der Anpresswalze und/oder in oder an der Halteanordnung angeordnet. Mit anderen Worten muss zur Erzeugung einer anziehenden, magnetischen Kraft ein Element zum Teil magnetisierbar sein und das zweite Element wenigstens einen Magneten tragen. Der Magnet ist vorzugsweise ein Dauermagnet, kann aber auch ein schaltbarer Elektromagnet sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine Zugeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher auf die Anpresswalze mit einer in Richtung der Halteanordnung gerichtete Kraft einwirkbar ist, wobei die Zugeinrichtung wenigstens eine an der Halteanordnung angeordnete Saugeinrichtung umfasst, mit welcher die Anpresswalze mit einer in Richtung auf die Halteanordnung wirkenden Saugkraft beaufschlagbar ist. Eine Saugeinrichtung kann dabei beispielsweise eine Bohrung, ein Schlauch, ein Rohr oder ähnliches sein, dessen eines Ende sich in direkter Umgebung zur Anpresswalze befindet und dessen anderes Ende an einem Unterdruckerzeuger, wie etwa ein Gebläse oder eine Unterdruckpumpe, angeschlossen ist. Der Vorteil des Einsatzes einer solchen Saugeinrichtung zur Erzeugung der Zugkraft ist, dass die Größe der Zugkraft veränderbar ist.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn an der Halteanordnung, insbesondere an dem Träger der Halteanordnung, zumindest ein Reinigungselement angeordnet ist, mit welchem die Außenoberfläche der Anpresswalze reinigbar ist. Ein solches Reinigungselement kann beispielsweise ein sich zumindest teilweise über die Länge der Anpresswalze erstreckendes Tuch, Filzstück oder ähnliches sein, welches insbesondere die Anpresswalze permanent kontaktiert. Es kann sich bei dem Reinigungselement aber auch um ein Putzelement handeln, welches an einem Schlitten befestigt ist. Dieser Schlitten ist entlang einer Führung, die vorzugsweise am Träger befestigt ist, in Axialrichtung der Anpresswalze bewegbar. Damit kann durch eine fortwährende oder bei Bedarf durchgeführte Fahrt des Schlittens die Oberfläche der Anpresswalze gesäubert werden. Der Schlitten kann auch über zumindest ein Ende der Anpresswalze hinaus verfahrbar sein, um so das Putzelement selbst wechseln oder reinigen zu können. Das Putzen der Anpresswalze hat wiederum den Vorteil, dass sich keine Ablagerungen bzw. Verschmutzungen aufbauen, die zu einer Beschädigung der Folienbahn führen könnten.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Anpresswalze in ihrer Außenoberfläche mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer Gummibeschichtung, versehen ist. Die Beschichtung ist vorteilhafterweise aus einem kompressiblen Material, so dass die Folienbahn eine ausreichende Haftreibung erfährt.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Anpresswalze mit einem Antrieb drehantreibbar ist. Mit anderen Worten ist ein Antrieb vorgesehen, mit welchem die Anpresswalze in Rotation versetzbar bzw. haltbar ist. Dieser Antrieb kann ein bekannter Elektromotor oder auch ein Luftmotor sein. Der Vorteil ist, dass die Anpresswalze bereits in Rotation versetzt werden kann, bevor sie auf eine bereits sich bewegende Folienbahn aufgesetzt wird. Dies vermindert einerseits den Verschleiß der Anpresswalze, auf der anderen Seite werden beim Aufsetzen der Anpresswalze Beschädigungen der Folienbahn vermieden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Anpresswalze in einem Winkelbereich an die Walze anpressbar ist, welcher sich höchstens +/- 30 Grad um die Linie auf der Walze befindet, welche durch die gemeinsame Tangentialebene beider Walzen definiert ist. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, die Halteanordnung relativ zu der Walze bewegbar zu lagern, wobei die Halteanordnung wenigstens in Umfangrichtung der wenigstens einen Walze bewegbar ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Anpresswalze in Transportrichtung der Folienbahn gesehen über die genannte Linie hinaus bewegbar ist. In diesem Fall verlässt oder berührt die Folienbahn die Walze nicht an der Ablöselinie bzw. den Auftrefflinien, sondern danach bzw. zuvor. Konkret bedeutet das, dass die Folienbahn im Falle der Haltewalze zunächst noch auf der Anpresswalze läuft und im Falle der Streckwalze zunächst auf der Anpresswalze läuft, bevor sie auf die Streckwalze auftrifft. In diesem Fall lässt sich der Reckspalt nochmals verkürzen, so dass der Neck-In weiter verringert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Halteanordnungen für die Haltewalze und/oder für die Streckwalze vorgesehen sind, wobei beide Halteanordnungen über Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Insgesamt können also zwei Halteanordnungen pro Walze vorgesehen sein, wobei die beiden Halteanordnungen an einem Verbindungselement befestigt sind. Die Dimensionen des Verbindungselements sind so ausgeführt, dass die Anpresswalze der ersten Halteanordnung die Folienbahn im Bereich ihrer Auftrefflinie an die Walze anpresst und dass die Anpresswalze der zweiten Halteanordnung die Folienbahn im Bereich der Ablöselinie an die Walze anpresst. Das Verbindungselement kann relativ zu der betreffenden Walze in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung mittels zumindest eines Stellmechanismus bewegbar sein, so dass mit der Bewegung des Verbindungselements auch die Anpresswalzen bewegbar sind. Zum Bewegen des Verbindungselements umfasst das Stellelement vorzugsweise zumindest eine luftbetriebene Kolbenzylindereinheit. Bevorzugt ist dabei, dass das Verbindungselement sich am Maschinengestell abstützt, an dem sich auch die betreffende Walze abstützt. Wenn zwei Halteanordnungen, die über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, an verschiedenen Linien der betreffenden Walze anstellbar sind, so wird damit eine vergrößerte Anstellkraft erzielt, da auch das Verbindungselement, welches insbesondere biegesteif ist, zu einer Normalkraft in radialer Richtung der Walze beiträgt. Insgesamt wird damit bei gegebener Anstellkraft die Folienbahn nochmals stärker an die Walze angepresst, so dass der Neck-In weiter reduzierbar ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn sowohl der Haltewalze als auch der Streckwalze jeweils zwei Halteanordnungen und jeweils ein Verbindungselement zugeordnet sind. Die oben beschriebene Streckvorrichtung sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen können innerhalb einer beliebigen Folienherstell- oder Folienbearbeitungsanlage vorgesehen sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Streckvorrichtung inline innerhalb einer Blasfolienanlage oder einer Flachfolienanlage vorgesehen sein. In einer Blasfolienanlage kann die Streckvorrichtung beispielsweise in Transportrichtung der Folienbahn zwischen einer Flachlegeeinrichtung und einer Reversiereinrichtung vorgesehen sein oder stromabwärts der Reversiereinrichtung, jedoch vor einer Wickeleinrichtung. In einer Blasfolienanlage kann die Folienbahn auch eine zweilagige Folienbahn sein, die aus einer Folienblase zusammengelegt wurde. Die beiden Lagen der Folienbahn können dann an beiden seitlichen Rändern oder nur an einem Seitenrand miteinander verbunden oder voneinander getrennt sein durch vorheriges, beidseitiges Aufschneiden.
Die oben genannte Aufgabe wird zusätzlich gelöst durch ein Verfahren zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung,
• wobei die Folienbahn über eine erste Walze (Haltewalze) geführt wird, welche mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• wobei die Folienbahn über eine stromabwärts der ersten Walze angeordnete zweite Walze (Streckwalze) geführt wird, welche mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit,
• wobei mit zumindest einer Anpresswalze die Folienbahn gegen eine der Walzen gedrückt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Halteanordnung vorgesehen ist, relativ zu welcher die Anpresswalze rotiert, wobei sich die Anpresswalze über eine sich über mehr als ein Viertel der axialen Länge erstreckende Stützstelle oder über mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung abstützt, wobei mit einer ersten Bewegungseinrichtung die Stützstelle oder die Stützstellen relativ zu der Anpresswalze in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der Anpresswalze bewegt wird oder werden.
Damit sind die gleichen Vorteile erzielbar, die bereits oben in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Streckvorrichtung beschrieben worden sind.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass auch die Anpresswalze in Richtung ihrer Rotationsachse bewegt wird. Die Bewegungen der Stützstelle und/oder der Anpresswalze können periodisch erfolgen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bewegungsrichtungen der Anpresswalze und der Stützstellen entgegengesetzt gerichtet sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeitsprofile der Bewegungen der Anpresswalze und der Stützstellen gleich sind. Es können aber auch unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile vorgesehen sein, insbesondere im Zusammenhang mit unterschiedlichen Wegstrecken, die die Anpresswalze und die Stützstellen jeweils zurückliegen. Mit den vorgenannten Maßnahmen wird es ermöglicht, dass die Bewegungen an die Eigenschaften der Folienbahn angepasst werden. Auch können die Bewegungen an die Verfahrens- und Betriebsparameter einer Herstellvorrichtung für die Folienbahn, insbesondere wenn die erfindungsgemäße Streckvorrichtung inline angeordnet ist, angepasst werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Streckvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen: Fig. 1 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Streckvorrichtung
Fig. 2 Darstellung weitere Details der erfindungsgemäßen
Streckvorrichtung
Fig. 3 Ansicht Ill-Ill aus der Figur 4
Fig. 4 Ansicht IV-IV aus der Figur 2
Fig. 5 Darstellung einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen
Streckvorrichtung.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Streckvorrichtung. Die Folienbahn 101 läuft in Transportrichtung T in die Streckvorrichtung 100 ein. Die Folienbahn läuft zunächst auf eine oder nacheinander auf mehrere Vorheizwalzen auf, von welchen nur eine Vorheizwalze 102 gezeigt ist. Eine Vorheizwalze hat die Aufgabe, die Folie auf eine vordefinierte Temperatur zu bringen. Dazu ist eine Vorheizwalze in der Regel temperiert, wobei oft ein temperiertes Fluid in die Vorheizwalze eingebracht wird.
Nach dem Verlassen der Vorheizwalze(n) 102 gelangt die Folienbahn 101 auf eine erste Walze 110, welche generell auch als Haltewalze 110 bezeichnet werden kann. Diese Haltewalze kann mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden sein, beispielsweise einem eigenen Elektromotor, welcher die Walze 110 mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotierend antreibt. Zusätzlich oder alternativ kann eine Bremseinrichtung vorgesehen sein.
Der ersten Walze 110 ist vorzugsweise eine erste Anpresswalze 111 zugeordnet, welche zusammen mit der ersten Walze 110 einen Einlaufspalt für die Folie zur Verfügung stellt. Vorzugsweise ist der Einlaufspalt oder der Laufweg der Folienbahn 101 derart eingerichtet, dass diese 101 in dem Einlaufspalt tangential zu den Walzen 110, 111 läuft. Der Walzenspalt dient bereits dazu, die Luft zwischen der Haltewalze 110 und der Folie zu minimieren. Der ersten Walze 110 ist darüber eine zweite Anpresswalze 112 zugeordnet, welche einen Auslaufspalt mit der Walze 110 bildet. Die zweite Anpresswalze 112 kann in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung der ersten Walze 110 verstellbar sein. Die zweite Anpresswalze 112 dient dazu, dass die Folie die ersten Walze 110 entlang einer Linie, die parallel zur axialen Richtung der ersten Walze 110 verläuft, verlässt.
In Transportrichtung T der Folie 101 gesehen ist stromabwärts eine zweite Walze 120 angeordnet, welche als Streckwalze 120 bezeichnet werden kann. Die Streckwalze 120 ist mit einem nicht dargestellten, weiteren Antrieb verbunden, beispielsweise einem eigenen Elektromotor, welcher die Walze 120 mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotierend antreibt. Die Rotationsrichtungen R1 der Walze 110 und R2 der Walze 120 sind gegensinnig. Dadurch wird erreicht, dass die Folienbahn jeweils einen möglichst großen Umschlingungswinkel um jede Walze 110, 120 hat. Die zweite Umfangsgeschwindigkeit ist dabei größer als die erste Umfangsgeschwindigkeit, wobei also die Streckwalze 120 eine größere Umfangsgeschwindigkeit hat als die Haltewalze 110. Dies führt dazu, dass die Folie 101 zwischen dem Auslaufspalt der ersten Walze 110 und der Einlaufkante der zweiten Walze 120 im Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten in ihrer Transportrichtung gestreckt wird. Die Strecke zwischen dem Auslaufspalt und der Einlaufkante wird oft auch als Reckspalt bezeichnet.
Möglich ist es, dass die erste Walze 110 und die zweite Walze 120 relativ zueinander bewegbar sind. Damit kann auf den Reckspalt Einfluss genommen werden. Eine Veränderung des Reckspalts kann die Eigenschaften der Folie beeinflussen. Bevorzugt ist dabei ein möglichst kleiner Reckspalt, das heißt eine möglichst kurze Strecke zwischen den Walzen 110 und 120, in der die Folienbahn frei geführt wird.
Der zweiten Walze 120 ist vorzugsweise eine dritte Anpresswalze 121 zugeordnet, welche zusammen mit der zweiten Walze 120 einen zweiten Einlaufspalt für die Folie zur Verfügung stellt. Vorzugsweise ist der Einlaufspalt oder der Laufweg der Folie 101 derart eingerichtet, dass diese 101 in dem Einlaufspalt tangential zu den Walzen 120, 121 läuft. Der Walzenspalt dient dazu, die Luft zwischen der Streckwalze 120 und der Folie zu minimieren, so dass die Reibung zwischen der Folienbahn und der Walze 120 minimiert wird.
In dem Fall, dass der Reckspalt sehr klein eingestellt werden soll, würde die dritte Anlegewalze 121 mit der Walze 110 kollidieren, so dass in diesem Fall die dritte Anlegewalze abgeschwenkt werden müsste.
Der zweiten Walze 120 ist darüber hinaus optional eine vierte Anpresswalze 122 zugeordnet, welche einen Auslaufspalt mit der Walze 120 bildet. Die vierte Anpresswalze 122 kann ebenfalls in Umfangsrichtung der zweiten Walze 120 verstellbar sein. Die vierte Anpresswalze 122 dient dazu, dass die Folie die zweite Walze 120 entlang einer Linie, die parallel zur axialen Richtung der Walze 120 verläuft, verlässt.
Grundsätzlich kann in einer erfindungsgemäßen Streckvorrichtung auch auf eine oder mehrere Anlegewalzen verzichtet werden. Dennoch kann die Rede von einem Einlaufspalt oder Auslaufspalt sein. Darunter ist dann die Linie zu verstehen, entlang welcher sich die Folie an die Halte- oder Streckwalze anlegt bzw. an welcher sich die Folie von der Halte- oder Streckwalze löst.
Es können noch weitere Walzen, insbesondere mit jeweils ein oder zwei Anpresswalzen, vorgesehen sein, wobei jeweils zwei unmittelbar nacheinander angeordnete Walzen derart angetrieben sind, dass die jeweils stromabwärts angeordnete Walze eine höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist als die vorhergehende Walze.
Stromabwärts der Walzen 110, 120 ist wenigstens eine Abkühlwalze 130 angeordnet, mit welcher die Folienbahn 101 wieder abkühlbar ist, so dass sich die durch das Strecken erfolgte neue Molekülorientierung innerhalb der Folienbahn verfestigt. Die Figur 2 stellt weitere Details der erfindungsgemäßen Streckvorrichtung 100 dar. Neben der Haltewalze 110 und der Streckwalze 120 sind die zweite Anpresswalze 112 und die dritte Anpresswalze 121 gezeigt. Eine Ausführungsform der Erfindung wird dabei im Zusammenhang mit der Anpresswalze 112 erläutert, wobei jedoch weitere oder alle Anpresswalze, insbesondere die Anpresswalze 121 im Zusammenhang mit einer Ausführung der Erfindung stehen können.
Die zweite Anpresswalze 112 und/oder die dritte Anpresswalze 121 stützen sich vorzugsweise auf einem Träger 140, insbesondere einem Querträger, ab, der quer zur Transportrichtung der Folienbahn verläuft. Der Träger 140 wiederum stützt sich direkt oder indirekt auf dem Maschinengestell ab, auf dem sich auch die Walze oder die Walzen abstützen. Der Träger 140 selbst kann aus mehreren miteinander verbundenen Einzelstücken bestehen. Da die Walze 110 oder die Walzen 110, 120 relativ zum Maschinengestell beweglich sein können, können zwischen Maschinenstell und Walzen 110, 120 Verstelleinrichtungen wie etwa Schwenklager oder Schlitten-Schienen-Kombinationen vorgesehen sein. Auf diesen Verstelleinrichtungen können sich auch die Träger 140 abstützen, wobei die Träger 140 und damit die Anpresswalzen relativ zu den Verstelleinrichtungen separat bewegbar sein können, um die Anpresswalzen relativ zu der ersten und/oder der zweiten Walze 110, 120 bewegen zu können. Auf welche Art sich die Anpresswalzen auf den Trägem abstützen, wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt ist.
Die weitere, bevorzugte Ausgestaltung einer Halteanordnung 113 für eine Anpresswalze wird nun beispielhaft für die Anpresswalze 112 beschrieben, ist aber selbstverständlich für alle weiteren Anpresswalzen gültig. In den Figuren 3 und 4 sind weitere Ansichten der Halteanordnung gezeigt, auf die in der nachfolgenden Beschreibung ebenfalls Bezug genommen wird.
Mit einem Rahmen 146 sind mehrere Halter 141 verbunden, die über die Längsrichtung des Rahmens und damit über die axiale Richtung der Anpresswalze 112 verteilt sind. Die axiale Richtung wird durch die Darstellung der Drehachse 142 der Anpresswalze dargestellt. Jeder Halter 141 trägt eine Achse 143, wobei zwischen je zwei Haltern 141 je eine separate Achse 143 vorgesehen sein kann oder sich eine Achse 143 durch mehrere Halter 141 erstrecken kann. Alternativ können statt Achsen Wellen vorgesehen sein, die dann in den Haltern drehbar gelagert sind, so dass die weiter folgende Beschreibung in Bezug auf die Achsen 143 gleichfalls für Wellen gilt. Die Achse 143 zwischen zwei Haltern 141 wird im Folgenden auch als Achsenabschnitt bezeichnet.
Der Rahmen 146 stützt sich wiederum auf dem Träger 140, wobei an dem Träger 140 vorzugsweise Schienen 147 befestigt sind, auf welchem der Rahmen, insbesondere über Gleitelemente oder Schlitten, verschiebbar gelagert sein kann. Die Verschieblichkeit parallel zur Achse 142 der Anpresswalze 112 ist durch den Doppelpfeil 149 dargestellt. Um eine Hin- und Her-Bewegung entlang des Doppelpfeils zu ermöglichen, ist ein Verschiebeantrieb 148 vorgesehen, der beispielsweise direkt oder indirekt am Träger 140 befestigt ist. Der Verschiebeantrieb 148 ist beispielsweise über eine Schubstange 151 mit dem Rahmen verbunden. Die in diesem Absatz beschriebenen Bauteile, insbesondere die Schienen 147, der Rahmen 146, der Verschiebeantrieb 146 und/oder die Schubstange 151 , können Bestandteile einer Bewegungseinrichtung im Sinne des Anspruchs 1 sein. In der Figur 4 ist von diesen Bestandteilen nur der Rahmen 146 zu erkennen.
Es sind eine erste und zumindest eine zweite Achse 143 oder eine erste und zumindest eine zweite Achsenreihe 143 vorgesehen, die sich parallel zueinander und parallel zur axialen Richtung der Anpresswalze 112 erstrecken. Jede Achse 143 trägt eine oder mehrere Rollen 144, die drehbar auf der Achse gelagert sind. Im Fall von Wellen können diese Rollen 144 fest mit der Welle verbunden sein. Damit sind mit den Achsen 143 auch die Rollen 144 in axialer Richtung der Anpresswalze über diese verteilt. Die Anpresswalze 112 rollt im Betrieb auf diesen Rollen 144 ab, so dass diese Bestandteile der Stützeinrichtung sind, über die sich die Anpresswalze 112 an der Halteanordnung 113 abstützt. Es können pro Achse 143 oder Achsenabschnitt jeweils eine Gruppe von Rollen 144 vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es, wenn Achsenabschnitte der ersten Achse oder Achsenreihe in axialer Richtung zu zumindest einem Achsenabschnitt der zweiten Achse oder Achsenreiche versetzt angeordnet sind, um punktuelle Verschmutzungen oder Abnutzungen, die sonst durch ein ungleichmäßiges Abrollen der Rollen auf der Anpresswalze in Erscheinung treten würden, zu vermeiden.
Die beiden parallelen Achsen bzw. Achsenreihen bilden mit ihren Rollen 144 gemeinsam eine rinnenartige Vertiefung aus, in der die Anpresswalze 112 liegt, so dass eine wie auch immer geartete Bewegung als nur die beabsichtigte Rotations- und/oder Verschiebebewegung vermieden wird. Die Anpresswalze 112 selbst kann in den stirnseitigen Haltern 141 bzw. in Ansatzstücken 150 dieser Halter drehbar über ein Drehlager gelagert sein. Das Drehlager kann in dem Halter bzw. dessen Ansatzstück verschiebbar angeordnet sein, um bei variierenden Anpresskräften eventuelle Radialkräfte auf das Drehlager zu reduzieren. Diese Verschiebbarkeit kann beispielsweise mittels Langlöchern in den Ansatzstücken 150 realisiert sein, in denen die Drehlager verschieblich angeordnet sind. Zusätzlich kann an dem Ansatzstück 150 ein Verschiebeantrieb 152 für die Anpresswalze 112 angeordnet sein, so dass sie entlang ihrer Achse 142, also in Richtung des Doppelpfeils 153, hin und her bewegt werden kann.
Um die Anpresswalze stets im Kontakt mit den Rollen 144 halten zu können, können in axialer Richtung über die Länge der Anpresswalze 112 mehrere Magneten 145 an dem Träger direkt oder indirekt angeordnet sein. Die Anpresswalze umfasst in diesem Ausführungsbeispiel in ihrem Körper zumindest ein magnetisierbares Element, bevorzugt einen sich in axialer Richtung erstreckenden Eisenkern, welches bzw. welcher von den Magneten, die vorzugsweise Permanentmagneten sind, über eine magnetische Kraft angezogen werden. Das magnetisierbare Element innerhalb der Anpresswalze ist nicht dargestellt.
Insgesamt wird durch die im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 beschriebene Anordnung die Durchbiegung der Anpresswalze reduziert. Damit ist es möglich, einerseits die Anpresskraft der Anpresswalze an die Walze 110 und/oder 120 zu erhöhen und/oder den Reckspalt zu verkürzen. Beide Möglichkeiten führen zu einer Reduzierung des Neck-in-Effektes und damit zur kostengünstigeren Produktion einer vermarktbaren Folienbahn. Ferner können die Rollen 144 und/oder die Anpresswalze verschoben werden, um letztendlich Markierungen auf der Folienbahn 101 zu vermeiden.
Die Figur 5 stellt nun eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Streckvorrichtung dar. Gezeigt sind zwei Halteanordnungen für zwei Anpresswalzen, bevorzugt gemäß der Figuren 2 bis 4, wobei eine Anpresswalze der Auftrefflinie der Folienbahn auf der Walze zugeordnet ist und die zweite Anpresswalze der Ablöselinie zugeordnet ist. Beide Halteanordnungen sind über ein Verbindungselement 160 miteinander verbunden. Das Verbindungselement bietet den Vorteil, dass mit einer gemeinsamen Verstelleinrichtung 161 beide Halteanordnungen mitsamt der Anpresswalzen relativ zur Walze 112 bewegt werden können. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise eine druckluftbetriebene Kolbenzylindereinheit umfassen, mit welcher sich das Verbindungselement in radialer Richtung der Walze 112 (dargestellt durch den Doppelpfeil 162) verstellen lässt. Für eine Verstellung in Umfangsrichtung der Walze 112 kann das Verbindungselement 160 verschieblich an der Verstelleinrichtung 161 angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Verstelleinrichtung schwenkbar am Maschinengestell oder an einer die Walze 112 tragende Konsole angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Streckvorrichtung zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung mit
• einer ersten Walze (Haltewalze), über welche die Folienbahn führbar ist und welche mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• einer stromabwärts der ersten Walze angeordneten zweiten Walze (Streckwalze), über welche die Folienbahn führbar ist, und welche mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit,
• wobei zumindest eine Anpresswalze vorgesehen ist, mit welcher die Folienbahn gegen eine der Walzen drückbar ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Halteanordnung vorgesehen ist, relativ zu welcher die Anpresswalze um ihre Rotationsachse rotierbar ist, dass sich die Anpresswalze über eine sich über einen Teil, insbesondere über mehr als ein Viertel, der axialen Länge der Anpresswalze erstreckende Stützstelle oder mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung abstützt und dass eine erste Bewegungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Stützstelle oder die Stützstellen relativ zu der Anpresswalze in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der Anpresswalze bewegbar ist oder sind.
2. Streckvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung zumindest einen Träger umfasst, welcher sich parallel zur Rotationsachse erstreckt und relativ zur ersten und/oder zweiten Walze unbeweglich angeordnet ist.
3. Streckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungseinrichtung zumindest einen Rahmen umfasst, an welchem sich jede Stützstelle abstützt, wobei der Rahmen relativ zu der Anpresswalze und insbesondere relativ zum Träger bewegbar ist.
4. Streckvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen sich auf dem Träger abstützt und insbesondere über Gleit- oder Rolleinrichtungen relativ zu diesem verschiebbar ist.
5. Streckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungseinrichtung zumindest eine Antriebsvorrichtung umfasst, mit welcher jede Stützstelle und insbesondere der Rahmen abwechselnd in eine erste Richtung und in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegbar ist.
6. Streckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bewegungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Anpresswalze in ihrer Axialrichtung bewegbar ist.
7. Streckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresswalze über einen Halter mit der Halteanordnung verbunden ist, wo- bei insbesondere die Anpresswalze mit der zweiten Bewegungseinrichtung relativ zu dem Halter oder der Halter zusammen mit der Anpresswalze relativ zur Halteanordnung bewegbar ist.
8. Streckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Reihe und zumindest eine zweite Reihe an Stützstellen vorgesehen sind, wobei sich die Reihen in Längsrichtung der Anpresswalze erstrecken, wobei insbesondere die erste und die zweite Reihe relativ zueinander verschiebbar sind.
9. Verfahren zum monoaxialen Strecken einer Folienbahn in deren Transportrichtung,
• wobei die Folienbahn über eine erste Walze (Haltewalze) geführt wird, welche mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• wobei die Folienbahn über eine stromabwärts der ersten Walze angeordneten zweite Walze (Streckwalze) geführt wird, welche mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotiert,
• wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit,
• wobei mit zumindest einer Anpresswalze die Folienbahn gegen eine der Walzen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Halteanordnung vorgesehen ist, relativ zu welcher die Anpresswalze rotiert, dass sich die Anpresswalze über eine sich über einen Teil, insbesondere über mehr als ein Viertel, der axialen Länge der Anpresswalze erstreckende Stützstelle oder über mehrere über die axiale Länge der Anpresswalze und/oder dem Umfang der Anpresswalze verteilten Stützstellen an der Halteanordnung abstützt und dass mit einer ersten Bewegungseinrichtung die Stützstelle oder die Stützstellen relativ zu der Anpresswalze in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der Anpresswalze bewegt wird oder werden.
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