Vorrichtung zur Herstellung von Blasfolien
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Blasfolien aus einem thermoplastischen Kunststoff.
Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind vielfältig bekannt. Das Funktionsprinzip beruht darauf, die von mindestens einem Extruder hergestellte Schmelze des thermoplastischen Kunststoffes aus einer ringförmigen Austrittsöffnung eines Werkzeuges zu extrudieren und zu einem Schlauch aufzublasen, der nachfolgend von einer so genannten Flachlegeeinrichtung zusammengelegt, zwischen Abzugswalzen hindurchgeführt und nachfolgend einer Aufwickeleinrichtung zugeführt wird.
Die Flachlegeeinrichtung besteht im einfachsten Fall aus zwei an diametral gegenüberliegenden Bereichen des Folienschlauches angeordneten und in einem spitzen Winkel - nach Art eines umgekehrten V oder eines A - zueinander gestellten Flachlegeelementen, deren Abstand zueinander in Austrittsrichtung des Folienschlauches betrachtet stetig verringert wird. Die Flachlegeelemente tragen eine Vielzahl von auf den Umfang des Folienschlauches einwirkenden Führungsmittel, wie z.B. Leisten, Rollen oder Bürsten, so dass der zunächst zylindrische Folienschlauch allmählich über eine Ovalform mit stetig sich ändernden
Durchmessem zu einer doppellagigen und an den Längsrändern gefalzten Folie flachgelegt wird.
Betrachtet man die sich aus dem zunächst zylindrischen Folienschlauch bilden- de ovale Querschnittsgestaltung des allmählich flachgelegten Folienschlauches in der Flachlegeeinrichtung, so ist dieser im Bereich des größeren Durchmessers des ovalen Querschnittes, an dem sich letztlich die gefalzten Längsränder des Folienschlauches ausbilden, während der Flachlegung weitgehend sich selbst überlassen, da er nicht mit Führungsmitteln in Kontakt steht und von den Flachlegeelementen der Flachlegeeinrichtung nicht geführt wird. Dies kann zu Problemen hinsichtlich der Produktstabilität, Faltenfreiheit etc. führen.
Aus der US-A-4, 170,624 ist es bekannt, in einer speziellen Flachlegeeinrichtung einen zunächst zylindrischen Folienschlauch in einen rechtwinkligen Quer- schnitt zu überführen und nachfolgend in einer Doppellage flachzulegen. Hierdurch sollen die mechanische Belastung des Folienschlauches während der Flachlegung und damit einhergehende Veränderungen des Eigenschaftsprofils des Folienschlauches vermieden werden.
Es ist daher auch bereits vorgeschlagen worden, zusätzlich zu den Flachlegeelementen auch eine Seitenführung mit Seitenführungselementen vorzusehen, deren Führungsmittel die von den Flachlegeelementen ausgesparten Bereiche des Folienschlauchs führen.
Durch die im Stand der Technik bislang vorgegebene geradlinige Anordnung der als Führungsmittel für den Folienschlauch eingesetzten Bürsten, Rollen oder Leisten ist es jedoch nicht möglich, den Folienschlauch seitlich an mehreren Punkten aufsteigend bis zu den Abzugswalzen zu führen. Vielmehr hat die vorhandene Form zur Folge, dass nur eine unzureichende, punktuelle Führung möglich ist, die aufgrund des sich stetig ändernden Querschnittes der Folienbahn und der sich zwischen den Flachlegeelementen stetig verringernden Platzverhältnisse in einem gewissen Abstand zu den Abzugswalzen enden muss. Der sich ausbildende Randfalz des Folienschlauchs bleibt damit unge- führt. Insbesondere bei Reversierbewegungen der Flachlegeeinrichtung
und/oder einer den Abzugswalzen nachgeordneten Abzugseinrichtung für den Folienschlauch wirft die Folie daher leicht Falten, die sich bis zum fertigen Wickel durchziehen und die Qualität vermindern, was verbesserungswürdig erscheint.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung vor, zwischen den Flachlegeelementen und vorzugsweise sich bis zu den Abzugswalzen erstreckend Leitschaufeln beiderseits des Folienschlauches anzuordnen, die den während der Flachlegung des Folienschlauches sich ausbildenden Randfalz des Folien- Schlauches umgreifen und definiert in den Spalt zwischen den Abzugswalzen führen.
Dementsprechend weisen die Leitschaufeln eine der sich einstellenden Kontur des die Flachlegung durchlaufenden Folienschlauches angepasste dreidimen- sionale Gestaltung auf und ermöglichen eine gleichmäßige Einführung der doppelt liegenden Folienbahn zwischen die Abzugswalzen.
Die Leitschaufel kann aus geeigneten Kunststoffen oder z.B. auch Aluminium gefertigt sein, wenn sie in Kontakt mit dem Folienschlauch steht oder aber auch mit einer dem Folienschlauch zugewandten porösen, vorzugsweise mikroporösen Oberfläche für den Austritt eines zugeführten Luftstromes und zur Erzeugung eines Luftpolsters zwecks berührungsloser Führung des Folienschlauches ausgestattet sein.
Unter mikroporöser Oberfläche wird im Sinne der Erfindung eine mittlere Porengröße zwischen 5 bis 100 μm verstanden.
Der Abstand der erfindungsgemäßen Leitschaufeln zu nachfolgenden Abzugswalzen sollte gering gewählt sein und ist vorzugsweise einstellbar, so dass vor- zugsweise eine definierte Führung des Randfalzes des Folienschlauches bis in den Walzenspalt der Abzugswalzen bewirkbar ist. Nach Möglicheit erfolgt dabei eine Führung des Randfalzes bis nahe an oder unmittelbar vor die Abzugswalzen, d.h. mit geringstmöglichen Abstand zu den Abquetschwalzen.
Vorzugsweise bilden die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Leitschaufeln den in Austrittsrichtung des Folienschlauches betrachtet oberen Abschluss von Seitenführungselementen einer Seitenführungseinrichtung, die zwischen den Flachlegeelementen der Flachlegeeinrichtung angeordnet sind und eine Füh- rung derjenigen Umfangsbereiche des Folienschlauches bewirken, die gerade nicht von den Flachlegeelementen beaufschlagt werden, d.h. den sich allmählich ausbildenden Randfalz und die angrenzenden Bereiche des Folienschlauches.
Die Leitschaufeln sind nach einem Vorschlag der Erfindung verstellbar an den Seitenführungselementen gehaltert, wobei sowohl der Abstand relativ zum Seitenführungselement und damit zu den nachfolgenden Abzugswalzen, wie auch die winklige Ausrichtung zum Seitenführungselement einstellbar sein kann und auch die horizontale Position an unterschiedliche Durchmesser des Folien- Schlauches angepasst werden kann.
Hierbei kann vorgesehen sein, die Seitenführungselemente aus einer Tragstruktur mit Verstellmitteln und an der Tragstruktur befestigten Tragarmen auszubilden, die ihrerseits beispielsweise an Haltegabeln befestigte Führungsmittel für den Folienschlauch tragen.
Bei den Führungsmitteln selbst kann es sich um Rollen oder Walzen aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise CFK, Silikon oder aber auch um Aluminium handeln, ferner können auch Bürstenwalzen vorgesehen sein oder aber es werden Platten mit einer mikroporösen Oberfläche vorgesehen, aus denen ein Luftstrom zur Erzeugung eines Luftpolsters zwischen der Platte und dem Folienschlauch austritt, um eine berührungslose Führung zu gewährleisten. Im Falle sich drehender Rollen oder Walzen ist bevorzugt auf einen besonders leichten Lauf zu achten.
Die Tragstruktur besteht bevorzugt aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Tragschenkeln, die mittels geeigneter Verstellantriebe individuell entsprechend dem gewünschten Verlauf des Folienschlauches während des Durchlaufs durch die Flachlegeeinrichtung eingestellt werden können. Hierbei
können an jedem Tragschenkel ein oder mehrere Tragarme zur Halterung von Führungsmitteln befestigt sein. Pro Tragschenkel wird mindestens ein Tragarm vorgesehen.
Weitere Einstellmöglichkeiten können dadurch gegeben sein, dass die Führungsmittel schwenkbar um eine in Austrittsrichtung des Folienschlauches verlaufende Schwenkachse an den Tragarmen gehaltert sind.
Die Verstellung der gelenkig miteinander verbundenen und segmentartig einan- der fortsetzenden Tragschenkel kann nicht nur hinsichtlich der zwischen benachbarten Tragschenkel eingeschlossenen Winkel variabel gestaltet werden, sondern auch hinsichtlich des horizontalen Abstandes zum jeweils gegenüberliegenden Seitenführungselement, um eine Anpassung an den Durchmesser des Folienschlauches vorzunehmen. Gemäß einem weiteren Vorschlag der Er- findung kann es überdies auch vorgesehen sein, die einzelnen Tragschenkel z.B. mit einer geeigneten Teleskopiermechanik auch längsverstellbar auszugestalten, was zusätzliche Freiheitsgrade zur Anpassung an die gewünschte Kontur des flachzulegenden Folienschlauches bietet.
Es ist offensichtlich, dass bei Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Seitenführungselements mit einer Vielzahl von Tragschenkeln und einer Leitschaufel am oberen Ende desselben auch bogenförmige Sollkonturen des Folienschlauches mit hoher Annäherung nachgebildet werden können, insbesondere wenn auch die an den einzelnen Tragschenkeln befestigten Tragarme und die daran befestigten Haltegabeln für die Führungsmittel ihrerseits einstellbar, beispielsweise höhenverstellbar, seitenverstellbar und winkelverstellbar ausgeführt sind.
Die Führungsmittel sind im Bereich der erfindungsgemäß vorgesehenen Seiten- führungselemente bevorzugt derart angeordnet, dass sie den Folienschlauch in möglichst großen Umfangsbereichen stützen und gemeinsam mit den Flachlegeelementen definiert dreidimensional stützen.
Die Verstellung der einzelnen Tragschenkel kann beispielsweise über Spindelantriebe oder andere geeignete Antriebe mit hoher Positioniergenauigkeit bewerkstelligt werden, wobei weiter bevorzugt jeder Tragschenkel über einen eigenen Verstellantrieb verfügt. Die Verstellantriebe ihrerseits können auch zent- ral miteinander verbunden sein.
Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung;
Fig. 2 die sich während der Flachlegung des Folienschlauches ändernde Querschnittsgestaltung des Folienschlauches; und
Fig. 3 die Aufsicht auf einen Teil eines erfindungsgemäß ausge- stalteten Seitenführungselementes.
Die Figur 1 zeigt in grob schematisierter Darstellung einen aus einer Extrusions- einrichtung in bekannter Weise hergestellten und in einer Austrittsrichtung A vertikal nach oben geführten Folienschlauch 1 , der mittels nicht näher darge- stellter Flachlegeelemente einer Flachlegeeinrichtung allmählich zu einem flachen Folienschlauch zusammengelegt wird und durch einen Spalt zwischen parallel angeordneten Abzugswalzen 5 hindurch gezogen wird. Man erkennt ferner ein zu der Flachlegeeinrichtung gehöriges Seitenführungselement 2, welches selbstverständlich spiegelbildlich zur Mittellängsachse des Folienschlau- ches 1 auch auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Infolge der Einwirkung der Flachlegelemente, die gemäß Darstellung in Figur 2 an einem mit Bezugszeichen 300 gekennzeichneten Bereich des zunächst zylindrischen, d.h. einen kreisförmigen Querschnitt Q1 aufweisenden Folien-
schlauch 1 angreifen, wird der Folienschlauch 1 allmählich über ovale Querschnitte, die beispielhaft mit Q2 und Q3 gekennzeichnet sind, in eine flachgelegte doppellagige Folienbahn mit Querschnitt Q4 überführt.
Die Seitenführungselemente 2 führen während dieser Flachlegung vom Querschnitt Q1 zum Querschnitt Q4 den Folienschlauch 1 kontinuierlich im Bereich 400 des größeren Durchmessers, d.h. zwischen den Flachlegeelementen gemäß Bezugsziffer 300.
Jedes Seitenführungselement 2 besteht gemäß Figur 1 aus einer Tragstruktur mit drei mit Bezugsziffern 20, 21 , 22 gekennzeichneten Tragschenkeln, die über Gelenke 23, 24 miteinander verbunden, d.h. verkettet sind.
Jeder der Tragschenkel 20, 21 , 22 trägt seinerseits Tragarme 25, an denen dem Folienschlauch 1 zugewandt Führungsmittel 27 für den Folienschlauch 1 , beispielsweise CFK-Rollen gehaltert sind, die in oberflächlichem Kontakt mit dem Folienschlauch 1 stehen und eine exakte Führung desselben in der gewünschten Kontur bewirken.
Wie aus der Figur 3 ersichtlich, können am freien Ende jedes Tragarmes 25 paarweise Führungsmittel 27 vorgesehen sein, die bedarfsweise über einen in Antrittsrichtung des Folienschlauches 1 verlaufende Schwenkachse S gelenkig gelagert sind, um sich optimal an den Umfang des Folienschlauches 1 anzupassen.
Am in Austrittsrichtung A gesehen oberen Tragsegment 20 ist anstelle von Führungsmitteln in Gestalt von Rollen eine Leitschale 27a vorgesehen, die den sich ausbildenden Randfalz 10 des flachgelegten Folienschlauches 1 außenseitig übergreift und für eine exakte Führung desselben bis zu den Abzugswalzen 5 sorgt. Die Leitschale 27a ist in Bezug auf ihren Abstand zu den Abzugswalzen 5 und ihre winklige Ausrichtung zum Tragschenkel 20 verstellbar und führt den Randfalz 10 des Folienschlauches exakt in den Spalt zwischen den in der Zeichnung deckungsgleich hintereinander angeordneten Abzugswalzen 5.
Aufgrund der gelenkigen Verbindung der einzelnen Tragschenkel 20, 21 , 22 untereinander sind diese relativ zueinander hinsichtlich der eingeschlossenen Winkel in Anpassung an die gewünschte Kontur des Folienschlauches zueinander verstellbar. Hierzu sind unabhängige Antriebe, beispielsweise Spindelan- triebe 28 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel am Tragschenkel 20 bzw. Tragschenkel 22 angreifen, während des dazwischen liegende Tragschenkel 21 über einen Kragarm 29 verfügt, an dem die Antriebe 28 angreifen. Man erkennt ferner einen weiteren angreifenden Arm eines Antriebes 28a, der seinerseits unmittelbar am Kragarm 29 angreift. Durch diese Konfiguration und Betätigung der einzelnen Antriebe 28, 28a ist die winklige Ausrichtung der aufeinanderfolgenden Tragschenkel und damit der daran befestigten Führungsmittel für den Folienschlauch 1 in weiten Grenzen einstellbar und kann insbesondere die sich an einem flachzulegenden Folienschlauch 1 einstellenden bogenförmigen Randverläufe desselben optimal nachvollziehen und damit eine we- sentlich präzisere Führung bewirken, die sich letztlich in einer deutlich verbesserten Qualität des flachgelegten Folienschlauches 1 äußert.
Alternativ kann auch für jeden Tragschenkel 20, 21 , 22 ein eigener Antrieb 28 vorgesehen sein, ohne diese Antriebe miteinander zu verbinden.
Die Tragschenkel 20, 21 , 22 sind in Richtung des Durchmessers D des Folienschlauches unabhängig voneinander verstellbar und können jeweils in Pfeilrichtung T auch teleskopierbar, d.h. längenveränderlich ausgebildet sein.
Es versteht sich, dass anstelle der hier dargestellten drei Tragschenkel 20, 21 , 22 auch lediglich zwei oder auch mehr als drei derartige Tragschenkel vorgesehen und mit entsprechenden Antrieben versehen sein können, wobei weiterhin vorgeschlagen wird, dass jeder Tragschenkel mindestens einen Tragarm 25 für ein Führungsmittel aufweist.