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Vorrichtung zum gleichzeitigen biaxialen Recken von Kunststoffolienbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum biaxialen Recken von Kunststoffolienbahnen,
d. h. eine Vorrichtung, mittels der die Folienbahnen gleichzeitig sowohl in Längs-
als auch in Querrichtung gereckt werden können.
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Um dies zu erreichen, sind bei einer bekannten Anordnung besondere
Einrichtungen zum Vergrößern des Abstandes jeweils zweier aufeinanderfolgender Kluppen
oder Spannmittel vorgesehen. Eine solche Einrichtung besteht beispielsweise aus
einem zweiarmigen Hebel, der in der Laufrichtung der Kluppen verschwenkbar ist und
dessen eines Ende durch eine Steuerkurve verschwenkt wird. Das andere Ende des Hebels
übt gegen die benachbarte Kluppe einen Druck aus, wodurch sich der Abstand der beiden
Kluppen vergrößert. Die Hebelanordnung kann auch durch eine Ausbildung nach Art
einer Nürnberger Schere ersetzt werden. Ein weiterer Vorschlag geht dahin, als Einrichtung
zum Vergrößern des Abstandes Keile zu verwenden, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Kluppen eingeschoben werden.
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Auch hierfür sind Steuerkurven vorgesehen. Um die Kluppen am Ende
der Reckstrecke wieder dicht zusammenzuführen, können elastische Verbindungen zwischen
benachbarten Kluppen angeordnet werden.
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Durch sie werden die Einrichtungen zur Vergrößerung des Abstandes
außer Wirkung gesetzt, sobald die Steuerkurve entlang der Reckstrecke dies zuläßt.
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Als Steuerkurven für die Spannkluppen werden auch Spindeln mit kontinuierlich
zunehmender Steigung ihrer Gewindegänge verwendet.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung wird der Rand der zu reckenden
Folienbahn zwischen Bänder eingespannt, die auf einer divergierenden Bahn endlos
umlaufen und außerdem noch in ihrer Längsrichtung dehnbar sind. Es wird also gleichzeitig
durch die Anordnung der Bahn eine Querreckung und durch die Dehnbarkeit der Bänder
eine Längsreckung der Folie erreicht. Bei dieser Anordnung wird die Folienbahn allein
durch das Aufeinanderpressen zweier Bänder oder der beiden Hälften eines in Längsrichtung
gefalteten Bandes eingespannt. Diese Anordnung ist aber nur für ganz geringe Kräfte
in der Querrichtung der Folie brauchbar. Sobald diese Kräfte etwas höhere Werte
annehmen, ist ein einwandfreies Einklemmen des Folienbahnrandes nicht mehr gewährleistet.
Für die neuerdings im Betrieb verlangten hohen Querreckkräfte ist diese Art der
Einspannung völlig unzureichend.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß
die Einspannbänder, seien es nun gefaltete einfache Bänder oder Doppelbänder, in
Führungen laufen müssen, die die beiden Bandteile aufeinanderpressen. Die Bänder
sind in diesen Führungen beträchtlichen Reibungen ausgesetzt. Es sind daher besondere
Maßnahmen nötig, um die Reibung herabzusetzen. Durch solche zusätzliche Maßnahmen
wird aber die Folie selbst unerwünscht beeinträchtigt.
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Es sei hier auf die unvermeidbare Verschmutzung, auf die chemische
Beeinflussung der Folie und auf die thermisch ungünstigen Einflüsse auf die Folie
durch auftreffende Teile des Kühl- und Schmiermittels hingewiesen. Als weiterer
wesentlicher Nachteil dieser Anordnung ist hervorzuheben, daß sich die Einspannbänder
und die darin eingespannte Folienbahn gleichzeitig in der Längsrichtung dehnen sollen.
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Dieses Verfahren benötigt aber beträchtliche Kräfte, um die Bänder
zu dehnen, da die Bänder nicht die gleichen Dehnungseigenschaften wie die Folie
aufweisen. Außerdem ist hierbei das Maß der Längsreckung der Folie abhängig vom
Ausmaß der Bänderdehnung. Diese Koppelung zwischen Reckung der Folienbahn und Längsdehnung
der Bänder ist aber weniger günstig und bringt nicht die erstrebte optimale Folienstruktur.
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Die Mängel dieses genannten Verfahrens hinsichtlich Einspannung des
Folienbahnrandes und der engen Kopplung zwischen Längsreckung der Folienbahn und
Längsdehnung der Einspannbänder werden
durch eine weitere bekannte
Anordnung zum Teil vermieden. Bei dieser Anordnung, die eine Addition der bekannten
Längsreckanlagen mit Walzengruppen verschiedener Umfangsgeschwindigkeiten und der
bekannten Querreckanlagen darstellt, wird der Folienbahnrand in üblicher Weise durch
in Führuflgsbahnen laufende Spannkluppen erfaßt, wobei aber die einzelnen Spannkluppen
nicht zu einer endlosen Kette zusammengefaßt sind, sondern einzeln auf ihren divergierenden
Führungsbahnen laufen. Eine Verbindung benachbarter Spannkluppen findet lediglich
durch den Folienbahnrand statt. Da die Längsreckung durch die am Ende der Reckstrecke
mit erhöhter Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Walzengruppe erzielt wird, werden
die Spannkluppen durch die Folienbahn selbst über die Reckstrecke gezogen.
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Auf diese Weise sind zwar besondere Steuerkurven oder dergleichen
mechanische Mittel für die Abstandsänderung der Spannkluppen vermieden, jedoch hängt
das gesamte Kluppengewicht und die von den Kluppen beim Laufen zu überwindende Reibung
allein am Folienbahnrand. Der Folienbahnrand wird dadurch außerordentlich stark
belastet, und die Folienstruktur wird daher dort sehr nachteilig beeinflußt. Nur
noch ein verhältnismäßig schmaler Bereich der Folienbahnbreite kann infolgedessen
als homogen bezeichnet werden. Hinzu kommt noch bei dieser bekannten Anordnung der
erhebliche bauliche Aufwand, daß vor und hinter der Reclcstrecke mit den divergierenden
Führungsbahnen für die Spannkluppen und mit ihren Umlenkstellen am Anfang und Ende
der Führungsbahn zusätzlich noch die mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit
angetriebenen Walzengruppen für die Längsreckung angeordnet sind. Diese Walzengruppen
müssen außerdem noch zusätzlich zur Wärmebellandlung der Folienbahn über die Reckstrecke
hinweg auf den jeweils erforderlichen Temperaturen gehalten werden, wodurch sich
der erwähnte Aufwand noch vergrößert.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der hier
genannten Anordnungen zu vermeiden und mit einfachen Mitteln. eine gleichzeitige
maxiale Folienreckung mit möglichst günstiges Folienstruktur zu erreichen, bei der
ein sicheres Einspannen und Transportieren der Folie gewährleistet ist und bei;
der vor allem eine zwangläufige Steuemug der Längsreckung der Folie vermieden ist,
wie sie bei den eingangs erwähnten Anordnungen mit besonderen Steuerkurven, Spindeln
oder anderen mechanischen Mitteln für die Abstandsänderung von Spann iduppen, aber
auch bei der Verwendung von Bändern oder Rollenpaaren als Einspanrunittel auftritt.
Dabei sollen nicht nur unterschiedliche Reckverhältnisse in der Querrichtung durch
die bekannte Änderung der Bahnwinkel für den divergierenden Teil der Reckstrecke,
sondern auch unterschiedliche Reckverhältnasse in der Längsrichtung der Folie wahlweise
und ohne Schwierigkeiten einstellbar sein. Die Erfindung geht dabei von den obengenannten
bekannten Anordnungen aus, bei denen an den Folienbahnrändern Spantimittel angreifen,
die zwei endlos umlaufende und in Laufrichtung elastische Zugorgane bilden, welche
wenigstens auf einem Teil der Reckstrecke divergierend verlaufen und von ihren am
Ende der Reckstrecke angeordneten Antriebsrädern mit gegenüber ihren am Umfang der
Reckstrecke angeordneten Umlenkrädern erhöhter Ckeschwindigkeit gezogen werden.
Das Ziel wird eridndungsgemäß dadurch er
reicht, daß die Zugorgane aus einzelnen,
an sich bekannten Spannkluppen bestehen, die durch in Laufrichtung wirkende Federn
miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung stellt sich der Abstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Spannkluppen in Abhängigkeit von den beim Recken der Folienbahn
auftretenden Kräfte frei ein, jedoch wird eine zu starlce Belastung des Folienbahnrandes
vermieden und dadurch die Folienstruktur wesentlich verbessert, so daß über eine
beträchtliche größere Breite der Folienbahn Homogenität erreicht wird. Die einzelnen
Spannelemente können durch elastische Zwischenglieder miteinander verbunden oder
auch auf einem elastischen Träger angeordnet sein. Gegenüber den Anordnungen mit
Einspannbändern sind bei der Erfindung die Reibungsverhältnisse beim Umlaufen der
endlosen Organe praktisch vernachlässigbar. Außerdem ist die Folie Verunreinigungen
viel weniger ausgesetzt. Unterschiedliche Reckverhältnisse in der Längsrichtung
der Folie lassen sich leicht durch Variieren der Antriebsgeschwindigkeit für die
umlaufenden Organe erreichen, wobei aber stets der Abstand der einzelnen Spannelemente
sich nach den örtlichen Spannungsverhältuissen frei einstellt. Die Verwendung der
an sich bekannten einzelnen Spannelemente hat gegenüber den Anordnungen mit Bändern
den großen Vorteil, daß von außen her überhaupt keine Kräfte ausbringen sind, um
die Folie sicher einzuspannen, sondern daß die Einspannung selbsttätig durch die
beim Querrecken auftretenden Zugkräfte erfolgt. Femer sind bei der Erfindung zusätzliche
Reckeinrichtungen, wie sie die Walzgruppen für die üblichen Längsreckanlagen darstellen,
mit den dabei erforderlichen weiteren Einrchtungen für Antrieb und Heizung überflüssig.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.
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F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Reckadage, in Fig.2 ist
die erfindangsgernäße Anordnung der Spaunkluppen in der Reckanlage stark vereinfacht
dargestellt; Fi g. 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für die
elastische Verbindung der Spannkluppen zu einer endlosen Kette.
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Ein. 1 zeigt den üblichen Aufbau einer Reckanlage, bei der Spanumittel,
wie z. B. Kluppenketten, in Führangsbahnen verlaufen. Wegen des symmetrischen Aufbaues
der Anlage ist nur die eine Seite der Führungsbabn mit Bezugszeichen versehen. Die
Spannkluppen verlaufen in einer Führungsbahn 2 für den Hinweg und in einer Führungsbahn
r für den llüclçwegi Auf der Eingangsseite ist eine Umlenkeinrichtung 3 und auf
der Ausgangsseite eine Umlenkeinriehtung 4 für die zu einer endlosen Kette zusammengefafiten
Spannkluppen angeordnet. Die Führungsbahnen Z und 2' sind auf Querträgern 5 seitlich
verschiebbar angeordnet. Dareh Verdrehen von Handrädern 6 ist über Spindeln eine
seitliche Verstellung der Führungsbalinen 2 möglich Man kann auf diese Weise einerseits
die Führungshahn der Breite der in Pfeilrichtung zugelührten Folienbahn 1 anpassen
und andererseits auch das gewünschte der Querreckung für die Folienbahn einstellen
Hierzu werden die Führungsschienen im mittleren Feld der Anlage mehr oder weniger
stark auseinanderlaufend eingestellt. Die hier gezeigte Unterteilung der Recken
anlage in drei Felder entspricht einem Beispiel, bei
dem im linken
Feld die zugeführte Folienbahn aufgeheizt, im Mittelfeld gereckt und schließlich
im rechts liegenden Thermofixxierfeld einer abschließenden Behandlung unterworfen
wird.
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Das Prinzip der Erfindung geht aus der Fig.2 hervor. Es sind hier
rechts und links von der gestrichelt eingezeichneten Folienbahn 1 die Führungsbahnen
2 und 2' für die Kluppenketten eingezeichnet.
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Wegen des symmetrischen Aufbaues in der Anordnung bezüglich der Warenbahnmitte
ist nur die eine Seite näher dargestellt. Die Spannkluppen sind durch in Laufrichtung
wirkende Federn zu einer endlosen Kette oder einem ähnlichen Organ zusammengefaßt.
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Zwei in der Kette aufeinanderfolgende Kluppen sind mit 7 und 7' bezeichnet.
Als elastisches Mittel, das diese beiden Kluppen zur endlosen Kette zusammenfaßt,
ist hier eine Feder 8 angenommen. Im Gegensatz zu den sonst üblichen Kluppenketten,
bei denen nur eine Umlenkeinrichtung, und zwar die am Warenausgang liegende Umlenkeinrichtung
4 angetrieben wird, werden hier beide Umlenkeinrichtungen angetrieben. Dabei wird
die am Warenausgang liegende Umlenkeinrichtung mit höherer Drehzahl angetrieben
als die am Wareneingang liegende Umlenkeinrichtung 3. Dadurch werden von der Umlenkeinrichtung
4 her, also von der Warenausgangsseite her, die einzelnen Kluppen mit erhöhter Geschwindigkeit
herangezogen, wobei sich die zwischen den Kluppen liegenden Federn 8 spannen. Durch
die Vergrößerung der Abstände zwischen den einzelnen Kluppen wird dabei in an sich
bekannter Weise eine Längsreckung erzielt. In der Fig. 2 ist die Vergrößerung der
Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Kluppen auf ihrem Weg von der Umlenkeinrichtung
3 zur Umlenkeinrichtung 4 stark vereinfacht dargestellt.
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Die jeweiligen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgende Kluppen
7 und 7' stellen sich frei ein und passen sich den beim Reckvorgang auftretenden
Kräften von selbst an. Auf dem Rückweg entlang der Führungsbahn 2' verringern sich
die Abstände der Kluppen infolge der elastischen Mittel 8 in entsprechender Weise
wieder. Die Umlenkeinrichtungen bzw. Antriebe 3 und 4 sind hier vereinfacht als
Stern oder Zahnrad dargestellt.
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Eine Änderung des Querreckverhältnisses erfolgt in der üblichen und
in Fig. 1 dargestellten Weise durch seitliche Verschiebung der Führungsbahnen für
die Kluppenketten. Darüber hinaus ist es jederzeit möglich, auch das Längsreckverhältnis
beliebig einzustellen. Das gewünschte Längsreckverhältnis wird auf Grund der Eigenschaften
der Folie vorgewählt und durch unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeiten der Umlenkräder
3 und 4 am Anfang und Ende des Reckfeldes eingestellt. In der Fig.2 sind der Antriebsmotor
17 und die erforderlichen getrieblichen Mittel für die Umlenkräder 3 und 4 gestrichelt
eigezeichnet. Zwischen die Getriebe8 und 20, die den Umlenkrädern 3 bzw. 4 zugeordnet
sind, ist ein stufenlos veränderbares Getriebe 19 eingebaut. Auf diese Weise lassen
sich die gewünschten Längsreckverhältnisse wahlweise einstellen.
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Die F i g. 3 zeigt, von der Folienbahn her gesehen, zwei aufeinanderfolgende
Spannkluppen 7 und 7' mit ihren Kläppchen und Spannleisten 9 bzw. 9'. Zwischen den
beiden Kluppen ist eine Feder 8 als elastisches Zwischenglied angeordnet. Eine andere
Ausführungsform für elastische Zwischenglieder ist in der F i g. 4 dargestellt.
Die beiden Kluppen 7 und 7' sind hier
durch eine Uhrfeder 10 miteinander verbunden.
Die Befestigung der Uhrfeder erfolgt an der Kluppe 7 beispielweise an einem Zapfen
11 und an der nachfolgenden Kluppe 7' bei 12.
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Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit für elastische Zwischenglieder
zeigt die Fig.5. Hier werden als elastische Glieder Blattfedern 15 verwendet, die
an Befestigungsstellen 13 und 14, z. B. an Zapfen od. dgl., eingehängt sind. Die
Blattfeder 15 verbindet z. B. den Zapfen 14 der Kluppe 7 mit dem Zapfen 13' der
nachfolgenden Kluppe 7'. In der Fig. 6 ist eine Abänderung der Anordnung nach Fig.5
gezeigt. Die Zapfen 13 und 14 der einzelnen Kluppen liegen nicht mehr in der Fortbewegungsrichtung
der Kluppe hintereinander, sondern sind im wesentlichen nebeneinander angeordnet.
Die Feder 15 verbindet jetzt die zueinander entsprechend liegenden Zapfen 13 und
13' zweier aufeinanderfolgender Kluppen 7 und 7'. Die folgende Feder 15' zur nächsten
Kluppe ist an deren entsprechenden Zapfen 14' und 14" angebracht. Die Federn der
gesamten Kluppenkette sind also zickzackförmig angeordnet, wodurch eine gedrängte
Bauweise möglich wird. Schließlich ist es auch noch möglich, nicht nur elastische
Zwischenglieder von der einen zur anderen Kluppe vorzusehen, sondern die Spannkluppen
auf einem durchgehenden elastischen Träger zu befestigen. Dies ist andeutungsweise
in der F i g. 7 dargestellt. Als durchgehender elastischer Träger 16 ist hier z.
B. eine Spiralfeder angenommen. In bestimmten Abständen sind auf einzelnen Windungen
dieser Feder die Kluppen 7, 7' usw. befestigt.
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Die Erfindung ermöglicht eine gleichzeitige Längs-und Querreckung,
wobei nur die Querreckung starr gesteuert wird und für die Längsreckung ein gewünschtes
Reckverhältnis vorgewählt wird, der Reckvorgang im einzelnen jedoch frei erfolgen
kann.
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Die Längsreckung erfolgt also in ähnlicher Weise wie bei der bekannten
Längsreckung mit Hilfe von Walzenanordnungen, bei denen die erste und letzte Walze
der Anordnung mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben wird und die Zwischenwalzen
sich in ihrer Drehzahl frei einstellen, wobei aber hier die besonderen Längsreckwalzen
vermieden sind und ihre Funktion von den Kluppenketten mit übernommen wird. Die
Erfindung ist nicht nur auf Anordnungen ähnlich der Fig. 2 mit schräg auseinanderlaufenden
Führungsbahnen für die Spannkluppen anwendbar, sondern auch für Reckanlagen, die
aus mehreren Feldern zusammengesetzt sind und z. B. ähnlich wie in Fig. 1 ein Feld
mit parallelen und dann ein Feld mit divergierenden Bahnen aufweisen.