DE1258591B - Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Laengs- und Querverstrecken thermoplastischer Kunststoffolienbahnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B29d

Deutsche Kl.: 39 a3 - 7/24

Nummer: 1 258 591

Aktenzeichen: K 44733 X/39 a3

Anmeldetag: 16. September 1961

Auslegetag: 11. Januar 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Längs- und Querverstrecken thermoplastischer Kunststoffolienbahnen, bei denen die Folienbahn auf Strecktemperatur erwärmt, einer Streckzone mit einer bestimmten Geschwindigkeit zugeführt, in dieser auf Strecktemperatur gehalten und hinter dieser mit einer im Vergleich zur Zuführgeschwindigkeit höheren Geschwindigkeit abgezogen und abgekühlt wird, wobei die Folienbahnränder vor der Streckzone von voneinander unabhängigen Spannkluppen erfaßt werden, die von der Folienbahn selber über Führungsschienen gezogen werden, die vor und nach der Streckzone mindestens nahezu parallel verlaufen und in der Streckzone divergieren.

Durch die biaxiale Verstreokung bei geeigneter Temperatur können die Eigenschaften thermoplastischer Folien, insbesondere Reißfestigkeit, Stoßfestigkeit und Kältefestigkeit, wesentlich verbessert werden.

Bei gleichzeitigem Längs- und Querverstrecken (Simultanverstreckung) kann man die Folienbahn an den Rändern mit Kluppen fassen, deren Abstand während des Verstreckungsvorganges zwangläufig durch mechanische Mittel vergrößert wird, beispielsweise durch Schneckenantriebe mit zunehmender Steigung oder durch Verbindungsglieder vom Typ der Nürnberger Schere. Solche Konstruktionen sind insbesondere bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten relativ aufwendig und störungsanfällig.

Man hat das gleichzeitige Längs- und Querverstrecken auch schon so durchgeführt, daß die Folienbahnränder mit Kluppen gefaßt werden, die nicht miteinander verbunden sind und von der Folienbahn selbst durch Führungsschienen gezogen werden, hat aber auch dabei nur ganz geringfügige, für die Praxis völlig unzureichende Produktionsgeschwindigkeiten erzielt.

In einer derartigen Anlage, wie sie beispielsweise in F i g. 1 schematisch dargestellt ist, werden die Führungsschienen so geführt, daß sie vor und nach der Streckzone parallel oder nahezu parallel verlaufen.

Das Verstreckungsverhältnis wird in der Längsrichtung durch die verschiedenen Geschwindigkeiten (V₁ und V₂) des Ein- und Auslaufwalzenstuhles und in der Querrichtung durch das Verhältnis Einlaufbreite zu Auslaufbreite des Streckrahmens bestimmt. Der Winkel α entspricht dem doppelten Anstellwinkel der Kluppenbahn, wobei unter Anstellwinkel der Kluppenbahn der Winkel zwischen Laufrichtung der Folienbahn und Laufrichtung der Kluppen in der Streckzone zu verstehen ist. Der Abstand der Klup-

Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen
Längs- und Querverstrecken thermoplastischer
Kunststoffolienbahnen

Anmelder:

Kalle Aktiengesellschaft,

6202 Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Als Erfinder benannt:

Dr. Otto Herrmann, 6200 Wiesbaden;

Hans Strutzel, 6200 Wiesbaden-Dotzheim

pen, von Kluppenmitte zu Kluppenmitte gemessen, vergrößert sich dem Maß der Längsverstreckung entsprechend während des Durchlaufs durch den Streckrahmen mehr und mehr, beispielsweise auf das Dreibis Vierfache des Anfangsabstandes der Kluppenmitten bei einem Längsverstreckverhältnis von 1:3 bis 1:4.

Die Verstreckung von Folienbahnen kann man erst als praktisch interessant ansehen, wenn die Bahnen mit Geschwindigkeiten von mindestens 3 m/min, mitunter von wesentlich mehr als 3 m/min, in die Verstreckungsvorrichtung einlaufen. Für diese Geschwindigkeit sind die vorstehend geschilderten bekannten Verfahren zur Simultanverstreckung ungeeignet, selbst wenn die Folienbahnränder durch nicht miteinander verbundene Kluppen transportiert werden. Außerdem entstehen bei den bekannten Verfahren breite, unregelmäßige verstreckte Randzonen, die einen Verlust darstellen. Ferner werden die von den Kluppen nicht gefaßten Stellen der Folienbahn am Rand so überdehnt, daß leicht Abrisse entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln zur störungsfreien und mit wenig Materialverlust arbeitenden Simultanverstreckung thermoplastischer Kunststoffolien bei hoher Geschwindigkeit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folienbahnränder in Abständen erfaßt werden, die, von Kluppenmitte zu Kluppenmitte gemessen, weniger als 10% der noch nicht verstreckten Folienbahnbreite betragen, und daß die Freigabe der Folienbahnränder durch die Kluppen dann erfolgt, wenn die Folienbahn auf eine mindestens 20⁰C

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unter der Verstreckungstemperatur liegende Temperatur abgekühlt ist.

Es war nicht vorauszusehen, daß es durch Einhaltung dieser Bedingungen gelingt, die Simultanverstreckung der Folienbahn bei hohen Geschwindigkeiten, z. B. Einlaufgeschwindigkeiten von über 3 m/ min, störungsfrei durchzuführen und Folienbahnen zu erhalten, die -=— von den äußersten Rändern abgesehen — sich durch eine sehr gleichmäßige biaxiale Verstreckung auszeichnen.

Auf den Verstreckungsvorgang kann es sich vorteilhaft auswirken, daß die Folienbahnränder bereits vor dem Eintritt in die Streckzone, wenn die Folientemperatur noch mindestens 20⁰C unter der Verstreckungstemperatur liegt, von den Kluppen in den obengenannten Abständen gefaßt werden und die Bahn sie ohne wesentliche Änderungen der Bahnbreite bis zum. Eintritt in die Streckzone mitnimmt.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung weiden die Folienbahnränder von extrem schmalen Kluppen gefaßt. Der Abstand der verwendeten Kluppen, von Kluppenmitte zu Kluppenmitte gemessen, soll auch bei sehr breiten Einlauffeldern, z. B. auch bei solchen über 400 mm Breite, 35 mm, vorzugsweise 20 mm, nicht überschreiten. Von derart schmalen Kluppen ist —* sofern man wirtschaftliche Produktionsgeschwindigkeiten anstrebt — eine ungewöhnlich große Anzahl je Zeiteinheit zur Halterung der Ränder der Folienbahn erforderlich. Es war überraschend, daß die schmalen Kluppen trotz .ihrer raschen Aufeinanderfolge und ihrer etwas labileren Lagerung in den Schienen mit Präzision durch den Streckrahmen geführt und bei Anwendung eines genügend langen Auslauffeldes, gegebenenfalls auch Einlauffeldes, einwandfrei geschlossen und geöffnet werden können und daß sie den Vorteil bringen, die Ränder der Fölieübahn mit größtmöglicher Sicherheit zu halten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 2 bis 6 näher beschrieben. Von diesen erläutert

Fig. 2a in vereinfachter Seitenansicht und Draufsicht auf eine Streckvorrichtung das Verfahrensschema;

Fig, 2b und 2c zeigen davon in Draufsicht den Weg der Folienbahn bei anderer Xange der Felder vor und nach der Streckzone;

F i g. 3 a und 3 b zeigen in je einer Seitenansicht und Draufsicht zwei Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Kluppen in natürlicher Größe;

Fig. 4a zeigt in einem Schema die Verwendung voü Kluppen der in F i g. 3 a gezeigten Form;

Fig. 4b bis 4d geben Beispiele für Einrichtungen, die bei dem Verfahren zur Erteilung eines zusätzlichen Vorschubes an die Kluppen gegebenenfalls Verwendung finden;

F i g. 5 a zeigt schematisch eine andere Art der Anwendung von Vorschubeinrichtung, und

F ig> 5b zeigt eine Einzelheit dazu;

Fig. 6ä bis 6d zeigen in natürlicher Größe verschiedene Arten der Kluppenführung in Schienen.

Die Geschwindigkeit, mit welcher eine Folienbahn mittlerer Dicke dem Streckrahmen zugeführt wird, liegt aus wirtschaftlichen Gründen bei 5 bis 10 in/min und darüber. Verwendet man schmale Kluppen von z. B. 15 mm Breite, so müssen demnach pro Sekunde etwa fünf bis zehn Kluppen oder mehr geschlossen und geöffnet werden. Bei höheren Produktiönsgeschwindigkeiten oder noch schmaleren Kluppen liegt die Zahl der pro Sekunde zu schließenden und zu öffnenden Kluppen noch höher. Diese rasche Aufeinanderfolge von Kluppen läßt sich ohne Störung des Streckvorgangs durchführen, indem man erfindungsgemäß das Öffnen der Kluppen ein betfäöhtliehöS Stück nach dem Verbreitern der Fölienbahn vornimmt, Wo die Bähnränder parallel oder annähernd parallel zueinander verlaufen. Dadurch wird die Betätigung der Klemmvorrichtung der Kluppen dählfi verlegt, WO der Verstreckungsvorgang und ίο seine Wirkungen auf die Folie im wesentlichen beendet sind, und die notwendigerweise sehr schnellen Steuervorgänge zum Öffnen der fünf oder wesentlich mehr pro Sekunde vorbeilaufenden Kluppen lassen sich durchführen, ohne daß die gleichmäßige Vorwärtsbewegung der Folienbahnränder beeinträchtigt wird. Aus sinngemäß entsprechenden Gründen ist es vielfach erforderlich, das Schließen der Kluppen, durch welche die Ränder der zu streckenden Folienbahn erfaßt werden, ein beträchtliches Stück vor dem

ao Verbreitern der Folienbahn vorzunehmen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung haben das sich an die Streckzone anschließende Auslauffeld und vierfach auch das direkt vor der Streckzone liegende Einlauffeld eine beträchtliche Länge. Als Mindestlänge ist etwa Im anzusehen. Fig. 2a bis 2c zeigen in einigen Beispielen den Weg der Folienbahtt und die Feldeinteilung bei der gefaßten und geführten Folienbahn bzw. beim Streckrahmen, wie sie gemäß der Erfindung einzuhalten ist. In Fi g. 2 b ist ein besonders langer Einlaufteil angedeutet, der unter anderem auch für eine exakte Vortemperierung der zur Simultanverstreckung kommenden Folie günstig ist. In dem Auslauffeld ist eine parallele oder im wesentlichen parallele Schienenführung notwendig.

Fig. 2b deutet an, daß es eine Mindestlänge gibt, auf die das Auslauffeld beschränkt werden darf. Auslauffelder von etwa der gleichen Länge wie die Streckzone, wie sie in Fig. 2a und 2c angegeben werden, sind zumal für höhere Produktionsgeschwindigkeiten vorteilhafter. Ohne genügend langes Auslauffeld kann man weder die Simultanverstreckung störungsfrei durchführen, noch Folien mit optimaler Strukturgleichmäßigkeit und mit guter Planlage erhalten, sogar nicht mit den erfindungsgemäß verwendeten extrem schmalen Kluppen, da infolge wechselnder Spannung in der Folienbahn Störungen beim Öffnungsvorgang der Kluppen auftreten, die sich als Vibration sogar bis in die Streckzone ungünstig auswirken können. Es kann in einigen Fällen empfehlenswert sein, das Auslauffeld gegen sein Ende hin etwas schmäler werden zu lassen, d. h. die Folienbahnränder einander wieder etwas, d. h. etwa bis 1 oder 2% ihres Abstandes bei der größten Breitenreckung, zu nähern, um in der abgekühlten Folienbahn auftretende Querspannung bis zum Augenblick des Öffnens der Kluppen auf ein Mindestmaß zu senken.

Wenn eine Folie mit einer Endbreite von 1 bis IV2 m produziert werden soll, beträgt die Länge der Streckzone im allgemeinen etwa 2 bis 5 m. Für größere Folienbreiten bevorzugt man längere Streckzonen. Die Länge des Auslauffeldes mit paralleler oder annähernd paralleler Führung der Folienbahnränder kann etwa in der gleichen Größenordnung liegen, Während das Einlauffeld im allgemeinen etwas kürzer gehalten wird, z. B. bei einer Folienendbreite von 1 bis IV2 m weniger als 2 m lang sein kann.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung soll die Temperatur der Folienbahn im Augenblick des ÖS-

nens des Kluppen, vorteilhafterweise auch iöi Augenblick des Schließens der Kluppen, genügend weit unterhalb der Temperatur liegen, bei der noch Verstreckungserscheinungen auftreten können. Das wird im allgemeinen schon erreicht, wenn man die Folienbahn um etwa 20° C unter die Verstreckungstemperatur 4° abgekühlt. Bei Folien aus z. B. Polyathylenterephthalat, Polystyrol oder Polyvinylchlorid bringt die Unterschreitung der sogenannten »Glastemperatur« die absolute Sicherheit^ daß keine Verstreckungen mehr in Erscheinung treten können. Unter »Glastemperatur« wird dabei die höchstgelegene Einfriertemperatur (s. das Buch von Stuart, »Physik der Hochpolymeren«, 1955, Bd. 3, Kap. 10 und 11) verstanden, die der betreffende Kunststoff zeigt.

Die Temperatur t° der auf der Verstreckungszone auslaufenden Folie soll möglichst schon in dem in den F i g. 2 a bis 2 c einfach schraffierten Teil des Auslauffeldes unter die Verstreckungstemperatur gesenkt werden. In jedem Fall muß die für das Auftreten von Verstreckungserscheinungen noch in Frage kommende Temperatur in den doppelt schraffierten Feldern (Fig. 2a bis 2c) des Auslaufteiles mit Sicherheit unterschritten sein. Bevorzugt wird so temperiert, daß nur in der Streckzone die höchste Temperatur, nämlich die gewünschte Verstreckungstemperatur /_s°, herrscht und die Temperatur t° der Folienbahn sich auch im Einlauffeld erst allmählich auf diese Verstreckungstemperatur steigert.

Das bei der Durchführung vorliegender Erfindung angewandte lineare Verstreckungsverhältnis liegt vorzugsweise bei 1: 3 bis 1: 4. Je nach der Art der zur Simultanverstreckung kommenden thermoplastischen Folien, dem Verhalten, das diese bei der optimalen Verstreckungstemperatur zeigen, und den in der verstreckten Folie angestrebten Eigenschaften kann es auch wesentlich darüber oder darunter liegen. Im allgemeinen wird das Streckverhältnis in beiden Richtungen etwa gleichgehalten, doch kann es auch differieren und im Extremfall in einer Richtung auf 1 :1 und sogar etwas darunter sinken. Das ist z. B. der Fall, wenn eine Folienbahn, die vorher gegebenenfalls schon andere Verstreckungen erlitten hat, ohne bzw. mit geringem Breitenverlust nur in der Längsrichtung verstreckt werden soll; in diesem Fall werden die in der Querrichtung der Bahn auftretenden Schrumpfungskräfte ganz oder teilweise von den Kluppen, welche die Ränder der Folienbahn fassen, kompensiert.

F i g. 3 a und 3 b zeigen in natürlicher Größe zwei Ausführungsbeispiele für Kluppen, wie sie für die Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung brauchbar sind. Der Kluppenkörper 1 ist mittels kleiner übereinanderlaufender, in Kugellagern laufender Rollen 2 auf der im Querschnitt T-förmigen Führungsschiene 3 leicht verschiebbar. Die Klemmvorrichtung 4 ist in der Kluppe gemäß ■ F i g. 3 so ausgebildet, daß sich ihr etwa 6 mm breiter Finger beim Schließen auf die mit einer Kunststoffschicht 5 belegte Unterplatte preßt. Eine gewisse Federung im Oberteil des Kluppenkörpers fixiert den Andruck. Nach dem Öffnen der Klemmvorrichtung 4, wobei der Hebelarm der Klemmvorrichtung um den Drehpunkt 7 bewegt wird, wird diese durch die Federraste 6 in ihrer geöffneten Stellung gehalten. Der Abstandsnocken 9 sorgt dafür, daß sich die Rollen 2 benachbarter Kluppen beim Zusammenschieben der Kluppen gegenseitig nicht berühren. Das Schließen kann durch Einwirkung eines umlaufenden Gurtes in Kombination mit einem in Pfeilrichtung von oben wirkenden Rad -— gegebenenfalls federnd — auf den Hebel der Klemmvorrichtung 4 erfolgen. Der auf die Kluppe ausgeübte Druck wird gegebenenfalls abgefangen, beispielsweise durch Rollen, die zumindest während des höchsten Schließdruckes von unten her gegen die Ansätze 19 und 8 des Kluppenkörpers wirken. Zum Öffnen kann ein in Richtung des horizontalen Pfeiles auf den Hebel der Klemmvorrichtung 4 wirkendes angetriebenes Rad mit der Neigung des Hebels entsprechend abgeschrägter Lauffläche dienen, wobei gegebenenfalls die auf die Kluppe ausgeübten Drücke wiederum durch geeignete Gegenlager abgefangen werden.

Die Kluppe nach F i g. 3 b hat Zangenform. Ihre Klemmvorrichtung 20 wirkt als harte Feder und preßt nach dem Schließen den Klemmzapfen 15 mit Federdruck auf die Unterplatten. Das Schließen der Zange kann dadurch erfolgen, daß sie zwischen zwei übereinander angeordneten, mit entsprechender Geschwindigkeit laufenden Rädern hindurchgeführt wird, deren Angriffsstelle durch die beiden Pfeile angedeutet ist. Eine Federraste 16 hält die Zange geschlossen. Das Öffnen der Kluppe erfolgt durch schräges Anheben dieser Federraste 16, was ebenfalls wieder mit Hilfe geeigneter Räder geschehen kann.

Die Klemmstelle soll vorzugsweise nur über 50 bis 70% der an sich geringen Kluppenbreite wirken, wie das beispielsweise aus F i g. 3 a und 3 b ersichtlich ist. Die Einklemmung wird mit Vorteil so vorgenommen, daß sich der Anpreßdruck auf eine gewisse Fläche verteilt und an den Rändern der Klemmstelle abklingt. Dies wird z. B. erreicht, wenn die auf die Unterplatte aufgelegte Kunststoffschicht etwas elastisch ist.

Da die Kluppentemperatur sich auf ihre Umgebung und damit auch auf die Ränder der Folienbahn auswirkt, ist es außerdem empfehlenswert, die Temperatur der in die Verstreckungszone einlaufenden Kluppen beispielsweise durch Temperierung während ihrer Rückführung so einzustellen, daß die Verstreckbarkeit der Folienbahnränder von der Verstreckbarkeit der Folienbahnmitte möglichst wenig durch die thermische Wirkung der Kluppen abweicht. Die günstigste Temperierung der Kluppen liegt in der Regel nahe bei der Verstreckungstemperatur.

Bei der Simultanverstreckung von dicken Folienbahnen gemäß der Erfindung werden die Kluppen von der Folienbahn meist ohne besondere Komplikation durch den Streckrahmen gezogen. Ihre Geschwindigkeit entspricht im Einlauffeld der Einlaufgeschwindigkeit V₁ der Folienbahn und am Ausgang des Streckrahmens der Auslaufgeschwindigkeit v₂ der Folienbahn. Das Verhältnis v₂: V₁ entspricht dem Längsstreckverhältnis und wird durch die verschiedenen Geschwindigkeiten des Einlaufwalzenstuhles und des Auslaufwalzenstuhles bestimmt. Während der Verstreckung steigt in der Verstreckungszone die Geschwindigkeit der Folienbahn und damit die der Kluppen kontinuierlich, in der Bahnrichtung gemessen von V₁ auf v₂ an. Um die Exaktheit in der Vorwärtsbewegung der Kluppen sicherzustellen, ist es vorteilhaft, auf Teilstrecken außerhalb der Schienenführung angebrachte einkuppelbare, mit passender Geschwindigkeit laufende Vorschubeinrichtungen (F i g. 4 und 5) zusätzlich auf die Kluppen einwirken zu lassen. Jede dieser zusätzlichen, relativ einfachen,

vorteilhafterweise mit einer unabhängig einstellbaren Geschwindigkeitsregulierung ausgestatteten Vor-. Schubeinrichtungen soll zweckmäßigerweise in ihrer Einwirkung auf ein Feld des Streckrahmens. d. h. auf sein Einlauffeld, seine Streckzone oder sein Auslauffeld, oder einen Teil eines der Felder beschränkt bleiben. Sie bieten damit den Vorteil, daß sie beim Anlaufen des Verfahrens oder bei Änderung der Ein- und Auslaufgeschwindigkeit der Folienbahn oder anderer Verfahrensbedingungen unabhängig voneinander je nach der am Einlauf- bzw. Auslaufwalzenstuhl gerade herrschenden Geschwindigkeit auf die in ihrem Feld optimale Geschwindigkeit der Kluppen einreguliert werden können, um deren gleichmäßige Vorwärtsbewegung zu unterstützen und zu sichern. Gegebenenfalls kann die Regulierung automatisch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Folieneinlaufs oder -auslaufs eingestellt werden.

Die Vorschubeinrichtungen können beispielsweise aus umlaufenden Gurten bestehen, die mit einer Rasterung in Vorsprünge oder Vertiefungen der Kluppen eingreifen, oder es können gegebenenfalls zusätzlich an den Stellen des Streckrahmens, wo die Kluppen in den Streckrahmen ein- oder herausgeführt werden, horizontal liegende, mit der entsprechenden Geschwindigkeit angetriebene Räder zur Anwendung kommen, die über einen bestimmten Umfangswinkel von oben oder von unten her mit Kupplungselementen in an sich bekannter Weise in die einzelnen Kluppen ein- und ausrasten und diese mit der -gewünschten Geschwindigkeit heran- bzw. wegführen, worauf die Kluppen gegebenenfalls von einer anderen, mit einem umlaufenden Band arbeitenden Vorschubeinrichtung befördert werden. Insbesondere beim Verstrecken dünnerer Folien kann es sich empfehlen, die Vorwärtsbewegung der Kluppen auch in der Streckzone zu unterstützen. In dieser Zone, in der die Geschwindigkeit progressiv ansteigt, und zwar in einem Verhältnis, das sich bePjeder Änderung von V₁ und V₂ verschiebt, sind von außen wirkende Vorschubeinrichtungen mit fester Einkupplung zu kompliziert und störungsanfällig. Wie gefunden wurde, genügt es, im Bedarfsfall in dieser Zone auf die Kluppen nur einen Vorschubimpuls auszuüben. Dieser Impuls kann beispielsweise in einfacher Weise durch mit Voreilung laufende Gurte erfolgen, die mit elastischen, eventuell spitz zulaufenden Vorsprüngen versehen sind, welche an einer Kante der Kluppen vorbeistreichen oder vorbeigleiten. Je nachdem, wie weit man die elastischen Elemente zum Eingriff bringt, hat man es in der Hand, ein eventuell auftretendes, mehr oder weniger starkes Zurückbleiben der Kluppen zu kompensieren.

F i g. 4 gibt an, wie die zusätzlichen Vorschubeinrichtungen auf die schmalen, unabhängig voneinander auf den Schienen leicht laufenden Kluppen eingreifen können, und zwar zeigt F i g. 4 a schematisch die Möglichkeiten für eine Kluppenform nach Fig. 3a. Dabei greifen mit 111, 112, 113 und 114 angegebene Fördergurte von außerhalb an den Ansätzen 8 der Kluppen in der Art an, wie es in Fig. 4b, 4c und 4d angedeutet wird. Unterhalb der Kluppenführung sind Räder 121 und 122 angeordnet, von welchen aus während der halbkreisförmigen Umleitung der Kluppen nach oben bewegliche Nocken in Raster im Ansatz 19 der Kluppe eingeschoben werde und dann wieder ausrasten. Die beiden Drehachsen von 111 und 121 bzw. 112 und 122 fallen zweckmäßigerweise zusammen. In den Fig. 4b bis 4 d stellen GR die verschiedenartig gerasterten Vorschubgurte, SCH die Führungsschiene und KL die Kluppen nach F i g. 3 a vor. Bei 131 und 132 sind die Kluppen noch bzw. schon wieder geöffnet. Das Schließen und Öffnen der Kluppen erfolgt etwa bei 141 und 142.

Die im Einlauf- bzw. Auslauffeld verwendeten Vorschubeinrichtungen werden zweckmäßigerweise auf die in diesen Feldern herrschenden Bahngeschwindigkeiten einreguliert, die ihrerseits durch die Geschwindigkeit des Einlaufwalzenstuhles bzw. Auslaufwalzenstuhles bestimmt sind. Die in der Streckzone wirkenden Fördergurte 113 und mitunter auch die am Beginn des Auslauffeldes wirkenden Fördergurte 114 streichen mit Voreilung an den Kluppenansätzen 8 vorbei, wie in Fig. 4c skizziert. Die im Auslauffeld angebrachten Fördergurte 112 sind beispielsweise mit einer Streurasterung versehen, worunter eine Rasterung mit einer großen Zahl Einrasterungsstellen zu verstehen ist, unter denen das einrastende Element, wie hier der Ansatz 8 der Kluppen, in die jeweils am günstigsten gelegene eingreift.

Fig. 5 zeigt eine andere Form der zusätzlichen Vorschubeinrichtungen, die auf die geschlossene Kluppe nach Fig. 3b von oben her an dem flachliegenden Hebel der Klemmvorrichtung 20 angreift. Die kreisförmige Einführung dieser Kluppe in den Streckrahmen erfolgt so, daß dabei die Flanken der Kluppen im Einlaufbogen satt aneinanderliegen. Die Kluppen werden dann vom Einlaufbogen her in das Einlauffeld mit mäßigem Druck eingeschoben bis zu dem Punkt, wo das Schließen der Zange erfolgt. Hier greifen von oben her gerasterte Gurte, wie in F i g. 5 b gezeigt, ein und beschränken den vom Einlaufbogen her wirkenden Vorschub der Kluppen auf die im Einlauffeld des Streckrahmens festgelegte Geschwindigkeit der Folienbahn. Im Auslauffeld werden die Kluppen beispielsweise von steiferen Gurten übernommen, deren Außenseite mit Schaumgummi belegt ist. Die Schaumgummischicht greift von oben her um den Hebel der Klemmvorrichtung 20 -und führt die Kluppen an der Öffnungseinrichtung vorbei. Das kreisförmige Herausführen der Kluppen kann dann entsprechend Fig. 4a (122) vorgenommen werden. Die Rückführung der Kluppen zum Einlauffeld erfolgt beliebig und kann eventuell unter Einschalten einer Vorrichtung erfolgen, welche etwaige schadhafte Kluppen aus dem Umlauf herausnimmt und ohne Betriebsunterbrechung austauscht.

Die vorstehend behandelten zusätzlichen Fördereinrichtungen empfehlen sich stets, wenn dünne Folien bei hoher Geschwindigkeit verstreckt werden sollen.

Eine weitere Maßnahme zur Sicherung des störungsfreien Laufes der Kluppen besteht noch darin, daß man das Öffnen und das Schließen ihrer Klemmvorrichtung mit Vorrichtungen durchführt, welche in. der jeweiligen Geschwindigkeit der Kluppen laufen und deren Bewegung möglichst wenig stören. Geeignet sind auch hier wiederum umlaufende Gurte oder Räder, die gegebenenfalls in Kombination miteinander für das Schließen der entsprechend konstruierten Klemmvorrichtungen der Kluppen in Betracht kommen und vorteilhafterweise mindestens zum Teil mit der entsprechenden Umlaufgeschwindigkeit angetrieben sind. Der seitliche Druck, der beim Öffnen und Schließen der Klemmvorrichtungen auf die relativ

leichten Kluppen ausgeübt wird, kann durch geeignete Gegenlager, die keine oder nur eine geringfügige Hemmung ausüben, abgefangen werden.

Leichter Lauf der Kluppen 1 auf den Schienen kann unter Verwendung von z. B. Kugellagern in verschiedener Weise erreicht werden, wie das in' F i g. 6 a bis 6 d angegeben ist. Bei besonders schmalen Kluppen läuft ein übereinander angeordnetes Rollenpaar auf einer T-Schiene, deren Steg, vom Verstreckungsfeld aus gesehen, nach außen weist. Gegebenenfalls sorgen Abstandsleisten 10 für eine Herabsetzung der Reibung der Rollen 2 am Mittelsteg 17 der T-Schiene. Zu dem gleichen Zweck können auch, wie F i g. 6 b zeigt, die inneren Flanken der Querstege 18 der T-Schienen eine geringfügige Neigung aufweisen. F i g. 6 c zeigt eine in Doppel-T-Form ausgeführte Führungsschiene. Für Kluppenbreiten von etwa 20 bis 35 mm kann die in F i g. 6 d gezeigte Führung mit drei Rollenpaaren besser geeignet sein. Der Mehraufwand an Rollen bringt den Vorteil, daß die ao Kluppe in ihrer Senkrechtstellung zur Schiene weitgehend fixiert ist. Es können aber auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung andere Rollenanordnungen und Führungsschienen benutzt werden, sofern nur ein leichter Lauf der Kluppen erzielt wird und ihre Konstruktion der Dauerbeanspruchung durch die Verstreckungskräfte gewachsen ist.

Das Verfahren und die Verwendung der Vorrichtungen der Erfindung bringen den Vorteil mit sich, daß eine störungsfreie Simultanverstreckung von thermoplastischen Kunststoffolien mit hoher Geschwindigkeit ausführbar ist und dabei keine Unterbrechungen des Verfahrens, insbesondere keine Abrisse der Folie während des Verstreckungsprozesses, auftreten. Dieser Vorteil gilt auch für die Herstellung sehr dünner Kunststoffolien. Dieses Ergebnis ist überraschend, da an sich zu erwarten war, daß die Verwendung sehr schmaler Kluppen, die unabhängig voneinander und im wesentlichen nur durch die Bewegung der Folienbahnränder in den Schienen laufen, wegen ihrer großen Vielzahl und ihrer gegenüber breiteren Kluppen entsprechend labileren Lagerung in den Führungsschienen zu Schwierigkeiten führen müßte. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden schmalen Kluppen die Folienbahnränder mit sehr großer Sicherheit und großer Gleichmäßigkeit führen, so daß gegenüber den bekannten Verfahren in unerwartetem Ausmaß eine Verringerung der ungleichmäßig verstreckten Randzone eintritt. Ein unerwarteter Vorteil ist ferner, daß schmale Kluppen, deren Klemmvorrichtungen nur über 50 bis 70 % der Kluppenbreite wirken und die unabhängig voneinander von der Folienbahn mitgenommen werden, die Ränder der Folienbahn selbst bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten und bei sehr geringer Folienstärke mit besonders großer Sicherheit halten und führen.

Claims (10)

Patentansprüche: 60

1. Verfahren zum gleichzeitigen Längs- und Querverstrecken thermoplastischer Kunststoflifolienbahnen, bei dem die Folienbahn auf Strecktemperatur erwärmt, einer Streckzone mit einer bestimmten Geschwindigkeit zugeführt, in dieser auf Strecktemperatur gehalten und hinter dieser mit einer im Vergleich zur Zuführgeschwindigkeit höheren Geschwindigkeit abgezogen und abgekühlt wird, wobei die Folienbänder vor der Streckzone von voneinander unabhängigen Spannkluppen erfaßt werden, die von der Folienbahn selber über Führungsschienen gezogen werden, die vor und nach der Streckzone mindestens nahezu parallel verlaufen und in der Streckzone divergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahnränder in Abständen erfaßt werden, die, von der Kluppenmitte zu Kluppenmitte gemessen, weniger als 10'% der noch nicht verstreckten Folienbahnbreite betragen, und daß die Freigabe der Folienbahnränder durch die Kluppen dann erfolgt, wenn die Folienbahn auf eine mindestens 20° C unter der Verstrecktemperatur liegende Temperatur abgekühlt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahnränder bereits vor dem Eintritt in die Streckzone dort von den Kluppen gefaßt werden, wo die Folientemperatur noch mindestens 20⁰C unter der Verstreckungstemperatur liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die noch durch die Kluppen gefaßte Folienbahn nach dem Durchlaufen der Streckzone über ihre gesamte Breite gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Folienbahnränder haltenden Kluppen zusätzlich angetrieben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folien mit Kluppen ergreift, deren Temperatur dicht bei der Temperatur liegt, bei welcher die Folienbahn verstreckt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem zwischen einem Ein- und einem Auslaufwalzenpaar angeordneten Breitstreckrahmen mit Führungsschienen, die vor und nach der Streckzone parallel oder nahezu parallel verlaufen, und mit zwei endlosen Reihen von in den Schienen geführten umlaufenden, durch im Bereich der Führungsschienenenden angeordnete Steuervorrichtungen sich schließenden und öffnenden Spannkluppen zum Erfassen und Auseinanderführen der Folienbahnränder, dadurch gekennzeichnet, daß die Kluppen weniger als 35 mm breit sind und daß die Führungsschienen im Anschluß an die Streckzone für mindestens 1 m Bahnlänge parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufen und daß danach die Vorrichtung zum Öffnen der Kluppen angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen des Breitstreckrahmens unmittelbar vor seiner Streckzone für mindestens 1 m Bahnlänge parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufen und davor die Vorrichtung zum Schließen der Kluppe angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch mindestens eine angetriebene, außerhalb der Schienenführung umlaufende Vorschubeinrichtung für die Kluppen, die vor, in oder nach der Streckzone an den Kluppen angreift.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch im Querschnitt T-för-

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mige Führungsschienen (3), deren Mittelstege (17) in der Streckzone nach außen weisen, und auf deren Querstegen (18) der Führungsschienen laufende Rollen (2) als Führung für die Kluppen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch Kluppen, welche über

50 bis 70% ihrer gesamten Breite schließen und/ oder den Schluß zwischen einer Metallfläche und einer Fläche, die weicher ist als diese, herstellen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
^Belgische Patentschrift Nr. 589 584.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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