DE2443663C3

DE2443663C3 - Walzeneinrichtung zum fortlaufenden Transport von Folienbahnen

Info

Publication number: DE2443663C3
Application number: DE2443663A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Chem. Dr. Falk; Werner Dipl.-Chem. Dr. Grau; Hermann Dr. 6700 Ludwigshafen Maier; Peter Dipl.-Ing. Nagel; Paul Ing.(Grad.) 7592 Renchen Willmann; Heinrich Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Wittkamp
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2443663B2; GB1511318A; JPS5612938B2; FR2284543A1; FR2284543B3; DE2443663A1; US4029249A; JPS5151308A

Description

a.) ihre Oberfläche weist rautenförmig angeordnete Rillen auf

b.) die Bohrungen im zylindrischen Mantel sind in den Kreuzungspunkten der Rillen angeordnet

c.) das Flächenverhältnis der integrierten öffnungen im zylindrischen Mantel zur wirksamen Oberfläche der Vakuumwalze beträgt mindestens 0,7%, maximal 3%, vorzugsweise 03 bis 2,0%.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Vakuumwalze zwischen den Rillen e'ne Rat /igkeit von 3 bis 10 μ, vorzugsweise 5 bis 7 μ, a ifweist

is

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Transport sowie zur Beschleunigung bzw. Verzögerung von Folienbahnen mittels mehrerer Walzen, darunter mindestens einer Vakuumwalze, deren Manteloberflä ehe mit Rillen versehen ist und deren zylindrischer Mantel in den Rillen durchbohrt ist, als Fixpunkt des Folientransports, insbesondere für dünne mit Magnetdispersion beschichtete Folien einer Stärke von weniger als 50 μ, vorzugsweise einer Stärke von 4 bis 20 μ, bei betrieblichen Bahngeschwindigkeiten von mehr als 20 m/min, vorzugsweise von 40 bis 200 m/min, bei Folienzügen von 1 bis 20 kp pro 650 mm Bahnbreite, vorzugsweise 2 bis 6 kp pro 650 mm Bahnbreite.

Bei der Herstellung von Magnetbändern muß die Trägerfolie und die beschichtete Folie von der Speicherrolle zum Beispiel über eine Wasch- und Substrierstation, die Beschichtungseinheil, durch anschließende Trockenkanäle, Prüfeinrichtungen und Kalander bis zur Aufwickelrolle mit hoher Geschwindigkeit transportiert werden. Wegen der gesamten Länge der Beschichtungsstraße und wegen der Empfindlichkeit der dünnen Trägerfolie, die die Anwendung hoher Zugspannungen nicht erlaubt, ferner wegen der aus Wirtschaftlichkeitsgründen geforderten hohen Bahngeschwindigkeit sind im allgemeinen mehrere Antriebsstationen nötig, um die Folienbahn über sämtliche funktionellen Stationen hinweg zu bewegen^ Außerdem ist ah einigen vorgegebenen Stellen des Transportweges eine bestimmte Zugspannung nötig, um die Folie faltenfrei zu führen. —

Es sind zur Folienführung und ^steuerung bereits Quetschwalzenpaare, bestehend aus einer Stahlwalze

60 und einer gummierten Walze, zusammen mit den entsprechenden Antriebsaggregaten bekannt — Bei der Ümschlingung von Gummiwalzen ist aber grundsätzlich die Gefahr des Blockierens der Folie, verbunden mit Faltenbildung, gegeben. Faltenbildung entsteht ferner häufig durch mangelhafte oder sich ändernde Justierung des Walzenpaares mit ungleicher Oberfläche bzw. auch durch Verschmutzung des Gummibelags. Eine Verschmutzung führt schließlich unter der Wirkung des Anpreßdruckes oft zur Beschädigung dünner Folien. — Demgegenüber eriauben einzelne Vakuumwalzen ein schonendes Führen der Folien, und wegen der Metalloberfläche ist die Verschmutzungsgefahr gering. Schließlich treten auch keine Justierungsprobleme auf, weil eine zweite einen Preßdruck ausübende Walze fehlt. — Die bisher bekannten Vakuumwalzen sind aufgrund ihrer konstruktiven Ausbildung, soweit sie für Folienbahnen eingesetzt werden, auf dicke Folien von mehr als 50 μ und niedrige Geschwindigkeiten «on z. B. weniger als 100 m/min beschränkt Die auf die Folienbahn auszuübende Haftkraft kommt bei diesen Vakuumwalzen über die glatte, perforierte Mantelfläche zustande, wobei die Mehrkammer-Ausbildung des Walzeninneren in Verbindung mit einer Vakuum-Steuerscheibe an ei*<er Walzenstirnseite die Saugkraft nacheinander jeweils nur auf Teilflächen des Walzenmantels überträgt — Wie Versuche ergeben haben, ist es nicht möglich, unter Verwendung der bekannten Vakuumwalzen mit glatter Oberfläche eine dünne Folienbahn mit Geschwindigkeiten von mehr als 100 m/min bis etwa 150 m/min faltenfrei zu transportieren und — falls erforderlich — an einem Transportfixpunkt mit Hilfe der Walze zeitweise zu beschleunigen bzw. zu verzögern. Hinzu kommt noch, daß die Leckverluste des Vakuums bei hohen Geschwindigkeiten selbst bei Umschlingungswinkeln von ca. 300° ungünstig hoch liegen, d. h. energe'isch zu kostspielig sind.

In der US-PS 12 22 295 ist ein zylindrischer Körper beschrieben der an seiner Oberfläche eine Vielzahl von Umfangsrillen und zu den Stirnflächen des zylindrischen Körpers normal gerichteten Rillen aufweist wobei an den Schnittpunkt' π der Rillen Bohrungen vorgesehen sind, die zu achsparallelen Luftkanälen im zylindrischen Körper führen. Eine derartige Rillenanordnung ist günstig in bezug auf eine zu ihrer Herstellung unkomplizierte Bearbeitung der Zylinderoberfläche. Für den Transport dünner Folienbahnen ist sie jedoch nicht geeignet, da die zu den Stirnflächen normalen Rillen im Bewegungsablauf zwischen dem zylindrischen Körper und der Folienbahn von dieser in der gesamten Länge der Rillen schlagartig abgedeckt werden. Bei Anwendung eines Unterdrucks in den Rillen zur Ausübung einer Haftkraft auf die Folienbahn würde somit der Anpreßdruck schlagartig über die gesamte Rillenlänge auf die Folienbahn einwirken. Die Folge wäre ein geräuschvoller und unruhiger Folienbahntransport und unter Umständen Beschädigungen der Rollenbahn, wie Verdehnungen öder Faltenbildung.

Gemäß der DE-OS 2i 29 950 ist eine Vakuum-UmienkwaJze mit im wesentlichen der gleichen Rillcnanordnung vorgeschlagen mit dem Unterschied, daß die achsparallelen Rillen einen größeren Querschnitt als die umlaufenden Rillen besitzen und nicht in die Stirnflächen der Walze auslaufen. Durch eine genügend breite Folienbahn können die achsparallelen Rillen Völlig abgedeckt Werden, so daß der schlagartig auf die Fölienbähn einwirkende Anpfeßdrück hoch stärker

wäre, zumal der Strömungswiderstand der kleinen umlaufenden Rillen groß ist.

Der Erfindung lag demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumwalze zu schaffen, mit der für einen ruhigen und schonenden Folienbahnvorschub ein möglichst gleichmäßig und kontinuierlich auf die Folienbahn einwirkender Anpreßdruck durch den Unterdruck an der Walzenoberfläche erhalten werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wurde eine Vakuumwalze der eingangs geschilderten Art mit folgenden Merkmalen entwickelt:

a) ihre Oberfläche weist rautenförmig angeordnete Rillen auf,

b) die Bohrungen im zylindrischen Mantel sind in den iCreuzungspunkten der Rillen angeordnet,

c) das Flächenverhältnis der integrierten Öffnungen im zylindrischen Mante! zur wirksamen Oberfläche der Vakuurnwaize bctrlgi mindeüens 0,7%, maximal 3%, vorzugsweise 0,9 bis 2,0%.

In F i g. 1 ist eine Walzeaeinrichtung für eine Magnetband-Beschichtungsanlage schematisch wiedergegeben, wobei die beidseitigen Ab- und Aufwickelstationen nicht dargestellt sind. Als Fixpunkt des Folientransports — das ist ein Ort, von dem aus die Bahngeschwindigkeit und die Zugkräfte beherrscht bzw. geregelt und erforderlichenfalls Beschleunigungen und Verzögerungen veranlaßt werden — dient die angetriebene Vakuumwalze 1, der die gegeneinander verstellbaren Umlenkwalzen 2a, 26 zur Veränderung des Umschlingungswinkels der Vakuumwalze zugeordnet sind. Die weiteren Walzen 3a bis 3c/haben innerhalb des gesamten Folienlaufs nur eine Umlenk- und Stützfunktion zu erfüllen. Die sogenannte Tänzerwalze 4, angelenkt an einem zweiarmigen Hebel 4a und durch das einstellbare Gewicht 4b entlastet, gleicht in der üblichen Weise Laufgeschwindigkeits- und Zugspannungsschwankungen an einer Bandschleife aus. Die Hubbewegungen der Tänzerwalze 4 beeinflussen vorzugsweise den Antrieb der Vakuumwalze 1. — Ist Z_n der geforderte Folienzug auf der ablaufenden Seite der Vakuumwalze 1 und Z die an irgendeiner Stelle meßbare augenblickliche Zugspanm ng vor der Vakuumwalze, so liegt bei Z₀ > Zeine Zugverminderung bzw. eine Bremsung der laufenden Bahn, bzw. bei Z₀< Zeine Zugerhöhung bzw. Beschleunigung der laufenden Bahn vor. — Zur Erzeugung u^d zur laufenden Kontrolle des an das innere Kamerasystem der Vakuumwalze 1 angelegten Unterdrucks d'ent die Wasserringpumpe 5, ein Drosselorgan 6, das Manometer 7 und zweckmäßig eine Meßblende 8.

Zur Lösung de/ gestellten Aufgabe, Folien einer Stärke von weniger als 50 μ, vorzugsweise Stärken von 4 bis 20 μ, mit Geschwindigkeiten von mehr als 40 m/min bis 200 m/min und Folienzugkräften im

Bereich von I bis 20 kp pro 650 mm Bahnbreite mittels einer Vakuumwalze regelbar durch die Besehichtungsanlage zu fahren, wurden mehrere Walzenkörper untersucht. Dabei wurde gefunden, daß außer dem Durchmesser auch die Oberflächenbeschaffenheit des Walzenkörpers und das Flächenverhältnis der integrierten Perforationsöffnungen zur gesamten wirksamen Oberfläche der Walze für die erzielbaren maximalen Laufgeschwindigkeiten bei gleichzeitig möglichst kleinem Energieaufwand für das anzulegende Vakuum wesentliche Kenngrößen darstellen. Der faltenfreie Lauf der Folie nicht nur bei gleichförmiger, sondern auch bei beschleunigter bzw. verzögerter Bahngeschwindigkeit im Bereich der zulässigen Zugkräfte (Bahnspannung) wurde vorausgesetzt —

Die F i g. 2 zeigt ein Kennlinienfeld von Geschwindigkeit und Vakuum für 3 untersuchte Walzenkörper. Es bedeuten:

A) Eine gelochte Walze mit glatter Mantelfläche, Durchmesser 150 mm, Perforationslöcher lmm Durchmesser,

integrierter Lochquerschnitt _
~ wirksame Oberfläche ~ '

D) Eine gelochte Walze, Durchmesser 150 mm, Perforationsöffnungen 1 mm Durchmesser, achsparallele Rillen auf der Mantelfläche mit dem Querschnitt 0,5 χ 4 mm. Die Perforationsöffnungen befanden sich in jeder zweiten Rille, /= 0,74%.

E) Gelochte Walze, Durchmesser 200 mm, Perforationslöcher 2,5 mm Durchmesser, Walzenmantel rautenförmig gerillt, Rillenquerschnitt 0,5 χ 2 mm, /=1,6%, die Perforationsöffnungen lagen an den Schnittpunkten der rautenförmigen Rillung {siehe F i g. 3 und 3a).

Die untersuchten und im Kennlinienfeld leistungsmäßig wiedergegebenen Walzenkörper A. Dund Zfstellen lediglich eine Auswahl dar; weitere Untersuchungen bezogen sich auf den Einfluß der Rauhigkeit der Walzenoberfläche zwischen den achsyaralleleii bzw. rautenförmigen Rillen und die von der jeweiligen Walze angesaugten Luftmengen. — Sämtliche Untersuchungen haben ergeben, daß mit einer perforierten Walze von glatter Mantelfläche nur maximale Geschwindigkeiten von etwa 90 m/min erzielbar sind. Zur Erzielung eines faltenfreien, rjhigen Laufs der Folie über diese Walze sind dabei allerdings Unterdrucke von 230 Tore und angesaugte Luftmengen von mehr als 200mVStd. e/forüeriich. Demgegenüber ergaben genutete Walzen gemäß D und E energetisch wesentlich günstigere Verhältnisse und ermöglichten Bahngeschwindigkeiten von mehr als 150 m/min bei faltenfreiem, ruhigem Lauf der Folienbahn.

Hicr/ii 2 Hl;itl Zeichnungen

Claims

IO 15 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Transport sowie zur Beschleunigung bzw. Verzögerung von Folienbahnen mittels mehrerer Walzen, darunter mindestens einer Vakuumwalze, deren Manteloberfläche mit Rillen versehen ist und deren zylindrischer Mantel in den Rillen durchbohrt ist, als Fixpunkt des Folientransports, insbesondere für dünne mit Magnetdispersion beschichtete Folien einer Stärke von weniger als 50 μ, vorzugsweise einer Stärke von 4 bis 20 μ, bei betrieblichen Bahngeschwindigkeiten von mehr als 20 m/min, vorzugsweise von 40 m/min, bei Folienzügen von 1 bis 20 kp pro 650 mm Bahnbreite, vorzugsweise 2 bis 6 kp pro 650 mm Bahnbreite, gekennzeichnet durch eine Vakuumwalze mit folgenden Merkmalen: