Führungselement für einen Folienschlauch
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Führungselement für einen im Blasfolienextrusionsver- fahren hergestellten Folienschlauch, umfassend eine Tragstruktur mit an der Tragstruktur befestigten Führungsmitteln, die auf den Umfang des Folienschlauches einwirken.
Bei der Herstellung von Kunststofffolien nach dem so genannten Blas- folienextrusionsverfahren wird die von mindestens einem Extruder hergestellte Schmelze des thermoplastischen Kunststoffes aus einer ringförmigen Austrittsöffnung eines Werkzeuges extrudiert und zu einem Schlauch aufgeblasen, der nachfolgend von einer so genannten Flachlegeeinrichtung zu einer doppelt Me- genden Folienbahn zusammengelegt, zwischen Abquetschwalzen 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 Führungsmitteln, wie z.B. Leisten, Rollen oder Bürsten, so dass der zunächst zy-
iindrische Folienschlauch allmählich über eine Ovalform mit stetig sich ändernden Durchmessern zu einer doppellagigen und an den Längsrändern gefalzten Folie flachgelegt wird.
Betrachtet man die sich aus dem zunächst zylindrischen Folienschlauch bildende 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 Querschnitt 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 wünschenswert, den Folienschlauch auch seitlich, d.h. in den von den Flachlegeelementen nicht geführten Bereichen, definiert zu führen. Durch die im Stand der Technik bislang vorgegebene geradlinige Anordnung der als Führungsmittel für den Folienschlauch eingesetzten Bürsten, Rollen oder Leis- ten ist jedoch nur eine unzureichende, punktuelle Berührung möglich. Insbesondere bei Reversierbewegungen der Flachlegeeinrichtung und/oder einer den Abquetschwalzen nachgeordneten Abzugseinrichtung für den Folienschlauch wirft die Folie leicht Falten, die sich bis zum fertigen Wickel durchziehen und die Qualität vermindern, was verbesserungswürdig erscheint.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung Führungselemente vor, deren Tragstruktur eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Tragschenkeln umfasst, die mittels Verstellantrieben verstellbar zueinander gehaltert
sind und an jedem Tragschenkel mindestens ein Führungsmittel für den Folienschlauch befestigt ist.
Solche Führungselemente können sowohl als Flachlege- wie auch Seitenfüh- rungselemente zum Einsatz kommen.
Die erfindungsgemäßen Führungselemente weisen vielfältige Verstellmöglichkeiten auf und können individuell an den Umfangsverlauf des die Flachlegeeinrichtung durchlaufenden Folienschlauchs angepasst werden.
Insbesondere ermöglichen die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Führungselemente den Einsatz als Seitenführungselement in einer Seitenführungseinrichtung mit zwei an diametral gegenüberliegenden Bereichen des Folienschlauches zwischen den Flachlegeelementen angeordneten Seitenführungs- elementen, die jeweils aus einem erfindungsgemäßen Führungselement gebildet sind.
Eine im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Flachlegeeinrichtung umfasst von daher zwei an diametral gegenüberliegenden Bereichen des Folienschlau- ches angeordnete und in einem spitzen Winkel zueinander einstellbare Flachlegeelemente zur Überführung des zunächst kreisförmigen Querschnittes des Folienschlauchs über ovale Querschnitte zu einer doppelt liegenden Folienbahn sowie zwischen den Flachlegeelementen angeordneten und dem Folienschlauch zugeordneten Seitenführungselementen für die von den Flachlege- elementen ausgesparten Bereiche des Folienschlauches.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass jeder Tragschenkel des erfindungsgemäßen Führungselementes einen eigenen Verstellantrieb aufweist, um möglichst flexible Einstellmöglichkeiten zu erreichen.
Die Führungsmittel können mittels mindestens einem Tragarm starr oder gelenkig an den Tragschenkeln befestigt sein.
Bei den Führungsmitteln selbst kann es sich um Rollen oder Walzen aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise CFK1 Silikon oder aber auch um Aluminium handeln, ferner können auch Bürstenwalzen vorgesehen sein oder aber es werden Platten vorgesehen, aus denen ein Luftstrom zur Erzeugung eines Luft- polsters zwischen der Platte und dem Folienschlauch austritt, um eine berührungslose Führung zu gewährleisten. Bevorzugt sind derartige Platten zur Erzeugung eines homogenen Luftpolsters mit einer mikroporösen Oberfläche versehen. Unter mikroporös wird hierbei ein durchschnittlicher Porendurchmesser zwischen 5 bis 100 μm verstanden. Im Falle sich drehender Rollen oder Walzen ist bevorzugt auf einen besonders leichten Lauf zu achten.
Die Tragstruktur des erfindungsgemäßen Führungselementes besteht aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Tragschenkeln, die mittels geeigneter Verstellantriebe individuell entsprechend dem gewünschten Verlauf des Folien- Schlauches 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 aufgrund der separat für die Tragschenkel vorgesehenen Verstellantriebe hinsichtlich der zwischen benachbarten Tragschenkel eingeschlossenen Winkel variabel gestaltet werden, um eine Anpassung an den sich ändernden Querschnitt des Folienschlauches vorzunehmen. Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann es überdies auch vorge- sehen sein, die einzelnen Tragschenkel z.B. mit einer geeigneten Teleskopier- mechanik auch längsverstellbar auszugestalten, was zusätzliche Freiheitsgrade zur Anpassung an die gewünschte Kontur des flachzulegenden Folienschlauches bietet. Ferner ist auch eine Verstellung quer zur Längserstreckung der
Tragschenkel vorgesehen, um eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser des Folienschlauchs vornehmen zu können.
Es ist offensichtlich, dass bei Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füh- rungselements mit einer Vielzahl von Tragschenkeln, z.B. mindestens drei Tragschenkeln, 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 höhen- verstellbar, seitenverstellbar und winkelverstellbar ausgeführt sind.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann jedes Führungselement am oberen Endbereich der Tragstruktur mit einer Leitschaufel ausgebildet sein, die bei Einsatz des erfindungsgemäßen Führungselementes in einer Seitenfüh- rungseinrichtung nahe der Abquetschwalzen der Extrusionsvorrichtung zum Liegen kommt und den während der Flachlegung sich ausbildenden Längsrand des flachgelegten Folienschlauches außenseitig umgreift, den sich ausbildenden Randfalz bis unmittelbar in den Walzenspalt zwischen den Abquetschwalzen führt und somit für eine exakte Ausbildung des Randfalzes des flachgeleg- ten Folienschlauches sorgt. Auch diese 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 berüh- rungsloser Führung des Folienschlauches ausgestattet sein.
Auch in diesem Zusammenhang wird unter mikroporöser Oberfläche eine solche mit einer mittleren Porengröße zwischen 5 bis 100 μm verstanden.
Der Abstand der Leitschaufeln zu nachfolgenden Abquetschwalzen sollte gering gewählt sein und ist vorzugsweise einstellbar, so dass vorzugsweise eine definierte Führung des Längsrandes des Folienschlauches bis in den Walzenspalt der Abquetschwalzen bewirkbar ist.
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 zentral 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 eines erfindungsgemäß ausgestalteten Führungselements;
Fig. 2 die sich während der Flachlegung des Folienschlauches ändernde Querschnittsgestaltung des Folienschlauches; und
Fig. 3 die Aufsicht auf einen Teil eines erfindungsgemäß ausgestalteten Führungselementes.
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 dargestellter Flachlegeelemente einer Flachlegeeinrichtung allmählich zu einem flachen Folienschlauch zusammengelegt wird. Man erkennt ferner eine zu der Flachlegeeinrichtung gehörige Seitenführungseinrichtung mit einem Seitenführungselement 2, welches selbstverständlich spiegelbildlich zur Mittellängsachse des Folienschlauches 1 auch auf der gegenüberliegenden Seite desselben angeordnet ist.
Infolge der Einwirkung der Flachlegelemente, die gemäß Darstellung in Figur 2 an einem mit Bezugszeichen 300 gekennzeichneten Bereich des zunächst zy-
lindrischen, d.h. einen kreisförmigen Querschnitt Q1 aufweisenden Folienschlauch 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 und Randfalz 10 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 anzu- passen.
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 in den Spalt zwischen den in der Figur 1 deckungsgleich hintereinander angeordneten Abquetschwalzen 5 sorgt.
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, so dass ihre axiale Länge anpassbar bzw. verstellbar ist.
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.
Es versteht sich, dass die Führungselemente gemäß der Erfindung nicht nur als Seitenführungselement 2, sondern auch als Flachlegeelement der Flachlegeeinrichtung Verwendung finden können.