用于将薄膜幅面沿着其输送方向单轴地拉伸的拉伸设备和方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于将薄膜幅面沿着其输送方向单轴地拉伸的拉伸设备以及根据权利要求19所述的方法。

背景技术：

1、所述类型的拉伸设备已经长期使用，所述拉伸设备经常串联地尤其布置在吹膜设备之中或下游。这样的拉伸设备包括至少一个也能够被称为保持辊的第一辊，薄膜幅面能够通过所述第一辊来导引，并且所述第一辊以第一周向速度旋转。第二辊处于所述第一辊的下游，所述第二辊也能够被称作拉伸辊，并且在薄膜幅面已经离开第一辊之后能够通过所述第二辊来导引所述薄膜幅面。所述第二辊以第二周向速度旋转，其中，该第二周向速度大于第一周向速度。在所述薄膜幅面已经离开第一辊、但是还没有到达第二辊所在的拉伸区段中，所述薄膜沿着其输送方向被拉伸、即被拉长。人们也经常将这个拉伸区段称为拉伸间隙。另外，所述第一辊和第二辊通常具有相反的转动方向，从而所述薄膜幅面以尽可能大的包容角通过两个辊中的每个辊被导引。总体上，利用所描述的拉伸来有针对性地改变所述薄膜幅面的重要特性。

2、然而，在这种拉伸中也会出现不期望的颈缩现象，其中，所述薄膜幅面相对于其原始宽度而变窄。另外，所述薄膜幅面的边缘增厚，从而沿着横向方向出现不均匀的厚度分布。因此，所述边缘必须被分离，从而降低了所述薄膜幅面的可利用的宽度。然而，被分离的边缘不可用并且因此引起不期望的成本。为了减少这些效应，在过去已经提出了许多改进方案。一种措施是设置至少一个压紧辊，利用所述压紧辊能够将薄膜幅面朝所述辊之一挤压。尤其不仅在所述第一辊处而且也在所述第二辊处分别设置了至少一个压紧辊。尤其如果一个压紧辊将薄膜幅面在其与第一辊的分离线处压紧并且/或者一个压紧辊将薄膜幅面在其在第二辊上的碰撞线处压紧，则已经减小了颈缩。也就是说已经表明了，实际上的分离线或碰撞线并不与平行于所述第一辊或第二辊的轴向方向伸展的理想走向一致。通过压紧辊来减小理想线与实际线之间的偏差。

3、然而，存在进一步减小颈缩的持续需求，以便由此也降低不期望的成本。

技术实现思路

1、因此本发明的目的是，提出一种拉伸设备和一种方法，利用其能够更好地满足所提到的需求。

2、上述目的通过一种具有权利要求1的特征的拉伸设备以及一种具有权利要求19的特征的方法来实现。本发明的其他特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合按本发明的方法所描述的特征和细节当然也适用于结合按本发明的拉伸设备并且相应地反之亦然，从而在关于各个发明方面的公开内容方面始终相互参照或者能够相互参照。

3、本发明基于的认识是，传统的压紧辊也不是沿着其理想线伸展、而是经受弯曲。本发明现在通过以下方式来改善这种情况，即：设置了至少一个保持组件，所述压紧辊能够相对于该保持组件旋转，其中，所述压紧辊通过在压紧辊的轴向长度的一部分、尤其超过四分之一的范围内延伸的支撑部位或者在压紧辊的轴向长度和/或压紧辊的周向的范围内分布的多个支撑部位来支撑在保持组件上。

4、利用这些措施能够通过保持组件来接收作用到压紧辊上的力，所述保持组件沿着径向方向看离第一辊和/或第二辊较远。现在，这里可供使用的空间能够用于设计具有大的弯曲刚度的保持组件。

5、相反地或附加地，因此能够相对于现有技术减小压紧辊的直径。所述压紧辊的减小的直径使得所述拉伸间隙变小或者能够变小并且尽管如此使压紧辊定位在分离线或碰撞线上。变小的拉伸间隙是有利的，因为由此进一步减小了所述颈缩效应。能够有利的是，这些辊中的至少一个辊分配有多个压紧辊。

6、此外，利用本发明也能够使所述薄膜幅面以包容角通过压紧辊来运行。在这种情况下由所述薄膜幅面施加到压紧辊上的力能够通过按本发明的结构来容易地得到补偿。在此有利的是，所述薄膜幅面以处于0°与90°之间的包容角来缠绕压紧辊。所述包容角尤其处于0.1°与90°之间、优选处于0.5°与90°之间。通过前述措施能够再次缩小所述拉伸间隙，以便减小颈缩。

7、有利地规定了，每个压紧辊在其端部处可转动地支承在保持组件的保持器中，其中，尤其也设置了所述压紧辊的、相对于保持器沿着压紧辊的径向方向的相对可移动性。

8、优选每个压紧辊分配有保持组件。

9、所述保持组件优选支撑在机架上，所述第一辊和/或第二辊也支撑在所述机架中。

10、此外有利的是，所述至少一个压紧辊的每个支撑部位布置在至少一个支座上，所述支座尤其在压紧辊的纵向方向上延伸。这个支座主要提供用于支撑元件和由此用于压紧辊的所需要的支撑力。在此，所述支座能够一体地构成、然而也能够由各个支座件组装而成。由此能够实现所述支座的模块化的结构方式，其中，所述支座能够根据拉伸设备的工作宽度由不同数量的支座件组装而成，这尤其降低了所述拉伸设备的制造成本。

11、在本发明的一种有利的设计方案中，所述至少一个支撑部位包括至少一个滚子，所述压紧辊在所述滚子的周向面上滚动。尤其每个支撑部位包括多个滚子。所述滚子本身支撑在保持组件上。利用这样的滚子来降低所述压紧辊的摩擦，从而保持该压紧辊的表面尽可能无损坏。

12、在一种改进方案中规定了，所述至少一个支撑部位包括至少一个滚子，所述滚子通过至少一个轴承来支承在轴上，其中，所述轴借助于轴支座来紧固在保持组件上、尤其紧固在保持组件的支座上。尤其规定了，所述滚子通过球轴承、滚子轴承或滚针轴承来可转动地支撑在轴上。这样的轴承也能够承受为了将压紧辊支撑在拉伸设备中所必需的相对大的力。每个轴尤其在两端处借助于轴支座紧固在保持组件上。在此，轴支座能够分别是用于两个相邻的轴的共同的轴支座。此外，轴支座能够在轴的轴向长度的范围内分布。能够为每个滚子设置自身的轴，然而有利的是，在每个轴上设置至少两个滚子。也能够代替多个滚子而设置伸长的滚子，其轴向长度大于其外直径。

13、作为替代方案或补充方案有利的是，所述至少一个支撑部位包括至少一个滚子，其中，每个滚子紧固在主轴(welle)上，其中，所述主轴可转动地支承在主轴轴承上，该主轴轴承本身紧固在保持组件的支座上。前面关于轴所描述的设计方案能够按照意义地转用到主轴组件上。

14、在前面所提到的实施例中公开的滚子能够设置在不同的设计方案中。于是，为了减小滚子与压紧辊之间的摩擦而能够规定的是，所述滚子设有光滑的周向面、即压紧辊在其上滚动的面。这例如能够通过对滚子表面的镀铬来实现。在这方面，为了避免损坏而能够有利的是，所述周向面是硬的或者说刚性的，这尤其能够通过包括金属的周向面来实现。如果所述压紧辊包括软的周向面，则硬的或者说刚性的周向面和/或光滑的周向面是尤其有利的。

15、此外能够规定，至少一个滚子的周向面包括一种结构。一种结构意味着，在所述周向面上存在凹部。这样的结构能够是有规律的、即例如包括槽和/或钻孔。这样的有规律的结构于是尤其通过利用工具来加工或制造所述周向面、尤其通过接触式加工来产生。作为补充方案或替代方案，能够设置所述至少一个滚子的周向面的无规律的结构化部。这样的无规律的结构化部尤其能够通过对所述周向面的弹丸扫射、如例如在喷砂或玻璃珠射束时那样来实现。具有凹部的结构主要用于接纳被压紧辊带入到辊间隙/滚子间隙中的空气并且由此避免滚子与压紧辊之间的接触中断。

16、然而，所述至少一个滚子的周向面也能够用于避免接触中断，其中，所述周向面包括弹性体材料。这使得所述周向面是柔性的。

17、通常能够使周向面特性取决于所述辊、即保持辊和/或拉伸辊的周向面特性。如果所述辊尤其由于至少部分弹性体的涂层而包括柔性的周向面，则所配属的压紧辊能够包括非常硬的周向面，如果该压紧辊例如包括经抛光的钢。在这种情况下优选的是，所述滚子至少部分地包括柔性的周向面。

18、所述至少一个滚子能够在其周向面上凹形地成形，也就是说，所述至少一个滚子沿着其转动轴线的方向在其边缘处具有比在中部处要大的直径。作为替代方案，所述周向面能够凸形地成形。凹形的或凸形的周向面能够减小压紧辊与滚子之间的接触面并且由此减小表面磨损。

19、在本发明的范围内，“滚子”也能够是指套筒，其中，尤其轴向长度大于直径。

20、在本发明的一种有利的实施方式中，设置至少两列支撑部位或至少两个支撑部位，它们分别沿着压紧辊的周向方向布置在不同的角度位置处。以这种方式，所述压紧辊在槽状的凹部中运行，该凹部也能够被称为辊床。由此，所述压紧辊被支撑在不同的位置处，从而由所述保持组件所提供的压紧力更好地分布在压紧辊的外周向上。此外，利用这种措施能够更容易地将所述压紧辊保持在其位置中。

21、也有利的是，设置了第一列和至少一个第二列支撑部位，其中，所述列沿着压紧辊的纵向方向延伸，其中，所述支撑部位包括滚子，其中，所述第一列的至少一个滚子相对于第二列的至少一个滚子沿着压紧辊的纵向方向错开地布置。尤其规定了，至少一个滚子沿着辊的纵向方向在所述压紧辊的每个周向段上滚动。因此，基本上不存在所述压紧辊的下述表面元件，在旋转期间在所述表面元件上不存在与滚子的接触。这种布置方式的优点是，所述压紧辊在其表面上非常均匀地磨损并且所述表面保持非常光滑。此外，均匀地通过滚子来去除在从所述薄膜幅面中排出的分子沉积时所产生的可能的沉积物。如果两个相邻的、但是沿着压紧辊的周向方向错开地布置的滚子具有重叠，则还能够改善这种效果。于是在所述压紧辊上能够存在被两个滚子接触的区段。

22、在本发明的另一种有利的实施方式中，所述支撑部位包括至少一个凹形地成形的槽元件，所述压紧辊处于所述槽元件中，其中，所述槽元件的内表面设有开口，处于过压下的流体通过所述开口能够引导到槽元件与压紧辊之间的区域中。这种流体优选是气体、尤其空气。因此，利用这种措施，所述压紧辊能够在不存在触碰式接触的情况下被支撑部位保持住并且在旋转时被导引。存在所述压紧辊的“浮动支承”。所述槽元件能够是由塑料、纤维增强塑料或金属制成的伸长的外壳。所述内表面上的开口(所述开口的半径优选仅略大于压紧辊的外半径)能够与输入管路、如例如通孔流体连接，从而能够以简单的方式从外部输送处于过压(比环境压力高的压力)下的流体。为了实现流体在压紧辊的内表面与外表面之间的更好的分布，所述槽元件的内表面能够用细孔的材料、如例如烧结塑料和/或烧结金属来覆盖或涂覆。也能够仅用烧结的材料来构造所述槽元件。

23、现在为了向所述压紧辊加载朝向至少一个支撑部位的力，设置了至少一个牵拉装置，利用所述牵拉装置能够提供以下力，能够利用所述力作用到压紧辊上，并且所述力朝保持组件的方向并且尤其沿压紧辊的径向方向起作用。即使如上所述为所述压紧辊设置了端部侧的支架，这样的牵拉装置也是有利的，以便将压紧辊在其整个长度范围内保持在至少一个支撑部位之处或之中。这尤其在还未旋转的压紧辊与已经旋转的第一辊和/或第二辊或者与薄膜幅面接触的情况下是重要的。现在利用所述牵拉装置来防止所述压紧辊从支撑部位弹出或者随支撑部位歪斜。

24、特别有利的是，设置了至少一个牵拉装置，利用所述牵拉装置能够以朝保持组件的方向指向的力来作用到压紧辊上，其中，所述牵拉装置包括至少一个磁体和至少一个可磁化的元件。在此，所述磁体布置在保持组件之中或之处，并且所述可磁化的元件布置在压紧辊之中或之处并且/或者布置在保持组件之中或之处。换句话说，为了产生吸引的磁力，元件必须部分地可磁化，并且第二元件必须拥有至少一个磁体。所述磁体优选是永磁体，但是也能够是可切换的电磁体。

25、作为替代方案或补充方案而有利的是，设置了至少一个牵拉装置，利用所述牵拉装置能够以朝保持组件的方向指向的力来作用到压紧辊上，其中，所述牵拉装置包括至少一个布置在保持组件上的抽吸装置，利用该抽吸装置能够向压紧辊加载朝保持组件的方向作用的抽吸力。在此，抽吸装置例如能够是钻孔、软管、管道等，其一端处于相对于压紧辊的直接的环境中，并且其另一端与负压发生器、如例如鼓风机或负压泵连接。使用这样的用于产生牵引力的抽吸装置的优点是，能够改变所述牵引力的大小。

26、在本发明的另一种有利的设计方案中，设置了至少一个振荡驱动装置(changierantrieb)，利用该所述振荡驱动装置能够使压紧辊沿着其轴向方向来回运动。尤其规定了，所述振荡周期性地进行，这能够以简单的方式来实现。在此规定了，所述压紧辊以相对于保持组件的端部侧的支架可纵向移动地支承。在此，所述振荡驱动装置能够布置在保持组件上。起双重作用的且用压缩空气运行的活塞缸单元适合作为驱动装置。也能够设想一种持久旋转的马达，其旋转运动例如通过轮子和耦合杆被转换成线性运动。最后，也能够设想伺服马达或线性马达。所述压紧辊的振荡使得所述表面的磨损被均匀化并且/或者沉积物或者说污物不会在特定的位置处堆积并且最终导致薄膜幅面的损坏。

27、此外有利的是，在所述保持组件上、尤其在所述保持组件的支座上布置了至少一个清洁元件，利用所述清洁元件能够清洁压紧辊的外表面。这样的清洁元件例如能够是至少部分地在压紧辊的长度范围内延伸的布、毡件等，其尤其持久地接触压紧辊。然而，所述清洁元件也能够是紧固在滑块上的擦拭元件。所述滑块能够沿着优选紧固在支座上的导引部沿压紧辊的轴向方向运动。因此，通过滑块的持续的或在需要时实施的移动能够清洁所述压紧辊的表面。所述滑块也能够移动超过压紧辊的至少一个端部，以便于是能够更换或者清洁所述擦拭元件本身。对压紧辊擦拭又具有的优点是，不会形成可能导致薄膜幅面的损坏的沉积物或者说污物。

28、此外优选的是，所述压紧辊在其外表面中设有涂层、尤其橡胶涂层。所述涂层有利地由可压缩的材料构成，从而所述薄膜幅面获得足够的静摩擦。

29、此外有利的是，所述压紧辊能够利用驱动装置来转动驱动。换句话说，设置了驱动装置，利用该驱动装置能够将所述压紧辊置于旋转之中或者保持该压紧辊。这种驱动装置能够是已知的电动马达又或者空气马达。优点是，在将所述压紧辊放置到已经运动的薄膜幅面上之前，该压紧辊已经能够置于旋转之中。这一方面减少了所述压紧辊的磨损，另一方面在放置压紧辊时避免了对所述薄膜幅面的损坏。

30、也有利的是，所述压紧辊能够在围绕所述辊上的下述线条的至多+/-30度的角度范围内压紧到辊上，所述线条通过两个辊的共同的切平面来限定。为此目的而规定了，所述保持组件相对于辊可运动地支承，其中，所述保持组件至少能够沿着至少一个辊的周向方向运动。尤其有利的是，所述压紧辊沿着薄膜幅面的输送方向看能够越过所述线条运动。在这种情况下，所述薄膜幅面不是在分离线处或碰撞线处、而是在其之后或在其之前离开或接触所述辊。具体而言这意味着，在保持辊的情况下所述薄膜幅面首先仍在压紧辊上运行，并且在拉伸辊的情况下在薄膜幅面碰到所述拉伸辊上之前该薄膜幅面首先在压紧辊上运行。在这种情况下，所述拉伸间隙能够被再次缩短，从而进一步减小所述颈缩。

31、在本发明的另一种设计方案中规定，设置了用于保持辊和/或用于拉伸辊的至少两个保持组件，其中，两个保持组件通过连接元件与彼此连接。因此，总体上每个辊能够设置两个保持组件，其中，所述两个保持组件紧固在一个连接元件上。如此设计所述连接元件的尺寸，使得所述第一保持组件的压紧辊将薄膜幅面在其碰撞线的区域中压紧到辊上，并且使得所述第二保持组件的压紧辊将薄膜幅面在其分离线的区域中压紧到辊上。所述连接元件能够相对于相关的辊沿着周向方向和/或沿着径向方向借助于至少一个调节机构来运动，从而所述压紧辊也能够随着连接元件的运动而运动。为了使连接元件运动，所述调节元件优选包括至少一个用空气运行的活塞缸单元。在此优选的是，所述连接元件支撑在机架上，相关的辊也支撑在所述机架上。如果通过连接元件与彼此连接的两个保持组件能够在相关的辊的不同的线条处调整，则由此实现扩大的调整力，因为所述尤其抗弯的连接元件也为沿着辊的径向方向的法向力作贡献。总体上，由此在给定的调整力的情况下将所述薄膜幅面再次更强烈地压紧到辊上，从而能够进一步减小所述颈缩。特别优选的是，不仅所述保持辊而且所述拉伸辊也分别分配有两个保持组件和一个连接元件。

32、上述拉伸设备以及有利的设计方案能够设置在任意的薄膜制造设备或薄膜加工设备内。特别地，所述按本发明的拉伸设备能够串联地设置在吹膜设备或扁平膜设备内。在吹膜设备中，所述拉伸设备例如能够沿着薄膜幅面的输送方向设置在平放装置与反转装置之间或者设置在反转装置的下游、但是设置在卷绕装置之前。在吹膜设备中，所述薄膜幅面也能够是双层的薄膜幅面，其由吹膜(folienblase)合并而成。然后，所述薄膜幅面的两个层能够在两个侧边缘处或仅在一个侧边缘处与彼此连接或者通过先前的两侧的切开而彼此间分开。

33、上面所提到的目的附加地通过用于将薄膜幅面沿着其输送方向单轴地拉伸的方法来实现，

34、·其中，通过以第一周向速度旋转的第一辊(保持辊)来导引所述薄膜幅面，

35、·其中，通过布置在所述第一辊的下游的、以第二周向速度旋转的第二辊(拉伸辊)来导引所述薄膜幅面，

36、·其中，所述第二周向速度大于所述第一周向速度，

37、·其中，利用至少一个压紧辊将所述薄膜幅面朝所述辊之一挤压。本发明的突出之处在于设置了至少一个保持组件，所述压紧辊相对于所述保持组件旋转，其中，所述压紧辊通过在压紧辊的轴向长度的超过四分之一的范围内延伸的支撑部位或者通过在压紧辊的轴向长度和/或压紧辊的周向的范围内分布的多个支撑部位来支撑在所述保持组件上。

38、由此能够获得与上面已经结合按本发明的拉伸设备所描述的优点相同的优点。