Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen

Abstract

 Bei einer Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen (21) für Wickeleinrichtungen (Figur 1), vorzugsweise für Vorrichtungen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoffbahnen im Vakuum mit einer Vielzahl von auf der Walzenachse (4) hintereinanderliegend angeordneten, nach Art von Wälzkörperlagern auf der Walzenachse (4) über Wälzkörper (10) drehbar gehaltene Außenbuchsen (2) gleicher Konfiguration, bei der die Außenbuchsen berührungsfrei im Abstand zueinander gehalten sind und das Folienband oder die Folienbahn (21) die Außenbuchsen (2) teilweise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Partien der Zylindermantelflächen der Außenbuchsen (2) anliegt, ist mindestens ein in einer Längsnut (17) der Walzenachse (4) längsverschiebbar gehalten und geführter Profilstab (18) vorgesehen, der mit mindestens einem Kugelbolzen (19) zusammenwirkt, der jeweils in der einer Außenbuchse (2) zugeordneten Aufnahmebuchse (8) gehalten ist und der sich radial nach unten zu bis in eine Ausnehmung (26) hinein erstreckt, die am Profilstab (18) angeordnet ist, wobei eine Längsverschiebung des Profilstabs (18) die jeweils kippbar von einem Paar von Zapfen oder Kugelbolzen (13, 14) auf der Walzenachse (4) gehaltenen Aufnahmebuchsen (8) gegenüber der Längsachse der Walzenachse (4) verschwenkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Walze zum Führen und Strekken von Bändern und/oder Folienbahnen für Wickeleinrichtungen, vorzugsweise für Vorrichtungen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoff- oder Papierbändern und -bahnen im Vakuum mit einer Vielzahl von auf der Walzenachse hintereinanderliegend angeordneten nach Art von Wälzkörperlagern auf der Walzenachse über Wälzkörper drehbar gehaltene Außenbuchsen gleicher Konfiguration, wobei die Außenbuchsen berührungsfrei und im Abstand zueinander gehalten sind und das Folienband oder die Folienbahn die Außenbuchsen teilweise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Partien der Zylindermantelfläche der Außenbuchsen anliegt. Bekannt ist eine Streck- und Stauchwalze für Bogen oder Bahnen aus biegsamen Werkstoff (DE-PS 892 286), die zwischen den Endabschnitten eine gebogene Strecke aufweist und die - mit der gebogenen Achse der Walze in beliebigen Ebenen einstellbar - festgeklemmt werden kann. Derartige Streck- und Stauchwalzen sind mit einem elastischen Schlauch aus textilem Werkstoff versehen, der über die einzelnen Walzenabschnitte gezogen ist und so für einen kontinuierlichen Lauf der Walzenabschnitte sorgt. Diese bekannte Walze hat unter anderem den Nachteil, daß sie sich erfahrungsgemäß stark elektrostatisch auflädt, was bei einer Wickeleinrichtung für eine Sputtervorrichtung nicht akzeptabel ist.

[0002] Vorgeschlagen wurde auch bereits (P 40 25 232.9) eine Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen für Wickeleinrichtungen, vorzugsweise für Vorrichtungen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoffbändern und -bahnen im Vakuum, bei der eine Vielzahl von auf der Walzenachse hintereinanderliegend angeordnete, nach Art von Axial-Zylinderrollenlagern auf der Achse über Wälzkörper drehbar geführte Außenbuchse gleicher Konfiguration vorgesehen sind, wobei die Außenbuchsen berührungsfrei im Abstand zueinander gehalten sind und das Folienband oder die Folienbahn die Außenbuchsen teilweise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Partien der Zylindermantelfläche der Außenbuchsen anliegt.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Walze des in Frage stehenden Typs zu schaffen, die preiswert in der Herstellung ist, deren Gleichlauf von besonderer Präzision ist, die geringe Geräusche erzeugt, die hohe Drehzahlen bei Vermeidung eines besonderen Schmiersystems ermöglicht und die auch unter den Bedingungen eines Hochvakuums ihre Eigenschaften behält, also beispielsweise keine Teile enthält, die aus Werkstoffen bestehen, die zum Ausgasen und damit zum Brüchigwerden neigen. Darüberhinaus soll je nach Folienart und -beschaffenheit entweder die ganze Walze und/oder die mit der Folie unmittelbar zusammenwirkenden Segmente während des Betriebes verstellbar sein, so daß die Folie in jedem Augenblick gerade und glatt ziehbar ist.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch mindestens einen in einer Längsnut der Walzenachse längsverschiebbar gehaltenen und geführten Profilstab gelöst, der mit Zapfen oder Kugelbolzen zusammenwirkt, die in den den Außenbuchsen jeweils zugeordneten Aufnahmebuchsen gehalten oder einstückig mit diesen ausgebildet sind und sich radial nach innen zu bis in Ausnehmungen hineinerstrekken, die am Profilstab in Abständen angeordnet sind, wobei eine Längsverschiebung des Profilstabs die kippbar auf der Walzenachse gelagerten Aufnahmebuchsen gegenüber der Längsachse der Walzenachse verschwenkt.

[0005] Die also rechts und links der Mitte auf der Walzenachse angeordneten Buchsen sind quer zur Wellenachse schwenkbar gelagert. Diese schwenkbar gelagerten Buchsen sind in ihrer Winkligkeit zur Walzenlängsachse so verstellbar, daß je nach Folienqualität eine Breitstreckung oder Dehnung erzielbar ist.

[0006] Der Spalt zwischen den einzelnen Segmenten oder Buchsen ist zweckmäßigerweise dazu so gewählt, daß er den Breitstreckvorgang nicht beeinflußt wird. Außerdem kann bei dieser geraden Breitstreckwalze, die keine Bogenwölbung besitzt, der Abstand zur nächsten Walze sehr klein sein, was wiederum zu einem geringen Platzbedarf führt.

[0007] Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Patentansprüchen näher erläutert und gekennzeichnet.

[0008] Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Figur 1

die gerade winkelverstellbare metallische Breitstreckwalze mit manueller Verstellung der Buchsen mit Lagerung und Handrad (bzw. motorischer Umschlingungsverstellung) in der Seitenansicht,

Figur 2

die Umschlingung und Verstellbarkeit der Breitstreckwalze im Schnitt und rein geometrisch,

Figur 3

die gerade winkelverstellbare metallische Breitstreckwalze nach Figur 1, jedoch mit motorischer Verstellung der Segmente bzw. Buchsen sowie ihre Lagerung in der Seitenansicht,

Figur 4

das mittlere feststehende Segment bzw. die feststehende Buchse im Längsschnitt und in vergrößerter Darstellung,

Figur 5

ein schwenkbar gelagertes Segment bzw. eine Buchse im Längsschnitt und in vergrößerter Darstellung,

Figur 6

ein Teil der Verstelleinrichtung zum Schwenken der Buchsen im Längsschnitt und

Figur 7

die Verstelleinrichtung gemäß Figur 6 im Querschnitt.

[0009] Die gerade, manuell winkelverstellbare metallische Breitstreckwalze ist in drehbare Segmente oder Buchsen 2 aufgeteilt, wobei die mittlere feststehende Buchse 1 immer quer bzw. rechtwinklig zur Bahnmitte steht. Die übrigen schwenkbar gelagerten Buchsen 2 sind rechts oder links von der Bahnmitte so angeordnet, daß sie kontinuierlich in einem bestimmten Winkel jeweils zur Mittelachse oder Bahnlinie stehen.

[0010] Eine mögliche Variante dieser Anordnung besteht darin, daß man einen Teil der Buchsen 2 jeweils von der Mitte aus mit kleinerem Winkel anstellt und die Randsegmente bzw. die Buchsen 2 an den beiden Enden der Walzenachse 4 in ihrer Winkligkeit stärker verschwenkt.

[0011] Die Verstellung (Winkelveränderung) der schwenkbar gelagerten Buchsen 2 wird mit je einem links und rechts von der Mitte angeordneten verschiebbaren Profilstab 18 bewerkstelligt, der jeweisl in einer Nut 17 gehalten ist.

[0012] Um eine möglichst genaue Winkeleinstellung vornehmen zu können, befindet sich am Ende jedes verschiebbaren Profilstabs 18 je ein Verstelltrieb 20 mit einer drehbaren Spindel und einer Steigung von z. B. 0,5 mm sowie mit einer zusätzlichen Feststellvorrichtung.

[0013] Der Verstelltrieb 20 ist einerseits mit der Aufnahmewelle 4 fest verbunden, andererseits an den beiden verschiebbaren Profilstäben angeklemmt. Vor der Montage der Buchsen 2 ist auf die Nullstellung und Feststellung des Verstelltriebs zu achten. Die Winkeleinstellgenauigkeit der Buchsen kann bei dieser Anordnung pro 1/4 Umdrehung des Verstelltriebs ca. 0,2 Grad betragen.

[0014] Bei einer eventuell vorab einstellbaren Winkeländerung der nach außen gerichteten Randbuchsen 2 muß der Trieb vor der Montage eine Negativstellung bekommen.

[0015] Die Lagerung dieser manuell winkelverstellbaren metallischen Breitstreckwalze geschieht über zwei Lagerschilde 3, die die Endzapfen 5 der Aufnahmewelle 4 umschließen und die ihrerseits am Maschinengestell schwenkbar befestigt sind, um eine Änderung des Umschlingungswinkels zu bewerkstelligen.

[0016] Um weiter den richtigen Breitstreckpunkt für die Breitstreckwalze zu erreichen, ist entweder ein skaliertes Handrad 6 mit Feststellung oder ein Motor 7 für die Umschlingungsänderung vorgesehen.

[0017] Die mittlere feststehende Buchse nach Figur 4 besteht aus einer Aufnahmebuchse 8, die fest auf der Aufnahmewelle 4 mittels Sprengringen 9 befestigt ist. Weiter sind auf der Aufnahmebuchse 8 zwei Leichtlaufkugellager 10 angeordnet, die mit Sprengringen 11 befestigt sind. Vor dem Einbau dieser Lager ist darauf zu achten, daß sie vorab vakuumtechnisch abgepumpt werden, um einen Fettaustritt während des Prozesses zu verhindern. Am Kopf der Leichtlaufkugellager 10 befindet sich die Außenbuchse 12, die durch ihre besondere Geometrie von den zwei Leichtlauflagern 10 gehalten ist. Durch diese Geometrie der Buchse 12 bzw. durch die Schultern 25 ist eine Unwucht praktisch ausgeschlossen (rotationssymmetrisches Teil).

[0018] Die übrigen, beiderseits der mittleren feststehenden Buchse 1 angebrachten Buchsen 2 (Figur 5) sind sämtlich schwenkbar auf der Aufnahmewelle 4 gelagert.

[0019] Im einzelnen besteht jedes Segment aus einer Aufnahmebuchse 8, die mittels zweier Bohrbuchsen 13 und zwei Kugeln 14 spielfrei in Senkbohrungen 22 der Aufnahmewelle 4 gelagert sind. Die Befestigung dieser Bohrbuchsen 13 wird mit Schrauben 15 bewerkstelligt, die sich in der Aufnahmebuchse 8 befinden.

[0020] Um stets gleiche Abstände zwischen der Aufnahmebuchse 8 und der Aufnahmewelle 4 zu erreichen, wird bei der Montage dieser Elemente eine Montagebuchse 16 als Montagehilfe zwischengeschoben. Weiter sind auf der Aufnahmebuchse 8 jeweils zwei Leichtlaufkugellager 10 gelagert, die mit Sprengringen 11 befestigt sind. Am Kopf der Leichtlaufkugellager 10 befindet sich die Folienlenkbuchse 2, die durch ihre besondere Geometrie mit den zwei Leichtlauflagern eingeklemmt ist.

[0021] Für die Verstellung der Segmente ist nach Figur 6 eine Nut 17 in die Aufnahmewelle 4 so eingearbeitet, daß diese sich genau in der Mitte der beiden drehbaren Lager 13, 14 befindet. In diese Nut 17 sind rechts und links von der Mitte der Aufnahmewelle 4 Vierkantstäbe 18 verschiebbar eingelegt. In den Vierkantstäben 18 sind im Mittelabstand der schwenkbaren Segmente Quernute angebracht, in denen die kugelig ausgeformten Köpfe der in der Aufnahmebuchse 8 befindlichen Kugelbolzen 19 spielfrei eingelagert sind.

[0022] Die Kugelbolzen 19 sind in den Aufnahmebuchsen 8 spielfrei mit Hilfe von Gewindeschrauben 15 gehalten. Um sich eine höhere Genauigkeit der Nutabstände in den Vierkantstangen 18 zu ersparen, haben die Kugelbolzen eine kleine Exzentrizität von ca. 1 mm. Bei der Montage dieser Kugelbolzen wird auch mit Hilfe einer Montagebuchse 16 die Nullstellung bzw. 90 Grad Stellung der Buchsen 8 gewährleistet, wobei die beiden Vierkantstäbe 18 schon vorab fest in ihrer Nullstellung fixiert sind.

[0023] Bei der motorisch winkelverstellbaren metallischen Breitstreckwalze nach Figur 3 besteht der einzige Unterschied zur Ausführung nach Figur 1 darin, daß als Ersatz für den handverstellbaren Mikrometertrieb 20 ein Schrittmotor 7 vorgesehen ist, der in kleinen Schritten den oder die Vierkantstäbe 18, vorzugsweise mit Hilfe eines Ritzels und einer Verzahnung 23, bewegt und damit die Winkelverstellung bewerkstelligt.

Bezugszeichenliste

[0024] 

1

Segment, Buchse

2

Segment, Buchse

3

Lagerschild

4

Aufnahmewelle, Walzenachse

5

Endzapfen

6

Handrad

7

Motor

8

Aufnahmebuchse

9

Sprengring

10

Kugellager, Wälzkörper

11

Sprengring

12

Folienlenkbuchse, Außenbuchse

13

Bohrbuchse

14

Kugel, Lagerelement

15

Schraube

16

Montagebuchse

17

Nut, Ausnehmung

18

Vierkantstab, Profilstab

19

Kugelbolzen

20

Mikrometerschraube

21

Folienbahn

22

Ausnehmung, Senkbohrung

23

Verzahnung

24

Motor

25

Schulter

26

Ausnehmung

S

Schwenkachse

R

Rotationsachse

W

Wirkachse

M

Mantelfläche

Ansprüche

1. Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen (21) für Wickeleinrichtungen, vorzugsweise für Vorrichtungen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoff- oder Papierbändern und -bahnen im Vakuum mit einer Vielzahl von auf der Walzenachse (4) hintereinanderliegend angeordneten, nach Art von Wälzkörperlagern auf der Walzenachse (4) über Wälzkörper (10) drehbar gehaltene Außenbuchsen (2) gleicher Konfiguration, wobei die Außenbuchsen berührungsfrei im Abstand zueinander gehalten sind und das Folienband oder die Folienbahn (21) die Außenbuchsen (2) teilweise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Partien der Zylindermantelflächen der Außenbuchsen (2) anliegt, gekennzeichnet durch mindestens einen in einer Längsnut (17) der Walzenachse (4) längsverschiebbar gehaltenen und geführten Profilstab (18), der mit mindestens einem Zapfen oder Kugelbolzen (19) zusammenwirkt, der jeweils in der einer Außenbuchse (2) zugeordneten Aufnahmebuchse (8) gehalten ist oder einstückig mit dieser ausgebildet ist und der sich radial nach innen zu bis in eine Ausnehmung (26) hinein erstreckt, die am Profilstab (18) angeordnet ist, wobei eine Längsverschiebung des Profilstabs (18) die jeweils kippbar von einem Paar von Zapfen oder Kugelbolzen (13, 14) auf der Walzenachse (4) gelagerten Aufnahmebuchsen (8) gegenüber der Längsachse der Walzenachse (4) verschwenkt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Außenbuchse (2) zugeordnete Aufnahmebuchse (8) zwei einander diametral gegenüberliegende Zapfen oder Lagerelemente (14) aufweist, die sich radial nach innen zu bis in korrespondierende Ausnehmungen (22), die in der Walzenachse (4) vorgesehen sind, hinein erstrecken und so eine Kippbewegung der Aufnahmebuchse (8) gegenüber der Walzenachse (4) gestatten.

3. Walze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die je einer Außenbuchse (2) zugeordnete Aufnahmebuchse (8) gegenüber den beiden benachbarten Außenbuchsen durch auf die Walzenachse (4) aufgesetzte bzw. in auf der Walzenachse vorgesehene Ringnuten eingesetzte Sprengringe (11) im Abstand zueinander gehalten ist.

4. Walze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (18) an seinem einen Ende eine Verzahnung aufweist, die mit dem Schraubentrieb eines Motors (24) oder einer Stelleinrichtung (20) zusammenwirkt, die fest auf der Welle (4) angeordnet ist, derart, daß der Profilstab (18) zum Zwecke des Verschwenkens der Buchsen (2) gegenüber der Welle (4) durch Drehen des Schraubentriebs längsverschiebbar ist.

5. Walze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente aus jeweils einer Bohrbuchse (13) und einer sich auf dieser abstützenden Kugel (14) gebildet sind, wobei die Kugel sich andererseits bis in die Ausnehmung oder Senkbohrung (22) in der Welle (4) hinein erstreckt bzw. sich in dieser abstützt und so mit dieser jeweils ein Kipplager bildet.

6. Walze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Außenbuchse (12) zugeordnete Aufnahmebuchse (8) zwei sich radial nach innen zu erstreckende Finger, Zapfen oder Kugelbolzen (13, 14) aufweist, die an sich etwa diametral gegenüberliegenden Stellen der radial inneren Mantelfläche (M) der Aufnahmebuchse (8) angeordnet sind und zusammen mit Ausnehmungen, Einbuchtungen oder Senkbohrungen (22) in der Mantelfläche der Walzenachse (4) ein Dreh- oder Kipplager bilden, um das die Aufnahmebuchse (8) und damit auch die auf ihr drehbar gelagerte Außenbuchse (12) relativ zur Walzenachse (4) kipp- oder schwenkbar sind, wobei die durch die beiden Kugelbuchsen (13, 14) verlaufende Schwenkachse (S) etwa lotrecht zur Rotationsachse (R) der Walzenachse (4) angeordnet ist.

7. Walze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebuchse (8) einen sich von seiner inneren Mantelfläche (M) aus radial nach innen zu erstreckenden Finger, Zapfen oder Kugelbolzen (19) aufweist, der mit einer Aussparung, Anschlag, Vorsprung oder Ausnehmung (26) zusammenwirkt, die an einem parallel zur Rotationsachse (R) verschiebbar auf der Walzenachse (4) angeordneten Profilstab (18) vorgesehen ist, wobei die durch den Kugelbolzen (19) verlaufende Wirkachse (W) etwa lotrecht auf der Rotationsachse (R) und auch etwa lotrecht auf der Schwenkachse (S) steht.

Zeichnung