DE4126535C2 - Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen für Wickeleinrichtungen, vorzugsweise für Vorrichtun­ gen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoff- oder Papierbändern und -bahnen im Vakuum, mit einer Vielzahl auf der Walzenachse hin­ tereinanderliegend angeordneten nach Art von Wälz­ körpereinlagen auf der Walzenachse über Wälzkörper drehbar gehaltene Außenbuchse gleicher Konfigura­ tion, wobei die Außenbuchsen berührungsfrei und im Abstand zueinander gehalten sind und das Folien­ band oder die Folienbahn die Außenbuchsen anliegt. Bekannt ist eine Streck- und Stauchwalze für Bogen oder Bahnen aus biegsamen Werkstoff (DE-PS 892 286), die zwischen den Endabschnitten eine geboge­ ne 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 ein­ zelnen Walzenabschnitte gezogen ist und so für ei­ nen kontinuierlichen Lauf der Walzenabschnitte sorgt. Diese bekannte Walze hat unter anderem den Nachteil, daß sie sich erfahrungsgemäß stark elek­ trostatisch auflädt, was bei einer Wickeleinrich­ tung für eine Sputtervorrichtung nicht akzeptabel ist.

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 kontinuierli­ chen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoffbän­ dern und -bahnen im Vakuum, bei der eine Vielzahl von auf der Walzenachse hintereinanderliegend an­ geordnete, nach Art von Axial-Zylinder­ rollenlagern auf der Achse über Wälzkörper drehbar geführte Außenbuchse gleicher Konfiguration vorge­ sehen sind, wobei die Außenbuchsen berührungsfrei im Abstand zueinander gehalten sind und das Foli­ enband oder die Folienbahn die Außenbuchsen teil­ weise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Par­ tien der Zylindermantelfläche der Außenbuchsen an­ liegt.

Bekannt ist auch eine einstellbare Breitstreckwal­ ze mit über Wälzlager gelagerten verschwenkbaren Tragebuchsen (DE-AS 10 73 292). Diese Breitstreckwalze ist für Anwendungen in der Papierindustrie vorgesehen, wobei die Verarbeitung schwankender Papierqualitäten nach Schwere, Reißfestigkeit usw. durch ein auf der Achse aufgebrachtes Schwenkge­ triebe zum Schwenken des Bogens des Breithalters möglich werden. Dabei sind die Übertragungsmittel - in Nuten der Walzenachse geführte scheibenartige Halter - von der Mitte der starren Walzenachse aus quer zu dieser verschieblich angeordnet und können somit auch bei Stillstand als auch während des Be­ triebes der Maschine eingestellt werden. Zur Quer­ verschiebung der Lagerhalter ist eine neben der Walzenachse liegende Spindel vorgesehen, die mit­ tels Handrad eine auf sie aufgekeilte Schnecke und eine mit dieser kämmenden Gewindespindel in Bewe­ gung setzt, die ihrerseits in eine auf dem Lager­ halter befestigten Gewindemutter eingreift.

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 ermög­ licht und die auch unter den Bedingungen eines Hochvakuums ihre Eigenschaften behält, also bei­ spielsweise keine Teile enthält, die aus Werkstof­ fen bestehen, die zum Ausgasen und damit zum Brü­ chigwerden neigen. Darüberhinaus soll je nach Fo­ lienart und -beschafffenheit entweder die ganze walze und/oder die mit der Folie unmittelbar zu­ sammenwirkenden Segmente während des Betriebes verstellbar sein, so daß die Folie in jedem Augen­ blick gerade und glatt ziehbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch jeweils einen jeder Walzenhälfte zugeordneten, in einer Längsnut der Walzenachse längsverschiebbar gehaltenen und geführten Profil­ stab gelöst, der mit Zapfen oder Kugelbolzen zu­ sammenwirkt, die in den den Außenbuchsen jeweils zugeordneten Aufnahmebuchsen gehalten oder ein­ stückig mit diesen ausgebildet sind und sich radi­ al nach innen, zu bis in Ausnehmungen hineiner­ strecken, die am Profilstab in Abständen angeord­ net sind, wobei eine Längsverschiebung des Profil­ stabs die kippbar auf der Walzenachse gelagerten Aufnahmebuchsen gegenüber der Längsachse der Wal­ zenachse verschwenkt.

Die also rechts und links der Mitte, auf der Wal­ zenachse angeordneten Buchsen sind quer zur Wel­ lenachse schwenkbar gelagert. Diese schwenkbar ge­ lagerten Buchsen sind in ihrer Winkligkeit zur Walzenlängsachse so verstellbar, daß je nach Foli­ enqualität eine Breitstreckung oder Dehnung er­ zielbar ist.

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.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Pa­ tentansprüchen näher erläutert und gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh­ rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den an­ hängenden Zeichnungen schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die gerade winkelverstellbare metalli­ sche Breitstreckwalze mit manueller Verstellung der Buchsen mit Lagerung und Handrad (bzw. Motorischer Um­ schlingungsverstellung) in der Seiten­ ansicht,

Fig. 2 die Umschlingung und Vestellbarkeit der Breitstreckwalze im Schnitt und rein geometrisch,

Fig. 3 die gerade winkelverstellbare metalli­ sche Breitstreckwalze nach Fig. 1, jedoch mit motorischer Verstellung der Segmente bzw. Buchsen sowie ihre Lage­ rung in der Seitenansicht,

Fig. 4 das mittlere feststehende Segment bzw. die feststehenden Buchse im Längsschnitt und in vergrößerter Darstel­ lung,

Fig. 5 ein schwenkbar gelagertes Segment bzw. eine Buchse im Längsschnitt und in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 ein Teil der Verstelleinrichtung zum Schwenken der Buchsen im Längsschnitt und

Fig. 7 die Verstelleinrichtung gemäß Fig. 6 im Querschnitt.

Die gerade, manuell winkelverstellbare metallische Breitstreckwalze ist in drehbare Segmente oder Buchsen 2 aufgeteilt, wobei die mittlere festste­ hende 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 be­ stimmten Winkel jeweils zur Mittelachse oder Bahn­ linie stehen.

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 Winklig­ keit stärker verschwenkt.

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

Um eine möglichst genaue Winkeleinstellung vorneh­ men zu können, befindet sich am Ende jedes ver­ schiebbaren Profilstabs 18 je ein Verstelltrieb 20 mit einer drehbaren Spindel und einer Steigung von z. B. 0,5 mm sowie mit einer zusätzlichen Fest­ stellvorrichtung.

Der Verstelltrieb 20 ist einerseits mit der Auf­ nahmewelle 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 Verstell­ triebs ca. 0,2 Grad betragen.

Bei einer eventuell vorab einstellbaren Winkelän­ derung der nach außen gerichteten Randbuchsen 2 muß der Trieb vor der Montage eine Negativstellung bekommen.

Der Lagerung dieser manuell winkelverstellbaren metallischen Breitstreckwalze geschieht über zwei Lagerschilde 3, die die Endzapfen 5 der Aufnahme­ welle 4 umschließen und die ihrerseits am Maschi­ nengestell schwenkbar befestigt sind, um eine Änderung des Umschlingungswinkels zu bewerkstelli­ gen.

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

Die mittlere feststehende Buchse nach Fig. 4 be­ steht 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 Spren­ gringen 11 befestigt sind. Vor dem Einbau dieser Lager ist darauf zu achten, daß sie vorab vakuum­ technisch abgepumpt werden, um einen Fettaustritt während des Prozesses zu verhindern. Am Kopf der Leichtlaufkugellager 10 befindet sich die Außen­ buchse 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 ausge­ schlossen (rotationssymmetrisches Teil).

Die übrigen, beiderseits der mittleren feststehen­ den Buchse 1 angebrachten Buchsen 2 (Fig. 5) sind sämtlich schwenkbar auf der Aufnahmewelle 4 gela­ gert.

Im einzelnen besteht jedes Segment aus einer Auf­ nahmebuchse 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 be­ werkstelligt, die sich in der Aufnahmebuchse 8 be­ finden.

Um stets gleiche Abstände zwischen der Aufnahme­ buchse 8 und der Aufnahmewelle 4 zu erreichen, wird bei der Montage dieser Element eine Montage­ buchse 16 als Montagehilfe zwischengeschoben. Wei­ ter sind auf der Aufnahmebuchse 8 jeweils zwei Leichtlaufkugellager 10 gelagert, die mit Spren­ gringen 11 befestigt sind. Am Kopf der Leichtlauf­ kugellager 10 befindet sich die Folienlenkbuchse 2, die durch ihre besondere Geometrie mit den zwei Leichtlauflagern eingeklemmt ist.

Für die Verstellung der Segmente ist nach Fig. 6 eine Nut 17 in die Aufnahmewelle 4 so eingearbei­ tet, 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 Aufnahme­ welle 4 Vierkantstäbe 18 verschiebbar eingelegt. In den Vierkantstäben 18 sind im Mittelabstand er schwenkbaren Segment Quernute angebracht, in denen die kugelig ausgeformten Köpfe der in der Aufnah­ mebuchse 8 befindlichen Kugelbolzen 19 spielfrei eingelagert sind.

Die Kugelbolzen 19 sind in den Aufnahmebuchsen 8 spielfrei mit Hilfe von Gewindeschrauben 15 gehal­ ten. Um sich eine höhere Genauigkeit der Nutab­ stände in den Vierkantstangen 18 zu ersparen, ha­ ben die Kugelbolzen eine kleine Exzentrizität von Ca. 1 mm. Bei der Montage dieser Kugelbolzen wird auch mit Hilfe einer Montagebuchse 16 die Null­ stellung bzw. 90 Grad Stellung der Buchsen 8 ge­ währleistet, wobei die beiden Vierkantstäbe 18 schon vorab fest in ihrer Nullstellung fixiert sind.

Bei der motorisch winkelverstellbaren metallischen Breitstreckwalze nach Fig. 3 besteht der einzige Unterschied zur Ausführung nach Fig. 1 darin, daß als Ersatz für den handverstellbaren Mikrometer­ trieb 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 Winkelverstel­ lung bewerkstelligt.

Bezugszeichenliste

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

Folienbuchse, 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

Claims (7)

1. Walze zum Führen und Strecken von Bändern und/oder Folienbahnen (21) für Wickeleinrich­ tungen, vorzugsweise für Vorrichtungen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Kunststoff- oder Papierbändern und -bah­ nen im Vakuum, mit einer Vielzahl von auf ei­ ner Walzenachse (4) hintereinanderliegend an­ geordneten, nach Art von Wälzkörperlagern auf der Walzenachse (4) über Wälzkörper (10) drehbar gehaltenen Außenbuchsen (2) gleicher Konfiguration, wobei die Außenbuchsen berüh­ rungsfrei im Abstand zueinander gehalten sind und das Band oder die Folienbahn (21) die Au­ ßenbuchsen (2) teilweise umschlingt und dabei mit Vorspannung an Partien der Zylinderman­ telflächen der Außenbuchsen anliegt, gekenn­ zeichnet durch jeweils einen jeder Walzen­ hälfte zugeordneten, in einer Längsnut (17) der Walzenachse (4) längsverschiebbar gehal­ tenen und geführten Profilstab (18), der mit mindestens einem Zapfen oder Kugelbolzen (19) zusammenwirkt, der jeweils in der einer Au­ ßenbuchse (2) zugeordneten Aufnahmebuchse (8) gehalten ist oder einstückig mit dieser aus­ gebildet ist und der sich radial nach Innen zu bis in eine Ausnehmung (26) hinein er­ streckt, die am Profilstab (18) angeordnet ist, wobei eine Längsverschiebung des Profil­ stabes (18) die jeweils kippbar von einem Paar von Zapfen oder Kugelbolzen (13, 14) auf der Walzenachse (4) gelagerten Aufnahmebuch­ sen (8) gegenüber der Längsachse der Wal­ zenachse (4) verschwenkt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die jeder Außenbuchse (2) zugeordne­ te 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 Wal­ zenachse (4) gestatten.

3. Walze nach den Ansprüchen 1 oder 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 zu­ einander gehalten ist.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Profilstab (18) an seinem einen Ende eine Verzahnung auf­ weist, die mit einem Schraubentrieb eines Mo­ tors (24) oder einer Stelleinrichtung (20) zusammenwirkt, die fest auf der Welle (4) an­ geordnet 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 der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager­ elemente aus jeweils einer Bohrbuchse (13) und einer sich auf dieser abstützenden Kugel (14) gebildet sind, wobei die Kugel sich an­ dererseits bis in die Ausnehmung oder Senk­ bohrung (22) in der Welle (4) hinein er­ streckt bzw. sich in dieser abstützt und so mit dieser jeweils ein Kipplager bildet.

6. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Außenbuchse (12) zugeordnete Aufnahmebuchse (8) zwei sich radial nach innen zu erstrec­ kende Finger, Zapfen oder Kugelbolzen (13, 14) aufweist, die an sich etwa diametral ge­ genüberliegenden Stellen der radialen inneren Mantelfläche (M) der Aufnahmebuchse (8) ange­ ordnet sind und zusammen mit Ausnehmungen, Einbuchtungen oder Senkbohrungen (22) in der Mantelfläche der Walzenachse (4) ein Dreh- oder Kipplager bilden, um das die Aufnahme­ buchse (8) und damit auch die auf ihr drehbar gelagerte Außenbuchse (12) relativ zur Wal­ zenachse (4) kipp- oder schwenkbar sind, wo­ bei die durch die beiden Kugelbuchsen (13) verlaufende Schwenkachse (S) etwa lotrecht zur Rotationsachse (R) der Walzenachse (4) angeordnet ist.

7. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnah­ mebuchse (8) einen sich von seiner inneren Mantelfläche (M) aus radial nach innen zu er­ streckenden Finger, Zapfen oder Kugelbolzen (19) aufweist, der mit einer Ausnehmung (26) zusammenwirkt, die an einem parallel zur Ro­ tationsachse (R) verschiebbar auf der Wal­ zenachse (4) angeordneten Profilstab (18) vorgesehen ist, wobei die durch den Kugelbol­ zen (19) verlaufenden Wirkachse (W) etwa lot­ recht auf der Rotationsachse (R) und auch et­ wa lotrecht auf der Schwenkachse (S) steht.