DE19733985A1 - Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Thermoplasten - Google Patents
Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus ThermoplastenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Folienblasan
lage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Ther
moplasten mit einem durch die thermoplastische
Schmelze gespeisten Blaskopf, aus dem die Schlauch
folie extrudiert und anschließend aufgeblasen wird
und einen Kühlring zur Abkühlung der Folie durch
läuft sowie einer in Bewegungsrichtung der Folie
dahinter befindlichen Meßvorrichtung zur Ermittlung
des Umfangprofiles der Dicke der Schlauchfolie, wo
bei entsprechend der Meßwerte die Abkühlung der Fo
lie über den Umfang eingestellt wird.
Die Herstellung von Kunststoffolien geschieht da
durch, daß aus einem Blaskopf mit ringförmigem
Spalt eine Schlauffolie extrudiert, anschließend in
axialer Richtung verstreckt und aufgeblasen wird,
so daß aufgrund des plastischen Zustandes der Folie
eine Reduzierung der Schlauffoliendicke eintritt.
Angebrachte Kühlringe leiten Kühlluft von außen
und/oder von innen gegen die Folie und unterstützen
hierbei die Erstarrung des Thermoplasten. Aus un
terschiedlichen Gründen ergeben sich hierbei Dicke
schwankungen über den Umfang der Schlauchfolien, zu
deren die Beseitigung die aus dem Kühlring abgege
bene Kühlluft über den Umfang entsprechend der Meß
werte unterschiedlich eingestellt wird. Eine derar
tige Anlage ist aus der auf den gleichen Anmelder
zurückgehenden EP-PS 0585273 bekannt. Hierbei macht
man sich zu nutze, daß bei einer Erhöhung der Kühl
leistung die rasche Erstarrung der Kunststoffolie
gefördert wird, so daß im Ergebnis eine vergleichs
weise dicke Wandstärke verbleibt. Bei einer Verrin
gerung der Kühlleistung hingegen verlängert sich
der Zeitraum, in dem die Folie plastisch und damit
versteckbar ist, so daß im Ergebnis eine Verringe
rung der Wandstärke eintritt. Die Erzeugung eines
über den Umfang konstanten Dickenprofiles erfolgt
durch entsprechende Einstellung der Durchsatzmenge
über den Umfang des Kühlringes.
Aus verschiedenen Gründen ergeben sich in der Pra
xis Schwierigkeiten bei der Realisierung eines re
produzierbaren Regelverhaltens. So kommt es häufig,
insbesondere im Übergangsbereich zwischen den ein
zelnen unterschiedlich eingestellten Umfangsberei
chen, zur Ausbildung von turbulenten Strömungen,
die eine erhöhte Abkühlung an der Folie zu Folge
haben. Darüberhinaus entstehen gegenseitig Beein
flussungen dadurch, daß der Kühlring über ein ge
meinsames Gebläse versorgt wird, so daß eine Redu
zierung der Kühlluftmenge in einem Bereich eine
Ausweichbewegung und damit eine Anreicherung der
Kühlluft in anderen Umfangsbereichen zu Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung derarti
ger Folienblasanlagen zur Herstellung Schlauchfo
lien, die eine im wesentlichen gleichmäßige Dicken
verteilung über den Umfang des Folienschlauches,
also Dicken, die sich nur geringfügig von der mitt
leren Dicke abweichen, ergeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß zwischen Blaskopf und Meßvorrichtung über den
Umfang der Schlauchfolie eine Anzahl Strahler von
elektromagnetischen und/oder elastischen Wellen
ringförmig angeordnet sind, die auf die Schlauchfo
lie gerichtet und in ihrer Leistung individuell
einstellbar sind und deren Strahlungsfelder in ih
rer Gesamtheit die Schlauchfolie vollständig um
schließen, wobei die Strahlungsleistung des einzel
nen Strahlers entsprechend der Meßwerte eingestellt
wird.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die
Erstarrung der Folie über den Umfang durch Zufuhr
von Strahlungswärme in der gewünschten Weise zu be
einflussen. Dabei wird aus dem Stande der Technik
der Gedanke übernommen, die Dicke der Folie durch
Beeinflussung der Erstarrung auf den gewünschten
Sollwert einzuregeln. In Abkehrung von den bekann
ten Lösungen folgt keine Einstellung der Leistung
des Kühlringes; statt dessen werden zusätzlich
Strahler angebracht, die elektromagnetische oder
elastische Wellen auf die Schlauchfolie richten. Im
Hinblick auf die Bewegung der Schlauchfolie kann
deren Anbringung in einem weiteren Bereich nämlich
zwischen Blaskopf und Meßvorrichtung angeordnet
sein. Unerheblich ist, ob die Strahlung auf den
weitgehend noch plastischen, d. h. nicht ausgehärte
ten Bereich der Schlauchfolie gerichtet ist oder ob
bereits eine weitgehende Erstarrung vorliegt. Ziel
ist es, durch Beaufschlagung elektromagnetischer
oder elastischer Wellen eine gezielte Erwärmung zu
erreichen, durch welche der Erstarrungsvorgang ver
zögert, demzufolge eine geringere Foliendicke er
reichbar wird. Die Strahlen sind kranzformig über
den Umfang angeordnet und die Strahlungsfelder um
schließen in ihrer Gesamtheit die Schlauchfolie
vollständig. Hierdurch wird sichergestellt, daß je
der Umfangsbereich mit Strahlen beaufschlagt und in
seinem Verfestigungsverhalten beeinflußt wird. Je
größer die Anzahl der über den Umfang verteilten
Strahler ist, umso kürzer wird der Umfangsbereich
innerhalb dem eine individuellen Einstellung der
Aushärtung und Bestrahlung der Folie möglich wird.
Die Anzahl der Strahler entspricht der Zahl derje
nigen Bereiche, die eine individuelle Einstellung
über den Umfang der Folie zulassen. Änderungen des
Dickenprofiles in einem Streckenabschnitt, der kür
zer ist als der Umfang gemessenen Strahlungsbereich
eines einzelnen Strahles, liegen unterhalb der über
die Einstellungen des Strahlers beeinflußbaren Ab
messungen. Für derartige Änderungen des Dickenpro
files liegen unterhalb des Auflösungsvermögens der
Anordnung der Strahler. Zur Beaufschlagung eignen
sich alle elektromagnetischen oder elastischen Wel
len, durch die eine Erwärmung des thermoplastischen
Materials der Schlauchfolie eintritt.
Der Regelkreis arbeitet in der bekannten Weise:
Die mit Hilfe der Meßvorrichtung erfaßten Ist-Werte werden mit dem Sollwerten verglichen und die hier aus als Differenz ermittelte Regelabweichung dient dazu, eine Stellgröße zu ermitteln, die zur Verän derung der Leistung desjenigen Strahlers dient, der auf die entsprechende Stelle auf den Umfang der Schlauchfolie einwirkt. Liegt die erfaßte Dicke der Schlauchfolie an der entsprechenden Stelle des Um fanges unterhalb des Soll-Wertes, muß die Strah lungsleistung des zugeordneten Strahlers verringert werden, damit eine frühzeitige Erstarrung der Folie eintritt. Liegt hingegen die Foliendicke in diesem Umfangsbereich oberhalb des Soll-Wertes, ist die Leistung des zugehörigen Strahles zu erhöhen, damit eine zusätzliche Verstreckung der Folie und somit eine Reduzierung der Wandstärke möglich wird. Als Frequenz der elektromagnetischen Wellen kommen vor allem die aus dem im Infrarotbereich liegende Frequenzen in Betracht. Sie sind als sogenannte Wärmestrahlen zur Erwärmung der Folie besonders prädestiniert. Neben den elektromagnetischen Wellen kommen auch elastische Wellen, also Schallwellen in Betracht, bei denen eine Erwärmung der Folie durch die elastischen Änderungen des Folienmateriales vorgerufen wird (=thermoelastischer Effekt).
Die mit Hilfe der Meßvorrichtung erfaßten Ist-Werte werden mit dem Sollwerten verglichen und die hier aus als Differenz ermittelte Regelabweichung dient dazu, eine Stellgröße zu ermitteln, die zur Verän derung der Leistung desjenigen Strahlers dient, der auf die entsprechende Stelle auf den Umfang der Schlauchfolie einwirkt. Liegt die erfaßte Dicke der Schlauchfolie an der entsprechenden Stelle des Um fanges unterhalb des Soll-Wertes, muß die Strah lungsleistung des zugeordneten Strahlers verringert werden, damit eine frühzeitige Erstarrung der Folie eintritt. Liegt hingegen die Foliendicke in diesem Umfangsbereich oberhalb des Soll-Wertes, ist die Leistung des zugehörigen Strahles zu erhöhen, damit eine zusätzliche Verstreckung der Folie und somit eine Reduzierung der Wandstärke möglich wird. Als Frequenz der elektromagnetischen Wellen kommen vor allem die aus dem im Infrarotbereich liegende Frequenzen in Betracht. Sie sind als sogenannte Wärmestrahlen zur Erwärmung der Folie besonders prädestiniert. Neben den elektromagnetischen Wellen kommen auch elastische Wellen, also Schallwellen in Betracht, bei denen eine Erwärmung der Folie durch die elastischen Änderungen des Folienmateriales vorgerufen wird (=thermoelastischer Effekt).
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind
vielfältig:
Ähnlich wie im Stande der Technik erlaubt die er findungsgemäße Lösung die Beeinflussung der Tempe ratur des Folienschlauches und somit deren Erstar rungsverhalten und Foliendicke. Entscheidend ist, daß eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Strahler nicht stattfindet. Eine individuelle und von den übrigen Strahlen völlig unabhängige Ein stellungen der Leistung eines einzelnen Strahlers ist möglich. Im Gegensatz zu den bei Änderung des Kühlluftdurchsatzes unvermeidbaren und zu grundle genden Änderungen des Kühlungsverhaltens Anlaß ge benden Turbulenzen liegen reproduzierbare und weit gehend störungsfreie Verhältnisse vor. Die Messung der Foliendicke und die dementsprechende Änderung und Einstellung der Strahlerleistung geschieht in der bereits aus dem Stande der Technik bekannten und bewährten Art und Weise.
Ähnlich wie im Stande der Technik erlaubt die er findungsgemäße Lösung die Beeinflussung der Tempe ratur des Folienschlauches und somit deren Erstar rungsverhalten und Foliendicke. Entscheidend ist, daß eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Strahler nicht stattfindet. Eine individuelle und von den übrigen Strahlen völlig unabhängige Ein stellungen der Leistung eines einzelnen Strahlers ist möglich. Im Gegensatz zu den bei Änderung des Kühlluftdurchsatzes unvermeidbaren und zu grundle genden Änderungen des Kühlungsverhaltens Anlaß ge benden Turbulenzen liegen reproduzierbare und weit gehend störungsfreie Verhältnisse vor. Die Messung der Foliendicke und die dementsprechende Änderung und Einstellung der Strahlerleistung geschieht in der bereits aus dem Stande der Technik bekannten und bewährten Art und Weise.
Absorption und Eindringtiefe in das Folienmaterial
ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Frequenz un
terschiedlich. So werden bestimmte Frequenzbereiche
kaum absorbiert, andere mehr im Bereich der Ober
fläche und wiederum andere überwiegend im Inneren
der Folie. Die Erfindung sieht es als zweckmäßig
an, die Frequenz so auszuwählen, daß primär eine
Absorption an der Oberfläche und/oder im Inneren
der Folie erfolgt. Die Erwärmung der jeweiligen Fo
lienschichten ist in weiten Grenzen proportional
der absorbierten Energie. Durch unterschiedliche
Absorption der einzelnen Folienschichten lassen
sich unterschiedlicher Strukturen gezielt herstel
len.
Zur weitgehend vollständigen energetischen Ausnut
zung der emittierten Strahlen wird die Anbringung
von (optischen) Fokussierungseinrichtungen vorge
schlagen, durch welche ein Großteil der emittierten
Strahlen auf die Folienoberfläche fokussiert und
folglich ausgenutzt wird. Ein weiterer Grund zur
Anwendung fokussierender Maßnahmen ist, daß die von
einem einzigen Strahler ausgehenden Wellen auf
einen schmalen Abschnitt eines um die Schlauchfolie
verlaufenden geschlossenen Bandes auftreffen sol
len. Im Idealfall werden alle von einem einzigen
Strahler ausgehenden Wellen vollständig auf diesen
Abschnitt fokussiert.
Bei Einrichtung und Justierung der Anlage erweist
sich als Vorteil, wenn auch ein Anteil von Wellen
aus dem sichtbaren Spektrum abgestrahlt wird. Den
Auftreffbereich der Strahlen auf der Oberfläche der
Folie läßt sich dann mit bloßen Auge leicht erfas
sen und somit problemlos einstellen. Das sichtbare
Licht dient somit als Justierhilfe.
Im Idealfall schließen sich die Strahlungsfelder
benachbarter Strahler unmittelbar und lückenlos an
einander an. Im realen Fall der Überlappung benach
barter Strahlungsfelder darf es im Überlappungsbe
reich nicht zur Addition der Intensität benachbar
ter Strahlungsfelder kommen. Vielmehr sind Vorkeh
rungen zu treffen, daß die Strahlungsidentität im
Überlappungsbereich zwischen den Intensitäten der
beiden benachbarten, sich überlappenden einzelnen
Strahlungsfelder zu liegen kommt. Im speziellen
Fall der gleichen Intensität der beiden benachbar
ten Strahlungsquellen muß auch im Überlappungsbe
reich die selbe Intensität vorliegen.
Bereits ausgeführt wurde, daß sich der aus den
Strahlen gebildeten Kranz im allgemeinsten Fall
zwischen Blaskopf und Meßvorrichtung befinden kann.
Bevorzugt ist, den Strahlungskranz entweder ober
halb oder unterhalb oder gar im Kühlring anzuord
nen.
Ausdrücklich klarzustellen ist, daß die Strahler
innerhalb und/oder außerhalb der Schlauchfolie
anordenbar sind. Auch können mehrere Kränze von
Strahlern in Bewegungsrichtung der Folie hinterein
ander vorgesehen sein, um die geforderte Wärmebe
aufschlagung zu erbringen.
Zur nachträglichen Einstellung und Justierung der
Strahler empfiehlt es sich deren verschiebbare Be
festigung.
Um den gesamten Umfang der Schlauchfolie mit Strah
lung abzudecken, können die einzelnen Strahler in
Bewegungsrichtung der Folie relativ gegeneinander
versetzt sein. Der in der Anmeldung gewählte Be
griff "Kranz" ist im Sinne der Erfindung allgemein
auszulegen und läßt einen axialen Versatz der ein
zelnen Strahler gegeneinander zu. Bevorzugt ist je
doch die einzelnen Strahler in einer Ebene anzuord
nen und bevorzugt senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Folie auszurichten.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er
findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei
bungsteil entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert
ist.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anlage mit zwei dem Kühlring
nachgeordneten Strahlungskränzen,
Fig. 2 eine Anlage mit insgesamt drei im Bereich
des Kühlringes und davor angeordneten
Strahlungskränzen
Fig. 3 eine Anlage mit zwei im Inneren
angeordneten Strahlungskränzen
Fig. 4 eine Anlage mit zwei im Inneren angeordnete
axial verschiebbaren Strahlungskränzen.
Alle Figuren zeigen einen Axialschnitt durch den
die Strahler aufweisenden Bereich der Folienblasan
lage dar.
Fig. 1 zeigt die vom Blaskopf ausgehende Schlauch
folie (2), die in bekannter Weise nach Verlassen
des Blaskopfes (1) in radialer Richtung aufeeitet
und über den Kühlring (3) mit Kühlluft beaufschlagt
ist. Die Neuerung gemäß der Erfindung besteht
darin, daß in Bewegungsrichtung der Folie (2) hin
ter dem Kühlring (3) zwei Strahlerkränze 4, 5) ange
ordnet sind. Die Darstellung läßt nicht erkennen,
daß die Strahler (4, 5) einen die Schlauchfolie (2)
umgebenden Strahlerkranz bilden, der über den Um
fang ein geschlossenes Strahlungsfeld erzeugt. Die
auftreffenden Strahlen sorgen für eine Erwärmung
der Schlauchfolie (2) und demzufolge eine zeitliche
Verzögerung der Erstarrung, so daß sich aufgrund der
axial und auch radial erfolgten Verstreckung eine
geringere Wandstärke der Folie ausbildet.
Fig. 2 unterscheidet sich dadurch, daß insgesamt
drei Strahlerkränze (4, 5, 6) angeordnet sind, vor
denen der unterste Strahlenkranz (6) vor dem Kühl
ring (2) und die beiden weiteren Strahlungskränze
(4, 5) im Bereich des Kühlringes (3), nämlich unter
halb der Austrittsspalte (7) (Strahlenkranz (4) und
oberhalb des Austrittes (Strahlenkranz (5) angeord
net sind. Die weitere Anordnung stimmt mit der von
Fig. 1 überein.
Fig. 3 und 4 zeigen Anordnungen mit innerhalb der
Schlauchfolie (2) angeordneten Strahlerkränzen
(4, 5). Hierbei befindet sich der untere Strahler
kranz (4) im Bereich des Kühlringes unterhalb der
Kühlluftaustrittsöffnung (7) und der obere Strah
lerkranz (5) weit oberhalb des Kühlringes (3).
Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung stimmt mit der in
Fig. 3 im wesentlichen überein, mit dem Unter
schied, daß die Strahlerkränze (4, 5) in axialer
Richtung verschiebbar befestigt sind.
Im Ergebnis erhält man eine Folienblasanlage, die
eine über den Umfang der Schlauchfolie (2) unter
schiedliche Bestrahlung der Schlauchfolie (2) zu
läßt, so daß sich im Ergebnis eine im wesentlichen
gleichmäßiges Dickenprofil über den Umfang der
Schlauchfolie ergibt.
Claims (11)
1. Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststof
folien aus Thermoplasten mit einem durch die ther
moplastische Schmelze gespeisten Blaskopf (1), aus
dem die Schlauchfolie (2) extrudiert und anschlie
ßend aufgeblasen wird und einen Kühlring (3) zur
Abkühlung der Folie (2) durchläuft sowie einer in
Bewegungsrichtung der Folie (2) dahinter befindli
chen Meßvorrichtung zur Ermittlung des Umfangprofi
les der Dicke der Schlauchfolie (2), wobei entspre
chend der Meßwerte die Abkühlung der Folie (2) über
den Umfang eingestellt wird, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen Blaskopf (1) und Meßvorrichtung
über den Umfang der Schlauchfolie eine Anzahl
Strahler (4, 5, 6) von elektromagnetischen und/oder
elastischen Wellen ringförmig angeordnet sind, die
auf die Schlauchfolie (2) gerichtet und in ihrer
Leistung individuell einstellbar sind und deren
Strahlungsfelder in deren Gesamtheit die Schlauch
folie (2) vollständig umschließen, wobei die Strah
lungsleistung des einzelnen Strahlers entsprechend
der Meßwerte eingestellt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet,
dadurch elektromagnetische Strahlung aus dem Infra
rot-Spektralbereich und/oder elastische Wellen aus
dem Ultraschallbereich.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wellenlänge der Strahlen derart
gewählt ist, daß eine optimale Absorption an der
Oberfläche und/oder im Inneren der Folie (2) ein
tritt.
4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Strahler
ausgehenden Strahlen durch Fokussiereinrichtungen
auf die Folienoberfläche gerichtet sind.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Wellen aus dem sichtba
ren Spektrum in der Strahlung enthalten sind.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Überlap
pung benachbarter Strahler im Überlappungsbereich
eine Intensität vorliegt, die zwischen den Intensi
täten der sich überlappenden Strahlungen liegt.
7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenkranz
(4, 5, 6) oberhalb und/oder unterhalb und/oder im
Kühlring (3) angeordnet ist.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (4, 5, 6)
innen- und/oder außerhalb der Schlauchfolie ange
ordnet sind.
9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet dadurch durch mehrere in Bewegungs
richtung der Folie hintereinander angeordnete
Kränze von Strahlern.
10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der
Strahlenkränze (4, 5, 6) in axialer Richtung ver
schiebbar angeordnet sind.
11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler eines
Kranzes (4, 5, 6) in einer senkrecht zur Bewegungs
richtung der Folie befindlichen Ebene angeordnet
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19733985A DE19733985A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Thermoplasten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19733985A DE19733985A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Thermoplasten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19733985A1 true DE19733985A1 (de) | 1999-02-11 |
Family
ID=7838132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19733985A Withdrawn DE19733985A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Folienblasanlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Thermoplasten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19733985A1 (de) |
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- 1997-08-06 DE DE19733985A patent/DE19733985A1/de not_active Withdrawn
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