DE2240880A1

DE2240880A1 - Verfahren zum extrudieren von schlauchfoermigem kunststoffhalbzeug

Info

Publication number: DE2240880A1
Application number: DE2240880A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Muehlenhoff
Original assignee: Leifeld and Co GmbH
Current assignee: Leifeld and Co GmbH
Priority date: 1972-08-19
Filing date: 1972-08-19
Publication date: 1974-02-28

Description

"Verfahren zum Extrudieren von schlauchförmigem unststoffhalbzeug" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Extrudieren von schlauchförmigem Kunststoffhalbzeug aus einem txtrusl onskopf mit veränderbarem Ringquerschnitt.
Es ist bereits bekannt, für eine Vielzahl von Anwendungen und insbesondere für die Herstellung von Xunststoffbehältern kunststoff in Rohrform uls Halbzeug zu extrudieren und anschließenS weiter zu verarbeiten. Die Wandstärke des Halbzeuges und damit der daraus hergestellten Behälter wird durch Veränderung des Ringspaltquerschnittes im Extrusionskopf nach Bedarf einigem stellt.
Nachteilig hat sich bei diesem bekannten Verfahren aber herausgestellt, daß sich die Wandstärke des austretenden Kunststoffschlauches durch Schwellen und/oder Ablängen ungewollt und ohne eine Möglicbkeit der vorherigen Berechnung verändert.
Insbesondere beim Wechsel auf eine neue Charge Rohstoff treten leicht andere und neue Schwell- und Ablängverhäitnisse auf, wodurch sich die Wandstärke des austretenden Kunststoffhalbzeuges in unerwünschter Weise ändert.
Es ist bekannt, den Einfluß der Zeit auf Schwellen und Ablängen möglichst gering zu halten, indem die kontinuierlich aufbereitete Schmelze zunächst gespeichert und dann in kurzer Zeit extrudiert wird. Dieses Verfahren besitzt aber gegenüber der herkömmlichen Extrusion erhebliche Nachteile: Es müssen kostspielige mechanische und hydraulische Mittel eingesetzt werden, die Schmelze wird stark beansprucht, und es verbleibt nach wie vor ein merkbarer Rest von durch Ablängen verursachter Wanddickenminderung, der wiederum den Schwankungen der Produktions- und Rohstoffverhältnisse unterliegt.
Aufgabe der Erfindung ist es jetzt, ein Verfahren zur Extrusion von Kunststoffhalbzeug in Schlauchform zu finden, welches die vorgenannten Nachteile und die des Standes der Technik nicht mehr aufweist und welches es erlaubt, Kunststoff in Schlauchform, insbesondere als Halbzeug, mit genau einstellbarer Wandstärke herzustellen. Es sollen dabei Änderungen in dem eingesetzten Material und den Extrusions und Aufschmelzbedingungen ausgleichbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Extrusionsgeschwindigkeit aus dem Extrusionsvolumen und der gewünschten Wanddicke des Schlauches herechnet und die tatsächliche Geschwindigkeit des austre@enden Schlauches zur Übereinstimmung mit der berechneten Geschwindigkeit geregelt wird.
weiterhin vorteilhaft; wird dabei., um e einen festen Sollwert zu haben, das Extrusionsvolumen konstant gehalten, in einer anderen Ausführung der Erfindunb kann aber auch die Geschwindigkeit in Abhängigkeit mit einem beliebig einstellbaren Extrusionsvolumen, d.h. bei änderbarem @ollwert geregelt werden.
Im einzelnen kann zur Geschwindigkei tsmessung des austretenden Schlauches in Zeitabhängigkeit die Länge eincs extrudierten Schlauches gemessen werden und die gemessene Geschwindigkeit vt des Kunststoffschlauches kann mit der aus dem Quotienten aus extrudiertem Volumen und Lxtrusionsquerschnitt berechneten Geschwindigkeit vr verglichen werden, wobei bei zu hoher Geschwindigkeit vt der Extrusionsquerschnitt vergrößert und bei zu geringer Geschwindigkeit v@ der Extrusionquerschnitt verkleinert wird.
Beim Extrudieren von schlauchförmigen Kunstst.offhalbzeug tritt während der Extrusion ein "Schwellen" und "Ablängen" und während des endgültigen Formvorgangs in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Ziehtiefe eine weitere Wandstärkenverringerung auf.
Während die Wandstärkenverringerung während des endgültigen Formvorgangs in Abhängigkeit von der Ziehtiefe beherrschbar ist, liat sich bisher as Schwellen und Ablängeii des uustretendess Kunststoffschlauches als unbeeinfluf3bar erwiesen.
Flir den Fachmann ilberraschend ist es mit den Maß nahmen der Erfindung aber möglich, die Auswirkungen des Schwellens und Ablängen aufzufangen und einen Kunststoffschlauch mit genau einstellbarer Wandstärke zu extrudieren, woraus wiederum ein Endprodukt mit bisher unerreicht genauer Wandstärkeneinstellung herstellbar ist.
In einzelnen wird Schwellen definiert als Zunahme der wanddicke Uber den Betrag hinaus, der sich aus den geometrischen Abmessungen des kalibrierenden Ringspalts des Extruderkopfes ergiht und Ablängen als Zunahme der Länge über den Betrag hinaus, der sich aus dem Querschnitt des Eingspalts und dem extrudierten Volumen ergibt.
Weder Schwellen noch Ablängen sind gesetzmäßig erfaßbar oder reproduzierbar, obwohl zwischen beiden eine Abhängigkeit bestehen kann.
Überraschenderweise ist es durch die Lösung gemäß der Erfindung möglich, die nicht beherrschbaren Vorgänge des Schwellens und Ablängens durch einfache regeltechnische Maßnahmen auszugleichen, während es für den Fachmann naheliegender wäre, durch vollkommene Gleichmäßigkeit in dem verarbeiteten Material und in den Verarbeitungsbedingungen, insbesondere beim Aufschmelzen unl beim Extrudwren, reproduzierbare Schwell- und Ablängverhåltnisse zu schaffen.
Es hat sich aber gzeigt, daß die Lösung gemäß der Erfindung wirtschaftlicher, -einfacher und insbesondere funktionsmäßig sehr viel besser als die für den Fachmann naheliegende Lösung ist.
Im folgenden wird ein usfü.hrungsbeispiel der Erfindung anhand einer Abbildung des Verfahrensschemas näher beschriebn.
Gemäß der Fig. 1, in welcher der prinzipielle Ablauf des Rechen- und Steuerverfahrens dargelegt ist, wird ziinächst das Extrusionsvolumcn X bei 1 als konstante und der nach anwendungstechnischen Gesichtspunkten erforderlichen Ilalbzeugquerschnitt A bei 2 eingesetzt, woraus als quotient SA die Geschwindigkeit Vr bei 3 berechnet wird. Die tatsächliche Geschwindigkeit vt des austretenden Kunststoffschlauches wird gemessen, bei 4 in ein Stellsignal umgewandelt und mit dem Signal aus der berechneten Geschwindigkeit vr bei 5 der glichen.
Die Messung der Geschwindigkeit des austretenden Halbzeuges liegt im Belieben des Fachmannes, es können hierfiir mechanische, optische, akustische oder Messungen mit Radioaktivitätsquellen verwendet werden.
Dem Vergleich der Geschwindigkeiten bei 5 folgt bei 6 eine Entscheidung derart, daß der Extrusionsquerschnitt gleich dem Spaltquerschnitt 12 durch ein Stellglied 10, falls erforderlich nach Verstärkung bei 9, verändert wird, indem das Stellglied den konischen Stopfen im Extrusionskopf je nach Bedarf hebt oder senkt und damit den Austrittsquerschnitt kleiner oder größer macht.
wenn die Differenz der Geschwindigkeiten größer als Null ist, d.h. positiv ist, dann wird über den Regel-Zweig 7 der Spal tquerschnitt verringert, so daß die Extrusionsgeschwindigkeit ansteigt und die tatsächliche Geschwindigkeit sich der berechneten Geschwindigkeit nähert. Falls die Geschwindigkeits differenz kleiner als Null -ist, d.h. negativ, wird über den Regelkreis 8 der Spaltquerschnitt vergrößert, so daß sich die tatsächliche Geschwindigkeit verringert.
Die durch die jeweilige Spaltänderung eingestellte neue Extrusionsgeschwindigkeit wird erneut mit der berechneten Extrusionsgeschwindigkeit vergleichen und bei Bedarf erfolgt eine weitere Regelung, bis sich die errechnete Extrusionsgeschwindigkeit und damit die voraus berechnete Wandstärke eingestellt hat.
Weiterhin ist ea für den Fachmann überraschend durch dao Verfahren gemaß der Erfindung in einfacher Weise möglich, Halbzeuge mit einstellbaren unterschiedlichen Wandstärken, unabhängig von Abläng- und Schwelleinflüssen, gemäß den Erfordernissen herzustellen.
Dies wird erreicht durch Eingabe von A bei 2, als zeit-oder wegabhängige Größe, in bekannter Weise Fttels einer beliebigen I'rograrmeingabe.
Insbesondere vorteilhaft ist es nach dieser Lösung gemäß der Erfindung nicht nötig, die Eingabewerte mit entsprechenden Korrekturen zur Erzielung der gewünschten Endwandstärke zu versehen.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch daß auch nicht vorhersehbare Störungen beim Extrudieren erfaßt werden können und daß weiterhin sowohl positive als auch negative Änderungen des Schwell- und Ablängverhältnisses ohne weiteres ausgeglichen werden können.
Dieser Vorteil bleibt unabhängig davon bestehen, ob der Sollwert vr und/oder der Stellwert A zur Herstellung von Kunstsiffkörpern untcrrschiedlicher (Änderung zwischen zwei nacheinander hergestellten Körpern) oder ungleichmäßiger (Änderung im hergestellten Körper) Wandstärke seit- oder ffegabhängig geändert wird.
Diese Änderungen können mittels beliebiger, an sich bekannter Programnaeingaben erfolgen. Die Änderung des Sollwertes Vr besitzt dabei den Vorteil, auch Änderungen im Schwell- und Ablängverhältnis aufgrund der Änderungen des Austrittsquerschnitts A berücksichtigen zu können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum kontinuierlichen Extrudieren von schlauchförmigem Kunststoffhalbzeug aus einem Extrusionskopf mit veränderbarem Ringquerschnitt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Extrusionsgeschwindigkeit vr aus dem Extrusionsvolumen Q und der gewünschten Wanddicke des Schlauches berechnet uni die tatsächliche Geschwindigkeit vt zur Übereinsteimmung mit der berechneten Geschwindigkeit vr geregelt wir.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lxtrusionsvolumen Q konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Geschwindigkeitsmessung in Zeitabhängigkeit die Länge eines extrudierten Schlauchendes gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die gemessene Geschwindigkeit vt des Kunststoffschlauches mit der aus den quotienten aus extrudiortetn Volumen Q und Extrusionsquerschnitt berechneten Geschwindigkeit vr verglichen und bei zu hoher Geschwindigkeit vt der Querschnitt vergrößert und bei zu gerlager Gewchwindigkeit art der Querschnitt verkleinert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbzeugquerschnitt A als zeit- oder wegabhängige Größe mittels einer an sich bekannten Programmeingabe verändert wird.

Ö. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern iit unterschledlicher oder ungleichmäßiger Wandstärke die berechnete Geschwindigkeit vr als Sollwert zeit- oder wegabhängig verändert eingegeben wird.