DE2950003C2 - Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolien-Extruderanlage - Google Patents

Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolien-Extruderanlage

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolienextruderanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-AS 21 40 194 ist eine Ringspaltdüse eines -to Extruders bekannt, die in getrennt regulierbare Temperiersektoren aufgeteilt ist, mit denen sich bei der Extrusion von Kunststoffen nach dem in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahren die Dickentoleranzverteilung über den Umfang des Extru- -»5 dats beeinflussen läßt. Ein besonderes Problem bei der Durchführung dieses Verfahrens zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolienextruderanlage ergibt sich aus der lagerichtigen Zuordnung der Foliensektoren zu den Temperiersektoren am Düsenring. Die Erfinder haben herausgefunden, daß die Foliensektoren nicht einfach unter Berücksichtigung einer eventuellen Verdrallung des Folienschlauches infolge eines eventuellen reversierenden Abzugs entsprechend ihrer Laufrichtung und Aufweitung lagerichtig den zugehörigen Korrektursektoren am Düsenring zugeordnet werden können, weil die einzelnen Sektoren des extrudierten und aufgeblasenen Folienschlauches dadurch relativ zu dem Düsenring eine Verdrehung erfahren, daß Dickstellen einen kleineren Sektor und Dünnstellen einen m> größeren Sektor einnehmen. Die Dick- und Dünnstellen beeinflussen einander, so daß allein die Berücksichtigung der durch einen eventuellen reversierenden Abzug verursachten Drehung der Folienblase eine lagerichtige Zuordnung der einzelnen Foliensektoren zu den &"> entsprechenden Sektoren des Düsenrings nicht gestattet.
Aus der Zeitschrift »Kunststoffe«, 1974, Heft 1 !,Seite 634, ist es bekannt, in einem Rohrextruder das Wanddickenprofil des extrudierten Rohres über die Beeinflussung der Massetemperatur des Düsenspalts in dem Düsenring zu korrigieren. Hierfür wird das Werkzeug mit mehreren jeweils auf eine Zone einwirkenden Heiz- bzw. Kühleinheiten versehen, die es gestatten, die Massetemperatur über den Rohrumfang nach einzelnen Zonen individuell zu beeinflussen. Dabei werden zur Wanddickenbeeinflussung die Temperaturen über getrennte Temperaturregler in den einzelnen Zonen auf konstanten Sollwert gebracht und über die je Zone gemessene mittlere Wanddicke bei Bedarf jeweils korrigiert Dieser Veröffentlichung läßt sich jedoch nicht entnehmen, wie in einer Blasfolienextruderanlage die einzelnen Foliensektoren lagerichtig den entsprechenden Temperiersektoren am Düsenring zugeordnet werden können und die Temperaturregelung zur Beeinflussung der Wanddicken in der günstigsten Weise vergenommen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfoüenextruderanlage zu vereinfachen und dadurch zu verbessern, daß die Foliensektoren, über die die Dickentoleranzen gemessen worder sind, auch unter Berücksichtigung der Verlagerung der Foliensektoren in Umfangsrichtung infolge von Dünn- und Dickstellen den mit Stellgliedern versehenen Temperiersektoren des Düsenrings, aus denen diese extrudiert worden sind, lagerichtig zugeordnet werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Nach dein erfindungsgemäßen Verfahren werden nur Temperiersektoren über ihre zugehörigen Stellglieder beeinflußt, denen Foliensektoren mit Dünn- oder Dickstellen zugeordnet sind, die einen bestimmten Schwellwert überschreiten. Temperiersektoren, die Foliensektoren mit unterhalb dieses Schwellwerts liegenden Dünn- oder Dickstc'fea zugeordnet sind, erhalten somit keine Steuerbefehle, so daß die noch nicht lagerichtigen Foliendünn oder Dickstellen mit nicht so großer Toleranzabweichung zunächst unmittelbar nicht beeinflußt werden. Mit fortschreitender Beseitigung der Foliendünn- oder Dickstellen ziehen sich die Foliensektoren zunehmend lagerichtig zu den zugehörigen Temperiersektoren hin. Da der Schwellwert jeweils nur einen bestimmten Prozentsatz des Wertes des Dickenminimums oder -maximums beträgt, also sich proportional zu diesem Dickenminimum oder -maximum verringert und gegen Null geht, werden nach und nach auch die Foliensektoren mit den geringeren Dünn- oder Dickstellen erfaßt, so daß die zugehörigen Temperiersektoren entsprechende Korrekturbefehle erhalten.
Da durch automatische Erhöhung oder Erniedrigung der Abzugsgeschwindigkeit die mittlere Foliendicke konstant gehalten wird, werden somit schrittweise auch die Foliendickstellen abgebaut und gegen Null gebracht.
Die Erfinder haben ermittelt, daß Sektoren der extrudierten Schlauchfolie mit Foliendünnstellen auf eine seitliche Verschiebung der anschließenden Foliensektoren den größten Einfluß haben. Eine besonders schnelle Ausregelung von Dickentoleranzabweichungen der Folie läßt sich daher dadurch erreichen, daß die Foliendünnstellen erfaßt und beseitigt werden. Denn die Beseitigung aller Dünnstellen hat zwangsläufig eine Schlauchfolie zur Folge, die über ihren Umfang die gleiche mittlere Dicke aufweist. Zur Beseitigung der
Dünnstellen wird die Sektorenkühlung verwendet, über die sich einfach und schnell die Viskosität der extrudierten Massen erhöhen läßt, die zu einer größeren Foliendicke und damit zu einer Beseitigung der vorausgelaufenen Dünnstellen führt.
Die Definition eines Dünn- oder Dickstellenschwellwerts ist erforderlich, weil nur der Abbau des jeweiligen Dickenminimums oder -maximums zu keinem Ergebnis führen würde. De;in sobald ein Dickenminimum oder -maximum auf den Wert der folgenden größten Dünnoder Dickstelle verringert worden ist, ist kein eindeutiges Dickenminimum oder -maximum mehr vorhanden, so daß zu beeinflussende Dünn- oder Dickstellen nur durch die Bestimmung des Dünn- bzw. Dickstellenschwellwerts erfaßbar sind. Da dieser Schwellwert variabel ist, wird die Regelung zunehmend feiner.
Es ist auch möglich, die den über den Dünn- und Dickstellenschwellwerten liegenden Foliensektoren zugeordnete Temperiersektoren gleichzeitig zu kühlen bzw. zu erwärmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Blasfolienanlage mit Einrichtungen zum Erfassen der Dickentoleranzen in schematischer Darstellung,
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Verknüpfung zwischen der Dickenmeßvorrichtung und den Stellgliedern der Kühlsektoren am Düsenring und
F i g. 3 eine quantitative Darstellung der Zuordnung der einzelnen Foliensektoren zu den Kühlsektoren am Düsenring.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage fördert die Strangpresse 1 die zu verarbeitende thermoplastische Schmelze über den Anschluß 2 in den Folienblaskopf 3 mit dem Kühlring 4, wo die Schmelze zu dem Folienschlauch 5 ausgeformt wird. In Höhe der Folienerstarrungslinie 6 ist eine schematisch angedeutete Kalibriervonichtung 7 angeordnet, die den Durchmesser des Folienschlauches und damit die Breite der flachgelegten Folienbahn bestimmt. Mittels der Flachlageplatten 8 wird der Folienschlauch flachgelegt, durch die Abzugswalzen 9 und die nachfolgenden reversierenden Walzen abgezogen und als flachgelegte Folienbahn 10 über die Leitwalzen 11 dem stationären Wickler 12 zugeführt und aufgewickelt.
Vorzugsweise oberhalb der Kalibriervorrichtung 7 ist der Meßkopf 14 an einer Ringtraverse 15 angeordnet, wobei der Bewegungspfeil 16 die Meßbewegung um ±360° darstellt. Um Rückwirkungen der Folienverdrallung infolge des reversierenden Abzugs auf das Meßergebnis zu vermeiden, wird die reversierende Bewegung kurz vor und während der Messung angehalten. Diese Unterbrechung der reversierenden Drehung kann in Kauf genommen werden, da die Reversiergeschwindigkeit 13 des Meßkopfes 14 und der Ringtraverse 15 um ein Vielfaches größer ist als die Reversiergeschwindigkeit 13 der reversierenden Flach-Iegeplatten 8 und der Abzugswalzen 9, Zur Messung eines Dickentoleranzprofils wird die Reversierbewegung der Flachlegeplatten 8 und der Abzugswalzen 9 angehalten und nach einer kurzen Wartezeit, die je nach Abzugsgeschwindigkeit des Folienschlauches 5 größer oder kleiner sein kann und die zum Abbau des Drallwinkels der Folienblase dient, werden der Meßkopf 14 und die Ringtraverse 15 in Umlauf versetzt. Anschließend werden die reversierenden Flachlegeplat-
ten 8 und die Abzugswalzen 9 wieder in Betrieb genommen. Durch diese Unterbrechung des reversierenden Abzugs wird die Wickelqualität nennenswert nicht verschlechtert, zumal bei Annäherung der Foliendickentoleranzen gegen Null auf jeglichen reversierenden Abzug zur Verteilung von Foliendick- und -dünnstellen 24 verzichtet werden könnte.
Eine die einfache Foliendicke ermittelnder Meßkopf 14 kann beispielsweise auch in einer der Flachlegeplatten 8 angeordneten Position 14' oder hinter der reversierenden Abzugswalze 9 an einem Randbereich der flachgelegten Folienbahn 10 als Meßsystem 14" angeordnet werden, wobei im letzten Fall die doppelte Foliendicke gemessen wird, die mit hinreichender Genauigkeit als Dickenmeßwert für den einfach liegenden Folienschlauch genutzt werden kann. Das Meßsignal des drehend angeordneten Meßkopfes 14 wird über die Meßleitung 17 mit der die Reversierbewegung ermöglichenden Kabelschleife 17' zu dem Dickenprofilanzeigeschrank 18 geleif; und auf dem Dickenioieranzdiagramm 19 dargestellt.
Das Dickenmeßsignal kann als elektrischer Wert über die Anschlußleitung 20 einem Mikroprozessor 21 zugeführt werden, der die Meßsignale entsprechend umformt wid die Stellbefehle über die Anschlußleitungen 22', 22" ... 22" den Stellgliedern 23'... 23" für die Kühlsektoren zuleitet
Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, werden nach einem Umlauf des Meßkopfes 14 und der Riwgtraverse 15 entsprechend der Anzahl der Temperiersektoren xy. Foliensektoren Xf abgeteilt und für jeden Foliensektor Teilmitteldickenwerte s", gebildet. Diese Teildickenmittelwerte s"x bilden die Größe des Stellbefehls für die zugehörigen Temperiersektoren λ*.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 wird davon ausgegangen, daß der Düsenring in 12 Temperiersektoren 1 bis 12 unterteilt ist. Ausgehend von den jeweiligen Mitten der Temperiersektoren, die durch die ZahL-n 1 bis 12 gekennzeichnet sind, sind gestrichelte Linien eingezeichnet, die den Linien entsprechen, auf denen einzelne extrudierte Massepunkte verlaufen. Bei Foliendickstellen ergeben sich konvergierende Linien 27 und bei Foliendünnstellen divergierende Linien 28. In der Darstellung nach Fig.3 sind die Linien auch in dem Aufweitungsbereich der Folienblase auf einen Einheitsfoliendurchmesser reduziert, so daß Massepunkte in Folienbereichen mit der Dickertoleranz ±0% als zueinander parallele Linien 29 verlaufen, die jedoch wegen der benachbarten Dick- und Dünnstellen seitlich geneigt sind.
Aus den Temperiersektoren 5 und 10 sind nach dem angenommenen Ausführungsbeispiel Dick- bzw. Dünnsteilen eM/udiert worden, die auf achsparallelen Linien verlaufen.
Das gemessene Dickenprofil ist durch Lhiie des Dickentoleranzdiagramms 19 angedeutet worden.
Das Dünnstellenminimum s, min wird mittig in einen Foliensektor verlegt und dem Temperiersektor 10 zugeordnet, auf den sich dieser projizieren läßt. Die folgenden umfangsgleichen Foliensektoren werden an den Foliensektor mit der Foliendünnstelle 2·* angeschlossen.
Über die einzelnen Foliensektoren werden die Teilmitteldickenwerte s"x gebildet, die ein Maß für die Größe des Stellbefehls bilden, wenn diese den Schwellwert sSChw überschreiten, der einen prozentualen Bruchteil des jeweiligen Wertes des Foliensektors mit dem Diinnstellenminimum betragt.
Hierzu 2 Bhill Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolienextruderanlage mit einem in mit Stellgliedern versehenen Temperiersektoren aufgeteilten Düsenring, wobei der Mengendurchsatz durch die Temperatur des jeweiligen Temperiersektors geändert werden kann und bei dem die Foliendicken über den Folienumfang gemessen und entsprechend der Anzahl der Temperiersektoren diesen Foliensektoren zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß Foliensektoren (xF) mit gleicher Umfangslänge gebildet werden, daß der Foliensektor (xf) mit Dickenmaximum oder Dickenminimum zur Bestimmung des diesem zugeordneten Temperiersektors (χκ) am Düsenring als lagerichtig extrudiert angenommen wird und die folgenden umfangslängengleichen Foliensektoren (xF) der Reihe nach den diesen folgenden Ten-.periersektores (χκ) zugeordnet werden und daß die •Tgjnpgrigr-sgUtQT-eri /wi denen Foliensektoren (xF) mit Foliendünnstellen (24) oder Dickstellen zugeordnet worden sind, deren Werte einen Schwellwert (sschw) überschreiten, der einen Bruchteil des Wertes des Foliensektors (xF) mit dem absoluten Dickenminimum oder -maximum beträgt, so lange gekühlt oder erwärmt wird, bis die Foliendicken in dem zulässigen Toleranzbereich liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den über den Schwellwerten (sXhw) liegenden Fcliensektoren (xf) zugeordneten Temperiersektoren (χκ) gleichzeitig gekühlt bzw. erwärmt werden.
DE2950003A 1979-12-12 1979-12-12 Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolien-Extruderanlage Expired DE2950003C2 (de)

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