CH650973A5

CH650973A5 - Verfahren zur regelung der foliendicke an einer blasfolien-extruderanlage.

Info

Publication number: CH650973A5
Application number: CH9208/80A
Authority: CH
Inventors: Hartmut Upmeier; Gerd Dr Klinge; Gerhard Winkler
Original assignee: Windmoeller & Hoelscher
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1985-08-30
Also published as: US4351785A; BR8007933A; FI74235B; FR2471269B2; DE2950003C2; GB2067312A; FR2471269A2; CA1153173A; JPS5693519A; SU1187707A3; FI803702L; JPH0551451B2; IT8025663A0; IT1134105B; GB2067312B; FI74235C; DE2950003A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolienextruderanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 2 140 194 ist eine Ringspaltdüse eines Extruders bekannt, die in getrennt regulierbare Temperiersektoren aufgeteilt ist, mit denen sich bei der Extrusion von Kunststoffen nach dem in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Verfahren die Dickentoleranzvertei-lung über den Umfang des Extrudats 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 Verdral-lung des Folienschlauches infolge eines eventuellen reversie-renden 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 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 11, 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 vorgenommen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blasfolienextruderanlage zu vereinfachen und dadurch zu verbessern, dass die Foliensektoren, über die die Dickentoleranzen gemessen worden 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 im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es werden nur Temperiersektoren über ihre zugehörigen Stellglieder beeinflusst, denen Foliensektoren mit Dünnoder Dickstellen zugeordnet sind, die einen bestimmten Schwellwert überschreiten. Temperiersektoren, die Foliensektoren mit unterhalb dieses Schwellwerts liegenden Dünnoder Dickstellen 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 -dickstel-len 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 Foliendick-stellen abgebaut und gegen Null gebracht.

Die Erfinder haben ermittelt, dass Sektoren der extrudierten Schlauchfolie mit Foliendünnstellen auf eine seitliche Verschiebung der anschliessenden Foliensektoren den gröss-ten 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. Denn sobald ein Dickenminimum oder -maximum auf den Wert der folgenden grössten Dünn- oder Dickstelle verringert worden ist, ist kein eindeutiges Dickenminimum oder -maximum mehr vorhanden, so dass zu beeinflussende Dünn- oder Dickstellen nur durch die Bestimmung des

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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 Dick-stellenschwellwerten liegenden Foliensektoren zugeordneten 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 schemati-scher Darstellung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verknüpfung zwischen der Dickenmessvorrichtung und den Stellgliedern der Kühlsektoren am Düsenring und

Fig. 3 eine quantitative Darstellung der Zuordnung der einzelnen Foliensektoren zu den Kühlsektoren am Düsenring.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellen 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 Kalibriervorrichtung 7 angeordnet, die den Durchmesser des Folienschlauches und damit die Breite der flachgelegten Folienbahn bestimmt. Mittels der Flachlegeplatten 8 wird der Folienschlauch flachgelegt, durch die Abzugswalzen 9 und die nachfolgenden rever-sierenden 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 rever-sierenden 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 Reversier-geschwindigkeit 13 des Messkopfes 14 und der Ringtraverse 15 um ein Vielfaches grösser ist als die Reversiergeschwin-digkeit 13 der reversierenden Flachlegeplatten 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 Flachlegeplatten 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.

650 973

Ein 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 Dickenprofilanzei-geschrank 18 geleitet und auf dem Dickentoleranzdiagramm 19 dargestellt.

Das Dickenmessignal kann als elektrischer Wert über die Anschlussleitung 20 einem Mikroprozessor 21 zugeführt werden, der die Messsignale entsprechend umformt und die Stellbefehle über die Anschlussleitungen 22', 22"... 22n den Stellgliedern 23'... 23n für die Kühlsektoren zuleitet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden nach einem Umlauf des Messkopfes 14 und der Ringtraverse 15 entsprechend der Anzahl der Temperiersektoren xK Foliensektoren xF abgeteilt und für jeden Foliensektor Teildickenmittelwerte s"x gebildet. Diese Teildickenmittelwerte s"x bilden die Grösse des Stellbefehls für die zugehörigen Temperiersektoren xK.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 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 Zahlen 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 Dickentoleranz ±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. Dünnstellen extrudiert worden, die auf achsparallelen Linien verlaufen.

Das gemessene Dickenprofil ist durch Linie des Dicken-toleranzdiagramms 19 angedeutet worden.

Das Dünnstellenminimum sx min wird mittig in einem Foliensektor verlegt und dem Temperiersektor 10 zugeordnet, auf den sich dieser projizieren lässt. Die folgenden um-fangsgleichen Foliensektoren werden an den Foliensektor mit der Foliendünnstelle 24 angeschlossen.

Über die einzelnen Foliensektoren werden die Teildik-kenmittelwerte s"x gebildet, die ein Mass für die Grösse des Stellbefehls bilden, wenn diese den Schnellwert sschw überschreiten, der einen prozentualen Bruchteil des jeweiligen Wertes des Foliensektors mit dem Dünnstellenminimum beträgt.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims

650 973 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Regelung der Foliendicke an einer Blas-folienextruderanlage mit einem in mit Stellgliedern versehenen Temperiersektoren aufgeteilten Düsenring, einer Folien-kalibriereinrichtung und einer Abzugs- und Aufwickelvorrichtung für die Folien, wobei der Mengendurchsatz durch die Temperatur des jeweiligen Temperiersektors geändert werden kann, und bei dem die Foliendicken über den Fo-lienumfang 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 (xK) am Düsenring als lagerichtig extrudiert angenommen wird, und die folgenden umfangslängengleichen Foliensektoren (xF) der Reihe nach den diesen folgenden Temperiersektoren (xk) zugeordnet werden, und dass die Temperiersektoren (xk), denen Foliensektoren (xF) mit Foliendünnstellen (24) oder Dickstellen zugeordnet worden sind, deren Werte einen Schwellwert (sS0hw) überschreiten, der einen Bruchteil des Wertes des Foliensektors (xF) mit dem absoluten Dickenminimum oder -maximum beträgt, so lange gekühlt oder erwärmt werden, bis die Foliendicken in dem zulässigen Toleranzbereich liegen.

2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass die den über den Schwellwerten (sschw) liegenden Foliensektoren (xF) zugeordneten Temperiersektoren (xK) gleichzeitig gekühlt bzw. erwärmt werden.