Üblicherweise
wird bei der Folienherstellung Kunststoffschmelze von einem Extruder
durch eine Düse
ausgegeben und die erzeugte Folie nach Durchlaufen einer Fertigungsbahn
auf einer Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.
Hierbei
sind Folien-Fertigungsvorrichtungen bekannt, die ein so genanntes
Speicherelement bzw. einen Speicher, mit einem höhenverstellbaren Rollenregister
aufweisen, mittels welchem die von der Folie beim Herstellungsprozess
zu absolvierende Strecke vom Extruder bis hin zur Aufwickelvorrichtung
zeitweilig verlängert
werden kann, so daß ein Operator
für einen
kurzen Zeitraum die Möglichkeit hat,
eine auf einem Wickelkern fertig aufgewickelte Folienrolle gegen
einen neuen Wickelkern für
eine neu aufzuwickelnde Folienrolle auszutauschen.
Während dieses
Zeitpunkts wird der Speicher mit der kontinuierlich erzeugten Folienbahn
gefüllt,
so daß der
Operator die fertig aufgewickelte Rolle austauschen kann. Wenn der
Operator den Austausch vollzogen hat, wird der Speicher durch Aufrollen
der Folienbahn wieder geleert und die Folienbahn wird anschließend auf
herkömmliche
Weise aufgewickelt.
Hierbei
wird der Abstand zwischen den einzelnen Elementen des Speicherelements üblicherweise
mittels eines Druckluftsystems verändert, wobei in einer ersten
Position, bei welcher die Rollenelemente in einer abgesenkten Grundstellung
sind, die Folienbahn in den Speicher eingebracht wird, und in einer
zweiten Position, der Abstand zwischen den Rollenelementen vergrößert wird,
um die zur Verfügung
stehende Strecke bis zur Aufwickelvorrichtung zu verlängern, damit
der Operator ausreichend Zeit zum Rollenwechsel hat.
Üblicherweise
kühlt die
aus dem Extruder kommende Folienbahn dabei aufgrund des Temperaturunterschieds
der einzelnen Elemente der Folien-Fertigungsanlage, wie beispielsweise
dem Glättwerk,
und durch einen Wärmeaustausch
mit der Umgebung auf dem Weg vom Extruder bis zur Aufwickelvorrichtung
ab, wobei die Temperaturentwicklung der Folienbahn hierbei auf unterschiedliche
Weise beeinflußt
werden kann.
So
sieht eine erste Möglichkeit
eine entsprechend lange, nicht veränderbare Abkühlstrecke
vor, bei welcher die Folie über
eine Rollenführung schließlich zur
Wickelstation gebracht wird, und während des Durchlaufens der
Kühlstrecke
einen Wärmeaustausch
mit der Umgebung ausführt,
und so auf einen entsprechenden Temperaturbereich abgekühlt wird.
Mit
einer derartigen Kühlstrecke
ist die letztlich erreichbare Temperatur der Folienbahn auf der Wickelvorrichtung
jedoch von der Umgebungstemperatur in der Fertigungshalle, sowie
von der zur Verfügung
stehenden ausreichend langen Kühlstrecke
abhängig.
Darüber
hinaus ist es im Hinblick auf in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden
Witterungsbedingungen vereinzelt zu niedrigen Umgebungsbedingungen
bei der Folienherstellung problematisch, daß die Folienbahn zu schnell
oder zu stark abkühlt und
dadurch die benötigten
Folieneigenschaften nicht erzielt werden können.
Zudem
ist es mit derartigen Anlagen nicht möglich, die Folientemperatur
auf einen Temperaturwert unterhalb der in der Fertigungshalle herrschenden
Temperatur abzukühlen,
ohne hierfür
zusätzliche aktive
Kühlelemente
zu verwenden.
Eine
zweite Möglichkeit
sieht daher vor, falls nicht genug Raum für eine passive Kühlstrecke
zur Verfügung
steht, mittels Umlenkrollen, welche Kühlelemente aufweisen, eine
aktive Kühlung
herbeizuführen.
Problematisch
bei den vorgenannten herkömmlichen
Herstellungsverfahren von Folienbahnen ist zudem, daß aufgrund
konstanter Extruderleistung und dem Abkühlvorgang in der Anlage, beispielsweise
auf dem Glättwerk,
unterschiedliche Energiepotenziale in der Folie entstehen.
Da
die Luftkühlstrecke
nicht veränderlich
ist, wird die Folie mit den unterschiedlichen Energiepotenzialen
aufgewickelt, wodurch im gesamten Wickelballen ein uneinheitliches,
teilweise deutlich überhöhtes Energiepotenzail
bzw. Temperaturprofil entsteht.
Da
Kunststoff jedoch ein schlechter Wärmeleiter ist, kann es Stunden
oder sogar Tage dauern, bis im Wickelballen ein einheitliches Temperaturniveau
eingestellt ist. Da die auf der Aufwickelvorrichtung aufgewickelte
Folie kein einheitliches Temperaturprofil aufweist, kann es zu Veränderungen
der Eigenschaften der Folie kommen, wie beispielsweise unkontrollierten
Spannungen, Schrumpfen und Gefügeveränderungen,
wodurch die Schrumpfspannung und dergleichen Eigenschaften über den
gesamten Wickeldurchmesser der aufgewickelten Folienbahn unterschiedlich
ausfallen können.
Auch
mittels der zusätzlich
zur Anwendung kommenden Kühl-
bzw. Heizvorrichtungen ist eine Beeinflussung der Eigenschaften
der Folienbahn dahingehend, daß diese
ein einheitliches Profil, beispielsweise Energie- bzw. Temperaturprofil,
aufweist, nicht zufriedenstellend möglich, so daß sich die Eigenschaften
der Folie beim Abkühlvorgang
noch verändern
können,
wie vorstehend geschildert, wobei die Auswirkungen einer derartigen
Veränderung meist
erst bei der Weiterverarbeitung der Folienbahn sichtbar bzw. festgestellt
werden.
Da
jedoch die Weiterverarbeitung der so hergestellten Folienbahn üblicherweise
nicht in einem integrierten Prozeß abläuft, sondern an jeweils getrennten
Stationen, die üblicherweise über verschiedene
Fertigungsbetriebe verteilt sind, wird der jeweilige Verarbeiter
mit Problemen konfrontiert, die sich aus dem jeweils aus der Station
vor ihm stammenden Halbzeug ergeben.
So
kann beispielsweise eine mit dem Bedrucken der Folienbahnen beauftragte
Station das Problem haben, daß die
Folienbahn unterschiedliche Temperatur- und Energiepotentiale aufweist,
wodurch ein gleichmäßiger Druckauftrag
nicht möglich ist.
Um
dennoch ein sauberes Druckbild zu erzeugen ist es daher notwendig,
Folienbahnen vor dem Drucken zu homogenisieren, das bedeutet, die Folienbahn
vor dem Drucken ohne aktiven Druckprozess durch die Druckanlage
zu führen,
um dadurch ein einheitliches Temperatur und Energiebild für die Folienbahn
zu erreichen, wodurch jedoch ein erhöhter Kostenaufwand verursacht
wird.
In
einem weiteren Prozeßschritt
kann wiederum eine Thermoformanlage oder eine Stanzstation das Problem
haben, daß die
von der Druckstation bedruckten Folienabschnitte kein einheitliches
oder sauberes Druckbild aufweisen, da dieses sich entweder aufgrund
der Energiepotentiale in der Folie nochmals verändert hat, bzw. aufgrund der
unterschiedlichen Energie oder Spannungsverhältnisse in der Folie während des
Druckvorgangs nicht entsprechend aufgebracht werden konnte.
Es
kann auch vorkommen, daß die
Folienbahn als solche nicht vollständig oder im schlimmsten Fall
gar nicht verwendet werden kann, da diese beispielsweise während des
Abkühlvorgangs
zu stark nachgeschrumpft ist und nicht mehr abgerollt werden kann
oder aber die vorliegenden Folieneigenschaften nicht mehr den geforderten
Eigen schaften entsprechen. In einem solchen Fall muß die Folienbahn
dann entsorgt und durch eine neue Bahn ersetzt werden, wodurch wiederum
zusätzliche
Kosten entstehen.
Somit
besteht in der Praxis das Bedürfnis, eine
Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher die Eigenschaften, insbesondere
die Temperatur, einer Folienbahn bei der Herstellung derart beeinflußt werden können, daß die resultierende
Folienbahn, insbesondere nach dem Aufwickelvorgang, im Wesentlichen einheitliche
Eigenschaften aufweist.
Ferner
besteht ein Bedarf, bereits vorhandene Folien-Fertigungsanlagen
mittels einer Vorrichtung nachzurüsten, mit der die Eigenschaften
der herzustellenden Folienbahn exakt definiert werden können.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der vorstehend
diskutierten Nachteile, eine Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur
einer Folienbahn, eine Folien-Fertigungsanlage mit einer derartigen
Vorrichtung, ein Herstellungsverfahren hierfür, oder die Verwendung einer derartigen
Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen es erstmals möglich ist,
die Eigenschaften, insbesondere das Temperatur- und Energieprofil
einer Folienbahn gezielt vor dem Aufwickelvorgang zu beeinflussen.
Diese
Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Absatz 1, der Folien-Fertigungsanlage
gemäß Anspruch
10, dem Verfahren gemäß Anspruch
13 sowie mit Anspruch 22 gelöst.
Hierzu
wird erstmals eine Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur einer
Folienbahn in einer Folien-Fertigungsanlage vorgeschlagen, mit:
einer Speichereinrichtung mit wenigstens zwei Umlenkrollenelementen,
deren Abstand relativ zueinander veränderbar ist; einer Erfassungseinrichtung
zum Erfassen der Temperatur der Folienbahn; und einer Steuereinrichtung,
welche die Speichereinrichtung in Reaktion auf ein Signal der Erfassungseinrichtung derart
ansteuert, daß diese
einen Abstand zwi schen den Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung auf
ein vorbestimmtes Maß einstellt.
Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
es dabei erstmals möglich,
durch die Veränderung des
Abstandes zwischen den Umlenkrollenelementen auf ein beliebiges
gewünschtes
Maß die
für einen Wärmeaustausch
der Folienbahn mit der die Folienbahn umgebenden Luft zur Verfügung stehende
Strecke zu verändern
und dadurch die Temperatur der Folienbahn auf ein gewünschtes,
einheitliches Niveau zu regulieren.
Durch
Versehen einer allgemein bekannten Speichereinrichtung mit dieser
zusätzlichen
Funktion kann dabei auf überraschend
einfache Weise erstmalig eine Folienbahn mit im Wesentlichen einheitlichen
Eigenschaften realisiert werden, da die Speichereinrichtung nunmehr
nicht mehr nur dazu dient, einem Operator ausreichend Zeit für einen
Rollenwechsel zu geben, sondern mittels der neuen Funktion die zur
Verfügung
stehende Kühlstrecke
bzw. Temperierstrecke der Vorrichtung variieren kann, um dadurch
ein einheitliches Eigenschaftsprofil der Folienbahn zu erreichen,
welches die Folie insbesondere auch während des Abkühlvorgangs
auf dem Wickelballen im Wesentlichen beibehält.
Mittels
dieser Vorrichtung kann hierbei auf vorteilhafte Weise erreicht
werden, daß die
Eigenschaften der Folienbahn, wie beispielsweise das Schrumpfverhalten
und die Gefügespannung über die
gesamte aufgewickelte Folienrolle im Wesentlichen einheitlich sind.
Somit
weist die Folienbahn beispielsweise auch nach der endgültigen Auskühlung der
Folie im aufgewickelten Zustand, oder nach deren Lagerung, noch
einheitliche Eigenschaften auf.
Zudem
kann hierbei in vorteilhafter Weise vermieden werden, daß eine Folienrolle
als Ausschußware
entsorgt werden muß,
da diese beispielsweise durch Nachschrumpfen nicht mehr abgerollt, und
somit nicht mehr weiterverwendet werden kann.
Darüber hinaus
kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf vorteilhafte Weise eine bereits bestehende Folien-Fertigungsanlage
platzsparend nachgerüstet
werden, um somit eine ausreichende Kühlstrecke zur Verfügung zu
stellen.
Ferner
kann in einer bevorzugten Ausführungsform
die Erfassungseinrichtung wenigstens zwei Temperaturmeßstellen
aufweisen, an welchen die Temperatur der Folienbahn erfassbar ist.
Durch
Erfassen der Temperatur der Folienbahn an wenigstens zwei unterschiedlichen
Temperaturmeßstellen
ist es dabei vorteilhaft möglich,
die Temperaturentwicklung der Folienbahn zu überwachen, um dadurch Veränderungen
im Temperaturprofil der Folie aufgrund von Veränderungen in der Umgebung,
beispielsweise aufgrund einer Änderung
der Temperatur in der Fertigungshalle, zu erfassen.
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
weist die Erfassungseinrichtung an wenigstens einer Temperaturmeßstelle
mehrere Temperaturmeßvorrichtungen
auf, welche quer zur Förderrichtung,
vorzugsweise an den jeweiligen Rand- und Mittelbereichen der Folienbahn,
angeordnet sind.
Durch
Ausbildung mehrerer Meßvorrichtungen,
beispielsweise an den jeweiligen Rand- und Mittelbereichen der Folienbahn,
kann hierbei auf vorteilhafte Weise sichergestellt werden, daß der Temperaturverlauf
der Folienbahn, die auf Extrusionsanlagen meist in unterschiedlicher
Breite und Dicke erzeugt wird, exakt über die gesamte Folienbreite
erfaßt
wird.
Alternativ
ist es auch denkbar, nur eine Meßvorrichtung, beispielsweise
im Mittelbereich der Folienbahn anzuordnen, oder die Temperatur
nur in der Mitte und an einem Randbereich der Folienbahn zu erfassen
und den Temperaturverlauf über
die gesamte Folienbahn basierend auf diesen Meßwerten zu bestimmen.
Durch
Erfassen der Temperaturwerte über die
gesamte Folienbreite kann ferner sichergestellt werden, daß mögliche Temperaturschwankungen, die
beispielsweise zwischen den Randbereichen und der Mitte der Folienbahn
vorhanden sein können,
erfaßt
und berücksichtigt
werden können.
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist eine der wenigstens zwei Temperaturmeßstellen in Förderrichtung
der Folienbahn vor der Speichereinrichtung, vorzugsweise im Anschluß an eine Austrittsstelle
der Folienbahn aus einer Extrudiervorrichtung oder an einer Eintrittsstelle
in die Speichereinrichtung, und eine weitere Temperaturmeßstelle
in Förderrichtung
anschließend
an die Speichereinrichtung, vorzugsweise an einer Austrittsstelle
der Speichereinrichtung oder vor einer Aufwickelvorrichtung, angeordnet.
Durch
die Erfassung der Temperatur an der Austrittsstelle der Folienbahn
am Extruder bzw. kurz vor der Eintrittsstelle der Folie in die Speichereinrichtung,
sowie direkt an der Austrittstelle der Folie aus der Speichereinrichtung
bzw. kurz vor der Aufwickelvorrichtung ist es hierbei in vorteilhafter
Weise möglich,
den Temperaturverlauf der Folienbahn über die gesamte Strecke zu überwachen,
um gegebenenfalls die verfügbare
Strecke zu verändern,
wenn die Temperatur beispielsweise zu schnell sinkt bzw. zu niedrig
oder zu hoch ist.
Ferner
kann durch Erfassen des Temperaturwerts vor der Speichereinrichtung
die Steuereinheit auf vorab in einem Kennfeld gespeicherte Daten
zugreifen, wobei das Kennfeld spezifische Daten, wie beispielsweise
die Wärmemenge
des Extruders, die Solltemperatur der Kunststoffschmelze an der
Extruderaustrittsdüse,
den Massedurchsatz des Extruders, die Fördergeschwindigkeit, die Zusammensetzung
der Kunststoffschmelze, den Wärmeleitkoeffizienten
der Folie und dergleichen aufweisen kann, und auf einem Speicherelement
der Steuervorrichtung gespeichert ist. In Abhängigkeit von dem erfaßten Temperaturwert
und den Daten aus dem Kennfeld kann dann der Abstand der Umlenkrollenelemente der
Speichereinrichtung eingestellt werden.
Hierbei
ist es alternativ auch denkbar, daß in der Steuereinrichtung
zusätzlich
zu dem Kennfeld weitere, folienbahnspezifische Datensätze gespeichert
sind, welche für
die jeweils zu fertigende Folienbahn optimierte Einstellungen, wie
beispielsweise die Extrudiergeschwindigkeit, die Schmelztemperatur, etc.,
aufweisen.
Hierbei
ist es vorteilhaft möglich,
daß optimierte
Fahrdaten der Anlage in der Steuereinrichtung unter einem sogenannten
Rezept gespeichert sind, wobei mit den optimierten Fahrdaten die
Kennfelder mit Daten gefüllt
werden können,
so daß bei
der Wiederholung des Rezeptes, das letztlich ein Synonym für das herzustellende
Produkt bzw. die dabei verwendete Kunststoffgranulatmischung bzw.
-rezeptur darstellt, die gespeicherten Werte schnell angefahren und
dann nur noch optimiert werden müssen.
Hierbei
ist es ferner möglich,
vorab einen entsprechenden Datensatz für die zu fertigende Folienbahn
auszuwählen.
Dadurch kann die Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur einer
Folienbahn bereits vorab entsprechend eingestellt werden. Damit kann
die Temperatur der Folienbahn auf das gewünschte, einheitliche Niveau
reguliert werden. Zudem ist es hierbei möglich, die Temperaturwerte
der Folienbahn bei wiederholter Herstellung der Folienbahn weiter
zu optimieren.
Es
ist jedoch auch möglich,
weder ein Kennfeld noch entsprechende folienspezifische Datensätze zu verwenden.
In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Vorrichtung zudem eine weitere Meßeinrichtung, vorzugsweise
an einer Aufwickelvorrichtung, aufweisen, wobei die Ansteuerung
der Speichereinrichtung durch die Steuereinrichtung unter Berücksichtigung eines
Signals dieser Meßeinrichtung
erfolgt.
Hierdurch
ist es vorteilhaft möglich,
die Speichereinrichtung unter Berücksichtigung eines sich ändernden
Temperaturabgabeverhaltens der Folienbahn, beispielsweise während der
Aufwicklung der Folienbahn, entsprechend anzusteuern, um dadurch den
Abstand zwischen den Umlenkrollenelementen zu verändern, um
die gewünschten
Eigenschaften der Folie beizubehalten.
Insbesondere
kann hierbei die Temperatur der Folienbahn erstmalig auch derart
reguliert werden, daß die
Temperatur der Folienbahn zu Beginn der Aufwicklung eine andere
ist, als zum Ende der Aufwicklung.
Hierbei
ist es beispielsweise denkbar, daß die Temperatur der Folienbahn
zu Beginn des Wickelvorgangs niedriger ist als gegen Ende, da die weiter
außen
liegenden Folienschichten die vorhandene Restwärme wesentlich schneller bzw.
einfacher an die Umgebung abgeben können, als die wicklungsinneren
Schichten der aufgewickelten Folienbahn.
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
kann die Speichereinrichtung wenigstens ein Temperierelement aufweisen,
wobei das wenigstens eine Temperierelement in wenigstens einem der
Umlenkrollenelemente der Speichereinrichtung ausgebildet ist.
Durch
die Verwendung eines solchen Temperierelements, das beispielsweise
in zumindest einem oder allen der zumindest zwei Rollenelemente ausgebildet
sein kann, kann das Temperaturprofil der Folienbahn in vorteilhafter
Weise direkt beeinflußt werden,
wodurch es möglich
ist, ein einheitliches Temperaturprofil bei stark variierenden Umgebungsbedingungen
zu erreichen, oder die Folientemperatur auf einen Temperaturwert
zu bringen, der über
oder unter der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur liegt.
Beispielsweise
ist es möglich,
das Temperaturprofil der Folienbahn bei der Herstellung so zu beeinflussen,
daß die
Temperatur der Folienbahn bei der Aufwicklung unter der Raumtemperatur
bzw. Umgebungstemperatur in der Werkshalle liegen kann.
Ferner
kann durch gezieltes Aufheizen einzelner oder aller Temperierelemente
in den Rollen die Temperatur der Folienbahn so beeinflußt werden, daß beispielsweise
in kalten Umgebungen ein gewünschtes
Temperaturprofil eingestellt werden kann, welches über dem
ohne zusätzliche
Heizvorrichtung erreichbaren Temperaturprofil liegt, um dadurch
den Herstellungsprozess zu optimieren und die Herstellung von Ausschußware zu
reduzieren, sowie die resultierenden Kosten zu senken.
Insbesondere
ist es dabei möglich,
durch Zugabe kleiner Wärme-
bzw. Kältemengen,
d.h. einem ΔT
von wenigen Graden, mittels der Temperierelemente in den Umlenkrollen
eine Feineinstellung der Gefügeeigenschaften
der Folienbahn zu erreichen.
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
kann die Speichereinrichtung von einem Gehäuse umgeben sein, wobei das
Gehäuse
ein Gebläse
und/oder eine Kühlvorrichtung
und/oder eine Heizeinrichtung aufweist.
Durch
das Gehäuse
ist es vorteilhaft möglich,
das Verletzungsrisiko durch die Vorrichtung zu reduzieren, da es
nicht mehr möglich
ist, versehentlich in den Arbeitsbereich der Speichereinrichtung
zu gelangen.
Zudem
ist es mittels des Gebläses,
der Kühlvorrichtung
und/oder der Heizeinrichtung möglich, die
Temperatur der Folienbahn gezielt zu beeinflussen, um das gewünschte Temperaturprofil
zu erreichen.
Hierbei
ist beispielsweise denkbar, die Folienbahn bei extrem kalter Umgebungstemperatur,
bei welcher die Folienbahn zu schnell abkühlt, durch die Heizeinrichtung
gezielt auf den gewünschten
Temperaturbereich aufzuheizen, um somit die gewünschten Eigenschaften der Folienbahn
einzustellen.
Durch
die mögliche
Zugabe großer
Wärme- bzw.
Kältemengen,
d.h. einem ΔT
von vielen Graden, mittels der Kühlvorrichtung
und/oder der Heizeinrichtung können
dabei die von der Folientemperatur abhängigen Eigenschaften der Folienbahn
grob eingestellt werden.
Im
Zusammenspiel mit den vorgenannten Temperierelementen ist es dabei
vorteilhaft möglich, die
Eigenschaften der Folienbahn unabhängig von den herrschenden Umgebungsbedingungen
einzustellen, da diese Eigenschaften der Folienbahn zunächst grob
durch das Gebläse,
die Heizeinrichtung und/oder die Kühleinrichtung im Gehäuse eingestellt und
dann mittels der Temperierelemente in den Umlenkrollen exakt auf
den gewünschten
Temperaturwert eingestellt werden.
Alternativ
ist es auch denkbar, die Temperatur der Folienbahn nur mit dem im
Gehäuse
untergebrachten Gebläse,
der Heizeinrichtung und/oder der Kühleinrichtung, oder nur mit
den Temperierelementen zu beeinflussen.
Mittels
einer derartigen Vorrichtung ist es somit möglich, eine Folienbahn, die
aufgrund der Umgebungstemperatur zu stark oder zu schnell abgekühlt wird
bzw. aufgrund zu hoher Umgebungstemperaturen nicht ausreichend abkühlen kann,
mittels alternativer Kühl-
bzw. Heizelemente, wie den Temperierelementen in den Umlenkrollen
bzw. der Kühl- und
Heizvorrichtung im Gehäuse,
auf ein entsprechendes Temperaturniveau zu bringen.
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
kann wenigstens ein Umlenkrollenelement der Speichereinrichtung
mit einem ersten Antrieb ausgestattet sein.
Dadurch
ist es möglich,
die Umlenkrollenelemente der Speichereinrichtung mit einer Geschwindigkeit
anzutreiben, die der Aufwickelgeschwindigkeit bzw. der Fördergeschwindigkeit
der Folienbahn entspricht, wodurch auf vorteilhafte Weise erreicht werden
kann, daß die
Folienbahn gleichmäßig transportiert
wird und nicht durch ein zu starkes Ziehen, beispielsweise aufgrund
einer hohen Aufwickelgeschwindigkeit, „Schlieren" oder „Kratzer" in der Folienoberfläche entstehen.
Darüber hinaus
kann bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform die Speichereinrichtung
einen zweiten Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor, einen Hydraulikantrieb,
einen pneumatischen Antrieb, einen Elektromotor oder dergleichen,
aufweisen, wobei der Abstand zwischen den wenigstens zwei Umlenkrollenelementen
der Speichereinrichtung mittels des zweiten Antriebs relativ zueinander veränderbar
ist.
Hiermit
ist es erstmalig möglich,
die Speichereinrichtung nicht nur in eine beispielsweise abgesenkte
Grundstellung, bei welcher die Folienbahn in die Förderstrecke
eingebracht wird, und in eine „Arbeitsstellung", bei welcher ein
Operator für
einen kurzen Zeitraum die Möglichkeit
hat, eine fertig aufgewickelte Folienrolle gegen eine neu aufzuwickelnde
Folienrolle auszutauschen, zu bringen, sondern jede beliebige Stellung
der jeweiligen Umlenkrollenelemente relativ zueinander zu erreichen,
um somit die zur Verfügung
stehende Temperierstrecke variabel in Reaktion auf die Anforderungen
an die Folienbahn, beispielsweise die Temperatur, das Spannungsverhalten,
etc. zu verändern.
Durch
die Verwendung eines Schrittmotors zur Einstellung des Abstandes
zwischen den Umlenkrollenelementen ist es dabei ferner möglich, den
Abstand der Umlenkrollenelemente permanent zu überwachen und in Reaktion auf
eine Veränderung
der herrschenden Bedingungen, beispielsweise sich ändernder
Umgebungstemperatur, eine schnelle Regelung, d.h. eine schnelle
Neueinstellung des Abstandes der Umlenkrollenelemente, zu gewährleisten.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Folien-Fertigungsanlage vorgeschlagen,
welche wenigstens eine Extrudiervorrichtung, eine Vorrichtung zur
Regulierung der Temperatur einer Folienbahn mit den vorgenannten Möglichkeiten,
sowie eine Aufwickelvorrichtung aufweist.
Mit
der Folien-Fertigungsanlage gemäß dieses
Aspekts der Erfindung lassen sich die in Zusammenhang mit der Vorrichtung
zur Regulierung der Temperatur einer Folienbahn erzielbaren Vorteile
in analoger Weise erzielen, so daß an dieser Stelle auf eine
erneute Aufzählung
dieser Vorteile verzichtet werden kann.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Folien-Fertigungsanlage kann die Vorrichtung zur Regulierung
der Temperatur der Folienbahn eine Erfassungseinrichtung wenigstens
zwei Temperaturmeßstellen
aufweisen, wobei eine Temperaturmeßstelle in Förderrichtung
der Folienbahn im Anschluß an
eine Austrittsstelle der Folienbahn aus der Extrudiervorrichtung,
und eine weitere Temperaturmeßstelle
in Förderrichtung
vor der Aufwickelvorrichtung angeordnet ist.
Zusätzlich zu
den vorgenannten Vorteilen ist es durch Anordnung der Temperaturmeßstellen
in Förderrichtung
der Folienbahn im Anschluß an
eine Austrittsstelle der Folienbahn aus der Extrudiervorrichtung
und vor der Aufwickelvorrichtung möglich, die Temperatur der Folienbahn über einen
bestimmten Bereich, der durch die Speichereinrichtung bestimmt wird,
exakt zu erfassen, und die Temperatur in diesem Bereich gezielt
zu beeinflussen, um dadurch ein einheitliches Eigenschaftenprofil
der Folienbahn zu erhalten.
Darüber hinaus
läßt sich
durch Erfassung der Temperatur an der Austrittsstelle der Folienbahn aus
der Extrudiervorrichtung zusammen Erfahrungswerten, wie beispielsweise
der Bahnlänge,
dem Massedurchsatz des Extruders, der Kunststoffmischung, der Fördergeschwindigkeit,
etc., und der herrschenden Hallentemperatur eine schnelle Einstellung
des Abstandes der Umlekrollenelemente der Speichereinrichtung realisieren,
da bereits zu Fertigungsbeginn in Abhängigkeit von den vorgenannten
Parametern die Umlenkrollen der Speichereinrichtung auf einen Mindestabstand
gebracht werden können.
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
der Folien-Fertigungsanlage kann die Vorrichtung zur Regulierung
der Temperatur der Folienbahn zudem eine Steuereinrichtung aufweisen,
wobei die Steuereinrichtung die Speichereinrichtung in Reaktion
auf das Signal der Erfassungseinrichtung sowie auf ein weiteres
Signal einer Meßeinrichtung,
welche an der Aufwickelvorrichtung angeordnet ist, derart ansteuert,
daß diese
den Abstand zwischen den Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung
auf ein vorbestimmtes Maß einstellt.
Durch
Beachtung des Wicklungsdurchmessers kann auf vorteilhafte Weise
sichergestellt werden, daß die
Eigenschaften der Folie auf dem Wickelballen über den gesamten Wicklungsdurchmesser einheitlich
sind.
Die
vorliegende Erfindung schlägt
ferner ein Verfahren zur Regulierung der Temperatur einer Folienbahn
in einer Folien-Fertigungsanlage vor, wobei sich mit dem Verfahren
die vorgenannten Vorteile in analoger Weise erzielen lassen, so
daß an
dieser Stelle auf eine erneute Aufzählung dieser Vorteile verzichtet
werden kann.
Das
Verfahren zur Regulierung der Temperatur einer Folienbahn in einer
Folien-Fertigungsanlage gemäß der vorliegenden
Erfindung weist dabei die folgenden Schritte auf: Fördern einer
Folienbahn durch eine Speichereinrichtung mit wenigstens zwei Umlenkrollenelementen,
deren Abstand relativ zueinander veränderbar ist; Erfassen einer
Temperatur der Folienbahn mittels einer Erfassungseinrichtung; und Ansteuern
der Speichereinrichtung mittels einer Steuervorrichtung in Reaktion
auf ein Signal der Erfassungseinrichtung derart, daß ein Abstand
zwischen den Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung auf ein
vorbestimmtes Maß eingestellt
wird.
Bei
einer alternativen Ausführungsform
kann das Verfahren zudem die Schritte: Erfassen eines ersten Temperaturwertes
mittels der Erfassungseinrichtung an einer ersten Temerpaturmeßstelle;
und Erfassen eines zweiten Temperaturwertes mittels der Erfassungseinrichtung
an einer zweiten Temperaturmeßstelle,
aufweisen.
Ferner
kann das Verfahren die Schritte: Bestimmen eines Temperatursollwertes
mittels der Steuervorrichtung in Reaktion auf ein Signal der Erfassungseinrichtung
und auf Daten eines Kennfeldes, welches vorab in einem Speicherelement
der Steuervorrichtung gespeichert ist; und Ansteuern der Speichereinrichtung
mittels der Steuervorrichtung in Reaktion auf den bestimmten Temperatursollwert,
so daß ein
Abstand zwischen den Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung
auf ein vorbestimmtes Maß eingestellt
wird, aufweisen.
Durch
die Verwendung eines vorab in einem Speicherelement der Steuervorrichtung
gespeicherten Kennfeldes zur Bestimmung des Temperatursollwertes
der Folienbahn ist es möglich,
unterschiedliche Eigenschaften der Folienbahn, beispielsweise unterschiedliche
Schrumpfspannungen etc., bzw. unterschiedliche Umgebungsbedingungen,
beispielsweise sehr heiße
oder sehr kalte Arbeitsbedingungen bei der Ermittlung des Temperatursollwertes
zu berücksichtigen,
wobei für
die jeweils vorherrschenden Bedingungen keine unterschiedlich konfigurierten Anlagen
benötigt
werden, sondern lediglich das Speicherelement ausgetauscht oder
upgedatet werden muß.
In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Verfahren außerdem
die Schritte: Erfassen eines Wickeldurchmessers an einer Aufwickelvorrichtung
mittels einer Meßeinrichtung;
Bestimmen des Temperatursollwertes mittels der Steuervorrichtung
in Reaktion auf ein Signal der Erfassungseinrichtung sowie in Reaktion
des erfaßten
Wickeldurchmessers; und Ansteuern der Speichereinrichtung mittels
der Steuervorrichtung in Reaktion auf den bestimmten Temperatursollwert,
so daß ein
Abstand zwischen den Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung
auf ein vorbestimmtes Maß eingestellt
wird, aufweisen.
Ferner
kann bei dem Verfahren der Temperatursollwert mittels der Steuervorrichtung
variabel eingestellt werden.
Hiermit
ist es vorteilhaft möglich,
das Temperaturprofil der Folie während
des Herstellungsvorgangs derart zu beeinflussen, daß beispielsweise
die Temperatur der Folie auf der Aufwickelvorrichtung zu Beginn
des Vorgangs eine niedrigere ist, als zum Ende des Aufwicklungsvorganges.
Somit
kann vorteilhaft das sich ändernde Temperaturabgabeverhalten
der Folie berücksichtigt werden.
Zudem kann sichergestellt werden, daß in der Folie zu Beginn der
Aufwicklung vorhandene Restwärme
die Folie im aufgewickelten Zustand nicht zusätzlich von Innen heraus erwärmt, wodurch
die Eigenschaften der Folie negativ beeinflußt werden könnten.
Weiterhin
kann das Verfahren den Schritt: Temperieren von in der Speichervorrichtung
vorhandenen Temperierelementen aufweisen.
Hierbei
ist es vorteilhaft möglich,
durch Zugabe kleiner Wärm-
bzw. Kältemengen,
d.h. einem ΔT von
wenigen Graden eine gezielte Temperaturbeeinflussung der Folienbahn
zu erreichen, um eine Feinkorrektur des Foliengefüges durchzuführen.
In
einem weiteren Schritt kann das Verfahren ein Gebläse und/oder
eine Kühlvorrichtung
und/oder eine Heizeinrichtung in einem die Speichereinrichtung umgebenden
Gehäuse
ansteuern.
Durch
Zugabe einer großen
Wärme-
bzw. Kältemenge,
d.h. einem ΔT
von vielen Graden, durch die Kühlvorrichtung
und/oder Heizeinrichtung ist es hierbei möglich, umfangreiche Korrekturen
in den Folieneigenschaften durch gezielte Beaufschlagung der Folienbahn
mit Wärme
oder Kälte
durchzuführen.
Ferner
ist denkbar, daß in
einem weiteren Schritt ein erster Antriebs der Speichereinrichtung angesteuert
wird, um die wenigstens ein Umlenkrollenelement anzutreiben.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann ferner ein zweiter Antrieb der Speichereinrichtung in Reaktion
auf ein Signal der Steuereinrichtung angesteuert werden, um den
Abstand zwischen den wenigstens zwei Umlenkrollenelementen der Speichereinrichtung
relativ zueinander zu verändern.
Ein
weiterer Aspekt der Erfindung schlägt die Verwendung einer Speichereinrichtung
mit wenigstens zwei Umlenkrollenelementen, deren Abstand relativ
zueinander veränderbar
ist, zusammen mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur einer
Folienbahn sowie einer Steuereinrichtung, zur Bereitstellung einer
Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur einer Folienbahn in einer
Folien-Fertigungsanlage
vor.
Mit
dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann somit die Forderung,
eine Folienbahn mit einem einheitlichen Energiepotenzial bzw. Temperaturprofil
bereitzustellen erstmals erfüllt
werden, wobei es erstmals möglich
ist, das Temperaturprofil und somit die Eigenschaften einer Folienbahn
bei deren Herstellung exakt zu beeinflussen, um somit durchgehend
einheitliche Werte für
die Eigenschaften der Folienbahn zu erzielen.
Hierbei
kann insbesondere erstmals erreicht werden, daß eine vorhandene Speichervorrichtung um
eine Funktion erweitert wird, welche nie für diese bestimmt war, wodurch
insbesondere zusätzliche Kosten
für weitere
Kühl- oder
Heizvorrichtungen vermieden werden können.
Darüber hinaus
ist es mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
möglich,
bereits bestehende Anlagen kostengünstig nach- oder umzurüsten, damit
diese ebenfalls dazu geeignet sind, Folien mit einheitlichen Eigenschaften
herzustellen.
Ferner
kann mittels des Gegenstandes der Erfindung erstmals eine Folienbahn
zur Verfügung gestellt
werden, welche die für
die jeweilige Anwendung gewünschten
Eigenschaften exakt erfüllt
und unabhängig
von den herrschenden Umgebungsbedingungen hergestellt werden kann.
Somit
ist es möglich,
die Menge der nicht verwendbaren Folienbahnen aufgrund einer zu
hohen Nachschrumpfung bzw. eines ungeeigneten Spannungsgefüges innerhalb
der Folienbahn deutlich reduzieren, wodurch der Ausschuß verringert und
gleichzeitig die Kosten bei der Herstellung sowie der Weiterverarbeitung
gesenkt werden können.
Darüber
hinaus läßt sich
eine Verringerung des Mülls realisieren,
welcher durch den Ausschuß erzeugt wird.