DE102016102641A1

DE102016102641A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges

Info

Publication number: DE102016102641A1
Application number: DE102016102641.7A
Authority: DE
Inventors: Bernd Pielsticker; Kurt Schopmann
Original assignee: Troester GmbH and Co KG
Current assignee: Troester GmbH and Co KG
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-16
Also published as: EP3416802A1; WO2017140541A1; DE102016102641B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, wobei die Vorrichtung zur Extrusion mehrere Extruder aufweist. Diese Strangkomponenten bestehen jeweils aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar. Weiterhin wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges mittels zumindest eines Strahlendetektors detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt, wobei sich der Strang dabei relativ zu zumindest der einen Strahlenquelle bewegt. Dabei wird der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, welche mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert wird, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen und über zumindest einen Strahlendetektor detektiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, wobei die Vorrichtung zur Extrusion mehrere Extruder aufweist. Diese Strangkomponenten bestehen jeweils aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar. Weiterhin wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges mittels zumindest eines Strahlendetektors detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt, wobei sich der Strang dabei relativ zu zumindest der einen Strahlenquelle bewegt.
In Extrudern werden je nach extrudiertem Material unter einem hohen Druck bis zu 700 bar und bei einer hohen Temperatur bis zu 300 °C feste bis dickflüssige Massen gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung eines Extrusionswerkzeuges herausgepresst.
Die zunehmenden Qualitätsanforderungen der Anlagenbetreiber an die Genauigkeit und Gleichförmigkeit extrudierter Profile bei gleichzeitig hohem Durchsatz verlangen ein schnelles und unmittelbares Ausgleichen von Störgrößen im Extrusionsprozess. Solche Störgrößen können maschinen- oder materialbedingt sein. Diese führen zu Ausstoßschwankungen ("Pulsation") am Extruder, die wiederum Dimensions- und Gewichtsschwankungen am Extrudat, das heißt dem Profilstreifen, zur Folge haben.
Um diese Dimensions- und Gewichtsschwankungen zu minimieren bzw. nahezu vollständig zu unterdrücken, sind im Zuge der Automatisierung Verfahren entwickelt worden, mittels welchen diese Nachteile überwunden werden sollen.
Ein solches Verfahren beschreibt die US 5,128,077 A . Dieses Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Extrudates aus mehreren einzelnen Teilschichten. Die Menge der extrudierten Teilschichten wird durch eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Extrusionsschnecke des einzelnen, die jeweilige Teilschicht zuführenden Extruders erreicht. In einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird an drei Stellen des aus ebenfalls drei Teilschichten bestehenden Extrudates eine Höhenmessung vorgenommen sowie über eine weitere Messung die Breite des Extrudates bestimmt. In einer zweiten Weiterbildung der Erfindung erfolgt neben nur einer Höhen- sowie Breitenmessung des Extrudates, welches hier lediglich aus zwei Teilschichten besteht, eine zusätzliche Durchstrahlungsprüfung des Extrudates mittels Röntgenstrahlung. Hierdurch lässt sich die Schichthöhe einer der Teilschichten des Extrudates bestimmen. Über die zunächst durchgeführte Höhenmessung wird die Schichtdicke der zweiten Teilschicht mittels Differenzbildung berechnet. Nachteilig an diesen Verfahren ist in beiden Fällen die quasi nicht gegebene Möglichkeit, eine Aussage über die Verteilung der Teilschichten innerhalb des Extrudates zu treffen. Im Falle der ersten Weiterbildung geben die drei Höhenmessungen in Kombination mit der Breitenmessung lediglich einen groben Anhaltspunkt hierüber. Fehler in der Verteilung in Richtung der Dicke des Extrudates können hiermit nicht bestimmt werden. Zudem ist diese Herangehensweise nachteilig, da bei einer Veränderung der Zusammensetzung und/oder Geometrie des Extrudates die Höhenmessung an diese Veränderungen umständlich angepasst werden muss. Im Falle der zweiten Weiterbildung ist zwar teilweise eine Aussage bezüglich der Verteilung der Teilschichten innerhalb des Extrudates möglich, jedoch ist dies lediglich auf ein Extrudat mit maximal zwei Teilschichten beschränkt.
Ein weitaus ähnlich gelagertes Verfahren ist in der WO 2013/007250 A1 offenbart.
Die EP 1 833 744 B1 hingegen beschreibt eine Einrichtung zur Inspektion eines Fördergurtes, indem dieser mittels Röntgen- oder Gammastrahlung durchstrahlt wird. Ein Prozessrechner wertet dabei das Ergebnis dieser Durchstrahlungsprüfung aus.
Eine weitere Vorrichtung zur Prüfung eines Plattenmaterials, beispielsweise für den Möbelbau oder aber auch für Kunststofffolien, zeigt die DE 10 2006 050 839 B3 . Die Möbelplatten oder die Kunststofffolie werden dabei durch eine Strahlung aussendende Strahlenquelle durchleuchtet, welche mittels eines Strahlendetektors aufgenommen wird. Die Messung erfolgt hierbei in einem Gehäuse, welches mit einem Gas gefüllt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Möglichkeit zu schaffen, eine detaillierte Messung der Zusammensetzung und der Verteilung der Schichten in einem mittels eines Extruders hergestellten mehrschichtigen Extrudates und somit eine Qualitätsverbesserung während des Herstellungsprozesses zu ermöglichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend angepasste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges vorgesehen, wobei der Strang aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, jeweils bestehend aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, hergestellt wird. Hierbei bilden die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander aus. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar. Zudem wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt. Der Strang bewegt sich dabei relativ zu zumindest einer, die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlenquelle, wobei der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird. Das Verfahren kann somit dahingehend ausgelegt sein, dass ein sich im Extrudiervorgang befindlicher Strang, quasi ein Strangprofil, mittels einer elektromagnetischen Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, zumindest teilweise durchstrahlt wird.
Zudem kann eine vollständige Durchdringung des Stranges mittels der elektromagnetischen Strahlung gegeben sein.
Die Position der durchstrahlten Stelle könnte mittels eines berührungslosen Messverfahrens, möglicherweise in Verbindung mit oder lediglich aufgrund einer bekannten oder gemessenen Vorschubgeschwindigkeit des Stranges während des Extrudiervorganges, ermittelt werden.
Die zu messende Stelle des Stranges kann dabei von elektromagnetischer Strahlung durchstrahlt werden, welche mindestens zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten aufweist. Dies kann beispielsweise dahingehend von Vorteil sein, dass sich hierdurch eine Messung der Schichtdicke einer jeweiligen im Strang vorhandenen Strangkomponente sowie deren Verteilung im Strang unter Umgehung der Notwendigkeit einer weiteren, zusätzlichen Hilfsmessung realisieren lassen würde.
Auf Basis der unterschiedlichen Dämpfung der sich voneinander unterscheidenden Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung innerhalb der Strangkomponenten ließen sich sowohl mögliche Messdaten bezüglich der Schichtdicke der Strangkomponenten sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt als auch Messdaten zu Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen über den Strangquerschnitt erfassen.
Grundsätzlich können Messungen einer beliebigen Anzahl an Strangkomponenten möglich sein.
In einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird, bei einer Zusammensetzung des Stranges aus zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen. Es kann somit dargestellt werden, dass ein Strang keine beliebige Anzahl an Strangkomponenten beinhaltet, sondern die Anzahl an Strangkomponenten auf lediglich zwei reduziert ist. Somit könnte es als vorteilhaft angesehen werden, wenn die Anzahl an im Messprozess verwendeten Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung ebenso auf zwei begrenzt wird.
Darüber hinaus stellt sich als deutlich gewinnbringend dar, wenn bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der um Eins verminderten Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird. Bei dieser Vorgehensweise ist es somit möglich, dass die elektromagnetische Strahlung jeweils immer eine Intensität weniger aufweist als sich zumindest teilweise überlappende Strangkomponenten im Strang befinden.
Hierdurch kann es ermöglicht werden, dass Messdaten, beispielsweise die Schichtdicke einzelner Strangkomponenten und deren Verteilung über den Strangquerschnitt, bis zur Anzahl der verwendeten Intensitäten gewonnen werden. Eine Strangkomponente bleibt somit unbestimmt. Messdaten hierüber können jedoch über eine bereits notwendige Konturmessung gewonnen werden. Somit könnte der apparative Aufwand minimiert werden.
In diesem Zusammenhang ist es praxisgerecht, wenn die Koordinaten des Außenprofils des Stranges ermittelt werden. Somit könnten beispielsweise die Gesamtschichtdicke sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt bestimmt werden. Hierdurch könnten z. B. mittels einer Differenzbildung Messdaten zu einer unbestimmten Strangkomponente erzeugt werden.
Werden überdies die Koordinaten des Außenprofils des Stranges mittels eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere Lasermessverfahrens, ermittelt, so zeigt sich ein überdurchschnittliches Gesamtbild der Weiterbildung. Ein berührungsloses Messverfahren kann dahingehend von Vorteil ausgelegt werden, dass keine Beeinträchtigungen des Stranges bzw. seiner Oberfläche durch die Messung erfolgt.
Die Messung könnte hierbei vorteilhaft das gesamte Außenprofil auf einmal erfassen.
In einer weiteren, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Variante des Verfahrens wird bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der Anzahl an sich überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen. Es könnten hierdurch Messdaten zu allen im Strang vorhandenen Strangkomponenten auf einmal generiert werden. Eine zu Zusatzmessung wäre nicht notwendig.
Somit ist es vorteilhaft, wenn die Koordinaten des Außenprofils des Stranges nicht ermittelt werden, wodurch ein möglicherweise zusätzlich einzurichtendes Messverfahren eingespart werden könnte.
Überdies stellt sich als zielführend dar, wenn die Detektion der elektromagnetischen Strahlung im Transmissions- und/oder Reflexionsverfahren durchgeführt wird. Durch die Möglichkeit, die Messung im Transmissions- oder Reflexionsverfahren durchzuführen, kann sich an eventuell vorhandene Gegebenheiten oder Einschränkungen in der Prozessumgebung einer Extrusionsanlage angepasst werden. Hierbei könnten z. B. räumliche Einschränkungen oder die Störanfälligkeit eines Messverfahrens durch den Wechsel auf das zweite Messverfahren umgangen werden.
Bei der simultanen Verwendung beider Verfahren läge es zudem beispielsweise im Bereich des Möglichen, dass hierdurch die Messauflösung erhöht und/oder Messungenauigkeiten bzw. Messfehler minimiert werden.
Erfolgt das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich nicht versetzt, so stehen mittels dieser Ausführungsform des Verfahrens mehrere Varianten zur Verfügung, um an einer Messposition den unter dieser Messposition durchlaufenden Strang zu vermessen. Hierbei könnte elektromagnetische Strahlung mit mehreren Intensitäten gleichzeitig oder elektromagnetische Strahlung mit einer einzelnen Intensität jeweils zeitlich versetzt emittiert werden, wobei sich die aufeinanderfolgenden Intensitäten unterscheiden.
Ebenso ist es als Erfolg versprechend anzusehen, wenn das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich versetzt erfolgt. Mittels dieser Ausführung könnte die Erfassung von Messdaten an beispielsweise hintereinander liegenden Messpositionen erfolgen, wobei der Strang unter diesen Positionen durchläuft. Es kann somit ein räumlicher Versatz der Messpositionen gegeben sein, wobei eine jeweilige Messung mit elektromagnetischer Strahlung einer Intensität jeweilig auf eine Messposition aufgeteilt werden könnte. Die Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung würden sich dadurch zwischen den Messpositionen unterscheiden.
Indem überdies das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion linienhaft und über die gesamte Breite des Stranges erfolgt, lässt sich auf einfache Art und Weise z. B. eine Schichtdickenmessung sowie deren Verteilung über den gesamten Strangquerschnitt realisieren.
Erfolgt weiterhin das linienhafte Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion orthogonal zu einer Extrudierrichtung des Stranges oder in einem Relativwinkel zu dieser Extrudierrichtung, so bestünde in beiden Fällen die Möglichkeit, die gesamte Strangbreite mittels einer Messung abzudecken. Zusätzlich könnte es bei der Detektion in einem Relativwinkel möglich sein, eine Erhöhung der Auflösung über die Breite des Stranges aufgrund der Erhöhung des zu messenden Bereiches zu ermöglichen.
Hierbei kann es notwendig sein, den quasi verbreiterten Messbereich auf die eigentliche Breite des Stranges über den bekannten Relativwinkel mittels einer Winkelberechnung rückzutransformieren.
Wird entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausprägung des Verfahrens, durch die Auswertung des durch die Detektion der elektromagnetischen Strahlung mit sich unterscheidenden Intensitäten erzeugten mindestens einen Messsignals die Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt bzw. Strang und somit ein Ist-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges ermittelt, so lässt sich detailliert eine Aussage über die Lage und/oder Koordinaten von Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt bzw. im Strang treffen.
Weiterführend ist es als äußerst einträglich anzusehen, wenn auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
Werden überdies auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fremdkörper innerhalb des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden, so kann dies im Rahmen einer Qualitätskontrolle zur Steigerung der Qualität beitragen.
Die aufgefundenen Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen und/oder Fremdkörper können beispielsweise markiert und in einem weiteren Verfahren entfernt oder ausgebessert werden.
Überdies könnten Rückschlüsse über möglicherweise vorhandene Fehleinstellungen an Extrudern und/oder Extruderkomponenten und/oder eventuell vorhandene fehlerhafte Strangkomponenten gezogen werden.
In einer zusätzlichen Ausführungsform, die sich als Vorteil auswirkt, wird auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stanges mit einem bekannten, vorgegebenen Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges eine Stellgröße zur Regelung der Extrusion der Strangkomponenten erzeugt. Hierdurch ließe sich in Form eines Regelkreises ein Einfluss auf veränderbare Parameter der Extruder und/oder Extruderkomponenten nehmen.
Denkbar ist, dass hierdurch eine Regelung der Extruderdrehzahl und/oder der Kontur von Extruderwerkzeugen durchgeführt wird.
Somit könnte beispielsweise ein Einfluss auf das extrudierte Volumen jeweiliger Strangkomponenten bei einem Abweichen des Ist- vom Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. des Stranges genommen werden.
Überdies ist denkbar, dass sich bei gemessenen, z. B. mittels einer Kalibrierung, oder bekannten Materialeigenschaften hinsichtlich der Absoprtionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Intensität der im Strang vorhandenen Strangkomponenten, die Bestimmung der korrekten Lage einer jeweiligen Strangkomponente im Strang ermöglicht wird.
Hierdurch könnten beispielsweise mögliche Fehler bei der Bestückung von Extrudern festgestellt werden.
Erfolgen überdies die Messungen kontinuierlich während der Extrusion des Stranges und ohne Unterbrechung des Strangvorschubes, dann kann eine lückenlose Erfassung des Strangquerschnittes bzw. des Stranges ermöglicht werden.
Besonders vorteilhaft stellt sich überdies dar, wenn die elektromagnetische Strahlung aufweisend zumindest zwei sich unterscheidende Intensitäten, elektromagnetische Strahlung in zumindest zwei zu unterscheidenden Spektralbereichen ist. Hierdurch könnte die Messung beispielsweise auf verschiedene Eigenschaften der verwendeten Materialien der Strangkomponenten abgestimmt werden, um Messergebnisse mit geringen Messunsicherheiten zu erlangen.
Als äußerst zweckmäßig ist es anzusehen, wenn die elektromagnetische Strahlung, Strahlung im Spektralbereich der Röntgen- und/oder Gammastrahlung ist. Dadurch kann es möglich sein, dass aufgrund der hohen Energie der Strahlungstypen der zu messende Strang mit hoher Wahrscheinlichkeit durchdrungen wird und mindestens ein Messsignal mit hohem Signal-Rausch-Abstand generiert werden kann.
Über diese zwei Strahlungstypen hinaus wäre es denkbar, weitere Spektralbereiche, wie Mikrowellen- und/oder Terrahertz-Strahlung zu verwenden.
Weiterhin wird die zweitgenannte Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 19 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist den Unteransprüchen 20 bis 23 des Anspruches 19 zu entnehmen.
Somit ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges vorgesehen, welche mehrere Extruder zur Herstellung des nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, sowie zumindest eine elektromagnetische Strahlung emittierende Strahlenquelle und zumindest einen elektromagnetische Strahlung detektierenden Strahlendetektor aufweist. Hierbei ist bzw. sind mittels einer Strahlenquelle oder mehreren Strahlenquellen sowie einem Strahlendetektor oder mehreren Strahlendetektoren elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, emittierbar bzw. detektierbar. Erst durch die Verwendung zumindest einer Strahlenquelle sowie eines Strahlendetektors, welche in der Lage sind elektromagnetische Strahlung mit mindestens zwei sich unterscheidenden Intensitäten zu emittieren bzw. detektieren, kann es ermöglicht werden z. B. detaillierte Messdaten bezüglich der Schichtdicke von Strangkomponenten sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt eines Stranges mit mindestens zwei Strangkomponenten zu erzeugen, ohne beispielsweise eine zusätzliche Konturmessung des Stranges vornehmen zu müssen.
Es ist denkbar, dass die Vorrichtung eine Strahlenquelle aufweist, welche elektromagnetische Strahlung mit zumindest zwei sich unterscheidenden Intensitäten emittieren kann.
Hierbei kann die Anzahl der Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung nach der Anzahl sich im Strang zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten richten.
Möglich wäre hierbei eine Anzahl an Intensitäten, die gleich der Anzahl der sich im Strang zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten oder gegenüber dieser Anzahl um Eins vermindert ist.
Ebenso denkbar wäre jedoch auch eine Anordnung mehrerer Strahlenquellen, wobei jede Strahlenquelle lediglich eine elektromagnetische Strahlung mit einer Intensität aussendet.
Für die Anordnung von Strahlendetektoren kann dies entsprechend gelten.
Weiterhin wäre es möglich, dass sich die Anzahl an Strahlenquellen und Strahlendetektoren unterscheidet.
Beispielsweise ist denkbar, dass eine Strahlenquelle, die elektromagnetische Strahlung mit zwei Intensitäten emittiert, angeordnet sein kann, jedoch zwei Strahlendetektoren verwendet werden, wobei ein jeweiliger Strahlendetektor elektromagnetische Strahlung einer Intensität detektiert.
Im Allgemeinen müsste dabei die durch den angeordneten Strahlendetektor oder die angeordneten Strahlendetektoren detektierbare Anzahl an Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung gleich der Anzahl an durch die angeordnete Strahlenquelle oder die angeordneten Strahlenquellen emittierbare Anzahl an Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung sein.
Eine weitere Möglichkeit bestünde in der Verwendung eines Strahlendetektors oder mehrerer Strahlendetektoren, welcher bzw. welche eine unterschiedliche Empfindlichkeit für verschiedene Spektralbereiche aufweist bzw. aufweisen.
Beispielsweise könnten zwei Strahlenquellen elektromagnetische Strahlung mit zwei voneinander verschiedenen Intensitäten emittieren, wobei die elektromagnetische Strahlung einer jeden Intensität in verschiedenen Spektralbereichen angesiedelt ist. Ein Strahlendetektor, welcher eine unterschiedliche Empfindlichkeit für diese Spektralbereiche aufweist, könnte diese unter anderem gesondert verwerten.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die Anzahl der Strahlenquellen und/oder der Strahlendetektoren geringer als die Anzahl der sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten. Dies kann der Minimierung des apparativen Aufwandes dienen, wenn eine bereits notwendige Konturmessung des Stranges vorgesehen ist.
Wenn weiterhin die zumindest eine Strahlenquelle Strahlung in Form eines Strahlenfächers emittiert und/oder der zumindest eine Strahlendetektor zeilenförmig ausgebildet ist, so ist es z. B. möglich, den Strang in seinem Querschnittsprofil darzustellen.
Durch eine Summation oder Integration der einzelnen Strangquerschnitte kann es möglich sein, den Strang diskret in seiner Gesamtheit darzustellen.
In einer erfolgverheißenden Ausführungsform der Vorrichtung ist der zeilenförmig ausgebildete Strahlendetektor mit seiner Längsrichtung orthogonal oder in einem Relativwinkel zu einer Extrudierrichtung des Stranges angeordnet. Hierdurch kann es ermöglicht werden, den Strangquerschnitt über die gesamte Strangbreite auf einmal, direkt darzustellen oder die Auflösung des Strangquerschnittes durch eine Vergrößerung des zu messenden Bereiches und Umrechnung auf den tatsächlichen Strangquerschnitt zu erreichen.
Überdies ist es als Erfolg versprechend anzusehen, wenn die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor gleichseitig des Stranges und/oder die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor auf gegenüberliegenden Seiten des Stranges angeordnet sind. Hierdurch kann beispielsweise den Gegebenheiten innerhalb der Produktionsumgebung Rechenschaft getragen werden. Überdies kann es somit möglich sein, Messungen im Transmissions- und/oder Reflexionsverfahren durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5128077 A [0005]
WO 2013/007250 A1 [0006]
EP 1833744 B1 [0007]
DE 102006050839 B3 [0008]

Claims

Verfahren zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, jeweils bestehend aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden, die Position von Außenkoordinaten des Stranges unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar ist, weiterhin zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung emittiert wird, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt, die elektromagnetische Strahlung nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges detektiert sowie hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt wird und der Strang sich dabei relativ zu zumindest einer die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlenquelle bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der um Eins verminderten Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges mittels eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere Lasermessverfahrens, ermittelt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der Anzahl an sich überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges nicht ermittelt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der elektromagnetischen Strahlung im Transmissions- und/oder Reflexionsverfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich nicht versetzt erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich versetzt erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion linienhaft und über die gesamte Breite des Stranges erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das linienhafte Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion orthogonal zu einer Extrudierrichtung des Stranges oder in einem Relativwinkel zu dieser Extrudierrichtung erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswertung des durch die Detektion der elektromagnetischen Strahlung mit sich unterscheidenden Intensitäten erzeugten mindestens einen Messsignals, die Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt bzw. Strang und somit ein Ist-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fremdkörper innerhalb des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stanges mit einem bekannten, vorgegebenen Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges eine Stellgröße zur Regelung der Extrusion der Strangkomponenten erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen kontinuierlich während der Extrusion des Stranges und ohne Unterbrechung des Strangvorschubes erfolgen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich unterscheidende Intensitäten, elektromagnetische Strahlung in zumindest zwei zu unterscheidenden Spektralbereichen ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung, Strahlung im Spektralbereich der Röntgen- und/oder Gammastrahlung ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisend mehrere Extruder zur Herstellung eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, sowie zumindest eine elektromagnetische Strahlung emittierende Strahlenquelle und zumindest einen elektromagnetische Strahlung detektierenden Strahlendetektor, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Strahlenquelle oder mehreren Strahlenquellen sowie einem Strahlendetektor oder mehreren Strahlendetektoren elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, emittierbar bzw. detektierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Strahlenquellen und/oder der Strahlendetektoren geringer ist als die Anzahl der sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlenquelle Strahlung in Form eines Strahlenfächers emittiert und/oder der zumindest eine Strahlendetektor zeilenförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zeilenförmig ausgebildete Strahlendetektor mit seiner Längsrichtung orthogonal oder in einem Relativwinkel zu einer Extrudierrichtung des Stranges angeordnet ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor gleichseitig des Stranges oder die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor auf gegenüberliegenden Seiten des Stranges angeordnet sind.