DE102016109087A1 - Process for the regulation and control of pipe extrusion lines - Google Patents

Process for the regulation and control of pipe extrusion lines

Info

Publication number
DE102016109087A1
DE102016109087A1 DE201610109087 DE102016109087A DE102016109087A1 DE 102016109087 A1 DE102016109087 A1 DE 102016109087A1 DE 201610109087 DE201610109087 DE 201610109087 DE 102016109087 A DE102016109087 A DE 102016109087A DE 102016109087 A1 DE102016109087 A1 DE 102016109087A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
extrusion
tube
calibration
control
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201610109087
Other languages
German (de)
Inventor
Roland Böhm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoex GmbH
Original Assignee
Inoex GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C47/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C47/0009Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the articles
    • B29C47/0023Hollow rigid articles having only one tubular passage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C47/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C47/08Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C47/12Extrusion nozzles or dies
    • B29C47/20Extrusion nozzles or dies with annular opening, e.g. for tubular articles
    • B29C47/22Extrusion nozzles or dies with annular opening, e.g. for tubular articles being adjustable, i.e. having adjustable exit sections
    • B29C47/225Extrusion nozzles or dies with annular opening, e.g. for tubular articles being adjustable, i.e. having adjustable exit sections with centering means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C47/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C47/08Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C47/78Heating or cooling the material to be extruded or the stream of extruded material or of a preformed part
    • B29C47/88Heating or cooling the stream of extruded material
    • B29C47/90Heating or cooling the stream of extruded material with calibration or sizing
    • B29C47/901Heating or cooling the stream of extruded material with calibration or sizing of hollow bodies
    • B29C47/903Heating or cooling the stream of extruded material with calibration or sizing of hollow bodies externally
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C47/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C47/08Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C47/78Heating or cooling the material to be extruded or the stream of extruded material or of a preformed part
    • B29C47/88Heating or cooling the stream of extruded material
    • B29C47/90Heating or cooling the stream of extruded material with calibration or sizing
    • B29C47/907Heating or cooling the stream of extruded material with calibration or sizing using adjustable calibrators, e.g. the dimensions of the calibrator being changeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C47/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C47/08Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C47/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2947/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2947/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2947/92009Measured parameter
    • B29C2947/92114Dimensions
    • B29C2947/92123Diameter or circumference
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2947/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2947/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2947/92009Measured parameter
    • B29C2947/92114Dimensions
    • B29C2947/92152Thickness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2947/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2947/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2947/92009Measured parameter
    • B29C2947/92114Dimensions
    • B29C2947/92171Distortion, shrinkage, dilatation, swell or warpage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2947/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2947/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2947/92323Location or phase of measurement
    • B29C2947/92447Moulded article
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2947/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2947/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2947/92819Location or phase of control
    • B29C2947/92857Extrusion unit
    • B29C2947/92904Die; Nozzle zone

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und Steuerung von Rohrextrusionsanlagen unter Einbeziehung von Messdaten eines produzierten Rohres (4), wobei ein aus einem Ringspalt (11) einer Extrudereinheit (1) austretender Schmelzeschlauch (4') mit Übermaß in eine nachfolgende Kalibriervorrichtung (6) einläuft. The present invention relates to a method for regulation and control of pipe extrusion equipment with the inclusion of measurement data of a produced tube (4), wherein one of a ring gap (11) of an extruder unit (1) emerging melt tube (4 ') (with interference in a subsequent calibrating device 6 ) enters. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches mit Messwerten arbeitet, die eine optimale Fahrweise der Extrusionsanlage auch bei einem Dimensionswechsel gewährleisten. The object of the present invention is to provide such a method is available which uses measured values ​​which ensure optimum operation of the extrusion installation even with a dimension change. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass zwischen Extrusionswerkzeug (3) und Kalibriervorrichtung (6) an mehreren Stellen exakt der Durchmesser, die Wandstärke, etwaige Formabweichungen und das Durchhängen des Schmelzeschlauches (4') ermittelt wird, und diese Messwerte bzw. daraus berechnete Daten zur Regelung und Steuerung der Extrusionsanlage herangezogen werden. This object is achieved in that between the extrusion tool (3) and calibrating device (6) at several points exactly to the diameter, wall thickness, any deviations in shape and the sagging of the melt tube (4 ') is determined, and these measured values ​​and from this calculated data regulation and control of the extrusion system are used.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und Steuerung von Rohrextrusionsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a method for regulation and control of pipe extrusion lines according to the preamble of claim 1.
  • Bei einer Rohrextrusion wird mittels eines Extruders ein Kunststoffgranulat aufgeschmolzen und in einem Extrusionswerkzeug durch einen Ringspalt gepresst, der durch eine Düse und einen darin angeordneten Dorn gebildet ist. In a pipe extrusion, a plastic granulate is melted and pressed into an extrusion die through an annular gap, which is formed by a nozzle and a mandrel disposed therein by means of an extruder. Der so erzeugte heiße Schmelzeschlauch wird in einer nachfolgenden Kalibiervorrichtung unter Unterdruck gegen eine Außenkalibriereinrichtung, meistens eine Kalibrierhülse, gepresst und abgekühlt. The thus generated hot melt tube is in a subsequent calibration device, pressed under vacuum for a Außenkalibriereinrichtung, usually a calibrating sleeve and cooled. Das kalibrierte und abgekühlte Rohr wird mittels einer Abzugsvorrichtung aus dem Extrusionswerkzeug durch die Kalibriervorrichtung und gegebenenfalls durch weitere Extrusionsnachfolgeeinrichtungen gezogen. The calibrated and cooled tube is drawn through the calibration device and optionally by further extrusion downstream equipment by means of a draw-off device from the extrusion die.
  • In diesem Verfahren ist der Ringspalt des Extrusionswerkzeuges größer als der Durchmesser der mit Unterdruck arbeitenden Kalibiervorrichtung, damit der Schmelzeschlauch mit Übermaß einlaufen und die Kalibriervorrichtung gegen den Umgebungsdruck abdichten kann. In this method, the annular gap of the extrusion die is greater than the diameter of working with vacuum calibration device, so that the melt tube shrink with interference and the calibration device can seal against the ambient pressure. Neben dem Übermaß ist auch der Einlaufwinkel des Schmelzeschlauches in die Kalibriervorrichtung wichtig, was durch den Abstand zwischen dem Extrusionswerkzeug und der Kalibriervorrichtung beeinflusst werden kann. In addition to the excess and the entry angle of the melt tube into the calibration is important, which can be influenced by the distance between the extrusion die and the calibration device. Bei zu geringen Übermaß oder zu flachen Einlaufwinkel ist keine Abdichtung der Kalibriervorrichtung gegen den Umgebungsdruck mehr möglich. At too low excess or flat entry angle no sealing of the calibration device against the ambient pressure is possible. Ist das Übermaß zu groß bzw. der Einlaufwinkel zu steil, so wird der Schmelzeschlauch zu schnell verstreckt, was zu Spannungen im fertigen Rohr oder sogar zum Reißen des Schmelzeschlauches vor oder in der Kalibriervorrichtung führen kann. If the interference is too large or the entry angle is too steep, the melt tube is stretched too fast, which may result before or in the calibration device to stresses in the finished pipe or even rupture of the melt tube.
  • Zum Fahren der Extrusionsanlage werden Auslegekriterien verwendet, wobei nach dem Stand der Technik als Messtechnik das Ultraschallmessverfahren zur Anwendung kommt, wie z. To drive the extrusion plant design criteria are used, the ultrasonic measuring method is according to the prior art as a measurement technique for application, such. B. in der B. DE 10 2006 056 735 A1 DE 10 2006 056 735 A1 beschrieben. described.
  • Eines der Auslegekriterien ist das Übermaß, mit dem der Schmelzeschlauch in die Kalibriervorrichtung einläuft. One of the design criteria is the excess with which the molten tube enters the calibration device. Es wird mit dem Kennwert Dimension Draw Down (DDR) beschrieben: It is the characteristic dimension draw down (DDR) described: DDR = (D Düse – D Kali )/D Düse . DDR = (D nozzle - Kali D) / D nozzle.
  • Dieser Wert sollte für den wichtigsten Kunststoff-Rohrwerkstoff HDPE (Polyethylen mit hoher Dichte) gemäß dem Stand der Technik zwischen 5% und 50% liegen. This value should be the most important plastic pipe material are HDPE (high density polyethylene) according to the prior art between 5% and 50%.
  • In dieser und den nachstehenden Formeln bedeuten: In this and mean the following formulas:
  • D Düse D nozzle
    Außendurchmesser Düse Outer diameter of nozzle
    D Kali D Kali
    Innendurchmesser Kalibrierhülse Inner diameter calibration sleeve
    d Spalt d gap
    Ringspalt Extrusionswerkzeug Annular gap extrusion die
    d Rohr d pipe
    Wandstärke Rohr Pipe wall thickness
  • Die Wandstärke des extrudierten Rohres ergibt sich, da der Außendurchmesser durch die Kalibriervorrichtung fixiert wird, aus dem Massedurchsatz des Extruders und der Geschwindigkeit, mit der das Rohr von der Abzugsvorrichtung gezogen wird. The wall thickness of the extruded tube is obtained, since the outside diameter is fixed by the calibration unit, from the mass flow rate of the extruder and the speed with which the tube is drawn from the extraction device. Hierbei wird, ausgehend von dem Ringspalte des Extrusionswerkzeuges, der Schmelzeschlauch zum einen auf den Durchmesser der Kalibriervorrichtung gezogen, gleichzeitig aber in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Abzugs die Wandstärke des Schmelzeschlauches reduziert. Here, it is swept from the annular gap of the extrusion die, the molten tube on the one hand to the diameter of the calibration device, but at the same time reduces the wall thickness of the melt tube as a function of the velocity of the trigger. Dieses doppelte Verstrecken des Schmelzeschlauches ist nur in Grenzen möglich und wird durch den Kennwert Dimension Ration Balance (DRB) beschrieben: This double stretching the melt tube is only possible within limits and is the characteristic dimension ration balance (DRB) described:
    Figure DE102016109087A1_0002
  • Dieser Wert sollte für den wichtigsten Kunststoff-Rohrwerkstoff HDPE (Polyethylen mit hoher Dichte) gemäß dem Stand der Technik zwischen 0,97 und 1,095 liegen. This value should be the most important plastic pipe material are HDPE (high density polyethylene) according to the prior art, from 0.97 to 1.095.
  • Darüber hinaus ist zu beachten, dass der heiße, weiche Schmelzeschlauch in der Extrusionsanlage immer unter Zug stehen muss, um sich nicht in der Anlage aufzustauen. In addition, it should be noted that the hot, soft melt tube in the extrusion line must always be under train in order not to dam in the plant. Gleichzeitig darf der Zug nicht zu hoch sein, da sich der Schmelzeschlauch sonst einschnürt und abreißt. Simultaneously, the train must not be too high, since the molten tube otherwise constrict and tears off. Der Zug, der auf den Schmelzeschlauch wirkt, wird durch das Verhältnis der Austrittsfläche der Schmelze aus dem Werkzeug zur Eintrittsfläche des Schmelzeschlauchs in die Kalibriervorrichtung beschrieben The train, which acts on the melt tube is described by the ratio of the exit surface of the melt from the mold to the entrance surface of the melt tube in the calibrating
    Figure DE102016109087A1_0003
  • Dieser Wert sollte für den wichtigsten Kunststoff-Rohrwerkstoff HDPE (Polyethylen mit hoher Dichte) gemäß dem Stand der Technik zwischen 130% und 700% liegen. This value should be the most important plastic pipe material are HDPE (high density polyethylene) according to the prior art between 130% and 700%.
  • Um den Aufwand für Rüstvorgänge bei dem Wechsel von einer Rohrdimension (Durchmesser und Wandstärke) auf eine andere zu reduzieren, ist es von großem Nutzen, wenn der Ringspalt des Extrusionswerkzeuges optimiert auf möglichst viele Produktvarianten abgestimmt ist. To reduce the cost of set-up procedures when changing from one pipe size (diameter and wall thickness) to another, it is very useful if the annular gap of the extrusion die optimized tuned to as many product variants. Gerade wenn im Prozess zusätzlich noch eine verstellbare Kalibriervorrichtung eingesetzt wird, kann mit einer so optimierten Auslegung des Extrusionswerkzeuges ein großes Produktfenster ohne Anlagenstopp und Umbauarbeiten abgedeckt werden. Especially if in addition an adjustable calibration device is used in the process yet, a large product window plant not stopped and reconstruction work can be covered with a so-optimized design of the extrusion die. Die oben angeführten Auslegekriterien sind dafür unzureichend. The design criteria listed above are for insufficient.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches mit Messwerten arbeitet, die eine optimale Fahrweise der Extrusionsanlage auch bei einem Dimensionswechsel gewährleisten. Object of the present invention is therefore to provide a generic method is available, which uses measured values ​​which ensure optimum operation of the extrusion installation even with a dimension change.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. This object is inventively achieved by a method having the features of claim 1.
  • Erfindungsgemäß wird zwischen dem Extrusionswerkzeug und der Kalibriervorrichtung an mehreren Stellen exakt der Durchmesser, die Wandstärke, etwaige Formabweichungen und das Durchhängen des Schmelzeschlauches ermittelt. According to the invention the diameter, wall thickness, any deviations in shape and the sagging of the melt tube is determined between the extrusion die and the calibrating device at several points accurately. Damit können vier wesentliche Effekte in der Rohrextrusion mit in die Auslegung des Extrusionswerkzeuges einbezogen werden, die bisher nicht berücksichtigt wurden. Thus four major effects in the pipe extrusion can be incorporated into the design of the extrusion die, which have not been taken into account.
  • Einer dieser Effekte ist die Strangaufweitung der Schmelze nach dem Verlassen des Extrusionswerkzeuges. One of these effects is the swell of the melt after leaving the extrusion die. Im Extrusionswerkzeug wird das geschmolzene Kunststoffmaterial unter hohem Druck durch enge Kanäle und schließlich den Ringspalt am Austritt gepresst. In the extrusion die, the molten plastic material is forced under high pressure through narrow channels and, finally, the annular gap at the outlet. Hierbei orientieren sich die freibeweglichen Makromoleküle des Kunststoffes in Extrusionsrichtung. Here, the freely moving macromolecules of the plastic are oriented in the extrusion direction. Nach dem Verlassen des Extrusionswerkzeuges unterliegen die Makromoleküle keinem so großen äußeren Zwang mehr, so dass sie sich wieder zusammenziehen und zu einem Aufweiten des Durchmessers und einer Vergrößerung der Wandstärke des Schmelzeschlauches führen. After leaving the extrusion die, the macromolecules are not subject to such a large external pressure more so that they contract again and lead to a widening of the diameter and an increase in the wall thickness of the melt tube.
  • Ein weiterer Effekt ist das Durchhängen des weichen Schmelzeschlauches zwischen Extrusionswerkzeug und Kalibriervorrichtung, dem bei großen Rohrdurchmessern mit einem Höhenversatz zwischen Extrusionswerkzeug und Kalibriervorrichtung entgegengewirkt werden muss. Another effect is the sagging of the soft melt hose between the extrusion die and calibration, which must be countered with large pipe diameters with a height offset between the extrusion die and calibration.
  • Schließlich ist ein weiterer Effekt das sogenannte Sagging, das Fließen von heißem, fließfähigem Kunststoffmaterial von der Oberseite des Schmelzeschlauches zu dessen Unterseite. Finally, a further effect is the so-called sagging, the flow of hot flowable plastic material from the top of the melt tubing to the underside thereof.
  • Darüber hinaus können diese Messdaten für eine optimale Zentrierung von Düse und Dorn des Extrusionswerkzeuges sowie zum Einstellen eines optimalen Einlaufwinkels des Schmelzeschlauchs in die Kalibiervorrichtung genutzt werden. In addition, these metrics for optimum centering of die and mandrel of the extrusion die and for setting an optimum entry angle of the melt tube can be used in the calibration device.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird zur Erfassung der Messdaten die optische oder vollelektronische Terahertz- oder Gigahertz-Messtechnik eingesetzt. In an advantageous embodiment of the invention, the optical or fully electronic terahertz or gigahertz measurement technology is used for the acquisition of measured data. Da diese Art der Messtechnik berührungslos und ohne Koppelmedium arbeitet, kann eine Messung auch an heißen, berührungsempfindlichen Körpern, wie einem Schmelzeschlauch direkt nach dem Extrusionswerkzeug in der Rohrextrusion erfolgen. Since this type of measurement technique operates without contact and without any coupling medium, a measurement even on hot, non-photosensitive bodies, carried out as a molten tube directly after the extrusion tool in the pipe extrusion.
  • Ordnet man Gigahertz- oder Terahertz-Sensoren an mehreren Positionen des Umfangs des Schmelzeschlauchs direkt nach Austritt aus dem Extrusionswerkzeug und ebenso an mehreren Positionen des Umfangs unmittelbar vor dem Eintritt in die Kalibriervorrichtung an, so ermöglicht das: Assigns one gigahertz or terahertz sensors directly after emerging from the extrusion die and also at several positions of the circumference immediately before entering the calibrating device at several positions of the circumference of the melt tube, so enables:
    • – die Vermessung der Abstände zwischen den Sensoren und dem Schmelzeschlauch und damit die Berechnung des Durchmessers der Schmelzvorlage und des Durchhängens des Schmelzeschlauches - the measurement of the distances between the sensors and the melt tube and thus the calculation of the diameter of the template, and melting of sagging of the melt tube
    • – die Vermessung der Wandstärken des Schmelzeschlauchs an den Sensorpositionen und, über die die Unterschiede auf dem Umfang, die Exzentrizität der Wandstärke - the measurement of the wall thickness of the melt tube at the sensor positions and, on the differences on the periphery, the eccentricity of the wall thickness
    • – durch Vergleich der Abstands-Messwerte nach dem Extrusionswerkzeug und vor der Kalibriervorrichtung, die Berechnung der Einlaufwinkel des Schmelzeschlauchs in die Kalibriervorrichtung über den Umfang (bedingt durch die Schwerkraft ist der Einlaufwinkel an der Unterseite des Schmelzeschlauches immer anders als an der Oberseite) - by comparison of the distance measuring values ​​after the extrusion die and before the calibration, to calculate the angle of arrival of the melt tube into the calibration over the circumference (due to the gravitational force of the inflow angle at the bottom of the melt tube is always different than at the top)
    • – durch Vergleich der Wandstärkenmesswerte nach dem Extrusionswerkzeug und vor der Kalibriervorrichtung, die Berechnung des Sagging der Kunststoffschmelze nach Austritt aus dem Extrusionswerkzeug. - by comparison of the wall thickness readings after the extrusion die and before the calibration, the calculation of the sagging of the plastic melt, after emerging from the extrusion die.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt: In the accompanying drawings:
  • 1 1 eine Extrusionsanlage zur Herstellung von Kunststoffrohren mit ihren Hauptkomponenten in schematischer Darstellung, und an extrusion system for the production of plastic pipes with its main components in a schematic representation, and
  • 2 2 eine sehr schematische Darstellung eines sich zwischen dem Ausgang des Extrusionswerkzeuges und dem Einlauf der Kalibrierhülse ausbildenden Schmelzeschlauches. a very schematic representation of a forming between the output of the extrusion die and the inlet of the calibration melt hose.
  • Die in In the 1 1 dargestellte Extrusionsanlage für Kunststoffrohre umfasst einen Extrudereinheit Extrusion installation shown for plastic pipes comprises an extruder unit 1 1 mit einem Aufgabetrichter with a feed hopper 2 2 , über den der Extrudereinheit Over which the extruder unit 1 1 ein thermoplastischer Kunststoff in Granulat- oder Pulverform zugeführt wird. a thermoplastic material is fed in granular or powder form. In der Extrudereinheit In the extruder unit 1 1 wird das Granulat bzw. das Pulver erwärmt, geknetet und plastifiziert. is heated, kneaded and plasticized, the granules or powder. Anschließend wird der Kunststoff als formbare Masse in ein Extrusionswerkzeug Subsequently, the plastic is a moldable material into an extrusion die 3 3 gefördert und dort durch einen Ringspalt and conveyed there by an annular gap 11 11 gedrückt. pressed. Der dadurch gebildete heiße, noch verformbare Schmelzeschlauch The thereby formed hot, yet deformable melt tube 4' 4 ' läuft mit Übermaß in eine Kalibriervorrichtung running with excess to a calibrating device 6 6 ein, die einen Vakuumtank a which a vacuum tank 7 7 mit einer an dessen Eingang angeordneten, perforierten Kalibrierhülse arranged with one at the input of which, perforated calibration sleeve 8 8th aufweist. having. Die Kalibrierhülse the calibration sleeve 8 8th ist stufenlos im Durchmesser einstellbar, so dass das extrudierte Rohr is continuously adjustable in diameter, so that the extruded tube 4 4 auf den gewünschten Außendurchmesser fixiert werden kann. can be fixed to the desired outer diameter. Nach dem Verlassen der Kalibriervorrichtung After leaving the calibration 6 6 tritt das Rohr enters the tube 4 4 in eine Kühlstrecke in a cooling section 9 9 ein, in der es auf etwa Raumtemperatur abgekühlt wird. one, in which it is cooled to about room temperature. Am Ende der Extrusionslinie ist eine Säge At the end of the extrusion line is a saw 10 10 angeordnet, in der das extrudierte Rohr arranged in which the extruded tube 4 4 auf eine vorgegebene Länge abgelängt wird. is cut to a predetermined length. Das produzierte Rohr The produced pipe 4 4 wird mittels einer Abzugseinheit by means of a draw-off unit 5 5 durch die vorgelagerten Einrichtungen der Extrusionsanlage gezogen. drawn through the upstream equipment of the extrusion plant.
  • Wie aus as from 2 2 hervorgeht, läuft der aus dem zwischen einer Düse apparent that from the nozzle between a running 12 12 und einem Dorn and a mandrel 13 13 des Extrusionswerkzeuges the extrusion die 3 3 gebildete Ringspalt Annular gap formed 11 11 austretende Schmelzeschlauch exiting molten tube 4' 4 ' mit Übermaß in die Kalibrierhülse oversize in the calibration sleeve 8 8th der Kalibriervorrichtung the calibration 6 6 ein. on. Unmittelbar nach Austritt aus dem Extrusionswerkzeug Immediately after emerging from the extrusion die 3 3 und unmittelbar vor dem Eintritt in die Kalibrierhülse and immediately before the entry into the calibration sleeve 8 8th die Kalibriervorrichtung the calibration 6 6 sind auf dem Umfang des Schmelzeschlauches are on the periphery of the molten tube 4' 4 ' verteilt mehrere Gigahertz- oder Terahertz-Sensoren distributed several gigahertz or terahertz sensors 14 14 angeordnet. arranged. Mittels dieser Sensoren By means of these sensors 14 14 werden die Geometriedaten des Schmelzeschlauches are the geometric data of the melt hose 4' 4 ' ermittelt. determined. So werden die Abstände zwischen den Sensoren Thus, the distances between the sensors 14 14 und dem Schmelzeschlauch and the melt tube 4' 4 ' vermessen, woraus sich der Durchmesser des Schmelzeschlauches measured, from which the diameter of the molten tube 4' 4 ' und sein Durchhängen berechnen lässt. and can be calculated to be sagging. Weiterhin wird die Wandstärke des Schmelzeschlauches Further, the wall thickness of the tube will melt 4' 4 ' an den Positionen der Sensoren at the positions of the sensors 14 14 vermessen, und aus den gemessenen Unterschieden über dem Umfang verteilt, die Exzentrizität der Wandstärke bestimmt. measured, and distributed from the measured differences over the circumference, determines the eccentricity of the wall thickness. Ferner kann durch einen Vergleich der Abstandsmesswerte der Sensoren Further, by comparing the distance measurements of the sensors 14 14 nach dem Extrusionswerkzeug after the extrusion die 3 3 und vor der Kalibriervorrichtung and before calibration 6 6 der Einlaufwinkel des Schmelzeschlauches the inlet angle of the melt tube 4' 4 ' in die Kalibriervorrichtung in the calibration 6 6 berechnet werden. be calculated. Darüber hinaus kann durch einen Vergleich der Wandstärkenmesswerte nach dem Extrusionswerkzeug Moreover, by comparing the wall thickness readings after the extrusion die 3 3 und vor der Kalibriervorrichtung and before calibration 6 6 das Sagging der Kunststoffschmelze nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug the sagging of the plastic melt after exiting the extrusion die 3 3 berechnet werden. be calculated.
  • Die gewonnenen Messdaten bzw. die daraus berechneten Werte können auf vielfältige Weise zur Optimierung des Prozesses verwendet werden. The measured data or acquired calculated from these values ​​can be used in many ways to optimize the process.
  • Vorzugsweise indem die Messdaten mit geeigneten Algorithmen über die Anlagensteuerung entweder automatisch eine Korrektur der Steuergrößen vornehmen oder über eine geeignete grafische Benutzeroberfläche (GUI) dem Bediener detaillierte Einstellungsvorgaben vorschlagen. Preferably, by either automatically make a correction of the control variables, the measurement data by suitable algorithms on the plant control or (GUI) suggest to the operator detailed setting requirements through an appropriate graphical user interface. Hierbei sind die Messdaten und die korrelierenden Steuergrößen die folgenden: Here, the measurement data and the correlating control factors are the following:
    Messwert reading Exzentrizität eccentricity Steuergröße control variable Zentrierschrauben des Extrusionswerkzeuges Temperaturzonen des Extrusionswerkzeuges (bei thermischer Rohrkopfzentrierung) Centering the extrusion die temperature zones of the extrusion die (upon thermal Rohrkopfzentrierung)
    Messwert reading Durchhängen sagging Steuergröße control variable Höhenversatz zwischen Extrusionswerkzeug und Kalibriervorrichtung Height difference between the extrusion die and calibration
    Messwert reading Einlaufwinkel entry angle Steuergröße control variable Abstand zwischen Extrusionswerkzeug und Kalibriervorrichtung Distance between the extrusion die and calibrating device
  • Weiterhin können die gewonnenen Messdaten auch zur Optimierung der Auslegung des Extrusionswerkzeuges Furthermore, the measurement data obtained can also optimize the design of the extrusion die 3 3 , speziell zur Berechnung der optimalen Ringspaltgeometrie für einen breiten Einsatzbereich genutzt werden. Are specifically used for calculating the optimal annular gap geometry for a wide range of applications. Hier können im Besonderen anstelle der Abmessungen des Ringspaltes Here in particular, instead of the dimensions of the annular gap 11 11 des Extrusionswerkzeuges the extrusion die 3 3 die tatsächlich gemessenen Durchmesser und Wandstärken des durch die Strangaufweitung vergrößerten Schmelzeschlauches the actual measured diameter and wall thickness of the enlarged by the die swell melt hose 4' 4 ' in die Auslegung einfließen. incorporated into the design.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • DE 102006056735 A1 [0004] DE 102006056735 A1 [0004]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Regelung und Steuerung von Rohrextrusionsanlagen unter Einbeziehung von Messdaten eines produzierten Rohres ( Process for the regulation and control of pipe extrusion equipment, including measurement data of a pipe produced ( 4 4 ), wobei ein aus einem Ringspalt ( ), Wherein a (out of a ring gap 11 11 ) einer Extrudereinheit ( () Of an extruder unit 1 1 ) austretender Schmelzeschlauch ( ) Emerging melt tube ( 4' 4 ' ) mit Übermaß in eine nachfolgende Kalibriervorrichtung ( ) With excess (in a subsequent calibrating device 6 6 ) einläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Extrusionswerkzeug ( ), Enters characterized in that (between extrusion die 3 3 ) und Kalibriervorrichtung ( (), And calibrating device 6 6 ) an mehreren Stellen exakt der Durchmesser, die Wandstärke, etwaige Formabweichungen, die Ovalität und das Durchhängen des Schmelzeschlauches ( ) At several points exactly to the diameter, wall thickness, any deviations in shape, ovality and the sagging of the melt tube ( 4' 4 ' ) ermittelt wird, und diese Messwerte bzw. daraus berechnete Daten zur Regelung und Steuerung der Extrusionsanlage herangezogen werden. ) Is determined, and these measured values ​​are used or calculated data therefrom for regulation and control of the extrusion plant.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten berührungslos erfasst werden. A method according to claim 1, characterized in that the measurement data are detected without contact.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten mittels optischer oder vollelektronischer Messtechnik im Giga- oder Terahertz-Bereich erfasst werden. A method according to claim 2, characterized in that the measurement data by means of optical or fully electronic measuring technique are recorded in the gigahertz, or the terahertz range.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten und die daraus berechneten Daten für eine automatische kontinuierliche Ansteuerung der Extrusionsanlage (Abstand Extrusionswerkzeug ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement data and the calculated therefrom data for an automatic continuous control of the extrusion line (distance extrusion tool ( 3 3 ) zur Kalibriervorrichtung ( ) (For calibration 6 6 ), Höhenversatz Extrusionswerkzeug ( ), Offset in height extrusion tool ( 3 3 ) zur Kalibriervorrichtung ( ) (For calibration 6 6 ), Zentrierung Düse ( ), Centering nozzle ( 12 12 ) zu Dorn ( ) (To mandrel 13 13 )) genutzt werden. )) be used.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Extrusionsanlage anhand der Messdaten und der daraus berechneten Daten durch eine detaillierte Benutzerführung über eine geeignete grafische Benutzeroberfläche (GUI) erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the extrusion line based on the measured data and the calculated data therefrom by a detailed user interface through an appropriate graphical user interface (GUI) is carried out.
  6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Messdaten mehrere Sensoren ( Arrangement for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that for detecting the measured data more sensors ( 14 14 ) unmittelbar nach dem Austritt des Schmelzeschlauches ( ) Immediately (after the exit of the melt tube 4' 4 ' ) aus dem Extrusionswerkzeug ( ) (From the extrusion die 3 3 ) und unmittelbar vor seinem Eintritt in die Kalibriervorrichtung ( ) And immediately prior to its entry (in the calibrating 6 6 ) jeweils auf den Umfang des Schmelzeschlauches ( () Each on the periphery of the molten tube 4' 4 ' ) verteilt angeordnet sind. ) Are distributed.
DE201610109087 2016-05-18 2016-05-18 Process for the regulation and control of pipe extrusion lines Pending DE102016109087A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201610109087 DE102016109087A1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Process for the regulation and control of pipe extrusion lines

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201610109087 DE102016109087A1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Process for the regulation and control of pipe extrusion lines
PCT/DE2017/100420 WO2017198262A1 (en) 2016-05-18 2017-05-17 Method and assembly for the open-loop and closed-loop control of pipe extrusion systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016109087A1 true true DE102016109087A1 (en) 2017-11-23

Family

ID=59021206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201610109087 Pending DE102016109087A1 (en) 2016-05-18 2016-05-18 Process for the regulation and control of pipe extrusion lines

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016109087A1 (en)
WO (1) WO2017198262A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056735A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Inoex Gmbh Measuring method for determining the wall thickness of an extruded plastic profile
EP2752287A1 (en) * 2013-01-02 2014-07-09 Proton Products International Limited Apparatus for measuring industrial products manufactured by extrusion techniques
EP2982932A1 (en) * 2015-03-12 2016-02-10 Proton Products International Limited Measurement of industrial products manufactured by extrusion techniques using terahertz radiation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4027527A (en) * 1975-04-01 1977-06-07 Aluminum Company Of America System for determining tube eccentricity
NL8902778A (en) * 1988-11-18 1990-06-18 Cincinnati Milacron Austria A process for the manufacture of pipes and profiles made of thermoplastic material masses.
US7461463B1 (en) * 2007-05-16 2008-12-09 Beta Lasermike, Inc. Eccentricity gauge for wire and cable and method for measuring concentricity
DE102013223945A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Inoex Gmbh Measuring apparatus and method for measuring of test objects
DE102014214046B3 (en) * 2014-07-18 2015-10-01 Inoex Gmbh Measuring apparatus and method for measuring of test objects

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006056735A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Inoex Gmbh Measuring method for determining the wall thickness of an extruded plastic profile
EP2752287A1 (en) * 2013-01-02 2014-07-09 Proton Products International Limited Apparatus for measuring industrial products manufactured by extrusion techniques
EP2982932A1 (en) * 2015-03-12 2016-02-10 Proton Products International Limited Measurement of industrial products manufactured by extrusion techniques using terahertz radiation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sikora AG: Millimeterwellen-Technologie zur präzisen Messung von Durchmesser, Ovalität, Wanddicken und Sagging während der Herstellung von Kunststoff-Großrohren. Bremen, 09.05.2016. - Firmenschrift *
SIKORA Innovation: CENTERWAVE 6000 *

Also Published As

Publication number Publication date Type
WO2017198262A1 (en) 2017-11-23 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4444702A (en) Method and apparatus for producing extruded sections of thermoplastic material
US3281897A (en) Extruded plastic tubing
US5453238A (en) Extrusion apparatus and method of extrusion for raw rubber mixes
US3543333A (en) Manufacture of synthetic resin rails
DE102005031747A1 (en) Internally cooling hollow plastic profiled sections comprises passing a cooling gas through the sections during their extrusion
US5366365A (en) Means for controlling feedstock compaction in forming flexible porous pipes of controlled pore size
US4061462A (en) Apparatus for extruding thermoplastic material
US3402427A (en) Apparatus for extruding plastics
DE102008018686A1 (en) Extrusion unit for extruding property of multiple volatile components, such as plastic, has dosage unit, particularly in planet roller building method, modular structure and planet roller module
US3325864A (en) Plastic extruder
US3570062A (en) Midstream radial valve for in-line extrusion of viscous thermoplastics
US3583033A (en) Valving die for in-line extrusion of thermoplastic material
EP0995579A2 (en) Method for continuous production of a composite pipe with socket and apparatus for carrying out the method
US3349435A (en) Precision die for manufacture of foamed plastics and the like
US3212134A (en) Extrusion die assembly
US3145419A (en) Nozzle for a plastic extruder
US3013309A (en) Extrusion method
DE10251152B4 (en) Extrusion of peroxide crosslinkable moldings of plastics material
DE102007050291A1 (en) Apparatus and method for cooling extruded plastic profiles
US3270371A (en) Axial extruder head with mandrel for extruding hollow profiles
DE4400069C1 (en) Adjustable choke with flat passage cross-section
DE102007030369A1 (en) A process for producing blow-molded hollow body
DE102005050619A1 (en) Natural or synthetic rubber masse mixing arrangement e.g. for automobile tyre manufacture, has improved temperature control during cross linking, by use of mixing screw extruders
EP0419983A1 (en) Extrusion head for multi-layered extrudates
EP1612030A1 (en) Method for continuous manufacturing of a double walled corrugated pipe with a socket, the double walled corrugated pipe and the apparatus for performing the method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed