DE102019126219B3

DE102019126219B3 - Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE102019126219B3
Application number: DE102019126219.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Stelter; Uwe Süßmann
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2039-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Bertrieben einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens.Die Erfindung sieht vor, ein Testprogramm automatisch durchführen zu lassen, wobei ein Sensor, eine Steuerungs- und Auswertungseinheit und ein Aktor in den laufenden Folienproduktionsprozess integriert sind, wobei der Sensor dazu eingerichtet ist, die Planlage der Folienbahn zu erfassen, und der Sensor mit der Steuerungs- und Auswertungseinheit datenverbunden ist, wobei die Steuerungs- und Auswertungseinheit mit dem Aktor datenverbunden ist und der Aktor unter kontinuierlicher Variation einer Einstellgröße in einem definierten Bereich und damit im Rahmen des Testprogramms eine Messwertfunktion etabliert, die dann unter Ermittlung charakteristischer Funktionspunkte zur Identifizierung optimaler Betriebsparameter dient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Verfahren und eine solche Anlage, bei welchen der thermoplastische Kunststoff in mindestens einer Schicht als Kunststoffschmelze aus einer Ring- oder einer Breitschlitzdüse in einer Extrusionsrichtung extrudiert und anschließend über mindestens eine Walze abgeführt wird, wobei Zugkräfte in Extrusionsrichtung und/oder quer zur Extrusionsrichtung oder später, jedoch noch vor einem Wickler, in Maschinenrichtung und/oder quer zur Maschinenrichtung ausgeübt werden.
Beim Herstellen von Folienbahnen aus thermoplastischem Kunststoff mittels Extrusion einer Schmelze unterscheidet man im Wesentlichen zwei verschiedene Verfahren, nämlich einerseits die Herstellung von Flachfolie aus einer Breitschlitzdüse, andererseits die Herstellung von Blasfolie aus einer Kreisschlitzdüse.
Bei der Flachfolienherstellung unter Einsatz einer Breitschlitzdüse wird die aus der Breitschlitzdüse austretende Schmelze mittels einer Kühlwalze (meist englischsprachig „chill roll“ genannt) auf eine bestimmte Dicke ausgezogen und abgekühlt. Dabei werden Transparenz, Glanz und einige mechanische Eigenschaften der Folie stark beeinflusst. Typischerweise erhält die gewonnene Folienbahn eine Orientierung der Polymerketten in Extrusionsrichtung, was zu anisotropen Eigenschaften der Folienbahn führt. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise aus der EP 0 319 401 B1 , aus der US 5 709 932 A , aus der US 2007/0267774 A1 oder der EP 1 900 498 A1 bekannt. Die EP 2 559 546 A1 der hiesigen Anmelderin offenbart allerdings demgegenüber ein Verfahren, mit welchem die Eigenschaften der Folie derjenigen aus einer Blasfolienanlage angenähert werden können.
Im Gegensatz dazu wird beim Blasfolienverfahren, also dem Extrudieren einer aus einem ringförmigen Werkzeug austretenden und nachfolgend zu einem Schlauch ausgeformten Kunststoffschmelze, während der sogenannten Schlauchbildungszone die Schmelze längs und quer gezogen. Dies geschieht oberhalb des Schmelzbereichs der extrudierten Polymere, also in Schmelzeform. Die Folie wird von einem Abzug schneller abgezogen als sie extrudiert wird. Dadurch wird die Folie in Längsrichtung verstreckt. Durch das Aufblasen wird die Folie zusätzlich in Querrichtung verstreckt. Es resultiert somit eine biachsial verstreckte Folie, welche allerdings wegen des weniger stark forcierten Abkühlens zum Beispiel in den optischen Eigenschaften gegenüber der Flachfolie Nachteile aufweist.
Die WO 2016/192698 A1 der hiesigen Anmelderin offenbart hierzu ein Verfahren, bei dem ein Sensor einen Planlagefehler erkennt und ein Controller dann einen Aktor ansteuert, der diesen Fehler reduziert und damit eine Verbesserung der Planlage erzielt. Allerdings ist dieses Verfahren nur in der Lage graduelle Verbesserungen zu erreichen und damit nicht in der Lage im Sinne eines Maximalwertverfahrens die optimalen Betriebsbedingungen bereitzustellen. Bei einer nicht-optimalen Einstellung kann somit das Potential der Anlage nicht optimal genutzt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern oder ihm eine Alternative anzubieten.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn mittels einer Düse aus einer von einem Extruder bereitgestellten Kunststoffschmelze sowie zum Aufwickeln der Folienbahn zu einem Wickel an einem Wickler, wobei die Anlage die Folienbahn auf ihrem Weg entlang einer Maschinenrichtung von der Düse zum Wickler um eine Umlenkwalze zu führen und schließlich am Wickler auf den Wickel aufzuwickeln eingerichtet ist, wobei die Anlage einen Regelkreis mit einem Sensor, einer Auswerte- und Steuerungseinheit und einem Aktor aufweist, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Testprogramm durchgeführt wird, das die folgenden Schritte umfasst:

(i) Erfassung eines Messwerts durch einen Sensor, wobei der Messwert ein Maß für die Planlage der Folienbahn darstellt,
(ii) Ansteuerung des Aktors unter Veränderung einer Einstellgröße, wobei der Aktor in der Maschinenrichtung vor dem Sensor gelegen ist und abhängig von der Einstellgröße auf die Folienbahn einwirken kann.

Erfindungsgemäß werden hierbei die Schritte (i) und (ii) iterativ unter kontinuierlicher Veränderung der Einstellgröße innerhalb eines vorab definierten Bereichs durchgeführt wird und damit die Messwertgröße als Funktion der Einstellgröße des Aktors in dem durch den Bereich definierten Intervall abgebildet, wobei die optimale Einstellung der Anlage mittels einer Einstellgröße des Aktors dadurch gegeben ist, dass für diese Einstellgröße der erfasste Messwert oder bei mehreren Messwerten ein daraus abgeleiteter Wert (wie bspw. eine statistische Kenngröße) in dem durch den Bereich definierten Funktionsintervall einen vorab definierten charakteristischen Punkt darstellt.
Nach der überraschenden Erkenntnis der Erfinder lässt sich ein Planlagefehler damit auch durch Aktoreingriffe effizient beheben, die die Folienbahn als Ganzes ansteuern, also durch Aufheizen einer gesamten Walze oder durch Verstrecken einer ganzen Walze. Die Optimierung des Betriebsprogramms geschieht damit durch die herkömmlichen Komponenten einer Blasfolienanlage.
Zudem wird durch das automatische Abfahren eines solchen Testprogramms, das bevorzugt vor Anfahren der Anlage durchgeführt wird, nicht nur ein einfacher Regelkreis implementiert, die immer nur zu dem Erreichen des nächsten lokalen Extremwerts führt, sondern durch das Abfahren eines breiteren, vorab definierten Bereichs werden alle in diesem Bereich vorhandenen Extremwerte mit den weiteren Funktionscharakteristika (Wendepunkte, Steigungen etc.) erfasst und damit eine wirkliche Optimierung der Betriebsparameter erzielt.
Bevorzugt erfasst der Sensor die Messwerte über die Breite oder einen Längenabschnitt der Folienbahn.
Erfindungsgemäß kann der Sensor alle dem Fachmann in Bezug auf Folien bekannten Messwerte erfassen. Bevorzugterweise erfasst der Sensor eine oder mehrere der folgenden Messwerte:

i. Optische Kenngrößen oder Kennwerte wie Brechungsindex, Transmission, oder Reflexion;
ii. Mechanische Kenngröße oder Kennwerte wie Dehnung, Streckgrenze oder E-Modul;
iii. Abstandsmessung zwischen dem Sensor und der Folienoberfläche.

Hierbei ist es bevorzugt, dass aus den Messwerten, die besonders bevorzugt gemäß i. bis iii. erfasst werden, insbesondere das Dickenprofil der Folienbahn als Veränderung der Foliendicke über die Breite der Folie abgeleitet wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann basierend auf den Messwerten eine oder mehrere statistische Kenngrößen ermittelt werden, die bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Standardabweichung, Mittelwert, Median, Spannweite und Varianz.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Testprogramm bei Überschreitung einer kritischen Messwertgröße abgeschlossen und so statt des vorab definierten Bereichs ein hinsichtlich der Einstellgröße eingeschränkter Bereich erfasst.
Bevorzugterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Aktor dazu eingerichtet, ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung anzusteuern. Besonders bevorzugt liegen das Heizmittel und/oder die Längsdehneinrichtung auf dem Weg von der Düse zum Wickler.
Der Fachmann kann erfindungsgemäß auf alle Einstellgrößen zurückgreifen, die einen Einfluss auf die Qualität der Folienbahn haben. In bevorzugter Weise ist die Einstellgröße hierbei ausgewählt ist aus der Liste aufweisend:

i. Temperaturerhöhung eines Heizmittels,
ii. Temperaturerniedrigung der Innenkühlung oder einer Kühlwalze,
iv. Einbringen einer elektrostatischen Aufladung auf eine Umlenkwalze,
v. Verschwenken einer Führungswalze,
vi. Änderung der Geometrie der Austrittslippe,
vii. Voreilung einer Führungswalze.

Die Ermittlung optimaler Betriebsparameter erfolgt durch Auswertung des Funktionsintervalls, wobei ein charakteristischer Punkt in dieser Funktion identifiziert wird, bei dem der Messwert eine definierte funktionsbezogene Bedingung erfüllt.
Für den Fall, dass der Sensor für eine vorgegebene Einstellgröße nicht nur einen Messwert erfasst, sondern multiple Messwerte (z.B. in Form von mehreren tausend Messwerten über die Breite der Folie) erfasst, muss aus diesen multiplen Messwerten ein charakteristischer Wert abgeleitet werden. Dies kann erfindungsgemäß durch das Bilden statistischer Kennwerte auf Basis dieser Messwerte geschehen. Dieser statistische Wert wird dann für verschiedene Einstellgrößen aufgezeichnet und ein charakteristischer Punkt, wie bspw. das globale Minimum bestimmt.
Bei der Auswertung ist der charakteristische Punkt des Messwerts in dem Funktionsintervall bevorzugt ausgewählt aus der Liste aufweisend:

(i) Globaler Extremwert des Funktionsintervalls,
(ii) Lokaler Extremwert in einem Vorzugsbereich des Funktionsintervalls,
(iii) Wendepunkt der Funktion,
(iv) Erstmaliges oder letztmaliges Überschreiten eines Grenzwertes innerhalb des Funktionsintervalls,
(v) Erstmaliges oder letztmaliges Unterschreiten eines Grenzwertes innerhalb des Funktionsintervalls,
(vi) Schnittpunkt der Funktion mit einer zweiten zuvor definierten Funktion.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Ergebnis der Auswertung, also die optimale Einstellung der Anlage zweckmäßigerweise an den Nutzer ausgegeben und/oder automatisch in der Anlage eingestellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt in einem Testprogramm nur eine Einstellgröße variiert und dann die Messwerte und damit entsprechende die optimale Einstellung für genau diese Einstellgröße ermittelt (also beispielsweise die Temperatur einer Umlenkwalze).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Testprogramm mehrfach durchgeführt, wobei dann jeweils unterschiedliche Einstellgrößen variiert werden.
Dies kann einerseits dazu dienen, die jeweils als optimal identifizierten unterschiedlichen Einstellgrößen in der Steuerung der Anlage zu kombinieren.
Weiterhin kann ein später durchgeführtes Testprogramm dann auf Basis eines oder mehrere bereits als optimal identifizierter Einstellgrößen eine zusätzliche Einstellgröße untersuchen. Damit wird ein späteres Testprogramm bereits auf einer prä-optimierten Ausgangslage ansetzen.
Bevorzugt ist der Sensor dazu eingerichtet, eine Ablaufkante der Folienbahn an der Umlenkwalze zu erfassen, wozu die Auswerte- und Steuerungseinheit über eine Datenverbindung vom Sensor Daten empfängt, und dann unter Veränderung einer Einstellgröße den Aktor über eine Datenverbindung ansteuert, um beispielsweise ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung auf dem Weg von der Düse zum Wickler einzustellen. Die mögliche Auswirkung auf die Ablaufkanten wird durch den Sensor erfasst und wiederum an die Auswerte- und Steuerungseinheit zu Vervollständigung der Bereichsfunktion übermittelt.
Auch hier sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ergänzend oder alternativ andere Mittel zum Beeinflussen der Planlage verwendet werden können als ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung.
Auch mit dem vorgestellten Verfahren wird es möglich, einen Sensor für die Qualität der Planlage in eine Blasfolienanlage oder eine andere Folienherstellungsanlage zu integrieren und die Planlage der Folienbahn bereits während der Produktion zu bewerten, somit optimale Einstellungen möglichst automatisch einzustellen.
Dadurch entfallen die Produktion mit empirisch eingestellten Werten, die subjektive Beurteilung der Planlagequalität und eine anschließende Korrektur der Einstellungen.
Der Betreiber der Anlage kann deshalb deutlich schneller in einen stabilen Produktionspunkt gelangen und spart Zeit und Rohstoffe.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein...‟, „genau zwei...“ usw. gemeint sein können.

Die „Folienbahn“ kann entweder eine einlagige Folienbahn sein, oder eine schlauchförmige Folienbahn, wobei der Schlauch aufgetrennt oder schlauchförmig belassen werden kann.
Die „Düse“ ist bevorzugt eine Breitschlitzdüse oder eine Ringschlitzdüse. Wenn eine Ringschlitzdüse vorgesehen ist, dann wird vorgeschlagen, dass dies an einem Blaskopf angeordnet ist.
Die Folienbahn kann einschichtig oder mehrschichtig sein. Insbesondere sei deshalb auch daran gedacht, dass mehrere Extruder vorgesehen sein können.
Auch kann nicht nur ein Wickler vorgesehen sein, sondern ebenso eine Mehrzahl von Wicklern.
Die „Maschinenrichtung“ ist der designierte Weg der Folie, beginnend von der Extrusion an der Düse bis zum Wickler. Die Maschinenrichtung variiert deshalb, denn sie verläuft um eine Mehrzahl an Walzen und gegebenenfalls auch Wendestangen herum.
Fehler in der „Planlage“ sind insbesondere Foliendurchhänge im spannungsfreien Zustand und/oder ein Bogenlauf der Folienbahn. So kann es Folien mit einer ideal konstanten Dicke geben, die trotzdem einen Planlagefehler aufweisen, und es kann Folien mit einer Dickenabweichung geben, die trotzdem eine ideale Planlage haben.
Die Ursache für einen Planlagefehler liegt in lokal unterschiedlichen Längen der Folienbahn.
Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Anlage zum Herstellen einer Folienbahn mittels einer Düse aus einer von einem Extruder bereitgestellten Kunststoffschmelze sowie zum Aufwickeln der Folienbahn zu einem Wickel an einem Wickler, wobei die Anlage die Folienbahn auf ihrem Weg entlang einer Maschinenrichtung von der Düse zum Wickler um eine Umlenkwalze zu führen und schließlich am Wickler auf den Wickel aufzuwickeln eingerichtet ist, wobei die Anlage einen Sensor, einer Auswerte- und Steuerungseinheit und einen Aktor aufweist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sensor dazu eingerichtet ist, einen Messwert zu erfassen, der ein Maß für die Planlage der Folienbahn darstellt, der Aktor in Maschinenrichtung vor dem Sensor liegt und dazu eingerichtet ist, mittels eine Einflußgröße auf die Folienbahn einzuwirken, und wobei die Steuerungs- und Auswerteinheit dazu eingerichtet ist, den Aktor unter kontinuierlicher Variation der Einflussgröße anzusteuern, und die jeweiligen daraus resultierenden Messwerte des Sensors auszuwerten.
Die Begrifflichkeiten des zweiten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung sind vorstehend unter Bezugnahme zum ersten Aspekt der Erfindung bereits erläutert worden.
Die Auswerte- und Steuerungseinheit kann mit dem Aktor datenverbunden sein. So ist der Aktor elektronisch ansteuerbar, und eine Recheneinheit am Aktor wertet die Daten aus und führt demgemäß die Ansteuerung aus.
Die Auswertungs- und Steuerungseinheit kann mit dem Aktor motorstromverbunden sein. So ist der Aktor elektrisch ansteuerbar, und Auswertungs- und Steuerungseinheit führt die Ansteuerung aus.
Alternativ können andere Antriebsarten für den Aktor vorgesehen sein, beispielsweise ein hydraulischer Antrieb.
Bevorzugt ist der Aktor dazu eingerichtet, ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung auf dem Weg von der Düse zum Wickler anzusteuern.
Die vom Aktor angesteuerten Beeinflussungsmittel für die Folienbahn, als konkret genannte Beispiel ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung, sind dazu geeignet, auf die die Planlage der Folienbahn bestimmenden Eigenschaften unmittelbaren Einfluss bereits während der Produktion zu nehmen. Die Planlage der Folienbahn am Wickler kann dadurch während des Produktionsprozesses möglichst ideal gehalten werden, und zwar aufgrund der optimalen, durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Einstellung ohne menschliches Zutun. Vielmehr kann die Anlage in der Lage sein, selbsttätig die Planlage ideal zu halten.
Eine konkrete Ausführungsmöglichkeit der Erfindung sieht vor, dass der Sensor dazu eingerichtet ist, eine Ablaufkante der Folienbahn an der Umlenkwalze zu erfassen, wobei der Sensor mit der Auswerte- und Steuerungseinheit datenverbunden ist.
Die „Ablaufkante“ der Folienbahn an derjenigen Umlenkwalze, welche der Sensor zu erfassen eingerichtet ist, ist diejenige Linie, entlang welcher sich die Folie von der Oberfläche der Umlenkwalze löst. Die Ablaufkante und ihre Detektion sind in der WO 2007/107147 A1 im Detail beschrieben.
Im Rahmen des Testprogramms nimmt Auswertungs- und Steuerungseinheit auf den Aktor Einfluss und steuert ihn dergestalt an, dass die Folie in ihren Eigenschaften verändert werden kann. So kann eine Stelle im Umfang der Folienbahn beziehungsweise eine Stelle in der Breite der Folienbahn beispielsweise mit einem Heizmittel aufgeheizt werden, was zu einer stärkeren Extrusion führt, und/oder die Stelle kann in einer Längsdehneinrichtung stärker längsgedehnt oder längsgestreckt werden, oder es können andere Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise kann auf die Kühlung Einfluss genommen werden, auf die Geometrie an einer Austrittslippe usw.
Nach einer Variante der hier vorgeschlagenen Anlage ist die Anlage eine Blasfolienanlage, wobei die Düse eine Ringdüse ist und auf dem Weg von der Ringdüse zum Wickler eine Flachlegung und ein Abzug sowie gegebenenfalls eine Reversierung vorgesehen sind.
Auch hier sind extrusionsbedingte Abweichungen im Folienprofil oder durch unterschiedliche Abkühlung in der Flachlegung möglich, welche die sogenannten Planlagefehler hervorrufen. Diese haben negative Auswirkungen auf die Weiterverarbeitbarkeit der hergestellten Folienbahn, auf das Wickelergebnis etc.
Je näher der Sensor am Wickler liegt, desto präziser sind die Messergebnisse hinsichtlich der Dickenabweichung in der Folie, also hinsichtlich des möglichen Planlagefehlers. Es wird daher vorgeschlagen, dass der Sensor im Weg von der Ringdüse zum Wickler jenseits der Flachlegung angeordnet ist, insbesondere jenseits des Abzugs, bevorzugt sogar an einer der letzten drei oder zwei Umlenkwalzen vor dem Wickler, besonders bevorzugt an der letzten Umlenkwalze vor dem Wickler, wobei die Umlenkwalze sogar schon zum Wickler gehören kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass auf dem Weg von der Ringdüse zum Wickler zwischen dem Abzug und dem Sensor eine Längsdehneinrichtung angeordnet ist oder auf dem Weg von der Ringdüse zum Wickler zwischen dem Sensor und dem Wickler eine Längsdehneinrichtung angeordnet ist.
Insbesondere sei als Längsdehneinrichtung an eine Anlageneinheit gedacht, welche Planlagefehler durch eine Längsdehnung beseitigen kann, wozu die Temperatur der Folienbahn, vor allem im Abzug, auf einen definierten Wert erhöht wird und die Folienbahn einer leichten Dehnung ausgesetzt wird, bevorzugt zwischen 1 % und 4 %.
Insbesondere sei für die Gestaltung der Längsdehneinrichtung an die Offenbarung der WO 2014/023282 A1 derselben Anmelderin gedacht, wobei der dortige Offenbarungsgehalt hier im Wege der Referenzierung als hier vollständig mit offenbart aufgefasst sein soll.
Dadurch können der Bogenlauf der Folie, die Curlingneigung sowie weitere Folienfehler reduziert oder sogar vollständig korrigiert werden.
Eine Alternative sieht vor, dass die Anlage als Flachfolienanlage gestaltet ist, wobei die Düse eine Breitschlitzdüse ist und auf dem Weg von der Breitschlitzdüse zum Wickler zuerst eine Kühlwalze, nämlich die meist „chill roll“ genannte Kühlwalze, angeordnet ist, wobei die Breitschlitzdüse auf die Kühlwalze extrudiert.
Je stärker die Anhaftung der vorbeilaufenden und dabei umgelenkt werdenden Folie an der Oberfläche einer Umlenkwalze ist, desto größer ist die Amplitude der Abweichungen der Ablaufkante von der idealen, Umlenkwalzenachsen-parallelen Linie.
Es wird deshalb vorgeschlagen, dass in Maschinenrichtung vor dem Sensor, bevorzugt unmittelbar vor dem Sensor, also nicht vor einer in Maschinenrichtung vorher liegenden Umlenkwalze, eine Auflageeinrichtung zum Einbringen einer elektrostatischen Aufladung zwischen der Folienbahn und der Umlenkwalze vorgesehen ist, so dass bei eingeschalteter Aufladeeinrichtung im Betrieb der Anlage die Ablaufkante der Folienbahn von der Umlenkwalze abwärts wandert und sich in der Höhe differenziert.
Dies gilt unabhängig von der Art der Folienherstellungsanlage.
Zum Einbringen einer elektrostatischen Aufladung kann beispielsweise eine Bürste vorgesehen sein, oder es kann ein elektrischer Anschluss einpolig eine Spannung auf die Oberfläche der Walze aufbringen. Zahllose weitere Einbringmöglichkeiten sind denkbar, können die Erfindung weiter verbessern, sollen aber nicht im Detail Gegenstand der hier folgenden Patentanmeldung sein.
Wenn die Umlenkwalze, welche zur Umsetzung der hier vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, an einer Bodenstation angeordnet ist, dann ist eine besonders leichte Zugänglichkeit zu den mechanischen und elektrischen Einrichtungen der Erfindung gegeben. Auch fällt es besonders leicht, den Sensor in unmittelbarer Nähe vor dem Wickler zu platzieren.
Bevorzugt ist die Umlenkwalze in Maschinenrichtung die letzte Umlenkwalze vor dem Wickler.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dort zeigt

die 1 eine Ausführungsform einer Blasfolienanlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung, und
die 2 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine Blasfolienanlage 1 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassend in diesem Ausführungsbeispiel fünf Extruder 2 mit jeweils einer zugeordneten Dosierstation 2a, welche einen Blaskopf 3 mit Kunststoffschmelze speisen, welche in den Extrudern 2 aus Kunststoffgranulat erhalten von der jeweiligen Dosierstation 2a erzeugt worden ist. Der Blaskopf 3 bläst in einer Extrusionsrichtung 4, hier vertikal nach oben, aus einer Ringschlitzdüse einen Folienschlauch 5 aus. Nach einer Flachlegung 6 durchläuft der Folienschlauch 5 ein Abzugswalzenpaar 7 (nicht im Einzelnen dargestellt). Anschließend läuft der Folienschlauch 5 als flachgelegte endlose Folienbahn 8 zweilagig in Maschinenrichtung 9 durch die restliche Blasfolienanlage 1 bis zu einem Wickler 10. Auf dem Weg vom Abzug, definiert durch das Abzugswalzenpaar 7, zum Wickler 10 durchläuft die Folienbahn 8 zunächst eine Längsdehneinrichtung 11 (nicht im Einzelnen gezeigt). Darüber durchläuft die Folienbahn 8 eine Reversierung 12, anschließend eine Abwärtsstrecke 13 in Richtung zum Wickler 10.
2 zeigt schematisches die wesentlichen Elemente eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Sensor 20, der einen Messwert von der Folienbahn 50 erfasst und an die Steuerungs- und Auswerteeinheit 30 weiterleitet. Anschließend steuert die Steuerungs- und Auswerteeinheit 30 den Aktor 40 unter Veränderung einer Einstellgröße an, mittels derer der Aktor auf die Folienbahn 50 einwirkt. Gemäß der durch den links dargestellten Pfeil gegebenen Laufrichtung des Folienbandes liegt der Aktor 30 in Maschinerichtung vor dem Sensor 10. Dieser Aktor-induzierte Messkreislauf wird iterativ unter kontinuierlicher Änderung der Einstellgröße innerhalb eines definierten Bereichs durchgeführt. Nachdem die Messwerte für den definierten Bereich ermittelt wurden, kann die Steuerungs- und Auswerteeinheit 30 diese Messwerte als Funktion der Einstellgrößen auswerten für das Funktionsintervall anhand eines charakteristischen Punktes der Funktion einen oder mehrere optimale Betriebsparameter 60 ausgeben.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste

1: Blasfolienanlage
2: Extruder
3: Blaskopf
4: Extrusionsrichtung
5: Folienschlauch
6: Flachlegung
7: Abzugswalzenpaar
8: Folienbahn
9: Ausschnitt aus einer Blasfolieneinheit
10: Hohlkörper mit variabel einstellbarer Länge
11: Kühlring
12: Dosierer
20: Sensor
30: Auswertungs- und Steuerungseinheit
40: Aktor
50: Folienbahn (Laufrichtung durch Pfeil angezeigt)
60: Auswertungsergebnis zur optimalen Einstellung der Anlage

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Anlage (1) zum Herstellen einer Folienbahn (8) mittels einer Düse aus einer von einem Extruder (2) bereitgestellten Kunststoffschmelze sowie zum Aufwickeln der Folienbahn (8) zu einem Wickel an einem Wickler, wobei die Anlage (1) die Folienbahn (8) auf ihrem Weg entlang einer Maschinenrichtung von der Düse zum Wickler um eine Umlenkwalze zu führen und schließlich am Wickler auf den Wickel aufzuwickeln eingerichtet ist, wobei die Anlage einen Regelkreis mit einem Sensor (20), einer Auswerte- und Steuerungseinheit (30) und einem Aktor (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Testprogramm durchgeführt wird, das die folgenden Schritte umfasst: (i) Erfassung eines Messwerts durch einen Sensor (20), wobei der Messwert ein Maß für die Planlage der Folienbahn (8) darstellt, (ii) Ansteuerung des Aktors (40) unter Veränderung einer Einstellgröße, wobei der Aktor (40) in der Maschinenrichtung vor dem Sensor (20) gelegen ist und abhängig von der Einstellgröße auf die Folienbahn (8) einwirken kann, wobei die Schritte (i) und (ii) iterativ unter kontinuierlicher Veränderung der Einstellgröße innerhalb eines vorab definierten Bereichs durchgeführt werden und damit die Messwertgröße als Funktion der Einstellgröße des Aktors (40) in dem durch den Bereich definierten Intervall abgebildet wird, wobei die optimale Einstellung der Anlage mittels einer Einstellgröße des Aktors (40) dadurch gegeben ist, dass für diese Einstellgröße der erfasste Messwert oder bei mehreren Messwerten ein daraus abgeleiteter Wert in dem durch den Bereich definierten Funktionsintervall einen vorab definierten charakteristischen Punkt darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) die Messwerte über die Breite oder einen Längenabschnitt der Folienbahn (8) erfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) eine oder mehrere der folgenden Messwerte erfasst: i. Optische Kenngrößen oder Kennwerte wie Brechungsindex, Transmission, oder Reflexion; ii. Mechanische Kenngröße oder Kennwerte wie Dehnung, Streckgrenze oder E-Modul; iii. Abstandsmessung zwischen dem Sensor und der Folienoberfläche, wobei aus den Messwerten gemäß i. bis iii. bevorzugt das Dickenprofil der Folienbahn (8) als Veränderung der Foliendicke über die Breite der Folie abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den Messwerten statistische Kenngrößen ermittelt werden, die bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Standardabweichung, Mittelwert, Median, Spannweite und Varianz.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung einer kritischen Messwertgröße das Testprogramm beendet wird und so statt des vorab definierten Bereichs ein hinsichtlich der Einstellgröße eingeschränkter Bereich erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (40) dazu eingerichtet ist, ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung anzusteuern, die bevorzugt auf dem Weg von der Düse zum Wickler liegen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellgröße ausgewählt ist aus der Liste aufweisend: i. Temperaturerhöhung eines Heizmittels, ii. Temperaturerniedrigung der Innenkühlung oder einer Kühlwalze, iii. Einbringen einer elektrostatischen Aufladung auf eine Umlenkwalze, iv. Verschwenken einer Führungswalze, v. Änderung der Geometrie der Austrittslippe vi. Voreilung einer Führungswalze.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristischen Punkt des Messwerts in dem Funktionsintervall bevorzugt ausgewählt ist aus der Liste aufweisend: (i) Globaler Extremwert des Funktionsintervalls, (ii) Lokaler Extremwert in einem Vorzugsbereich des Funktionsintervalls, (iii) Wendepunkt der Funktion, (iv) Erstmaliges oder letztmaliges Überschreiten eines Grenzwertes innerhalb des Funktionsintervalls, (v) Erstmaliges oder letztmaliges Unterschreiten eines Grenzwertes innerhalb des Funktionsintervalls, (vi) Schnittpunkt der Funktion mit einer zweiten zuvor definierten Funktion.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optimale Einstellung der Anlage (1) an den Nutzer ausgegeben wird und/oder automatisch in der Anlage (1) eingestellt wird.
Anlage (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anlage (1) zum Herstellen einer Folienbahn mittels einer Düse aus einer von einem Extruder (2) bereitgestellten Kunststoffschmelze sowie zum Aufwickeln der Folienbahn (8) zu einem Wickel an einem Wickler, wobei die Anlage (1) die Folienbahn (8) auf ihrem Weg entlang einer Maschinenrichtung von der Düse zum Wickler um eine Umlenkwalze zu führen und schließlich am Wickler auf den Wickel aufzuwickeln eingerichtet ist, wobei die Anlage einen Sensor (20), eine Auswerte- und Steuerungseinheit (30) und einen Aktor (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) dazu eingerichtet ist, einen Messwert zu erfassen, der ein Maß für die Planlage der Folienbahn (8) darstellt, der Aktor (40) in Maschinenrichtung vor dem Sensor (20) liegt und dazu eingerichtet ist, mittels einer Einflussgröße auf die Folienbahn (8) einzuwirken, wobei die Steuerungs- und Auswerteinheit (30) dazu eingerichtet ist, den Aktor (40) unter kontinuierlicher Variation der Einflussgröße anzusteuern, und die jeweiligen daraus resultierenden Messwerte des Sensors (20) auszuwerten.
Anlage (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungseinheit (30) mit dem Aktor (40) datenverbunden ist.
Anlage (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungs- und Auswerteinheit (30) mit dem Aktor (40) motorstromverbunden ist.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Aktor (40) dazu eingerichtet ist, ein Heizmittel und/oder eine Längsdehneinrichtung auf dem Weg von der Düse zum Wickler anzusteuern.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) dazu eingerichtet ist, eine Ablaufkante der Folienbahn an der Umlenkwalze zu erfassen, wobei der Sensor (20) mit der Steuerungs- und Auswerteinheit (30) datenverbunden ist.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) als Blasfolienanlage gestaltet ist, wobei die Düse eine Ringdüse ist und auf dem Weg von der Ringdüse zum Wickler eine Flachlegung und ein Abzug vorgesehen sind.
Anlage (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) im Weg von der Ringdüse zum Wickler jenseits der Flachlegung angeordnet ist.
Anlage (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) im Weg von der Ringdüse zum Wickler jenseits des Abzugs angeordnet ist.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Weg von der Ringdüse zum Wickler zwischen dem Abzug und dem Sensor (20) eine Längsdehneinrichtung angeordnet ist.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) als Flachfolienanlage gestaltet ist, wobei die Düse eine Breitschlitzdüse ist und auf dem Weg von der Breitschlitzdüse zum Wickler zuerst eine Kühlwalze angeordnet ist, wobei die Breitschlitzdüse auf die Kühlwalze extrudiert.
Anlage (1) nach Anspruch 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Maschinenrichtung vor dem Sensor (20) eine Aufladeeinrichtung zum Einbringen einer elektrostatischen Aufladung zwischen der Folienbahn und der Umlenkwalze vorgesehen ist, sodass bei eingeschalteter Aufladeeinrichtung im Betrieb der Anlage die Ablaufkante der Folienbahn von der Umlenkwalze abwärts wandert und sich in der Höhe differenziert.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze an einer Bodenstation angeordnet ist.
Anlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze in Maschinenrichtung die letzte Umlenkwalze vor dem Wickler ist.