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Vorrichtung zur Regelung der Dicke von auf Kalandern hergestellten
Kunststoffbahnen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Dicke
von auf Kalandern hergestellten Kunststoffbahnen, bestehend aus zwei die Dicke der
Bahn im Bereich der Bahnränder abtastenden Meßfühlern, durch die mittels Verstellmotoren
und einer radial verschiebbaren Walze die Spaltweite zwischen dieser und einer mit
ihr zusammenwirkenden Walze steuerbar ist.
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Diese Art der Regelung bietet noch keine Gewähr, daß an allen Stellen
der Bahn das Soll-Maß eingehalten wird. Vor allem versagt diese Methode, wenn z.
B. die Dicken an den Rändern stimmen, in der Mitte sich jedoch eine Abweichung nach
oben oder unten ergibt, wie sie stets durch die unvermeidliche Walzendurchbiegung
oder durch eine Durchmesservergrößerung infolge der Beheizung verursacht ist.
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Dies zeigt schon, daß bei einem guten Regelsystem mehrere veränderliche
Werte nachgestellt werden müssen und daß man mit der Änderung der Spaltweite allein
nicht mehr in der Lage ist, eine über die ganze Warenbreite gleichmäßig dicke Bahn
bzw.
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Folie zu fahren.
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Es genügt also nicht allein, die Spaltdicke an den beiden Walzenenden
genau einzustellen. Trotz genauer Einstellung können nämlich durch ungenügende Wärmezufuhr
in die Folie noch nach Verlassen des Walzenspaltes Veränderungen in der Dicke durch
Aufquellen entstehen. Besonders schwierig wird die Regelung, wenn die Folie z. B.
an den beiden Rändern das Soll-Maß besitzt, in der Mitte dagegen dünner ist. In
diesem Falle genügt dann die gleichzeitige Nachstellung beider Druckspindeln nicht
mehr, da die Folie dann zu dünn wird und nach einer gewissen Zeit die Mitte wieder
dünner wird als die Ränder.
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Umgekehrt bestehen ähnliche Verhältnisse, wenn die Folie in der Mitte
dicker ist als an den beiden Rändern. Bei einer Nachstellung des Walzenspaltes würde
sich dann nach einer gewissen Zeit ergeben, daß zwar die Warenmitte das Soll-Maß
erfüllt, die Ränder aber zu dünn werden.
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Diese Nachteile werden bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten
Gattung erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß ein oder zwei weitere, die Dicke
der Kunststoffbahn in deren Mitte abtastende Meßfühler vorgesehen sind, deren Meßergebnis
in einem oder mehreren Reglern derart ausgewertet wird, daß ein Verstellmotor eine
Walzenschrägverstellung betätigt oder eine Randzonenheizung steuert, je nachdem,
ob die Kunststoffbahn in der Mitte dicker oder dünner als an ihren Rändern ist.
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Die Meßfühler sind somit an den drei wichtigsten Stellen einer Bahn,
nämlich an den beiden Rändern
und in Bahnmitte angeordnet und steuern unabhängig
voneinander diejenigen Verstellmittel, die im Bereich dieser drei Meßpunkte eine
Korrektur des eingestellten Soll-Wertes zur Folge haben. Hiebei ist jedem Meßfühler
ein vorzugsweise selbständig und stetig arbeitender Regler zugeordnet, wobei jeder
Regler in an sich bekannter Weise mit der erforderlichen Einstellmöglichkeit für
die Tot- und Anlaufzeiten des Regelkreises versehen ist.
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Zum Verständnis der Erfindung und weiterer Merkmale derselben wird
im folgenden das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch eine Folienziehanlage
im Bereich der Aufwicklung und Fig. 2 eine Ansicht gegen die Aufwickelwalze und
die Traverse mit den Meßfühlern sowie das Schaltbild in schematischer Darstellung
und in vergrößertem Maßstab.
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Wie die Zeichnung zeigt, kann das Abtasten der Dicke der Folie an
beiden Folienrändern durch zweiteilige Fühler 6 und 6' erfolgen, die an zwei kräftigen,
sich über die ganze Bahnbreite erstreckenden Traversen 5 und 5' befestigt sind,
oder es ist auch eine Abfühlung durch einseitige Fühler 7 möglich, die an der gestrichelt
dargestellten Traverse 5" angeordnet sind und gegen eine genau geschliffene Meßwalze
3 arbeiten. Auch bei der zweiseitigen Abtastung läuft die Bahn über zwei Leitwalzen
3 und befindet sich daher während der Messung immer ungefähr in gleicher Höhe. Die
Abtastung der Foliendicke erfolgt zweckmäßigerweise kurz vor der Aufwicklung4, in
welchem Bereich die Folie bereits weitgehend abgekühlt und unveränderlich ist. Für
die Abtastung selbst kann ein beliebiges elektrisches, mechanisches oder pneumatisches
System angewendet werden.
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Gemäß der Erfindung erfolgt nun außer diesen beiden Randabtastungen
noch eine Abtastung in Folienmitte, und zwar aus den weiter unten beschriebenen
Gründen durch zwei Fühler 8 und 9. Mit dieser Anordnung von drei Meßpunkten an den
beiden Rändern und in der Mitte der Warenbahn können alle vorkommenden Dickenabweichungen
gemessen und ausgewertet werden. Hierbei werden nicht nur die Motore der Spaltverstellung
an den beiden Walzenenden gesteuert, sondern auch ein Motor für die Schrägverstellung
der Walze, wodurch in der Mitte ein größerer Druck ausgeübt wird, sowie femer eine
Randzonen-Beheizung der Stahlwalzen des Ziehkalanders. Wie bereits eingangs erwähnt,
sind die beiden letztgenannten Verstellmöglichkeiten erforderlich, damit die Folienstärke
bei Abweichung in der Mitte durch eine Walzenschrägverstellung oder durch eine stärkere
Aufheizung der Ränder auf das Soll-Maß gebracht werden kann, was durch Nachstellung
der Spaltverstellung an den beiden Walzenenden allein nicht möglich ist.
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Es sei nun zuerst der Meßfühler 7 des rechten Randes (in der Zeichnung
rechts) der Warenbahn betrachtet. Dieser steuert elektrisch einen Regler, der einen
Nullstellungsanzeiger 11 sowie ein Zeitglied 12 für die Einstellung der Rückführzeit
besitzt. Durch einen Links- oder Rechtskontakt wird über eine Schalteinrichtung
15 Rechts- oder Linkslauf des Verstellmotors 16 für den Walzenspalt eingeschaltet.
Damit der Motor den Spalt nicht zu weit öffnet oder schließt, unterbricht das Zeitglied
12 nach einem kurzen Impuls den Stromkreis der Schalteinrichtung 15 so lange, bis
die Folie vom Walzenspalt bis zur Aufwicklung gelangt und die neue Dickeneinstellung
vom Meßfühler 7 erneut geprüft wird. Ist die Änderung noch nicht ausreichend, so
erhält der Motor 16 einen weiteren Impuls in gleicher Richtung, und zwar so lange,
bis die Dicke im Meßpunkt dem eingestellten Sollwert entspricht. Wie der Schaltplan
zeigt, steuert das Zeitglied 12 auch gleichzeitig die Impulsgabe im Regler des Meßfühlers
7 am linken Rand der Warenbahn.
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Für die Einstellung der Meßfühler auf die verschiedenen Stärkeklassen
der Folien sind an den Meßfühlern Einstellbereichschalter 10 angeordnet, ferner
an den Reglern noch eine Einrichtung zur Einstellung der Meßempfindlichkeit und
am Anzeigegerät 11 eine Einstellungsmöglichkeit für die zulässige maximale Abweichung.
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Von den beiden Meßfühlern 8 und 9 in der Mitte der Warenbahn wird
der Meßfühler 8 nur dann wirksam, wenn die Folienstärke in der Bahnmitte gegenüber
dem Sollwert nach oben abweicht. In diesem Falle wird über den Regler 11, 13 und
ein Schaltgerätl5 der Antriebsmotor 18 der Walzenschräg-
verstellung eingeschaltet.
Dadurch wird in Walzen mitte ein höherer Druck ausgeübt und die Folie in der Mitte
dünner gewalzt. Der Meßfühler 9 dagegen steuert bei einer Dickenabweichung nach
unten über den Regler 11, 14 die verstärkte Randzonenheizung 23 dadurch, daß durch
einen Kleinmotor oder eine sonstige Einrichtung der Sollwertzeiger 20 des Temperaturreglers
21 um einige Grade vorverstellt wird. Das Zeitglied 14 dieses Reglers muß wesentlich
größere Rückführzeiten schalten als die übrigen Regler, da es bis zu einer halben
Stunde dauem kann, bis sich die Temperaturerhöhung in der Folie bemerkbar macht.
Die beiden Meßfühler 8 und 9 mit ihren dazugehörigen Reglern können natürlich auch
in einem einzigen Regelgerät vereinigt sein; aus Herstellungs- und Schaltungsgründen
ist es aber einfacher, zwei getrennte Meßfühler und Regler anzuordnen.
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Eine wesentliche Erleichterung der Bedienung wird dadurch erzielt,
daß die Regler mit ihren Anzeige-und Einstellelementen in der zentralen Meßwarte
angeordnet sind.
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Die Eichung der Meßfühler für den Sollwert erfolgt je nach dem verwendeten
System durch elektrische oder sonstige Abgleichkreise oder durch Eichungsfolien,
die zwischen die Meßfühler eingeschoben werden.