DE2234876A1

DE2234876A1 - Verfahren und einrichtung zum regulieren der wanddicke von kunststoffgegenstaenden bei deren herstellung

Info

Publication number: DE2234876A1
Application number: DE2234876A
Authority: DE
Inventors: Warner Jan De Putter
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1971-07-16
Filing date: 1972-07-15
Publication date: 1973-01-25
Also published as: GB1396538A; NL7109900A

Description

PATENTANWÄLTE:

DIPL-IN6. DR. IUR. ' DIPl ΙΝΘ.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 OSNABRÜCK _{} uen} ±l\. J_uü
MDSERSTRASS E 2Ο/24 DB/Ka

Industriole Onderne?ning Wavin u.V.
Händellaan 251, Zwolle, Niede vlaηde

Verfahren und Einrichtung zum Regulieren
der Wanddicke von Kunststoff-Gegenständen bei deren Herateilung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zu seiner Durchführung zum Regulieren der Wanddicke eines Kunststoff-Gegenstandes, insbesondere eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff, bei dessen Herstellung durch Auspressen einer plastifizierten Kunststoffmasse durch die öffnung einer Extrusionszone, bei dem dieextrudierte Masse por Oberflächeneinheit an jeder Stelle des Querschnitts der Extrusionszone durch Wärmezufuhr auf einen vorher bestimmten Wert reguliert ttfird.

Kunststoffgegenstände, insbesondere Kunststoffrohre, sollen mit einer bestimmten Mindestwanddicke geliefert werden, die herstellerseitig zwar überschritten, an keiner Stelle jedoch unterschritten werden darf. Da es schwierig ist, die Wand-

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dicke mit großer Präzision konstant zu halten, ist der Hersteller gezwungen, mehr Material zu verarbeiten, als an sich erforderlich wäre. Denn um immer die Mindestwanddi'cke einhalten zu können, wird der überwiegende Teil des geformten Rohres od. dgl. eine größere Wanddicke aufweisen müssen. Dies führt zu erheblichen Verlusten an Kunststoffmaterial, die auf ein Mindestmaß zurückzuführen Aufgabe der Erfindung ist.

Hierzu ist das Verfahren und die Erfindung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Gegenstandes hinter der Extrusionssone an mehreren verteilt angeordneten Meßstellon gemessen und bei Ermittlung eines einen Sollwert überschreitenden Istwertes an den einzelnen Meßstellen die Extrusionszone in jeweils den Meßstellen zugeordneten Sektoren ihres Querschnitts durch Ein- bzw. Abschalten einer gesonderten Wärmequelle vorübergehend zusätzlich erwärmt wird. Dieses Verfahren erbringt eine außerordentlich große Präzision für die Dickenregulierung. Zwar wird, nachdem infolge einer festgestellten Zunahme der Rohrdicke ein Nachsteuerungssignal abgegeben wurde, die Zunahme der Dicke noch einige Zeit anhalten, weil der Extruderkopf naturgemäß einen nicht zu vernachlässigenden kalorischen Wasserwert aufweist und weil die Rohrdicke sich erst wieder zu ändern beginnt, wenn ein Temperaturabfall im Kopf das Kunststoffmaterial in der Extrusionszone erreicht hat. Wenn aber ein sehr empfindliches Abtastsystem und/oder Erwärmungssystem für Änderungen der Dicke Anwendung findet, ist dieser Nachlauf sehr beschränkt. In der

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Praxis beschränken sich bei einem Rohrdurchmesser von z.B. 60 mm und einer Rohrdieke von minimal 5,0 mm die Dickenänderung auf einige Zehntelmillimeter.

Die Durchschnittsternperatur des Extruderkopfes wird u.a. von der Wärmeausstrahlung bestimmt. Weil diese nicht in allen Richtungen gleich ist, sondern in einer Ebene senkrecht zur Extrusionsachse ein gewisses Muster aufweist, ist eine oft eintretende Abweichung bei der Herstellung von Kunststoffrohren eine Exzentrizität, d.h. daß im Durchschnitt die innere Wand und die äußere Wand des Rohres für sich nahezu kreisförmig sind, jedoch die Mittelpunkte der Querschnittskreise nicht zusammenfallen. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei Ausbildung eines exzentrischen Wanddickenverlaufs Sektoren der Extrusionszone vorübergehend einer Abkühlung ausgesetzt werden, wobei die Abkühlung für einzelne Sektoren bzw. Gruppen von Sektoren in · zeitlicher Abstufung eingeschaltet, in sämtlichen Sektoren jedoch gleichzeitig abgeschaltet wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung geht aus von einer solchen mit einem Extruder zum Plastifizieren des Kunststoffs und einem von einem Mantel und einen innerhalb desselben gelegenen Kern gebildeten Extruderkopf, wobei der Kern und der Mantel des Kopfes zusammen eine ringförmige Extrusionsöffnung begrenzen, und wobei in dem Kern und/oder dem Mantel Mittel zur Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr für ein Konstanthalten der pro

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Zeiteinheit extrudierten Masse an einer bestimmten Querschnittstelle der Extruderzone vorgesehen sind. Sie ist nun dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kopf des Extruders zusätzliche Hei_z elemente vorgesehen sind und im hergestellten Rohr ein innerer Fühlmechanismus angeordnet ist, der den Verlauf der Wanddicke in einer Sektorverteilung des Querschnitts mißt und ein Steuersignal zum Ein- oder Abschalten der zusätzlichen Heizelemente in einem entsprechenden Sektor des Kopfes abgibt.

Der Führungsmechanismus umfaßt vorzugsweise eine Anzahl Schiebestücke, die in radialer Richtung verschieblich sind und unter der Einwirkung einer auswärts wirkenden federnden Kraft stehen, eine Führung mittels isolierendem Material aufweisen und in radial äußerster Stellung, die im wesentlichen dem Soll- bzw. Mindestwert der Rohrwanddicke entspricht, jeweils einen elektrischen Kontakt schließen. Vorteilhaft ist der Kontakt jedes Schiebegliedes als Doppelkontakt mit Anordnung der Einzelkontakte in Extrusionsrichtung hintereinander ausgeführt. Damit wird erreicht, daß der Fühlmechanismus ausschließlich auf bleibende Änderungen der Rohrdicke und nicht auf etwaige Unebenheiten, z.B. innere Ringe od. dgl. anspricht.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung näher veranschaulicht ist, es zeigen:

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	1	-5- 2234876
Pig-		einen Extruderkopf mit einem Teil einer Kalibrier
		büchse in einer bevorzugten Ausführung nach der Er
		findung, wobei die obere Hälfte als Schnitt und die
	la	untere Hälfte als Ansicht ausgeführt ist,
Pis·		einen Teilschnitt durch die Extrusionszone nach der
	2	Linie Ia-Ia in Fig. 1,
Fig.		in der oberen Hälfte als Schnitt und in der unteren
		Hälfte als Ansicht eines im Extruder nach Pig. I
	3	angeordneten Fühlmechanismus,
Pig.		eine Ansicht des Fühlmechanismus in Richtung des
	H	Pfeils III in Pig. 2,
Fig.		einen Schnitt durch eines der Tragglieder des Fühl
	5	mechanismus nach der Linie IV-IV in Pig. 2,¹
Pig.		ein Schaltbild der im Pühlmechanismus nach Fig. 2 bis
	6	4 bedienten elektrischen Kontakte,
Pig.		einen Teil des elektrischen Schaltbildes der Steuer
		schaltung, in der die Kontakte nach Fig. 5 aufgenommen
	7 8	sind,
Pig. und	9	Schemadarstellungen anderer Teile der elektrischen Schaltung, und
Pig.		eine Schemadarstellung eines Teiles eines Systems zur
		verstärkten Kühlung mit Hilfe von Luft, das durch die
	In Pig. 1	Steuerung nach Pig. 5 bis 8 gesteuert ist.
	weist der Kopf 1 einer Strangpresse oder 'Extruders zum
Extrudieren von Kunststoffrohr in bekannter Weise einen Kern 2 und


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einen Mantel 3 auf, der auf seiner Außenseite mit Heizelementen 4 versehen ist. Zwischen dem Kern 2 und dem Mantel 3 wird von dem Plastifizierraum 5 her das Rohr 6 gebildet, das, nachdem es den Kopf verlassen hat, durch die Kalibrierbüchse 7 hindurch geführt wird. Die Kalibrierbüchse 7 ist mit inneren Luftkanälen 8 und äußeren Kühlrippen 9 versehen. Ferner ist über die Kalibrierbüchse hinaus in üblicher Weise eine Ziehbank vorgesehen, die das Rohr 6 aus dem Kopf herauszieht.

Innerhalb der Kalibrierbüchse 7 ist ein Pühlmechanismus zum Ermitteln der Wandstärke des hergestellten Rohres 6 angeordnet, der in Fig. 1 mit 10 bezeichnet und gesondert in den Fig. 2 bis ¹J dargestellt ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Fühlmechanismus 10 einen zylindrischen Körper 11 aus Metall auf. Auf seiner rechten Seite ist dieser Körper 11 über reichlich die Hälfte seiner Länge sowoh: innen als auch außen abgedreht, wodurch ein verhältnismäßig dünner zylindrischer Bereich 12 übrigbleibt. Auf diesen Bereich 12 ist, von der rechten Seite in Fig. 2 her, ein aus Kunststoff bestehendes Teil 13 aufgeschoben, das eine zylindrische Außenform aufweist. Ein ähnliches Teil Ik aus Kunststoff liegt an der inneren Seite des zylindrischen Bereiches 12 an. Am Stirnende sine die Kunststoffteile 13,14 derart geformt, daß das Ende 12' des zylindrischen Bereichs 12 des Körpers 11 ganz eingeschlossen ist. Innerhalb des Kunststoffteils I¹I ist ferner ein zylindrisches Teil 15, z.B. aus Messing angeordnet, das,wie noch später er-

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läutert werden wird, als elektrische Kontaktbüchse dient.

Alle zylindrischen Bereiche bzw. Teile 13,12,14,15 sind an entsprechenden Stellen mit einer Anzahl sich zur Zylinderachse erstreckenden Schlitzen versehen, die mit 16,17,18, bzw. 19 bezeichnet sind.

Durch jeden entsprechenden Satz Schlitze erstreckt sich ein Schieb stück 20, das z.B. gleichfalls aus Messing besteht. Dieses Schiebestück 20 ist plattenförmig und hat auf seiner unteren Seite zwei in Richtung der Zylinderachse entgegengesetzt vorstehende Kontaktlippen 2O!,2O", die an der Innenseite am Messingteil I5 anliegen und an diesen beiden Stellen elektrisch Kontakt herstellen können. Aus Fig. 2 ist weiter ersichtlich, daß die für das Schiebe stück bestimmten Schlitze l6 und l8 in den Kunststoffteilen 13 und lh eine kleinere und die Schlitze 17 und 19 in den Metallteilen 12 und 15 eine etwas größere Länge aufweisen, so daß in Richtung der Zylinderachse das Kontaktschiebestück 20 mit seinen radialen Stirnseiten nur Kunststoffteile und nicht Metallteile berührt. Dementsprechend kann ein Kontakt nur an den Stellen gebildet werden, an denen die Kontaktlippen 20',2O" die Innenseite der Kontaktbüchse I5 berühren. Eine ähnliche Maßnahme ist in der Schnittebene senkrecht zur Zylinderachse getroffen. Aus Fig. 3 ist die Dicke des Schiebestücks 20 ersichtlich. Aus einem Vergleich mit Fig. *l, die einen Schnitt an der in Fig. 2 mit IV bezeichneten Stelle, jedoch ausschließlich für die Metallteile 11,12 wieder-

er .

gibt,/sieht man, daß der Schlitz 17 in dem- zylindrischen BeEich 12

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des Metallkörpers 11 eine Breite aufweist, die größer als die Dicke des Schiehestücks 20 ist. Die Breite des Schlitzes 19 in der Kontaktbuchse 15 ist aus der Zeichnung nicht ersichtlich, ist jedoch der Breite des Schlitzes 17 gleich. Die Breitenabniesnung der Schlitze 16 und 18 in den Kunststoffteilen 13 und 1*J ist im wesentlichen der Dicke des Schiebestücks 20 gleich. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Schiebestück 20 allseits von Kunststoff geführt und in den Schlitzen kein elektrischer Kontakt zum Metallteil 15 möglich ist.

Aus Fig. 3 geht ferner hervor, daß der Pühlmechanismus 10 insgesamt zwölf Kontaktschiebestücke 20 umfaßt, die um 30° zueinander versetzt über den Umfang verteilt sind. Die Schiebestücke 20, sowie die zugehörigen Schlitze in den verschiedenen Zylinderbereichen sind jeweils gleich bemessen.

Alle Teile 13,12,1^,15 werden mit Hilfe eines in radialer Richtung durchgesteckten Hohlzapfens 21 an ihrer Stelle gehalten, über den auch die nicht dargestellten elektrischen Leiter nach außen geführt sind. Weiter ist im zylindrischen Körper 11 an dessen andere ι Ende noch eine radiale Bohrung 22 vorgesehen,dLe gemäß Fig. 1 dazu dient, mit Hilfe eines Zapfens 23 den ganzen Fühlmechanismus am Kern 2 des Extruderkopfes zu befestigen.

Gemäß Fig. 2 ist im Inneren des Fühlmechanismus 10 ein Ballon 2k vorgesehen, der einen Anschluß/aufweist und z.B. aus Gummi od. dgl

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federndem Material hergestellt ist. Dieser Ballon 24 steht unter der Einwirkung eines Luftüberdrucks im Innern und drückt alle Schiebestücke 20 in radialer Richtung nach außen. Dieser Ballon hat grundsätzlich die Wirkung, daß die beiden Kontaktlippen 20', 20" aller Schiebestücke 20 gegen die Kontaktbuchse 15 gedrückt, werden, sofern die Dicke des Rohres 6 (Fig. 1) an desrei Innenwand die Schiebestücke 20 anliegen, dies zuläßt. Wenn die Dicke des Rohre3 6 größer als jener Wert wird, für den die Kalibrierbüchse 7 und der Fühlmechanismus 10 mit seinen Schiebestücken 20 dimensioniert sind, werden die Schiebestücke 20 an den beteiligten Stellen einwärts gedrückt, so daß der Kontakt zwischen den Kontaktlippen 20',20" und der Kontaktbuchse 15 unterbrochen wird. Diese Kontaktunterbrechung bzw. eine Kontaktherstellung wird als Steuersignal benützt,, wie dies noch näher beschrieben werden wird. Der obere Rand jedes Schiebestücks 20. ist abgeschrägt und außerdem am übergang zwischen den schrägen Bereichen und dem ge-, raden Bereich abgerundet.

Wenn in dem Rohr Abweichungen in der Wanddicke eintreten, die sich nur über einei geringe Länge in Achsrichtung des Rohres erstrecken, wird das Schiebestück 20 zunächst nur den Kontakt 20' unterbrechen, während der andere Kontakt 20" noch bestehen bleibt. Anschließend wird das Schiebestück,das innerhalb der Schlitze begrenzt kippen kann, eine zwar den Kontakt 20" unterbrechende, jedoch in diesem Augenblick den Kontakt 20' wieder herstellende Kippbewegung ausführen. Das Schiebestück signalisiert demnach ausschließlich Dickenänderungen des Rohres, die sich über einen

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hinreichend großen Längenbereich erstrecken.

Wie noch nSher anhand des elektrischen Schaltbilds des Steuersystems erläutert v/erden wird, ist der Kopf 2 des Extruders analog dem Fühlinechanismus 10 (Fig. 3) in eine gleioh große Anzahl Sektoren von 30° aufgeteilt, wobei die Signal gäbe aus einem jeden Sektor des Filhlmechanismus eine Erwärmung bzw. eine Kühlung in dem zugehörigen Sektor des Kopfes 2 steuert. Dementsprechend ist in Fig. 1 ein Satz aus zwölf Einsteckelementen 26 zur zusätzlicher Erwärmung des Kopfesdes Extruders neben der normalen Erwärmung mit Hilfe der Heizelemente 'J auf der Außenseite des Kopfes ersichtlich.

Fig. la zeigt in vergrößertem Maßstab einen Sektor von etwa 30' in einem Teilschnitt durch den Kopf. Wie ersichtlich sind sowohl die innere Zylinderfläche des Mantels 3, als auch die äußere Zylinderfläche des Kernes 2 mit einer Anzahl sich axial erstrekkender, kleiner, einen U-förmigen Querschnitt aufweisender Nuten 27 versehen. In die Nuten sind Heizdrähte 28 eingelegt, die mit Hilfe einer geringen Menge Füllmaterials 29, das auf seiner äußeren Seite entsprechend der zylindrischen Fläche des Kernes bzw. Mantels geformt ist, in den Nuten festgehalten sind. Diese Oberflächenheizdrähte 28, die sehr schnell das Material des gebildeten Kunststoffrohres 6 erwärmen können, um dessen Viskosität zu senken, sind ebenfalls in Sektoren von 30° gruppiert und werden jeweils von dem diesem Sektor entsprechenden kontaktgebenden

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Schiebestück 20 gesteuert. Der Kern des Extruderkopfes weist in ,-jedem Sektor eine sich in Richtung der Achse erstreckende Bohrung 30 auf, durch welche Kühlluft hindurchgeblasen werden kann. Ferner kann diese Bohrung auch als Durchführungskanal für Leiter zu den Kontakten in dem Fühlmechanismus 10 ben-ützt werden. * - -

Hinsichtlich des elektrischen Sehaltschemas der Steuerung wird zunächst, auf Fig. 5 verwiesen_s in der zwölf Doppelkontakte el bis-Cl2 dargestellt sind. Diese stellen die Doppelkontakte dar, die an der der Kontaktbuchse 15 durch die zwölf Schiebestücke 20 mit ihren Kontaktlippen 2O',2O¹¹ geschlossen bzw. geöffnet werden. Der Minuspol der Steuerschaltung ist über einen Leiter 31 mit allen Schaltkontakten el bis cl2 verbunden. Der Speiseleiter ist dabei mit der Kontaktbuchse 15 verbunden. Die anderen Seiten der Doppelkontakte el bis cl2 haben selbstverständlich einen eigenen Signalgabeleiter, der über die Steuerung zu deren positiven Pol 'rückgeführt ist.

Fig. 6 zeigt die Anordnung der Doppelkontakte el bis cl2 in der Steuerschaltung. In Fig. 6 und auch in den Fig. 7 bis 9 sind einfachheitshalber nur die Verbindungen für drei dieser Doppelkontakte eingezeichnet. Die Schaltung der übrigen neun Doppelkontakte ist analog ausgeführt.

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Wenn im Betrieb der Einrichtung in Fig. 1 z.B. der Doppelkontakt el geöffnet wird, fällt das Relais Sl ab. Das Relais betätigt zwei Kontakte Sl¹ (sh. Fig. 7). Jeder dieser beiden Kontakte liegt in der Stromzuführung für Heizelemente in dem beteiligten Sektor des Extrusionskopfes. Der eine Kontakt Sl' schaltet die Heizung a ab, die z.B. die der Einsteckelemente 26 (Fig. 1) sein kann. Der andere Kontakt Sl' schaltet die Heizelemente b ab, die z.B. von den Heizdrähten 28 (Fig. la) gebildet sein kann.

Fig. 7 zeigt weiter, daß in der Stromzuführung für die Heizelemente der Typen a und b in jedem Sektor ein Hauptschalter vorgesehen sein kann, der eine gemeinschaftliche Bedienungsstange 32,33 aufweist, so daß wahlweise eines der beiden Heizelemente oder beide benutzbar ist. Die Wirkung der Steuerung wird dadurch nicht beeinflußt.

Die Wirkung des öffnens der Doppelkontakte c2 und c3 durch die weiteren Schiebestücke 20 in kreisförmiger Reihenfolge entlang dem Umfang des Fühlmechanismus ist analog. Das öffnen des Kontakts c3 hat außerdem noch eine andere Folge. Durch das zugehörige Relais S3 wird nämlich auch noch der Kontakt S3 inFig.6 geöffnet.

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Letzterer ist jedoch hinter drei andere, dem sechsten, neunton und zwölften Schiebestück am Umfang entsprechende Kontakte S6, S9 und S12 in Reihe geschaltet. Diese Schiebestücke sind im Fühlmechanismus mit Winkeln von 90° zueinander ausgerichtet. Da die vier Kontakte S3, S6, S9, S12 hintereinander geschaltet sind und Arbeitskontakte bilden, erfolgt nur bei öffnen aller vier Doppelkontakte c3, c6, c9, c12 an den vier entlang dem Umfang des ganzen Rohres verteilten Stellen eine Erregung des Ra-lais S13. Die Erregung dieses Relais bedeutet, daß nicht eine örtliche Verdickung des Rohres in einem oder einigen Sektoren, sondern eine Vedickung im wesentlichen über den ganzen Rohrumfang vorliegt. Diese wird nun erfindungsgemäß nicht durch Abschalten der Heizelemente in allen Sektoren, sondern durch eine Verdünnung des Rohres als Ganzes mit. Hilfe einer größeren Ziehgeschwindigkeit der Ziehbank berichtigt.

Fig. 8 zeigt die Schaltung dieses Unterteils der Steuerung. Der Antriebsmotor für die Walzen, der Ziehbank ist hier mit 3¹I bezeichnet. Mittels einer Kupplung 35 ist mit diesem Antriebsmotor ein Variator 36 verbunden, der mit Hilfe eines Servomotors 37 reguliert werden kann. Dieser Servomotor 37 ist ein Dreiphasenmotor, dessen Drehrichtung durch Umpolen von zwei der Phasen umkehrbar ist. Dies erfolgt mit Hilfe eines von dem Relais S13 betätigten Schalters 38. Das Relais S13 wird nach Fig. 6 mit Hilfe der vier Kontakte S3, S6, S9 und S12 betätigt. Von einem Zustand ausgehend, in dem der Servomotor 37 derart

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- l'J -

au-f den Variator 36 einwirkt, daß letzterer ganz langsam die Dreh geschwindigkeit des Antriebsmotors J>k für die Ziehbank mindert, wird durch diese Minderung die Rohrdicke in einem bestimmten Augenblick über den ganzen Umfang größer als der Toleranzwert, wonach unter der Einwirkung der vier in Reihe geschalteten Kontakte das Relais S13 die Umkehrung der Drehrichtung des Servomotors 37 herbeiführt, der dann dafür sorgt, daß dde Geschwindigkeit des Antriebsmotors 3'J wieder ganz allmählich gesteigert wird,' usxi.

Erfindungsgemäß wird die Signalgabe durch die zwölf Doppelkontakte el bis c12 noch in anderer Weise zum Regulieren der Rohrwanddicke benützt. Die am häufigsten eintretende Unregelmäßigkeit in der Rohrdicke wird nämlich von der ungleichmäßigen Abkühlung durch Abstrahlüng von dem Extruderkopf aus herbeigeführt. Dies bedeutet in der Praxis, daß nicht so sehr in den zwölf verschiedenen Sektoren entlang des Umfangs eine mehr oder weniger beliebige größere oder kleinere Wanddicke entsteht, sondern daß oft die innere Wand und die äußere Wandfläche des Rohres jede für sich einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, jedoch mit Kreisen, die exzentrisch zueinander liegen, so daß das Rohr auf der einen Seite eine maximale Dicke aufweist, die in zwei Richtungen allmählich und im wesentlichen symmetrisch zu einem Punkt minimaler Dicke abnimmt, der etwa der Stelle mit der größeren Dicke gegenüberliegt. An sich könnte diese Erscheinung durch die Wirkung der 30°'-Sektoren mit der oben

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beschriebenen Steuerung berichtigt' werden.

Jedoch wird eine raschere Berichtigung und damit schließlich auch eine erhöhte Materialersparnis in folgender Weise erreicht:

Wenn der Doppelkontakt el geöffnet wird, fällt das Relais Sl ab, und es werden nun noch zwei weitere Arbeitskontakte geschlossen, nämlich Sl₁, Sl₂ (Fig. 6). Vom ersteren Kontakt Sl₁ wird ein Relais Sl8 erregt. Dies bedeutet die Erregung eines magnetischen Ventils in einem in Fig. 9 in skizzenhafter, sich wieder nur auf die ersten drei Sektoren des Kopfes des Extruders beziehenden Darstellung wiedergegebenen System sogenannter Elektrojets.Wie aus Fig. 9 hervorgeht, betätigt das Relais S18 ein Ventil, über welches Kühlluft der Bohrung 30 (Fig. 1) in dem betreffenden Sekto des Extruderkopfkerns zugeführt werden kann. Aus Fig. 9 geht weiter hervor, daß das öffnen der Kühlmittelzufuhr in dem Elektrojet EJ 1 noch nicht zur tatsächlichen Zuführung von Kühlluft od. dgl. genügt, denn das System enthält noch ein Hauptventil EJ 13, das von einem Relais S30 betätigt wird. Dieses Relais S30 findet sich in Fig. 6,aus der ersichtlich ist, daß das Relais S30 beim öffnen des Kontaktes ST abfällt. Dieser Kontakt ST wird unter der Einwirkung eines in Fig. 6 neben dem Relais S30 eingezeichneten Zeitrelais T gesteuert. Dieses Zeitrelais T wird erregt, sobald einer der Kontakte Sl₂, S2_ usw. geschlossen wird. Vorstehend wurde schon ausgeführt, daß das.öffnen des ersten Doppelkontaktes c'l bei Zunahme der Dicke des Rohres 6 über das Relais Sl auch das

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Schließen des Kontaktes SIp mit sich bringt. Schon durch das öffnen eines der von einem Schiebestück 20 für die Dickenmessung betätigten Kontaktes ist also für das Zeitrelais T die Ansprechbedingung erfüllt, so daß der Kontakt ST und das Hauptventil EJ 13 (Fig. 9) geöffnet werden und über die Bohrung 30 dem Sektor 1 Kühlluft zugeführt wird.

Während der'Zeit, in der das Relais T das Hauptventil EJ 13 offenhält, kann zu jedem Zeitpunkt Kühlluft durch die anderen Elektrojets zugeführt werden, wenn hierzu ein Signal aufgrund zunehmender Dicke gegeben wird. Während des Entstehens der Exzentrizität in dem Querschnitt bedeutet dies, daß an der Stelle, an der die Dicke zuzunehmen beginnt, ein bestimmtes Schiebestück anspricht, so'daß in den entsprechenden Sektor im Extruderkopf sofort Kühlluft (selbstverständlich gleichzeitig bei der Abschaltung der Heizung) eingeführt wird. Kurze Zeit später wird das die Dicke erfühlende Schiebestück in den zwei angrenzenden Sektoren eine größere Dicke feststellen, so daß auch in diesen beiden Sektoren die Heizung abgeschaltet und die Kühlung eingeschaltet wird. Gegebenenfalls können beidseitig noch zwei Sektoren in dieser Weise ansprechen, so daß insgesamt fünf Sektoren nicht länger erwärmt, sondern gekühlt werden. Die Temperatur wird dabei durch den Einsatz der Kühlung ziemlich rasch gesenkt. Zur vorgegebenen Zeit nach dem Ansteuern des Zeitrelais T wird dieses Relais dann wieder abfallen (für diese Zeit kann praktisch 8.B. ein Zeitabschnitt von 10 Sekunden gewählt werden). Demzufolge wird das

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Hauptventil EJ 13 des Kühlungssystems wieder geschlossen.

Von diesem Zeitpunkt an tritt der Temperaturabfall in dem Kopf des Extruders ausschließlich aufgrund der Abschaltung der zusätzlichen Erwärmung von den Einsteckheizelementen und der Oberflächen heizung ein. In der Gruppe, in der es von Bedeutung war, ist durch die Luftzufuhr eine verstärkte Abkühlung herbeigeführt worden, die jedoch in den Sektoren, die zuletzt nachgeschaltet werden, nur einen Bruchteil jenes Zeitabschnitts von 10 Sekunden gedauert hat, über den der erste angesteuerte Sektor.der Kühlung ausgesetzt war. In dieser Weise kann man also eine sich in dem Querschnitt des Rohres bildende Exzentrizität sehr schnell berichtigen, um die Rohrdicke wieder auf den Mindestwert zurückzuführen, bei dem Materialverluste vermieden sind. Während des Ablaufs dieses Vorganges sorgen selbstverständlich die Kontakte der Schiebestücke über den ganzen Umfang dafür, daß jeder Sektor für sich durch recht zeitige Abschaltung der Heizung die richtige Dickenabmessung beibehält.

Zur Genauigkeit des ganzen Fühlmechanismus sei an dieser Stelle noch vermerkt, daß diese sehr hoch ist. Der Fühlmechanismus 10 ■ist schließlich derart auf den Innendurchmesser der Kalibrierbüchs abgestimmt, daß der Zwischenraum der Mindestwändstärke des Rohres gleich ist, das mit der Garantie geliefert -werden soll, daß nirgendwo in dem Rohrmaterial eine geringere Dicke vorhanden ist. Die richtige Dicke wird durch den zwischen den Kontaktlippen 20', 20" und der Kontaktbüchse hergestellten Kontakt von den Schiebe-

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stücken bzw. -fühlern festgestellt und der Steuermechanismus beginnt bereits zu arbeiten, sobald diese Kontakte geöffnet sind, Naturgemäß erfolgt das öffnen von Kontakten schon dann, wenn das Schiebestück unter der Einwirkung einer zunehmenden Wanddicke des Rohres einwärts gedrückt wird. Eine beginnende Zunahme der Wanddicke wird selbstverständlich noch eine gewisse Zeit anhalten, bis nämlich durch die Abschaltung der Heizung(en) in dem Kopf des Extruders die Dicke wieder verringert wird, jedoch ist das Endergebnis immerhin, daß die Rohrwanddicke nicht mehr als einige Zehntelmillimeter schwankt.

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Claims

Ansprüche:

(W Verfahren zum Regulieren der Wanddicke eines Kunststoff-Gegenstands, insbesondere eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff, bei dessen Herstellung durch Auspressen einer plastifizieren Kunststoffmasse durch die öffnung⁵ einer Extrusionszone, bei dem die extrudierte Masse pro Oberflächeneinheit an jeder Stelle des Querschnitts der Extrusionszone durch Wärmezufuhr auf einen vorher bestimmten Wert reguliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Gegenstandes hinter der Extrusionszone an mehreren verteilt angeordneten Meßstelien gemessen und bei Ermittlung eines einen Sollwert überschreitenden Istwertes an den einzelnen Meßstellen die Extrusionszone in jeweils den Meßstellen zugeordneten Sektoren ihres Querschnitts durch Ein- bzw. Abschalten einer gesonderten Wärmequelle vorübergehend zusätzlich erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung eines exzentrischen Wanddickenverlaufs Sektoren der Extrusionszone vorübergehend, einer Abkühlung ausgesetzt werden, wobei die Abkühlung für einzelne Sektoren bzw. Gruppen von Sektoren in zeitlicher Abstufung eingeschaltet, in sämtlichen Sektoren jedoch gleichzeitig abgeschaltet wird.

5. , Verfahren nach Anspruch¹ 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Gegenstand hinter der Extrusionszone einwirkende Abzug in seiner Geschwindigkeit zunächst mit sehr

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geringer Verzögerung zwangsläufig gesenkt wird, bis über den im wesentlichen vollen Querschnitt des Gegenstandes eine Zunahme der Dicke eintritt und von dem diesbezüglichen Meßwert ein Signal abgeleitet wird, das die Verzögerung der Abzugsgesehwindigkeit in eine geringfügige Beschleunigung umwandelt, bis über im wesentlichen den vollen Querschnitt des Gegenstands der Sollwert wieder erreicht ist, wonach wieder auf Verzögerung übergegangen wird, u.s,w.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beim Herstellen von Kunststoffrohren, mit einem Extruder zum Plastifizieren des Kunststoffs und einem von einem Mantel und einen innerhalb desselben gelegenen Kern gebildeten Extruderkopf, wobei der Kern und der Mantel des Kopfes zusammen eine ringförmige Extrusionsöffnung begrenzen, und wobei in dem Kern und/ oder dem Mantel Mittel zur Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr für ein Konstanthalten der-pro Zeiteinheit extrudierten Masse an einer bestimmten t^uerschnittsstelle der Extruderzone vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kopf (1) des Extruders zusätzliche Heizelemente (26,28) vorgesehen sind und im hergestellten Rohr (6) ein innerer Fühlmechanismus (10) angeordnet ist, der den Verlauf der Wanddicke in einer Sektorverteilung des Querschnitts mißt und ein Steuersignal zum Ein- oder Abschalten der zusätzlichen Heizelemente in einem entsprechenden Sektor"des Kopfes abgibt.

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.5. Einrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlmechanismus (10) eine Anzahl Schiebestücke (20) umfaßt, die in radialer Richtung verschieblich sind und unter der Einwirkung einer auswärts wirkenden federnden Kraft stehen, eine Führung mittels isolierendem Material aufweisen und in radial äußerster Stellung, die im wesentlichen dem Soll- bzw. Mindestwer der Rohrwanddicke entspricht, jeweils einen elektrischen Kontakt schließen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß der Kontakt jedes Schiebegliedes (20) als DoppelkOntakt (20·,20") mit Anordnung der Einzelkontakte in Extrusionsrichtung hinter- . einander ausgeführt ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche ¹I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schiebestücke (20), die im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang verteilten Sektoren zugeordnet sind, jeweils eine gleich große Anzahl von Kontakten (z.B. S3,S6,S9,S12) betätigen, die in Reihe geschaltet die Beaufschlagung eines Relaisschalters (S13) überwachen, der eine Änderung der Wirkungsrichtung eines Servomechanismus schaltet, welches die Geschwindigkeit des Abzugsmotors einer Ziehbank kontinuierlich erhöht oder vermindert. -

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche k bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schiebekontakt nicht für die Ausschaltung der zusätzlichen Heizelemente (z.B. 28),

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sondern auch das öffnen eines Ventils (EJ13) in einem System zur Zuführung von Kühlluft od. dgl« zu dem zugeordneten Sektor des Kopfes (2) herbeiführt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Kühlmittelzuführung ein Hauptventil (EJ13) umfaßt, das beim ersten Signal eines der Schiebestücke (20) für eine Rohrdicke die größer als der vorgegebene Sollwert ist, öffnet, jedoch unter Steuerung eines zwischengeschalteten Zeitrelais (T) nach einer eingestellten Zeit schließt.·

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Heizelemente Einsteckelemente (26) in dem Mantel (3) des Extruderkopfes (1) bilden.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche k bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Heizelemente eine Oberflächenheizung in Form von in die Oberfläche sowohl an der Innenwand des Mantels (3), als auch an der Außenwand des Kerns G des Extruderkopfes (1) eingelassenen Widerstandsdrähten (28) bildet.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

M bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sektor des Kopfes (1 zumindest einen Kühlluftkanal (30) im Kern (2) des Kopfes aufweist.

209884/1286

BAD ORIGINAL

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