DE2428166A1

DE2428166A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung des spaltes zwischen den lippen eines presswerkzeuges zum extrudieren eines plastischen bandmaterials

Info

Publication number: DE2428166A1
Application number: DE19742428166
Authority: DE
Inventors: Takeaki Akatsuka; Hiroyshi Amo; Kautsuichi Kitagawa; Osamu Mita
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1973-06-12
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2428166C3; LU70270A1; FR2233171B1; NL7407272A; JPS537940B2; JPS5015849A; GB1479891A; FR2233171A1; DE2428166B2; US3985845A

Description

Priorität vom 12. Juni 1973 in Japan, Nr.65376/73

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Spalte zwischen Lippen eines Preßwerkzeuges zum Extrudieren eines geschmolzenen Kunststoffes in einer Vorrichtung zur Herstellung eines band- bzw. bahnförmigen Kunststoffmaterials, wie z.B. einem Kunststofffilm. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betätigung der Einstellbolzen eines Preßwerkzeuges, wobei die Wechselwirkung zwischen getrennten Einstellungen, die einzeln vorgenommen werden, in Rechnung gestellt wird.

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Bei einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Bahnmateiials aus Kunststoff, wie z.B. eines Kunststoff-Films, wie z.B. in den Fig. 1a und 1b gezeigt ist, wird normalerweise ein Preßwerkzeug verwendet, welches eine Vielzahl von Bolzen bzw. Schrauben 1 zur Steuerung des Spaltes zwischen den Lippen aufweist. Geschmolzener Kunststoff wird von einer nicht dargestellten Pumpe durch den Einlaß in das Preßwerkzeug hineingeführt und durch einen Spalt zwischen einem Paar von Preßwerkzeuglippen 3 extrudiert und verfestigt, um ein Bandmaterial zu bilden. Die Dicke der so erzeugten Kunststoffbahn wird weitgehend durch den Spalt zwischen diesen Preßwerkzeuglippen 3 beeinflußt. Insbe-

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sondere soll die Verteilung oder das Dickmuster in Querrichtung auf der Bahn durch die Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen, quer zu dem Preßwerkzeug, bestimmt werden.

Also wird die Verteilung der Dicke eines bahnförmigen Kunststoffmaterials dadurch gesteuert, daß man diese Verteilung bzw. Aufstellung des Spaltes zwischen deftt Preßwerkzeuglippen mittels Einstellschrauben fein einjustiert. Die Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen wird durch sich drehende Einstellschrauben 1 gesteuert sowie dadurch, daß man wahlweise die Lippen 3 zusammenpreßt oder auseinanderzieht. Da jedoch die Düsenlippen 3 aus einem Stück hergestellt sind und aus Metall bestehen, verändert sich bei der Bewegung einer Schraube der Spalt zwischen den

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Preßwerkzeuglippen weitgehend in anderen Stellungen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wobei der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen an den Stellungen anderer Schrauben durch die Einstellung bzw. Justage beeinflußt wird. Infolge dieser ¥echselwifcung ist es sehr schwierig, die Lippen 3 so einzustellen, daß man die gewünschte Spaltverteilung zuwege bringt und Einstellungen zur Steuexm g des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen werden derzeit auf der Fehlersuchbasis ausgeführt und hängen von der Erfahrung des Durchschnittfachmannes ab, die zu Erhalten lange dauert· Wenn insbesondere diese Tätigkeiten ausgeführt werden, während das Produkt hergestellt wird, wird der Prozentsatz des mit Normqualität herauskommenden Produkts erheblich vermindert, und zwar infolge der Unebenheit bzw» Ungleichmäßigkeit der Dicke des Produktes über seine Breite.

Bs ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur schnellen und genauen Steuerung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen und für die genaue Führung dieser Tätigkeiten vorzusehen.

Ein Merkmal der Erfindung liegt in der Schaffung einer Einrichtung zur Steuerung einer Preßwerkzeugeinstellung dadurch, daß man nach der Handhabung jeder Schraube zur Steuerung einer Düse den Einfluß in Rechnung stellt, der auf die Lagen anderer Schrauben und der Verrückung in Rech-

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nung stellt, die von der Einstellung anderer Schrauben erhalten wird»

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuextng der Positionen der Einstellschrauben vorgesehen, während man die Eigenschaften der Schraube in Rechnung stellt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung·

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Spalt zwischen den Lippen eines Preßwerkzeuges zum Extmlieren eines bahnförmigen Kunststoffmaterials gesteuert, welches durch ein Paar langer Platten, die einander bei einer Mehrzahl von Einstellschrauben gegenüberliegen, gebildet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß elektrische Signale erzeugt werden, die den Veränderungen des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stellung jeder Schraube entsprechen, diese Signale unter Bezugnahme auf alle Schrauben addiert werden, um dadurch die Spaltveränderung zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stelle jeder Schraube zu bestimmen, dieseiVerteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen derart eingestellt wird, daß der Spalt die gewünschte Form einnimmt, und daß die notwendige Einstellung jeder Schraube vorgenommen wird.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglxchkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1a eine Schnittansicht durch ein eine Bahn extrudierendes Preßwerkzeug mit Merkmalen dieser Erfindung entlang der Linie 1a-1a in Fig. 1b,

Fig. 1b eine Endansicht eines eine Bahn extrudierenden Preßwerkzeuges der in Fig. 1a dargestellten Art,

Fig. 2 eine schematische Ansicht unter Darstellung eines Spaltes zwischen den Lippen einer Düse, wenn eine Schraube betätigt wird,

Fig. 3 eine schematische Ansicht unter Darstellung eines Spaltes zwischen den Lippen von Düsen, wenn drei Schrauben betätigt werden,

Fig. k eine schematische Ansicht unter Darstellung eines Beispiels einer erfindungsgemäß verwendeten Schaltung zur Erzeugung eines elektrischen Signals,

Fig. 5 eine schematische Ansicht unter Darstellung eines Beispiels der Schaltung zum Herstellen oder Bilden der Dicke des bahnförmigen Materials, wenn eine flache Verteilung des Spaltes herzustellen ist,

Fig. 6 eine schematische Ansicht unter Darstellung einer Ausführungsform der Schaltung zum Formen der Dicke eines bahnförmigen Materials, wenn eine gewisse Dickenverteilung herzustellen ist,

Fig. 7 eine schematische Ansicht der gesamten Anordnung mit Merkmalen gemäß der Erfindung,

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Fig. 8 eine graphische Darstellung unter Darstellung der Lage zwischen dem Betrag der Schraubendrehung und der Veränderung des dadurch erteilten Spaltes zwischen den Lippen eines Preßwerkzeuges,

Fig. 9 eine schematische Ansicht unter Darstellung einer Ausführung sform eines Verfahrens zur Erfassung des Drehbetrages und des Drehmomentes einer Einstellschraube und

Fig. IO ein Schaubild unter Darstellung der Beziehung zwischen Drehbetrag einer Schraube, Veränderung des Spaltes zwischen Lippen eines Preßwerkzeuges und Drehmoment einer Schraube.

Gemäß den Figuren 1a und 1b sind die Düsenlippen 3 aus einem Stück hergestellte Wenn also eine Schraube um eine kleine Betriebsgröße a eingestellt wird, ändert sich der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen in einem Muster, wie es in Fig. 2 durch die ausgezogene Linie h dargestellt ist. Diese Erscheinung wiederholt sich bei wiederholten Tätigkeiten jeder Schraube. Wenn also eine andere Schraube nach der Steuerung einer ersten gesteuert bzw. betätigt wird, verändert sich der Spalt zwischen Preßwerkzeuglippen bei der Stellung der zuerst betätigten Schraube, und zwar von einem zuerst eingestellten Wert.

Um eine gewünschte Verteilung des Spaltes zwischen Düsenlippen zu erhalten (z.B. einen gleichmäßigen Spalt oder einen

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Spaltmit einer spezifischen Veränderung), ist es deshalb bevorzugt, die Steuerung bzw. Betätigung nach der Einstellung einer beliebigen gegebenen Schraube dadurch auszuführen, daß man den Betrag der Veränderung in Rechnung stellt, welcher der Betätigung einer anderen Schraube zu erteilen ist, oder den Betrag der Änderung, welche dem Spalt zwischen dem Preßwerkzeuglippen an der Stellung einer anderen Schraube zu erteilen ist, so daß der gewünschte Spalt zwischen den Lippen schnell erhalten werden kann. Es ist auch erwünscht, automatisch diese Tätigkeit anzuzeigen und die Einstellung innerhalb einer kurzen zeit abzuschließen.

Erfindungsgemäß wird dieses Merkmal durch die Verwendung elektronischer Schaltkreise erreicht.

Gemäß der Erfindung sind elektronische Umwandlungsschaltungen vorgesehen, um ein Spaltbreitenmuster zwischen Preßwerkzeuglippen zu erzeugen, welches durch die Verrückung oder Verschiebung einer Schraube erreicht wird, wie z.B. die in Fig.2 gezeigte. Die Anzahl solcher elektronischer Schaltkreise ist die gleiche wie die Anzahl der Einstellschrauben. Dieses Muster hängt vom Material und der Gestaltung des Preßwerkzeuges neben anderen Variablen ab.

Dieses Muster drückt die Veränderung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stellung derselben Schraube und der Schrauben in ihrer Nachbarschaft aus, wie durch eine beliebige Einstelltätigkeit einer beliebigen einzigen Schraube hervorgerufen. 409881/1006

Gemäß der Erfindung wird durch eine elektronische Schaltung der Einstellbetrag, welcher der Einstellung entspricht, die der einen Schraube erteilt wird, als ein
elektrisches Signal umgewandelt, welches der tatsächlichen Veränderung des Spaltes zwischen den DUsenlippen entspricht, z.B. in einem Muster, wie es in Fig. 2 durch die ausgezogene Linie k dargestellt wird. Wie die tatsächlichen Veränderungen der Spaltveränderung sich proportional zum Betrag der Verstellung der einen Schraube erhöht oder vermindert, erhöht oder vermindert sich gemäß
der Erfindung auch das elektrische Ausgangssignal unter
Darstellung der Verteilung der Spalte zwischen Düsenlippen proportional zu dem gleichen Muster entsprechend der Veränderung eines elektrischen Eingangssignales, welches dem Betrag der Verstellung einer Schraube entspricht.
Fig. 2 zeigt die gestrichelte Linie 5» das erhaltene Muster, wenn die Hälfte der erforderlichen Einstellung, welche ein Muster der auegezogenen Linie 4 gäbe, einer Schraube gegeben ist.

Als nächstes wird der Fall der Einstellung einer Mehrzahl von Schrauben betrachtet. Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei welchem drei Schrauben betätigt werden· Wenn die 6., 7· und 8. Schraube so gedreht werden, daß sich die 6. Schraube um 23 Mikron, die 7· Schraube um 12 Mikron und die 8· Schraube um 23 Mikron bewegen, wird die Verteilung des Spaltes

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zwischen den Preßwerkzeuglippen an den 12 Positionen der 1. bis 12. Schraube gleich der ausgezogenen Linie 6 in Figur 3.

Wenn eine Mehrzahl von Schrauben eingestellt wird, verändert sich die Verschiebung oder Verrückung der Spalte zwischen den Preßwerkzeuglippen um einen Betrag, der dadurch erhalten wird, daß man die Verschiebungen, die durch die Einstellung entsprechender Schrauben gegeben sind, aufaddiert.

Der Grund liegt darin, daß der Betrag der durch eine Schraube gegebenen Verschiebung und der durch die Schraube erteilten Belastung linear so lange in Bezug gesetzt werden, wie die Deformation der Schraube sich innerhalb der elastischen Grenze befindet.

Wenn also der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen gleichmäßig ist und die obige Einstellung jeder Schraube erteilt wird, wird der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen ähnlich der ausgezogenen Linie 6 in Fig. 3·

Erfindungsgemäß wird auch durch Addieren elektrischer Signale, welche das Muster der Veränderung des Spaltes zeigen, ein elektrisches Signal unter Darstellung des Verteilungsmusters des Spaltes erhalten, wenn eine Mehrzahl von Schrauben eingestellt wird.

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Ein Beispiel der elektrischen Schaltung, wie sie erfindungsgemäß verwendet wird, ist in Fig. 4 gezeigt.

Xn dieser Schaltung werden elektrische Signale, welche den kleinen Stücken oder Beträgen der Verrückung x., x^ ... entsprechender Schrauben durch veränderliche Widerstände,

entsprechen

die Regulatoren sind/ erzeugt. Die Anzahl der regulierenden odeajaachstellenden Widerstände ist die gleiche wie jene der Schrauben. Diese veränderlichen, in Fig. k gezeigten Widerstände sind durch Leitungen mit einem Anschluß verbunden. Xn Fig. 4 bezeichnet die Bezugszahl 8 Schaltstellen von Kontakten, die miteinander verblockt sind, und diese Stellen sind an feste Widerstände 9 angeschlossen, die aJs Gewichte für die Erzeugung eines Musters verwendet werden, welches die Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen darstellt. Jedes Muster, das somit erzeugt ist, wird durch einen Integrator 10 aufaddiert, und der Ausgang der addierten Muster wird in einem Anzeigegerät 11 dargestellt. Man beachte bei diesem Beispiel den Einfluß, der auf drei Schrauben sowohl rechts als auch links ausgeübt ist, von der eingestellten Schraube gezählt. Es wird angenommen, daß die gebildeten Muster bezüglich jeder Schraube dieselben sind· Die tatsächlichen Deformationen der Preßwerkzeuglippen sind nictt ganz bezüglich jeder Schraube dieselben, insbesondere an den beiden Enden· Der Unterschied ist jedoch sehr gering· Bei der tatsächlLcten Verwendung besteht demgemäß kein Hindernis. Wenn die Schalt-

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stellen des Kontaktes 8 alle nacheinander übertragen werden, werden elektrische Sigale, die den Spalten zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stellung jeder Schraube entsprechen und einem Faktor zuaddiert werden, der den durch

die Schrauben in der Nachbarschaft erteilten Einfluß darstellt, nacheinander erzeugt. Wenn somit die Kontaktschaltpunkte mit hoher Geschwindigkeit übergeschaltet werden und der Ausgang auf einer Kathodenstrahlröhre dargestellt wird, welche die Anzeigevorrichtung 11 ist, wird die Veränderung des Spaltes zwischen den Freßwerkzeuglippen an der Stellung jeder Schraube infolge der Verschiebungen der Schrauben als dieselbe Anzahl von Stellen angezeigte

Wenn Tätigkeiten unter Verwendung einer solchen Vorrichtung ausgeführt werden, werden die entsprechenden veränderlichen Widerstände von Hand so eingestellt, daß der Ausgang der Anzeigevorrichtung 11 übereinstimmen kann mit einer gegebenen Verteilung eines Spaltes zwischen Preßwerkzeuglippen oder Dickenverteilung einer im Voraus gemessenen Kunststoffbahn· Der Setrag der Einstellung (Drehwinkel) des veränderlichen Widerstandes 7 entspricht zu dieser Zeit dem notwendigen Drehwinkel der Schrauben zum Erhalten der erforderlichen Spaltverteilung zwischen Preßwerkzeuglippen oder der Verteilung der Dicke des bandartigen Materials.

Um eine flache Verteilung vorzusehen, werden entsprechende Schrauben in einer entgegengesetzten Richtung gedreht, welche diesem Drehwinkel entspricht. Dies ist wichtig, wenn es er-

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wünscht ist, eine Veränderung der Verteilung der Dicken zu eliminieren oder eine gleichmäßige Verteilung der Dicken vorzus ehen.

Beim Betrieb werden bei der Beziehung des Drehwinkels der Schrauben zur Veränderung des Spaltes zwischen Preßwerkzeuglippen und der Dickenverteilung des bahnförmigen Materials Fehler durch das Spiel in den Schrauben oder durch andere Bedignungen hervorgerufene Demgemäß kann eine genauere Steuerung oder Betätigung ausgeführt werden, wenn die Schrauben eingestellt werden, während nicht nur der Drehwinkel, sondern auch die Veränderung des tatsächlichen Spaltes zwischen Düsenlippen und die Veränderung der Dicke des bahnförmigen Materials gemessen werden.

Jm folgenden wird eine Darstellung gegeben unter Bezugnahme auf Einstellschrauben während der Messung nicht des Drehwinkels, sondern der Spaltverteilung zwischen Preßwerkzeuglippen oder Dickenverteilung in Richtung der Breite des Films unter Verwendung einer Dickenmeßeinrichtung, wie z.B. radioaktive Stiehl en, Ultraviolet strahlung.

Wenn Schrauben durch dieses Verfahren eingestellt werden, ist es gewöhnlich erwünscht, sie nacheinander einzustellen, indem man von links nach rechts im Preßwerkzeug beginnt.

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Als ein Beispiel wird die Messung der Verteilung während der Einstellung von Schrauben vom linken Ende betrachtet. In diesem Fall wird angenommen, daß eine flache Verteilung erwünscht ist.

Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. h werden veränderliche Widerstände 7$ die ihren Schrauben entsprechen, so betätigt, daß das Lesen (Anzeigen) eines Indikators mit einer gegebenen Dickenverteilung zusammenfallen kann. Die Schrauben werden nacheinander in einer entgegengesetzten Richtung um Beträge gedreht, die den Winkeln der Drehung der entsprechenden veränderlichen Widerstände 7 entsprechen. Um jedoch Fehler infolge Spiels in den Schrauben usw. zu vermeiden, ist es erwünscht, diese Einstellungen bezüglich der Dicke des Films anstelle des Drehwinkels zu führen und die Schrauben zu drehen, bis die Dicke des Films einen vorbestimmten Wert an jeder Stelle erreicht. Der Einstellbetrag der am weitestens links gelegenen Schraube kann infolge Toleranzen für die nachfolgende Einstellung der Nachbarschrauben gesteuert werden. Bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung wird der Spalt zwischen Düsenlippen (Dicke des Films) an der Stellung der am weitesten links gelegenen Schraube durch die folgende Gleichung ausgedrückt :

^y1^=a4^x1 ^{+ a}5^x2 ^{+ a}6^x3 ^{+ a}7^x4 wobei X₁, χ«, x_ und x^ Abstände sind, die durch veränder-

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liehe Widerstände 7 gebildet sind und y der Betrag ist, den man durch Addition jedes dieser Abstände erhält, multipliziert mit den entsprechenden Gewichten der festen Widerstände 9.

Tatsächlich ist V₁ der Abstand, welcher der Dicke oder dem Spalt an der Stellung der ersten Schraube entspricht, X₁, x_, x„ und Xj, sind Werte, die den Winkeln der Drehung der 1., 2o 3. Schraube und 4. Schraube entsprechen, während a^, a_, a^, a_ Gewichtskoeffizienten sind, die dem Einfluß entsprechen, der von der 1·, 2·, 3· und 4· Schraube auf den Spalt an der Stellung der 1· Schraube ausgeübt wird.

Xn Gleichung (i) ist ar χ. ein Maß für den Einfluß, der durch die Tätigkeit der am weitesten links liegenden Schraube auf den Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen in ihrer eigenen Stellung ausgeübt wird, während die Größen ^ac^x ₂ ^{unci so} weiter die Einflüsse zeigen, die von nachfolgenden Schrauben auf den Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stellung der ersten Schraube ausgeübt werden. Wenn jetzt die Einstellung der Schrauben an der 1. Schraube ausgeführt wird, genügt die Einstellung um den Betrag von a^x... Die Größen von a_x„ und so weiter sind Beträge zur Einstellung der Z, Schraube usw. Wenn demgemäß die Spalte zwischen den Preßwerkzeu-glippen oder die Dicken eines Films gleichmässig sein sollen, ist der notwendige Betrag der Einstellung

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der ersten Schraube, sie X₁ relativ zur Nullstellung zu drehen, welche, wenn als der Spalt zwischen Düsenlippen (oder Dicke des Films) ausgedrückt, bedeutet, daß die 1. Schraube so eingestellt werden kann, daß der Spalt zwischen Düsenlippen (oder die Dicke des Films) gleich ist demjenigen Betrag, den man erhält durch Subtrahieren von atx, von der Stellung von y.., nämlich die Stellung von Z₁, ausgedrückt durch

^=a5^x2 ^{+ a}6^x3

Allgemein wird der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder die Dicke eines Films an der Stellung der Nummer k-Schraube durch die Gleichung ausgedrückt:

^{+ a}6^xk₊2 ^{+ a}7^Xk₊3

wobei die Bedeutungen der Variablen die gleichen sind wie oben erwähnt.

Wenn jetzt angenommen wird, daß dio Betätigung der Schrauben von der ersten Schraube zur Schraube (k-i) ausgeführt wird, werden die Beträge dar Einstellung der Schrauben (k-3)» (&-2) und (k-i), (nämlich χ, ο ^xi- ₂ ^{und x}k-1^ ^{in Gle:i}-^cnunS (3) zu 0 gemacht. Deshalb wird der Spalt zwischen den Preßwerk zeuglippen (Dicke des Films) dann

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6*k+2 ^{+ a}7^xk+3

Demgemäß sollte die Schraube k um x, zur Nullstellung gedreht werden, und die Ausdrücke von x, ₁ usw. werden durch die Einstellung der Schrauben (k-i) usw. zu Null« Im allgemeinen kann die Tätigkeit der Schraube (k) so auegeführt werden» daß der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder die Dicke des Filmes wird:

^Zk^=Wk

6^xk₊2 ^{+ a}7^xk₊3

Dieses ζ kann beispielsweise aus einer Schaltung der in Fig. 5 gezeigten Art erhalten werden« ie Tätigkeit dieser Schaltung ist dieselbe wie jener in Fig· 4. Dies wird aus Gleichung (k) ersichtlich, wobei die ersten halben Ausdrücke (3), d.h. «^ «» ^X3_2» ³^Tc-I "¹^ ^xk ^{alle zu Nul;1}- werden. Deshalb sind sie nicht an a.., a„, a. und ai gebunden. Nämlich nur die rechte Hälfte der Muster in Fig. 2 wird zustande gebracht.

Bei der Verwendung von Werten von z., z__f z„ ···» die durch die in Fig. 5 gezeigte Schaltung gegeben sind, wird die erste Schraube so eingestellt, daß der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder die Dicke des Films z, werden können. Dann wird die zweite Schraube so betätigt, daß der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder die Dicke des Films an dieser Stellung z. wird. Zu dieser Zeit wird der Spalt

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zwischen den Preßwerkzeuglippen an der ersten Stellung weiter von ζ so bewegt, daß er durch den Einfluß der Einstellung der zweiten Schraube flacher wird. Wenn also die Schrauben so eingestellt werden, daß die Dicke des Films oder der Spalt zwischen den DUsenlippen nacheinander Z₁, Z₂, z„ ... z. wird, wie in der Schaltung der

Fig. 5 gegeben ist, ist es leicht möglich, eine flache erteilung der Dicke oder eine Verteilung der Spalte zwischen Düsenlippen vorzusehen und eine ungleichmäßige Dicke des Films als dessen Ergebnis zu vermeiden oder auszuschalten.

Als nächstes Beispiel wird an Fall betrachtet, bei dem es erwünscht ist, eine vorbestimmte Verteilung von Dicken vorzusehen*

Da die Ausdrücke von a.Xp in Gleichung (i) Werte sind, die durch die Einstellung der zweiten Schraube usw. gesteuert werden, kann die am weitesten links liegende Schraube bei t.. gemäß der folgenden Gleichung t^a^x., eingestellt werden.

Im allgemeinen kann im Falle der Schraube (k) diese Schraube bei t. eingestellt werden, wobei t, aus der folgenden Gleichung bestimmt wird:

Die Signale werden durch die in Fig. 6 gezeigte Schaltung erhalten, bei der die Schaltstellen der Kontakte nacheinander

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übergeschaltet werden· Wenn deshalb die Dicke des Films oder der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen nacheinander durch die Schraubenbetätigung eingestellt wird, erhält man schließlich die vorbestimmte Verteilung der Dickeο Wie sich aus Gleichung (5) ergibt, kommt hierdurch nur die linke Hälfte des Musters der Fig. 2 zustande. Die Schaltungen der Fig. 4, 5 und 6 haben denselben Betrieb und dieselbe Funktion, und beide Schaltungen der Fig. 5 und 6 unterscheiden sich von der Schaltung der Fig. 7 nur in der Methode des Verbindens der Gewichtswiderstände· Somit ist es möglich, die Schaltungen durch Addieren von Überwechselschaltern zur Schaltung der Fig· k zu bilden«

Wenn die Schrauben von rechts des Preßwerkzeuges eingestellt werden, werden did entgegengesetzten halben Schaltungen verwandet·

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm eines Gesamtaufbaues einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Xn Fig. 7 bezeichnet die Bezugszahl 20 eine Schaltung zur Erzeugung von unechten Signalen, die den Betriebsgrößen der Einstellschraube entsprechen. 21 bezeichnet eine Reihe von Schaltstellen eines Kontaktes und Schalttafel. Die Bezugszahl 22 bezeichnet einen Schalter zur Erzeugung der Werte der Gleichung (k\ 23 istein Schalter zur Erzeugung der Größen der Gleichung (5)» 25 ist eine Kathodenstrahlröhre zur Aufzeigung dieser Werte oder Größen, 26 ist ein Schreiber und Zk sin Überwechselschalter für diesen·

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Bei dem vorstehenden Verfahren sind die Schrauben eingestellt worden, während man die Filmdicke als Führung benutzte. Xm folgenden wird ein Verfahren zur Einstellung von Schrauben beschriebe^ bei welchem die Drehgrade der
Schrauben aus der Tätigkeit veränderlicher Widerstände 7 erhalten werden, während man die Eigenschaften der Schrauben in Rechnung stellt·

Häufig tritt eine Erscheinung auf, bei der die erwartete Veränderung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen
nicht der tatsächlich gesteuerten bzw. betätigten Spaltveränderung entspricht.

Diese Erscheinung wird weder durch das System noch durch die Einstellvorrichtung bewirkt, sondern durch die Eigenschaft der Schrauben seifest. Man fand, daß der Grad der Drehung einer Schraube und die Veränderung des Spaltes zwischen Düsenlippen nicht direkt linear bezogen sind, und zwar wegen des Spiels der Einstellschrauben· Xn Fig· 8 ist eine Beziehung gezeigt, die aus einer Zone A (tote Zone), bei welcher der Spalt zwischen den Freßwerkzeuglippen sich kaum überhaupt ändert, wenn die Schraube gedreht wird, und einer Zone B (nichtlineare Zone), bei welcher der Drehwinkel der Schraube und die Veränderung des Spalts zwischen den Preßwerkzeuglippen in einer nichtlinearen Beziehung stehen, und aus Zone C (lineare Zone) besteht, bei welcher der Drehwinkel der Schraube und die Veränderung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen sich in linearer Beziehung befinden.

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Venn somit nach, der Drehung der Einstellschraube die gedrehte Schraube in eine tote Zone eintritt, ändert sich der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen kaum überhaupt, wenn die Schraube in jener Zone gedreht wird, und deshalb kann eine präzise Steuerung bzw. Betätigung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen nicht erhalten werden.

Venn somit die Einstellung von Schrauben dadurch ausgeführt wird, daß man die Schrauben um den notwendigen Betrag minus dem Drehbetrag der Schrauben in der nicht richtungsbestimmenden Zone dreht, wird dadurch die präzise Einstellung der Schrauben ermöglicht.

Dieses Verfahren ist anwendbar, um die Drehgrade der Schrauben für die Betätigng des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen zu suchen und anzuzeigen, basierend auf einem gemessenen Verteilungsmuster der Dicke über den Film, und Drehung der Schrauben von Hand gemäß dem angezeigten Wert.

um

Es is.t auch anwendbar, den Ausgang des Signals für die Bestimmung des Drehbetrages der Schraube! unter der Steuerung elektrischer Signale und dadurch automatische Drehung der Schrauben zur Steuerung bzw. Betätigung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen zu erhalten«

Die toten Zonen der Schrauben können dadurch bestimmt werden, daß man das Drehmoment der Schrauben nach der Drehung bestimmt· Es gibt ein bestimmtes Verhältnis zwischen diesen,

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wie in Fig. 10 gezeigt ist, die im folgenden noch genauer im einzelnen beschrieben wird.

Nach der Ausführung der tatsächlichen Kontrolle oder Steuerung ist es möglich, die Schrauben zu betätigen, während man ihr Drehmoment erfaßt, und zwar durch Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 9 ist 1 eine Eiasteilschraube, JO eine Schraubendreheinspannvorrichtung zum Drehen der Schraube 1, 31 ein in der Einspannvorrichtung 30 angeordneter Dehnungsmesser, 32 ein Verstärker für die Verstärkung des Drehmomentensignals für den Dehnungsmesser, 33 ein Drehmomentmesser und 3**· ein Detektor zur Erfassung des Drehgrades der Schraube, die ineinandergreifend gedreht wird durch die Drehung der Einspannvorrichtung 30 über ein Zahnrad 36, welches mit einem auf der Einspannvorrichtung 30 angebrachten Zahnrad 35 in Eilgriff steht.

Der Betrieb der Schraube für die Steuerung 1 wird dadurch ausgeführt, daß man die Einspannvorrichtung 30 dreht, während man-den Betrag der Drehung durch den Detektor zur Erfassung des Betrages der Drehung 34 erfaßt. Zur gleichen Zeit wird das Drehmoment der Schraube 1 durch den Dehnungsmesser 31 erfaßt und auf d&n Drehmomentenmesser 33 angezeigt. Das Drehmoment der Schraube 1 verändert sich je nachdem, ob die anwendbare Zone die tote Zone A, die nichtlineare Zone B oder die lineare Zone C der Schraube ist.

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Während somit die Schraube 1 gedreht wird, wenn die Schraube in die tote Zone eintritt, wird das auf dem Drehmomentmesser angezeigte Drehmoment kleinar als ein bestimmter Wert« Wenn die Schraube 1 weitergedreht wird und zur linearen Zone kommt, wird das Drehmom-ent größer als ein bestimmter Wert» Dies ist in Fig. 10 gezeigt, und das Drehmoment verändert sich entsprechend dem veränderten Wert des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen, In Fig. 10 ist D eine tote Zone.

Bei diesem Verfahren wird die Schraube über einen notwendigen Winkel ohne Zählen der Drehung in der toten Zone gedreht_f wobei der notwendige Drehbetrag der Schraube bestimmt wird. Es ist somit möglich, die Schraube 1 zu drehen, während man den angezeigten Wert des Drehmomentmessers 33 beobachtet, und das Werkzeug 30 zu betätigen, bis der Drehbetrag gleich dem notwendigen gezählten Betrag der Drehung der Schraube 4- dem Drehbetrag der Schraube wird, der vom Drehdete-ktor während der Zeit angezeigt wird, in welcher das DrehmoBient der Schraube kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert.

Ferner können der Dehnungsmesser 31 und der Detektor 3% elektrisch über ein Relais verbunden sein» Immer¹ wenn, das Drehmoment der Schraube kleiner als der Schwellwerk wird, vermag der Detektor 3h abgeschaltet zu werden, s& daß der Drehbetrag innerhalb der toten Zone vom Detektor- J.; sieht erfaßt wird«

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Vie man aus einem solchen Aufbau sieht, wird der tatsächliche Drehbetrag einer Schraube, die durch eine tote Zone läuft, durch Addition des Drehbetrages der Schraube für die Steuerung in der toten Zone zu dem notwendigen Drehbetrag der Schraube erhalten·

Somit werden die Schrauben nacheinander gedreht, um den Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen zu steuern bzw. zu betätigen.

Bei der Betätigung des Spaltes zwischen den Preßweiczeuglippen in der vorgenannten beispielsweisen Ausführungsform werden die Schrauben ohne Betrachtung oder Berücksichtigung der nichtlinearen Zone gedreht. Der Grund hierfür besteht darin, daß die nichtlineare Zone einer Schraube normalerweise eine sehr kleine Zone ist, die als Fehlerquelle vernachlässigbar ist. Venn die nichtlineare Zone einer Schraube aber zu groß wird, als daß sie vom Gesichtspunkt der Genauigkeit und Präzision vernachlässigbar wäre, kann die Steuerung durch den notwendigen Drehbetrag der Schraube in der nichtlinearen

Zone modifiziert werden. Auf diese Verbesserung wird Bezug

als genommen/1 χ k·

Dieses Verfahren hat die Möglichkeit, die Ungleichmäßigkeit der Einstellung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen infolge der Totzone, wie oben erwähnt, zu eliminieren und ermöglicht eine genaue Einstellung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen·

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Erfindungsgemäß wird also der Einstellbetrag einer Schraube zur Zeit der Einstellung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen von einer elektrischen Schaltung angezeigt. Nach der Einstellung der Schrauben genügt also eine einmalige Einstellung oder Steuerung für jede Schraube, und es ist möglich, die erforderliche Einstellzeit drastisch zu verkürzen. Oa normalerweise etwa kO bis 60 Einstellschrauben an einem praktischen Preßwerkzeug vorgesehen sind, ist die schnelle Einstellung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wurde, sehr nützlich«

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Claims

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Patentansprüche

1·| Verfahren zur Steuerung des Spaltes zwischen Lippen eines Preßwerkzeuges zum Extrudieren eines Kunststoffmaterials durch ein Paar gegenüberliegender Platten, die eine Mehrzahl von Einstellschrauben aufweisen, die zur Bewegung der Platten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß man elektrische Signale erzeugt, die den Veränderungen des Spaltes gemäß dem Einstellbetrag jeder Schraube an der Stellung jeder Schraube entsprechen, diese elektrischen Signale bezüglich aller Schrauben addiert, um die Verteilung des Spalts zwischen den Preßwerkzeuglippen an der Stellung jeder Schraube zu bestimmen, den Einstellbetrag auf jede Schraube so aufbringt, daß diese Spaltverteilung zwischen den Preßwerkzeuglippen die gewünschte Verteilung wird, und den notwendigen Betrag für die Einstellung jeder Schraube erhält·

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einstelleinrichtung so betätigt wird, daß die gewünschte Spaltverteilung zwischen den Preßwerkzeuglippen entsprechend der Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen oder Verteilung der Dicke eines durch tatsächliche Messungen erhaltenen bahnförmigen Materials ist, und daß man den notwendigen Betrag der Veränderung jeder Schraube erhält, welche dem erwünschten Betrag jeder Einstelleinrichtung entspricht, und die Schraube in entgegen-

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gesetzter Richtung gemäß diesem notwendigen Drehbetrag dreht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sinsteileinrichtung so betätigt wird, daß die gewünschte Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen in Übereinstimmung kommt mit der Verteilung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen oder der Verteilung der Dicke des durch tatsächliche Messungen erhaltenen bahnförmigen Materials, ein elektrisches Signal erzeugt wird, welches den notwendigen Betrag der Einstellung jeder Schraube als Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder als Dicke des bahnförmigen Materials erzeugt, und daß die Schraube eingestellt wird, während der Spalt zwischen den Preßwerkzeuglippen oder die Dicke des bahnförmigen Materials festgestellt wird.

k, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube entsprechend dem notwendigen Drehbetrag gedreht wird, ohne Einschluß des Drehbetrages in der toten Zone der Schraube.

5» Verfahren nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß die tote Zone der Schraube durch das Drehmoment der Schraube erfaßt wird.

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6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorherg ehenden Ansprüche, insbesondere

zur Anzeige des notwendigen Betrages der Einstellung einer Schraube nach Einstellung eines Spaltes zwischen Lippen eines Preßwerkzeuges zum Extrudieren eines Kunststoffes, wobei der Spalt zwischen einem Paar von Preßwerkzeugplatten gebildet ist, die eine Mehrzahl von Einstellschrauben außerhalb einer oder beider Platten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Vielzahl von Einst el !einrichtungen zur Erzeugung eines elektrischen Mustersignals der Veränderung des Spaltes zwischen den Preßwerkzeuglippen aufweist, wenn eine Schraube betätigt wird, eine Einrichtung zum Addieren aller erzeugter elektrischer Mustersignale und eine Anzeigeeinrichtung für die addierten elektrischen Signale vorgesehen sind·

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Mustersignale vorgesehen ist, die nur auf einer Seite der Schraube erzeugt sind.

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