DE2428166B2 - Vorrichtung zur Anzeige des Einstellbetrages von Schrauben an einer Breitschlitzdüse - Google Patents
Vorrichtung zur Anzeige des Einstellbetrages von Schrauben an einer BreitschlitzdüseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des notwendigen Betrages der Einstellung der Schrauben
zur Einstellung eines Spaltes zwischen einem Paar von Düsenlippen einer Breitschlitzdüse beim Extrudieren
eines thermoplastischen oder elastomeren Kunststoffes, wobei der Düsenspalt mittels einer Mehrzahl
von Einstellschrauben einstellbar ist.
Bekannt sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art, bei denen mittels der Breitschlitzdüse geschmolzener
Kunststoff zur Herstellung eines Filmes oder einer Folie extrudiert wird. Dabei wird geschmolzener
Kunststoff von einer Pumpe durch einen Einlaß zur Breitschlitzdüse geführt und durch einen Spalt zwischen
den Düsenlippen zum Austreten gebracht. Danach verfestigt sich der Kunststoff und bildet die Bahn. Die
Dicke der so erzeugten Kunststoffbahn wird weitgehend durch den Spalt zwischen diesen Düsenlippen
beeinflußt.
Ähnliche Vorrichtungen sind z. B. aus den US-Patentschriften 31 22 782, 31 22 783 und 31 22 784 bekannt.
Dort wird die Kunststoffbahn im Abstand von den Düsenlippen gemessen und der hierdurch ermittelte
Istwert mit einem Sollwert verglichen zum Nachregeln der Form des Spaltes zwischen den Düsenlippen.
Außerdem sind einige Verfahrenseinflüsse und Materialverhalten, die für den jeweils im Einsatz befindlichen
Kunststoff charakteristisch sind, durch bestimmte Funktionen elektrisch zugeregelt, so daß diese Faktoren
während des Betriebes automatisch berücksichtigt werden. Es ist aber nicht eine Nachbildung des Spaltes
zwischen den Düsenlippen in einer besonderen Einrichtung vorgesehen, so daß sich insbesondere bei Beginn
des Betriebes, z. B. nach dem tinrichten auf ein neues, zu extrudierendes Material, die Fehler nur während des
Durchiaufens der Folien bzw. Kunststoffbahn korrigieren lassen, wodurch ein nicht unerheblicher Materialverlust
auftreten kann. Außerdem wird bei den bekannten Vorrichtungen nicht auf dem Wege der
Nachbildung der Einfluß benachbarter Einstellschrau
j<>
41
t>r> ben zur Einstellung des Spaltes zwischen den Düsenlippen
berücksichtigt Die gleichmäßige Einstellung des Abstandes der Düsenlippen voneinander über die Breite
der Düse erfolgt im bekannten Falle so, daß die Breite der Kunststoffbahn in mehrere Teile zerlegt wird, wobei
jeweils eine Gruppe von Dickenmeßstellen zusammengefaßt wird und von jeder Gruppe ein Mittelwert
erzeugt wird Dieses Mittelwertsignal wird mit dem Sollwert verglichen und entsprechend eingeregelt Die
tatsächlich auf diese Weise zu erhaltende Breite des Spaltes stimmt folglich nur an einigen Stelisn mit der
Sollbreite überein. Bei den übrigen Bereichen und Meßstellen treten mehr oder weniger große Abweichungen
auf. Man hat sich damit zufrieden gegeben.
Auch beim Einsetzen einer Momentanwertregelung unter Verwendung von in einzelnen breiten Teilen
vorgesehenen repräsentativen Werten für die Abweichung der tatsächlichen Spaltbreite von einem Sollwert
kann man auch nur Verteilungskurven der Spaltbreite bzw. Filmdicke nur an einzelnen Punkten quer über der
Kunststoffbahn erreichen, während an den übrigen Stellen mehr oder weniger starke Abweichungen vom
Sollwert vorliegen.
Aus der US-Patentschrift 33 07 215 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Folie über ihre Breite in
zwei Teile geteilt wird. In jedem Teil werden Mittelwerte eingestellt, die zunächst auf einen Gesamtmittelwert
eingeregelt werden. Schließlich wird dieser Gesamtmittelwert auf den Mittelwert des Sollwertes
eingeregelt. Aber auch bei dieser Regelung verbleiben erhebliche Abweichungen der Spaltbreite, d.h. des
Abstandes zwischen den Düsenlippen bestehen, so daß eine Kurve, bei welcher die Spaltbreite über die
Folienbreite aufgetragen wird, nicht flach bzw. horizontal liegt, sondern noch Unebenheiten aufweist, die sich
mit Nachteil in Ungleichmäßigkeiten der Dicke des Produktes auswirken.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 69 36 897 ist eine Dickenmeßvorrichtung bekannt. Dort bestimmt
man Massenwerte in einer ersten Gruppe von Streifen vor dem Recken der Folie und in einer zweiten Gruppe
nach den-. Recken und zieht daraus mittels eines Rechners Schlüsse. Auch dort sind Nachstellorgane und
Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Ausgangssignale als Funktion der Foliendicke vorgesehen. Man
tastet sich im bekannten Falle aber erst langsam während des Betriebsbeginnes an die richtigen Werte
heran, ohne daß der Einfluß von Nachbarschrauben beim Verstellen des Abstandes der Düsenlippen
voneinander mit einem Simulator berücksichtigt würde.
Die bekannten Vorrichtungen und Einstellverfahren der Spaltbreite sind daher zu ungenau.
Weil die Düsenlippen aus einem Stück hergestellt sind und zumeist aus Metall bestehen, verändert sich
bekanntlich bei der Bewegung einer Schraube der Spalt zwischen den Düsenlippen weitgehend auch in anderen,
benachbarten Positionen. Mit anderen Worten wird beim Einstellen der Spaltbreite zwischen den DOsenlippen
an einer bestimmten Position auch der Einfluß beim Verstellen von Einstellschrauben benachbarter Positionen
zu berücksichtigen sein. Infolge dieser Wechselwirkung ist es sehr schwierig, die Düsenlippen so
einzustellen, daß man die tatsächlich gewünschte Spaltverteilung zustande bringt. Viele der bekannten
und teilweise oben beschriebenen Vorrichtungen versuchen die Steuerung zur Spalteinstellung auf der
Basis der Fehlersuche, und häufig hängt es von der Erfahrung des Durchschnittsfachmannes ab, mit Gefühl
die wechselwirkenden Einflüsse zu erfassen und wenigstens annähernd die gewünschte Spaltbreite
einzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu s
verbessern, daß die Spalteinstellung schneller, ohne langwieriges Manipulieren und ohne großen Verlust an
extrudiertem Folienmaterial vorgenommen werden kann.
Diese A: -fgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß eine Einrichtung zum Nachbilden des Einstellvorganges vorgesehen ist, die jeder einzelnen Einstellschraube
zugeordnete elektrische Schaltkreise aufweist, mit jeweils der Schraubenbewegung zugeordnetem,
veränderbarem Widerstand, der über miteinander verblockten Schaltstellen mit einem festen Widerstand
und nachgeschaltetem Addierwerk mit Anzeigegerät verbunden ist.
Erfindungsgemäß werden also mit ditser Nachbildungseinrichtung
die jeweilige Schraubenbewegung erfassende elektrische Signale erzeugt, wobei der in
jedem elektrischen Schaltkreis einer Einstellschraube vorgesehene veränderbare Widerstand die Verschiebung
der Einstellschraube bzw. deren Drehwinkel berücksichtigt und der feste Widerstand sozusagen den
Wirkstoffeffizient an den jeweiligen Positionen wiedergibt.
Ohne daß unter Erzeugen größerer Ausschußmengen bei Inbetriebnahme einer Anlage die Spaltbreite erst
durch langwieriges Manipulieren eingestellt werden jo
muß, kann erfindungsgemäß mit Hilfe der Einrichtung zum Nachbilden des Einstellvorganges der jeweiligen
Schraubenbewegung zugeordnet ein elektrisches Signal erzeugt werden, welches der Spaltveränderung an der
betreffenden Position entspricht. Die Signale verschiedener Positionen werden dann addiert, um die
Veränderung der Spaltbreite an der Position jeder Einstellschraube zu bestimmen. Dabei kann man sich
veranschaulicht vorstellen, daß durch das Drehen einer bestimmten Schraube an deren Position der Spalt
zunächst um einen ersten Betrag verkleinert (bzw. vergrößert) wird. Wenn nun die jeweils benachbarte
rechte und linke Schraube zusätzlich verstellt wird, kann man sich vorstellen, daß an der Position der ersten
Schraube der Spalt nochmals um ein (wenn auch v> kleineres Stück) verringert (bzw. vergrößert) wird, wenn
man die jeweils zweite, dritte und weitere benachbarte Schraube von der Position der erstgenannten Schraube
mit berücksichtigt hat, man schließlich die gewünschte Spaltbreite erreicht. Sollte man die gewünschte ί<
> Spaltbreite nicht erreicht haben, d. h. einen Differenzbetrag zum Sollwert feststellen, dann müssen die
Schrauben eben um andere Beträge gedreht werden.
Wenn man nun die erwähnten, miteinander verblockten Schaltstellen nach den Merkmalen der Erfindung in «
schneller Folge nacheinander abtastet, kann man auf einem Anzeigegerät beispielsweise eine Kurve darstellen,
so daß der Arbeiter sofort den Differenzbetrag, sofern sich einer ergibt, feststellen und seine Einstellschraube
nachregulieren kann. Hat er nun bei seinen bo Einstellschrauben in der Nachbildungseinrichtung die
gewünschte Position erhalten, so kann er diese auf die Breitschlitzdüse seiner Maschinenanlage in zu vor
definierter Weise (z. B. geeichten Skalen) übertragen. Alternativ kann aber auch die Einrichtung zum b5
Nachbilden des Eit'stellvorganges mit den Einstellschrauben an der l3rt:itschlitzdüse seiner Maschine
gekoppelt sein, so da1) dieses Übertragen entfallen kann.
In jedem Falle aber kann der Düsenspalt sehr schnell,
genau und ohne Abtastung bei durchlaufender Kunststoffbahn unter Erzeugen von Folienverlust eingestellt
werden. Diese Schnelligkeit und Genauigkeit ist mit Vorteil auf die Nachbildungseinrichtung und die
speziellen elektrischen Schaltkreise zurückzuführen.
Die Erfindung ist vorteilhaft weiter dadurch ausgestaltet,
daß zum Einstellen einer begrenzten Anzahl von Einstellschrauben wahlweise nur eine entsprechende
zugehörige Gruppe von Schaltkreisen aufschaltbar ist Wenn es beispielsweise genügt, eine Korrektur bzw.
Änderung der Lage von Einstellschrauben auf einer Seite einer bestimmten Position hin vorzunehmen,
während nach der anderen Seite dieser Position hin Veränderungen nicht vorgenommen werden, dann
genügt es, wenn elektrische Schaltungen vorgesehen werden, die lediglich nach der erstgenannten Seite hin
Berücksichtigungen aufgeben, während für die Positionen, die nicht verändert werden und die folglich dann
keinen Einfluß ausüben, die Berüclcsichtigungsglieder zu
Null gemacht werden können. Die Einrichtung zum Nachbilden des Einstellvorganges läßt sich bei diesen
Spezialaufgaben erheblich vereinfachen, weil ganze Gruppen von Schaltkreisen entfallen, nämlich diejenigen,
die den Positionen zugeordnet sind, an welchen Veränderungen nicht mehr vorgenommen werden.
In der folgenden Beschreibung ist im Zusammenhang mit den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel erläutert.
Es zeigt
Fig. la eine Schnittansicht durch eine Breitschlitzdüse
zum Extrudieren einer Kunststoffbahn entlang der Linie la—lain Fig. Ib,
Fig. Ib die Frontansicht der Breitschlitzdüse gemäß
Fig. 1 a, wenn man dort von links bl ickt,
F i g. 2 ein Diagramm, bei welchem über der jeweiligen Schraubenposition die Spaltbreite zwischen
den Lippen der Breitschlitzdüse aufgetragen ist,
Fig.3 ein ähnliches Diagramm wie in Fig.2, wobei
jedoch anstelle der Betätigung einer Schraube wie in F i g. 2 hier drei Schrauben betätigt werden,
F i g. 4 schematisch ein Beispiel einer elektrischen Schaltung zur Erzeugung eines elektrischen Signals,
Fig.5 eire ähnliche Ansicht einer speziellen Schaltung
zum Einstellen oder Einrichten der Dicke der Kunststoffbahn, wenn eine flache Verteilung des Spaltes
erreicht werden soll,
Fig.6 schematisch die Darstellung zum Bilden oder
Einstellen der Materialdicke einer Kunststoffbahn, wenn eine bestimmte Dickenverteilung herzustellen ist,
und
Fig. 7 schematisch die gesamte Anordnung mit den einzelnen Einrichtungen und elektrischen Schaltungen.
Die beispielsweise in den Fig. la und Ib gezeigte
Breitschlitzdüse weist Düsenlippen 3 auf, die aus einem Stück hergestellt sind. Wenn also eine Schraube t um
einen kleinen Betrag a verstellt wird, ändert sich der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 nach eirxm Muster,
wie es beispielsweise in F i g. 2 durch die ausgezogene Linie 4 dargestellt ist. Diese Erscheinung wiederholt sich
bei wiederholtem Verstellen der jeweiligen Einstellschraube 1. Wenn also nach dem Einstellen der ersten
Schraube 1 eine weitere Schraube I betätigt wird, verändert sich der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 an
der Schraube 1 der erstgenannten Position nochmals um einen bestimmten Betrag, wie eingangs schon erläutert
wurde.
Um eine gewünschte Verteilung des Spaltes zwischen den Düsenlippen 3 zu erhalten (7.. B. einen gleichmäßi-
gen Spalt oder einen Spalt mit einer spezifischen Veränderung), muß man nach dem Verstellen einer
ersten Schraube 1 an einer ersten Position auch Veränderungen berücksichtigen, die durch Verstellen
weiterer Schrauben 1 hervorgerufen werden. Mit ■-, anderen Worten muß man die Wechselwirkung
nebeneinander angeordneter Einstellschrauben 1 bei deren Verdrehen berücksichtigen um die gewünschte
Spaltform zwischen den Düsenlippen 3 schnell erhalten zu können. Man kann den Einfluß benachbarter
Schrauben 1 sogar automatisch anzeigen und die Einstellung des Spaltes innerhalb einer kurzen Zeit
abschließen.
Dies wird unter Verwendung der elektronischen Schaltkreise in einer Einrichtung (20 bzw. 22, 23 gemäß
F i g. 7) erreicht.
In der Nachbildungseinrichtung 20 bzw. 22,23 gemäß der Erfindung sind elektrische Wandlerschaltungen
vorgesehen, die eine Verschiebung des Spaltbreitenmusters infolge Verstellung einer Schraube 1 darstellen,
z. B. in F i g. 2 von der gestrichelten Linie 5 zu der durchgezogenen Linie 4. Dabei ist die Anzahl dieser
elektrischer Schaltkreise gleich der Anzahl der Einstellschrauben 1. Ferner hängt das Muster der Spaltbreite
vom Material und der Gestaltung der Breitschlitzdüse neben anderen Variablen ab. Das erwähnte Muster der
Spaltbreite drückt die Veränderung des Abstandes zwischen den Düsenlippen 3 an der Position der einen
Schraube 1 und ihrer benachbarten Schrauben 1 aus, wenn man z. B. gemäß F i g. 2 eine beliebige einzige
Schraube 1 verstellt.
Durch die der jeweiligen Einstellschraube 1 zugeordnete elektrische Schaltung wird also der Betrag der
Verstellung in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches der tatsächlichen Veränderung des Spaltes
zwischen den Düsenlippen 3 entspricht. Im Beispiel der
F i g. 2 wird nach der Verstellung der Schraube 1 die tatsächliche Veränderung des Spaltes durch die
ausgezogene Linie 4 dargestellt. In der gleichen Weise, wie sich tatsächlich der Spalt verändert, und zwar
proportional zur Verstellung der speziellen Schraube 1, erhöht bzw. vermindert sich auch entsprechend das
elektrische Ausgangssignal, wobei die Verteilung der Spaltbreite zwischen den Düsenlippen 3 entsprechend
der Veränderung des elektrischen Eingangssignals dargestellt wird. In F i g. 2 zeigt beispielsweise die
gestrichelte Linie 5 dasjenige Muster, welches man erhält, wenn man die Schraube t nur um die Hälfte
derjenigen Verstellung dreht (a/2), durch die (a) man das
Muster nach der ausgezogenen Linie 4 erhalten würde.
Anhand Fig.3 wird nun der Fall der Einstellung
mehrerer Schrauben 1 betrachtet, insbesondere von drei Schrauben 1. Wenn die sechste, siebte und achte
Schraube 1 so gedreht werden, daß sich die sechste Schraube 1 um 23 Mikron, die siebte Schraube 1 um 12
Mikron und die achte Schraube 1 wiederum um 23 Mikron bewegen, wird die Verteilung des Spaltes an den
gezeigten zwölf Positionen der ersten bis zwölften Schraube 1 gleich der ausgezogenen Linie 6.
Wenn man mehrere Schrauben 1 verstellt, verändert sich der Abstand zwischen den Düsenlippen 3 um einen
Betrag, den man dadurch erhält, daß man diejenigen Verschiebungen oder Verstellbeträge aufaddiert, die
man durch die Verstellung der entsprechenden Schrauben 1 erhält Der Grund hierfür liegt darin, daß der
Verstellbetrag einer bestimmten Einstellschraube 1 und die hierdurch erteilte Belastung solange linear in bezug
gesetzt werden, wie die Deformation der Schrauben 1 sich innerhalb der elastischen Grenze befindet.
Wenn also der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 gleichmäßig ist und jeder Schraube 1 die obige
Verstellung aufgegeben wird, erhält man eine Spaltbreite ähnlich der in F i g. 3 gezeigten ausgezogenen Linie 6.
Bei Verstellung mehrerer Schrauben 1 werden also auch die elektrischen Signale addiert, welche das Muster
der Spaltveränderung zeigen, und man erhält dann unter Darstellung des Spaltverteilungsmusters ein elektrisches
Signal. Eine solche elektrische Schaltung ist in F i g. 4 gezeigt
In dieser Schaltung werden elektrische Signale, welche den kleinen Verschiebungsbeträgen x\, X2... der
Schrauben 1 entsprechen, durch veränderbare Widerstände 7 erzeugt, die man auch als Regulatoren
bezeichnen kann. Die Anzahl dieser regulierenden oder nachstellenden Widerstände 7 ist die gleiche wie jene
der Einstellschrauben 1. Diese veränderlichen, in Fig.4 gezeigten Widerstände 7 sind durch Leitungen mit
einem Anschluß verbunden. Gemäß Fig.4 sind Schaltstellen 8 miteinander verblockten Kontakten mit
festen Widerständen 9 verbunden, die als Gewichte oder Wertkoeffizienten für die Erzeugung eines
Musters verwendet werden, welches die Spaltverteilung zwischen den Düsenlippen 3 darstellt. Jedes somit
erzeugte Muster, d. h. jedes elektrische Signal, wird durch ein Addierwerk 10 aufaddiert, und das Ausgangssignal
dieser aufaddierten Muster wird in einem Anzeigegerät 11 dargestellt. Man beachte bei diesem
Beispiel den Einfluß, der auf drei Schrauben 1 sowohl rechts als auch links von der verstellten Schraube 1
ausgeübt wird.
Es wird angenommen, daß die gebildeten Muster bezüglich jeder Einstellschraube 1 dieselben sind. Die
tatsächlichen Deformationen der Düsenlippen 3 sind nicht ganz bezüglich jeder Schraube dieselben, insbesondere
an den beiden Enden. Der Unterschied ist jedoch sehr gering. Bei der tatsächlichen Verwendung in
der Praxis besteht also kein Hindernis, diesen Unterschied zu vernachlässigen. Wenn die Kontaktschaltstellen
8 alle nacheinander aufgeschaltet werden, erzeugt man somit nacheinander elektrische Signale,
welche den Spaltbreiten an der Position der jeweiligen Einstellschraube 1 entsprechen und einem Fakor
zuaddiert werden, welcher den durch die Nachbarschrauben erteilten Einfluß darstellt Wenn also die
Kontaktschaltpunkte 8 mit hoher Geschwindigkeit umgeschaltet werden und das Ausgangssignal auf einer
Kathodenstrahlröhre dargestellt wird, die z. B. die Anzeigevorrichtung 11 ist wird die Veränderung der
Spaltbreite an der jeweiligen Schraubenposition infolge der Verstellung der Schrauben 1 als dieselbe Anzahl von
Stellen angezeigt
Bei diesem Verstellen in der vorgeschriebenen Einrichtung (zum Nachbilden des Einstellvorganges)
werden die entsprechenden veränderbaren Widerstände 7 von Hand so eingestellt daß das Ausgangssignal
der Anzeigevorrichtung 11 mit einer gegebenen Spaltbreitenverteilung oder Bahndickenverteilung einer
im voraus bestimmten Kunststoffbahn übereinstimmen kann. Dabei entspricht der Verstellbetrag (Drehwinkel)
des veränderlichen Widerstandes 7 dann dem Drehwinkel der Schrauben 1, der notwendig ist um die
erforderliche Spaltbreitenverteilung bzw. Verteilung der Dicke der Folie zu erhalten.
Will man eine flache Verteilung bzw. einen engen Spalt haben, dann muß man an den zu dicken Stellen die
Schrauben 1 in die entgegengesetzte Richtung drehen,
damit die Folie dünner werden kann.
Es sei jetzt vorab schon erwähnt, daß in den Schrauben 1 bisweilen Toleranzen gegeben sind,
wodurch bei deren Verstellen Bereiche mit Spiel einen Fehler bei der oben beschriebenen Art der Verstellung
einführen können. Beim Einstellen der Schrauben 1 kann die Spaltbreite folglich dadurch noch genauer
eingestellt werden, daß nicht nur der Drehwinkel beim Verstellen der Einstellschraube 1, sondern auch die
Veränderung des tatsächlichen Spaltes zwischen den Düsenlippen 3 bzw. die Dickenveränderung der Bahn
gemessen wird.
Im folgenden wird beim Betätigen der Einstellschrauben
nicht die Messung ihres Drehwinkels, sondern die der Spaltverteilung zwischen den Düsenlippen 3 bzw.
der Dickenverteilung des Films betrachtet, wenn man den Film über seine Breite hinwegmißt.
Als Dickenmeßeinrichtung kann man z. B. radioaktive Sirahlen, ultraviolette Strahlung usw. verwenden.
Verstellt man die Schrauben 1 nach diesem Verfahren, so ist es erwünscht, sie nacheinander dadurch
einzustellen, daß man in der Breitschlitzdüse, ζ. Β. von links nach rechts, beginnt. Als Beispiel wird nun die
Messung der Verteilung der Spaltbreite während der Verstellung von Schrauben 1 vom linken Ende her
betrachtet. In diesem Falle wird angenommen, daß eine flache bzw. dünne Verteilung erwünscht ist.
Unter Verwendung der Einrichtung nach Fig.4
werden die veränderbaren Widerstände 7, die den jeweiligen Schrauben 1 zugeordnet sind, so betätigt
(z. B. durch Drehen eines Potentiometers), daß die Anzeige am Anzeigegerät 11 mit einer gegebenen
Dickenverteilung zusammenfallen kann. Während zum Vergrößern der Foliendicke die Schrauben 1 z. B.
auseinandergeschraubt werden, müssen sie nun bei der dünnen Verteilung nacheinander in der entgegengesetzten
Richtung um Beträge gedreht werden, welche den Drehwinkeln der zugeordneten veränderbaren Widerstände
7 entsprechen. Will man auch die Fehler infolge Spiels in den Schrauben 1 bzw. Totgang usw. vermeiden,
dann ist es erwünscht, diese Einstellungen im Hinblick auf die Dicke des Films — und nicht nur auf den
Drehwinkel — vorzunehmen und die Schrauben 1 so lange zu drehen, bis die Dicke des Films an der
jeweiligen Position den vorbestimmten Wert erreicht. Es wird also eine Sollkurve mit einer Istkurve im
Anzeigegerät 11 verglichen. Je nach den Toleranzen der
nachfolgenden, z. B. rechts von der gemeinten Anfangsposition liegenden Schrauben 1 sollte die erste Schraube
1, d. h. die am weitesten links angeordnete Schraube 1 entsprechend gesteuert werden. Bei der in Fig.4
dargestellten Einrichtung wird der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 (bzw. die Dicke des Films) an der Position
der am weitesten links gelegenen Schraube 1 durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
J'l = «4*1 + 05*2 + «6*3 + a7*4
(D
wobei Xi, X2, X3 und A4 Abstände sind, die durch die
veränderbaren Widerstände 7 gebildet werden, und y e>o derjenige Betrag ist, den man durch Addition jedes
dieser Abstände x\ erhält, multipliziert mit den
entsprechenden Gewichten bzw. Wirkkoeffizienten der festen Widerstände 9.
Tatsächlich ist y\ der Abstand, welcher der Dicke des Films bzw. der Spaltbreite an der Position der ersten
Schraube entspricht, x\, X2, Xz und x* sind Werte, die den
Winkeln der Drehung der ersten, zweiten, dritten und vierten Schraube entsprechen, und .74, as,.% und 37 sind
Gewichts- bzw. Wirkkoeffizienten, welche demjenigen Einfluß entsprechen, der von der ersten, zweiten, dritten,
vierten Schraube 1 auf den Spalt an der Position der
r) ersten Schraube 1 ausgeübt wird.
In Gleichung (1) ist a\X\ ein Maß für den Einfluß, wie er durch die Verstellung der am weitesten links
liegenden Schraube 1 auf den Spalt zwischen den Düsenlippen 3 an ihrer eigenen Position ausgeübt wird,
κι während die Größen 05*2 usw. diejenigen Einflüsse
zeigen, die von danach verstellten Schrauben 1 auf den Spalt an der Position der ersten Schraube 1 ausgeübt
werden. Wenn jetzt die Einstellung der Schrauben 1 an der ersten Schraube 1 ausgeführt wird, genügt die
Einstellung um den Betrag von a*x\ Die Größen von a&2
usw. sind Beträge zur Einstellung der zweiten Schraube 1 usw. Sollen also die Spalte zwischen den Düsenlippen
3 gleichmäßig sein, so ist der Verstellbetrag der ersten Schraube x\, d. h. diese muß um den Betrag x\ aus der
Nullstellung herausgedreht werden. Betrachtet man diese Verstellung im Hinblick auf den Spalt zwischen
den Düsenlippen 3 (oder die Filmdicke), dann bedeutet dies, daß die erste Schraube 1 so zu verstellen ist, daß
der Spalt auf den Betrag z\ eingestellt ist. Diesen Betrag Zi erhält man durch Abziehen der Größe a4*i vom
Abstand y\, nämlich an der Position der ersten Schraube. Also gilt:
+ O6X3 + a7x4 (2)
Dieser Betrag ist also die Filmdicke nach dem
Verstellen der ersten Schraube 1 um den Winkel x\.
Allgemein wird der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 an der k-ien Schraube durch die Gleichung ausgedrückt:
}'k = aiXk-3 + «2*1-2 + «3**-l + «4*11
a6xk+2
wobei die Bedeutungen der Variablen die gleichen sind wie oben erwähnt.
Wenn jetzt angeommen wird, daß die Betätigung der Schrauben 1 von der ersten Schraube 1 zur Schraube
(k— 1) ausgeführt wird, werden die Beträge der Einstellung der Schrauben (Ar-3), (Ar—2) und (k-\),
(nämlich Xk-3, Xk-2 und Xk-\) in Gleichung (3) zu Null
gemacht, denn an diesen Positionen erfolgt keine Verstellung, und es kann daher von diesen auch kein
Einfluß auf die Spaltbreite ausgeübt werden. Deshalb wird der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 (bzw. die
Dicke des Films) dann
abxk+2
Also muß die Schraube k um Xk zur Nullstellung
gedreht werden, und die Ausdrücke von Xk-] ausgehend
aufwärts werden zu Null, und zwar durch Einstellen bzw. Verstellen der Schraube (Jt-I) und aufwärts. Im
allgemeinen kann das Verstellen der Schraube (k) so ausgeführt werden, daß der Spalt zwischen den Lippen
folgende Größe erhält:
2» - Wk -
Diese Größe ζ* erhält man beispielsweise aus einer
elektrischen Schaltung der in F i g. 5 gezeigten Art.
Der Betrieb dieser Schaltung ist derselbe wie jener der Fig.4. Dies wird aus Gleichung (4) ersichtlich,
wobei die ersten halben Ausdrücke (3), d. h. xu-i, Xk-2,
Xk-1 und Xk alle zu Null werden Deshalb sind sie nicht an
3i, ai, az und at, gebunden. Es wird nämlich nur die rechte
Hälfte der in F i g. 2 gezeigten Muster geschaffen.
Bei der Verwendung von Größen z\, Z2, z^..., welche
durch die in F i g. 5 gezeigte Schaltung gegeben sind, wird die erste Schraube 1 so eingestellt, daß der Spalt
zwischen den Düsenlippen 3 (bzw. die Dicke des Films) Z] werden kann. Dann wird die zweite Schraube 1 so
betätigt, daß der Spalt zwischen den Düsenlippen 3 an dieser Position zu zi wird. Jetzt wird der Spalt zwischen
den Düsenlippen 3 an der ersten Position von Z\ aus so bewegt und in eine solche Richtung, daß er durch den
Einfluß der Verstellung der zweiten Schraube 1 flacher bzw. dünner wird. Sind also die Schrauben 1 so
eingestellt, daß die Filmdicke bzw. die Spaltbreite nacheinander z\, Z2, Zi...Zk wird, wie in der Schaltung 5
gegeben ist, dann ist es leicht möglich, eine flache bzw. kleine Dicke bzw. geringe Spaltbreite zwischen den
Düsenlippen 3 vorzusehen und eine ungleichmäßige Dicke des Films infolgedessen mit Vorteil zu vermeiden.
Als nächstes Beispiel wird ein Fall betrachtet, bei dem rran eine bestimmte Dickenverteilung wünscht.
Da die Ausdrücke von a&2 in Gleichung (1) Werte
sind, die durch die Einstellung der zweiten Schraube 1 usw. gesteuert werden, kann die am weitesten links
liegende Schraube bei t\ gemäß der folgenden Gleichung fi = a4Afi eingestellt werden.
Im allgemeinen kann im Falle der Schraube (k) diese Schraube bei fjt eingestellt werden, wobei tk aus der
folgenden Gleichung bestimmt wird:
= OlXk-3 + «2*1-2 +
(5)
Die Signale werden durch die in F i g. 6 gezeigte Schaltung erhalten, bei welcher die Kontaktschaltstellen
8 nacheinander umgeschaltet werden. Ist deshalb die Filmdicke bzw. die Spaltbreite nacheinander durch die
Schraubenbetätigung eingestellt, dann erhält man schließlich die bestimmte Verteilung der Dicke. Wie sich
aus Gleichung (5) ergibt, kommt hierdurch nur die linke Hälfte des Musters der F i g. 2 zustande. Die Schaltungen
der F i g. 4, 5 und 6 haben dieselben Betriebseigenschaften und dieselbe Funktion, und die beiden
Schaltungen nach den F i g. 5 und 6 unterscheiden sich von der Schaltung der F i g. 4 nur in der Methode des
Verbindens der gewichtenden Widerstände 9. Es ist also möglich, die Schaltungen durch Addieren von Überwechselschaltern
zur Schaltung der F i g. 4 zu machen.
Wenn die Schrauben 1 vom rechten Ende der Breitschlitzdüse verstellt werden, wird die gegenüberliegende
Hälfte der Schaltungen verwendet.
F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild des Gesamtaufbaus einer bevorzugten Ausführungsform. Mit der elektrischen
Schaltung 20 werden Scheinsignale oder Nachbildungssignale erzeugt, welche den Betriebsgrößen der
Einstellschraube entsprechen. Mit der Bezugszahl 21 ist eine Reihe von Schaltstellen einer Kontakt- und
Schalttafel bezeichnet Mit der Schaltung 22 werden Werte gemäß Gleichung (4) erzeugt, und mit der
Schaltung (23) werden Größen der Gleichung (5) erzeugt. Mit der Kathodenstrahlröhre 25 können diese
Werte bzw. Größen aufgezeichnet werden, mit dem Schreiber 26 können sie geschrieben werden, und 24 ist
ein Überwechselschalter vom Schreiber 26 zur Kathodenstrahlröhre 25 bzw. umgekehrt.
Durch die oben beschriebenen Vorrichtungen ist es jetzt möglich, eine z. B. 40 bis 60 Einstellschrauben 1
aufweisende Breitschlitzdüse schnell zu betätigen und eine genaue Verteilung über die Folienbreite zu
erreichen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Anzeige des notwendigen Betrages der Einstellung der Schrauben zur
Einstellung eines Spaltes zwischen einem Paar von DOsenlippen einer Breitschlitzdüse beim Extrudieren
eines thermoplastischen oder elastomeren Kunststoffes, wobei der Düsenspalt mittels einer
Mehrzahl von Einstellschrauben einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung
(20) zum Nachbilden des Einstellvorganges vorgesehen ist, die jeder einzelnen Einstellschraube
(1) zugeordnete elektrische Schaltkreise aufweist, mit jeweils der Schraubenbewegung zugeordnetem, is
veränderbarem Widerstand (7), der über miteinander verblockten Schaltstellen (8) mit einem festen
Widerstand (9) und nachgeschaltetem Addierwerk (10) mit Anzeigegerät (11) verbunden ist (F i g. 1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einstellen einer begrenzten Anzahl von Einstellschrauben (1) wahlweise nur eine
entsprechende zugehörige Gruppe von Schaltkreisen aufschaltbar ist (F i g. 5 und 6).
23
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---|---|---|---|
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