DE3311230A1 - Einstellbarer formmechanismus zum extrudieren eines mit profil versehenen kunststoffstreifens - Google Patents

Einstellbarer formmechanismus zum extrudieren eines mit profil versehenen kunststoffstreifens

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DE3311230A1
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strip
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James Robert Dieckmann
Louis Laurich
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen einstellbaren Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens, insbesondere mit Profil versehene Extrusionsformen mit einstellbaren, oberstromigen Segmenten bzw. Abschnitten.
In der Gummi-Industrie, insbesondere in der Reifen-Industrie, ist es weit verbreitet, mit Profil versehene Extrusionsformen zur Herstellung elastomerer Reifenbestandteile, z.B.. Reifen- ■ laufflächen, die bei der Herstellung pneumatischer Reifen eingesetzt werden, zu verwenden.
Der Aufbau bzw. die Einrichtearbeit beim Extrudieren einer mit Profil versehenen Form elastomeren Materials ist ein ko-stenintensives Verfahren, da die gewünschte Extrusion sowohl von der Form, dem Profil als auch dem Gewicht her korrekt sein muss. Im allgemeinen sind einige Formerprobungen mit erneutem Beschneiden und Umformen der Form häufig notwendig. Während dieser Erprobungen bzw. Versuche fällt das Extrudat als Ausschuss an und muss dann wieder im Verfahren nachgearbeitet werden. Ähnliche Probleme treten im allgemeinen auch auf, wenn eine vorher eingesetzte Form verwendet wird, und das Betriebspersonal bei jedem Lauf noch die Einrichtungsgeschwindigkeiten einstellen muss, bis dimensionsmässig korrekte und gewichtsgerechte Profile erhalten werden.
Es treten viele Probleme bei einem derartigen Betrieb auf, da die Profilvariationen auch durch das Extrusionsverfahren oder das extrudierte Material hervorgerufen werden können. Zum Beispiel erfordern tagtägliche Leitungsveränderungen unterschiedliche Ausrüstungs-Absetzgeschwindigkeiten mit der gleichen Herstellungsform. Auch können ähnlich nicht symmetrische Formen wegen des Ungleichgewichtes im Extruderformkopf erforderlich sein, um ein symmetrisches Profil zu erhalten. Veränderungen der Lagerbestände
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und der Temperatur können ebenfalls dimensions-und gewichtsmässige Veränderungen während des Herstellungsablaufes erzeugen.
Die US-PS 2 720 679 von RATLIPF offenbart eine Vielzahl von Schwellensegmenten, die individuell derart eingestellt werden können,-dass die gewünschte Querschnittskontur der zu extrudierenden Reifenlauffläche erzielt wird. Die dortige Figur 6 offenbart jedoch, dass die variablen Schwellensegmente nicht oberstromig von der Endform angeordnet sind, sondern vielmehr die Endform bilden. Eine ähnliche Form, bei der wiederum die einstellbare Extrusionsform die Endform zu sein scheint, wird in der US-PS 3 195 183 von PiIlLLIPS gezeigt.
Die US-PS 3 323 Io9 von VITELLARO offenbart ebenfalls eine Vielzahl von Damm- bzw. Schwellensegmenten, die unabhängig eingestellt werden können, wobei diese Einstellung mittels eines motorbetriebenen Einstellungsmittel durchgeführt wird.
Die US-PS 3 884 611 von ANDERSON & UA offenbart eine Extrusionsform, bei der ein Abschnitt der Form in der Konstruktion dünnwandig ist und sich über die Breite des Strömungskanales vor dem Auslass von der Form erstreckt. Ein Einstellmechanismus wird derart betrieben, dass die Querschnittsdimension über einen Vorlandbereich dadurch verringert wird, dass man das dünnwandige Segment verbiegt oder verdreht.
Die US-PS en 3 9^0 221 von NISSEL und 4 125 350 von BROViN-werden hier erwähnt, da sie eine steuerbare Formlippe zur Steuerung der Stellung und der Grosse der Formlippe zeigen, wobei das Patent von NISSEL weiter eine Steuerung und Messvorrichtung offenbart.
Die US-PS 3 870 >\53 von HOWARD ist hier erwähnt wegen ihrer Offenbarung eines Einstellmechanismus für eine Extruderform mit einem einstellbaren und beweglichen Formteil.
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US-PS 3 830 6IO von OHKAWAOA offenbart eine einstellbare
Konturform mit einer Vielzahl vertikal einstellbarer,
individueller oberer Formblätter zur Erzielung ;
besonderer Konturen, sowie ein Steuerungssystem zur
Erzielung der gleichen. :
Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung der Probleme i
des Standes der Technik, die sich auf die mit Profil ver- ί
sehene Extrusion elastomerer Materialien richtet, in dem *
eine variable Vorform-Vorriehtung oberstromip; und beabstandet \
von der normalen Extrusionsformanordnung verwendet wird. \
Die Vorform-Vorriehtung besitzt die Form einer Serie oder ■ Vielzahl von benachbarten Segmenten, die zu ihrer einzelnen ; und unabhängigen Einstellung angebracht bzw. befestigt sind, ; W'-^ei jedes Segment ein Ende besitzt, das sich in den Extrudat*- = Kanal erstreckt und auf diese Weise in den sich extrudierenden \_ Materialstreifen hinein erstreckt.
Die vorliegende Erfindung umfasst Mittel zur Bewegung dieser
Segmente entsprechend zu einer mit Profil versehenen öffnung in; der letztendlichen Extrusionsformanordnung in einer derartigen ; vorbestimmten Art und Weise, dass das Bewegen der Segmente in ! den Vorsprung der profilierten öffnung den Fluss des extrudierte Materials unterstromig des Segmentes verändert, während das
Material aus der Formanordnung austritt. '
Die vorliegende Erfindung umfasst weiter ein Steuerungsmittel |
zum selektiven Betrieb des Mittels zum Bewegen der Segmente, wo«·] durch ein Kunststoffstreifen mit den gewünschten Eigenschaften j hergestellt wird, und wobei die gewünschten Eigenschaften das ] Streifenprofil, sein Gewicht und/oder seine Maße betreffen f können. \
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Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls eine Vielzahl verschiedenartiger Steuerungsmittel zur überwachung, überprüfung, Korrigierung und Durchführung von Steuerungsabläufen bzw. Strategien, um Materialien mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.
Die Anordnung der einstellbaren Segmente oberstromig der festliegenden Form verändert den Fluss des Extrudats zur Endform
und dadurch die Eigenschaften des -End-Extrudats. Die Verwendung der End-Extrusionsformanordnung und unterstromig von den einstellbaren Segmenten eliminiert einzelne Stufen auf dem Profil und mögliche, nachfolgende Härtungsmängel j die durch solche Stufen hervorgerufen werden können. · . v
Der einstellbare Form-bzw. Pressenmechanismus der vorliegenden Erfindung kompensiert zu einem grocsen Ausmass die tagtäglich auftretenden Variablen, die in den meisten Extrusionsverfahrenssystemen vorliegen. Die erzielten Vorteile umfassen eine bessere Profileinheitlichkeit, die eine bessere Endprodukt-Gleichmässigkeit erzielt, sowie Material-und Energieeinsparnisse durch Plankostenverschiebung zur niedrigeren Seite bei Eichungen und Gewicht; sowie ferner Reduzierung oder Eliminierung von Probe-Pressung bzw. -Formungen, sowie Erzielung einer höheren Profacht duktivität. Ausserdem kann die Extrusionsformherstellung verein/ werden und möglicherweise kann die Erfindung zur Mechanisierung in der Pressformherstellung führen.
Die Endpressform kann z.B. hergestellt werden, um annähernd die gewünschte Extrusion mit beweglichen Segmenten zu liefern, die an der Mittelstellung derart eingestellt werden, dass sie die Einzelsegmente anhebt oder absenkt oder eine Kombination- Segmente kann den Extrudatfluss an besonderen Bereichen der Extrusion steigern oder verringern, während es aus der Endform austritt,
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wodurch eine derartige Modifikation der extrudierten Form erzielt wird, wie sie notwendig ist, um einen Streifen elastomeren Materials mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des einstellbaren Form- bzw. Pressform-Steuerungsmechanismus wird mittels eines Beispieles anhand der beiliegenden Zeichnungen gezeigtund im Detail beschrieben, ohne dass dabei versucht wird, sämtliche Formen oder ihre Abänderungen zu zeigen, die von dieser Erfindung mit umfasst werden. Die erfindungsgemässen Merkmale und Vorteile dürften dem Fachmann leichter verständlich sein anhand der folgenden bestmöglichen Beschreibung in Verbindung mit einigen Zeichnungen.
Es zeigt:
Figur 1: eine Querschnittsansicht in einem vergrösserten Maßstab, allg. entlang der Linie 1-2 der Figur 2, des einstellbaren Formmechanismus der vorliegenden Erfindung,
Figur 2: eine vereinfachte Vorderansicht des einstellbaren Formmechanismus, wobei einige Teile der Deutlichkeit halber gebrochen dargestellt sind,
Figur 3: ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsverfahren für die vorliegende Erfindung zeigt.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Figuren, insbesondere auf die Figuren 1 und 2, wo mit der Ziffer 10 ein einstellbarer Formmechanismus bezeichnet ist, der auf dem Abzugsende 12 irgend- j eines Extruders.( nicht gezeigt ) der gewünschten Art zur Her- { stellung eines mit Profil versehenen Streifens oder Kunststoffblatj oder elastomeren Materials ( nicht gezeigt ) befestigt ist.
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Die einstellbare Form-bzw. Pressform 10 , die einen mit einer Öffnung versehenen Pressenkopf 20 besitzt, ist zusammen mit den daran befestigten Adapterplatten 22 und 24 in irgendeiner gewünschten Weise am Extruderabzugsende 12 befestigt. Der Formkanal oder Hohlraum 26, der sich durch den Pressenkopf 20 und die Adapterplatten 22 und 24 erstreckt, passt in den Kxtruderabzuj'iokarial ?8 hinein, wobei das extrudierte Material in den Pressen- bzw. Formkanal 26 daraus eintritt. Das äussere oder Ausgangsende des Formkanals 26 wird mit einer Ausnehmung 30 versehen, die zum Einsatz und zur Befestigung der Endextrusions-Formanordnung 32 angepasst ist, die eine Öffnung 38 mit vorbestimmter Profil-Form aufweist, die im Querschnitt geringer ist als die des Forrnkanals 26. Falls es gewünscht wird, kann die Formanordnunp; 32 eine separate Grundplatte 34 und eine obere Platte 36 umfassen, wobei die Platten derart zusammenwirken, dass sie eine mit Profil versehene Öffnung 38 ausbilden.
Der Form- bzw. Pressenkopf wird mit einem Querschlitz oder einer Öffnung 40 versehen, die vorzugsweise senkrecht zur Hauptachse des Formhohlraumes 26 verläuft und in einem querverlaufenden Ausmass, das rninde;.>lens so /ir-oss ist wie das querverlaufende Ausmass der profilierten Öffnung .38. Der Schlitz 40, der parallel zur Formanordnunp; 32 verläuft, jedoch oberstromip; davon in einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist, enthält eine Serie oder Vielzahl benachbarter Blocks, Segmente, Schwellen oder Wände 44, wobei sämtliche Segmente 44, während sie nebeneinander angeordnet sind, dazu in der Lage sind, einzeln und unabhängig hin- und her eingestellt zu werden, und zwar im allgemeinen über eine geradlinige Bewegung, in einer Weise, auf die im Folgenden noch näher eingegangen wird.
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Die inneren Segmentenden 46 können mindestens teilweise ( oder falls dieses gewünscht ist,ganz ) sich in den Formkanal 26 erstrecken und dadurch in den Streifen des elastomeren oder Kunststoffextrudates, das dadurch geführt bzw. gefördert wird.
Jedes äussere Segmentende 48 erstreckt sich aus dem Form-bzw. Pressenkopfkanal 40 und ist drehbar über einen Bolzen 52 mit einem Zwischenteil eines Betätigungsarmes 54 verbunden, der wieder drehbar mit einem Ende über den Bolzen 56 mit einem Drehgelenk verbunden ist. Das andere Ende des Armes 54 ist ebenfalls über einen Bolzen 60 mit einer Kolbenstange und einem Lastösenanordnung; teil 62 eines Betätigers 64 verbunden, der die Form einer 2-fach-Druckströmungsmittel-betätigten Kolben-und Zylindervorrichtung annehmen kann. Eine Lastösenkappe 66 auf dem anderen Ende des Betätiger s 64 ist drehbar über dem Bolzen 68 an einer Längskante ,einer Halteplatte 70, die starr am Pressenkopf 20 in jeglicher gewünschter Art und Weise befestigt ist.
Wie am besten aus Figur 1 ersichtlich, sind die jeweils benachbarten der Betätigerarme 54 entgegengesetzt gerichtet, so dass sich zwei parallele Reihen an Betätigern 64 ergeben. j Der Grund für diese Konstruktion liegt darin, dass die physikalisch' Grosse dieser besonderen Art von Betätigern 64 derart ist, dass sie benachbarte Anordnung aufeinanderfolgender Einheiten entkräften. Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich, legt die Scheranzahl der einzelnen Segmente 44 die wechselreihige Beabstandung und die Befestigung des Betätigers 64 an der Ha]teplatte 70 nahe
Kehrt man nun zur Figur 1 zurück, wird es verständlich, dass eine * die Stellung anzeigende Stange bzw. Glied 72 ebenfalls drehbar an jedem Betätigungsarm 54 über den Bolzen 74 in axsialer Ausrichtung zu jedem Segment 44 befestigt ist. Die Glieder 72
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erstrecken sich durch eine ÖTfnunp, in der Holteplatte 701 wobei das äussere Ende 76 jedes Gliedes 72 betriebsgerecht mit einer Stellungsdaten-Lesevorrichtung BO verbunden ist, die im Folgenden näher erläutert wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der einstellbare Pressrormmechanismus 10 die Verwendung von 36 in geradliniger Weise einstellbarer 1,9 cm breiter Stahlsegmente 44, die nebeneinander liegen quer zum Formkanal 26 etwa 2,54 cm vor-oder oberstromig von der Endextrusionsformanordnung 32 aneinanderangrenzend.
Eine derartige Anordnung war Teil eines Formmechanismus mit einem 68 cm- breiten Formkanal.
Die Segmente 44 werden durch Betätiger 64 bewegt, die auf die Segmentenden 48 über Betätigerarme 54 wirken, die sich um die Bolzenachse [56 drehen. Die Stellung jedes Segmentes wird durch ein« IJLeI luriistKiaLcjn-IiUuuvorriehLunf1; 80 überwacht, z.B. eine LVDT oder einen Linear-Spannungsverschiebungs-Messwandler ( z.B. eine Reihe von 240 Verschiebungs-Messwandlern, erhältlich von Trans Tek Inc. ,· Ellington, Connecticut ) oder jegliche gut eingeführte Feinmessverschiebungsvorrichtung, die mit jedem stellungsanzeigenden Glied 72 zusammenwirkt.
Eine angemessene Ventilsteuerung ( nicht gezeigt ) bekannter Art zur Steuerung des Betätigers 64 wird durch Signale aus einem zugehörigen Zentralformsteuerungs-System betrieben. Das zentrale Formsteuersystem kann zahlreiche Ausgestaltungen besitzen, ir. Abhängigkeit von der besonderen Anwendung dec einstellbaren rorsimechanismus 10. Was gewisse Steuerfunktioner. .-.nbelir./::, die
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vorzugsweise in sämtlichen Anwendungsbereichen üblich sind, so wird hiermit ein zentrales Formsteuersystem vorgestellt, das diese Charakteristiken besitzt ( generell · erläutert mit dem Bezugszeichen 82 in Figur 3 )·
Das zentrale Formsteuersystem 82, im Folgenden als Steuersystem 82 bezeichnet, führt einige grundlegende Funktionen aus.
Erstens überwacht es das Profil des Extrudats, während es hergestellt wird ( " Das Sofort-Extrudat-Profil " ) und vergleicht dasselbe mit einem gewünschten Profil, und," wo die Abweichungen gleich oder grosser sind als die vorher ausgewählte Minimum-Schwelle, erzeugt es die notwendigen Signale zum Betrieb des Betätigers 64, um das gewünschte Profil zu erzielen. Zusätzlich stellt das System sicher, dass wenn der Vergleich zwischen dem Sofort-Extrudat-Prodil und dem gewünschten Profil gezogen wird, die beiden Profile in geeigneter Weise ausgerichtet werden.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Abweichungen zwischen dem Sofort-Extrudat-Profil und dem gewünschten Profil dadurch zu korrigieren, dass man zuerst in geeigneter Weise das Segment 44 an der Stellung einstellt, die die höchste Abweichungsgrösse aufweist, und danach fortfährt mit der Einstellung der übrigen Segmente 44 in kleiner werdender Reihenfolge auf Grundlage der Abweichungsgrösse an ihren entsprechenden Stellungen. Wenn die Abweichungsgrösse an der Stelle sämtlicher Segmente 44 geringer als die vorher ausgewählte Schwelle ist, muss ein neuer Vergleich gezogen werden und das Korrekturverfahren kann wiederum beginnen.
Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich, umfasst das Steuerungssystem 82 einen Extrudat-Pi-ofil-Sensor und ein Speicherelement bzw. Memory-Schaltung 84, einen Ziel-bzw. Target-Profilsensor und eine Memory-Schaltung 86, eine Profilfehler-Ermittlungsschaltung 88, eine ProfilauL-.richtunr.nschal tunp; 90 und eine Korrekturfaktor-Generatorschaltung 92. Der Extrudat-Profilsensor und die Memory-Schaltung 8*1 ( im Folgenden " Probenschaltung 84 " genannt ), der Target-Profilsensor und die Mernory-Schaltung 86 ( im Folgenden " Target-Schaltung 86 " genannt ) und die Profilfehler-Ermittlungsschaltung 88 umfassen jeweils ein übliches Digital-Memory bzw. Digital-Speicher, der entsprechend mit 94, 96 und 98 bezeichnet ist, zur entsprechenden Speicherung der Grosse des Sofort-Extrudat-Profils,der Grosse des gewünschten oder " Ziel-bzw. Target-Profils ", und die Grosse ( falls sie mindestens der vorher ausgewählten Schwelle entspricht ) der Abweichung dazwischen bei einer vorbestimmten Stellungsanzahl über den Formkanal 26.
Wo die Speicher 94, 96 und 98 ausgewählt sind, um eine identische Anzahl von Adressierungen einer Menge zu umfassen , die mindestens der vorbestimmten Stellungsanzahl über den Forinkanal 26 gleicht, existiert eine einheitliche Zuordnung zwischen den in einer besonderen Adresse jedes Speichers gespeicherten Daten und einer besonderen Stelle quer- bzw. über den Formkanal.
Die Probenschaltung 84 liefert die notwendigen Elemente zur Probennahme und Speicherung des Sofort-Extrudat-Profils. Der Probensensor 100 umfasst eine Vielzahl an Stellungslese-Vorrichtungen ( ähnlich zu den LVDT1s 80, die hier beschrieben werden ), die, wenn sie manuell durch den Druckknopf 102 oder automatisch mittels des automatischen Restarts 104 betätigt
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werden, das Sofort-Extrudat-Profil abtasten. Die LVDT's liefern ein Digital-Signal, das die Dicke des Extrudats an jeder vorbestimmten Stellung über den ■Pormkanal anzeigt und diese Information wird im Probenspeicher 9^ gespeichert.
Die Sofort-Extrudat-Profildaten werden von der Profil-Ausrichtungsschaltung 90 gleichzeitig mit dem Datenempfang durch den Proben-Profilspeicher 9^ aufgenommen. Die Profil-Ausrichtungsschaltung 90, die einen Mittelliniendetektor 106, einen Memory-Verschiebungsfaktor IO8 und eine vollständige Abtast-Überwachung 110 umfasst, dient dazu, den Mittelwert der Sensor-Profildaten mit dem der Ziel-Profil-Daten derart zu korrelieren, so dass kein Fehler als Ergebnis einer fehlerhaften Ausrichtung eingeführt wird. Diese Korrelation wird in zwei Stufen erreicht. Zuerst lokalisiert der Mittelliniendetektor IO6 den Mittelwert desSofort-Extrudat-Profils durch überwachung, wobei z.B. eine scharfe Abweichung in den Probensensor-Daten in das Extrudat mittels der Anordnung einer kleinen Kerbe im Zentrum der öffnung 38 in der Endextrusionsformanordnung 32 eingeführt wird. Nach Vervollständigung einer Abtastung der gesamten Breite des Sofort-Extrudats erzeugt die vollständige Abtastung 110 ein Betätigungssignal, welches die zweite Stufe der Korrelation initiiert. Während dieser zweiten Stufe stellt der Speicher-Abweichungsfaktor IO8 das Ausmass fest, in weichem' die Daten im j Probenspeicher 9^ so " verschoben " werden müssen, dass wenn j sie mit den Daten im Zielspeicher 96 verglichen werden, die j geeignete Korrelation vorliegt. Anstelle der tatsächlichen Ver*- j Schiebung der Daten im Probenspeicher 9^ kann das Signal des j Speicherverschiebungsfaktors 108 einfach die Adressierung der Daten im Probenspeicher 9^ ändern, bei der der Vergleich begonnen ■
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wird und dadurch die gleiche Korrektur erzielen.
bi'.w. dor Mittelwert Es dürfte einleuchten, daüts da ti Zontrum/ucu Sol/ort-Extrudat-Profils durch irgendeine der zahlreich anderen gut bekannten Verfahren festgestellt bzw. nachgeprüft werden 'kann. Z.B. werden Kombinationen von Lichtgeneratoren und lichtempfindlicher Sensoren -häufig verwendet als Kantendetektoren bei Extrusions-Systemen und der Mittelwert am; diener Information ermittelt.
Ein Zielproi'il kann p;loichzeiti.f, mit dem Sofort-blxtrudat-Profil mittels einer weiteren Vielzahl von LVDT1s abgetastet werden, die schon oben erwähnt worden sind ( vgl. in Figur als Zielsensor 112 ) oder mittels anderer geeigneter Mechanismen, um ähnliche Stellen in der Probe und in den Zielprofilen zur gleichen Zeit zu untersuchen. Alternativ könnten die Anze igedaten dc;t; rcwiinüehtun Profils c?l ektroniaoh in den Zielspeicher 96 gespeichert werden, und zwar zu jeder Zeit, die vor dem Vergleich der Daten im Probenspeicher 9^ mit den Daten im Zielspeicher 96 liegt.
Nachdem jeglich notwendige Anfangsadressierungs-Korrektur vorn Probenspeicher S^ empfangen und aufgenommen worden ist, ermöglicht der Speicher-Verschiebung:-'"aktor 108 die Ausgabe sowohl des Probenspeichers .9^3 als auch die des Target-Speichers 96, so dass die Daten in jeder entsprechenden Speicheradresse nacheinander durch den Komperator der Profilfehler-Ermittlungsschaltung 88 verglichen werden können, und dass ein davon erzeugtes Ausgangssignal proportional zur Differenz zwischen der Dicke des Sofort-Extrudat-Profils und des gewünschten Profils ist. Das Ausgangssignal vom Komperator H1I ( das man auch als " Fehlerdaten-'" bezeichnen kann ) wird durch ein anderes Element der Profilfehler-Ermittlungsschaltung 88 aufgenommen, den Niveaudetektor 116. D_er Niveaudetektor 116 untersucht die
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Grosse der Fehlerdaten und erzeugt entweder eine Ausgabe, die einen Null-Fehler anzeigt ( wenn die Grosse der Fehlerdaten geringer ist-, al« diö vorbestimmte Schwellengrösse ), oder eine Ausgabe, die proportional zu den Fehlerdaten ist ( wenn die Grosse der Fehlerdaten mindestens der der vorbestimmten Schwellengrösse gleicht ) . Das Ausgangssignal vom Niveaudetektor 116 ( welches man als " Sofortfehlerdaten " kennt) wird durch den Sofortfehlerspeicher 98 aufgenommen und gespeichert bei Adressen, die der Stellung quer zum Formkanal 26 der besonderen Fehlergrösse entsprechen. Auf diese Art und Weise werden lediglich Abweichungen in der Dicke als korrekturbedürftig angesehen und beibehalten, die mindestens der vorher ausgewählten Schwellengrösse gleichen.
Während der Sofortfehler-Speicher 98 Fehlerdaten aus dem Niveaudetektor II6 aufnimmt, werden solche Daten zur gleichen Zeit zur Höchstwert-Fehlerprüfeinrichtung II8 weitergeleitet, die zusammen mit dem Kein-Fehler-Detektor 120, dem Korrekturfaktor-Generator 122 und dem Nächst-Selektor 124 die Korrekturfaktor-Generatorschaltung 92 bilden. Die Höchstsollwert-Fehlerprüfeinrichtung II8 kann eine übliche " Peak Hold Schaltung " sein, die die grösste Fehler-Ermittlung und die im Sofort-Sollwertspeicher 98 gespeicherte Grosse speichert. Nach Empfang der letzten Fehlerdaten-Adresse im Sofortfehler-Speicher wird die Adresse des Höchstsollwert-Fehlers sowohl zum Zielspeicher 96 als auch zum Korrekturfaktor-Generator 122 geschickt und f
1 die Grosse des Höchstsollwert-Fehlers wird ebenfalls zum · Korrekturfaktor-Generator 122 gesandt. Der Zielspeicher 96 i liefert dem Korrekturfaktor-Generator 122 die Grosse der ge- j wünschten Profildicke von der aufgenommenen Adresse. Der Korrekturfaktor-Generator 122 wählt dann den geeigneten Formsegment-Betätiger 64 aus, um die Höchstsollwert-Dickenabweichung
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ν/ ν/ ι ι
zu korrigieren und verarbeitet das Fehlersignal und die Grosse der gewünschten Profildicke, um ein Signal an dem ausgewählten Betätiger mit angemessenem Verhalten zu erzeugen, um die ermittelte Höchstsollwert-Dickenabweichung zu korrigieren.
Der Segment-Stellungskomperator 126 empfängt ein Signal vom ausgewählten Formsegment-Betät-igungsmittel 64, das die notwendige Korrektur anzeigt und empfängt ein Signal aus den Formsegment-LVDT1s, die zu diesem Segment gehören und durch den ausgewählten Formsegment-Betätiger 64 betrieben werden. Wenn die notwendige Korrektur als abgelaufen festgestellt worden ist, liefert der Segment-Stellungskomperator 126 ein Ausgangssignal zum Nächst-Selektor 124. Der Nächst-Selektor 124 lädt dann eine keinen Fehler anzeigende Zahl in die Adresse, die Fehlerdaten an der Stelle enthält, bei der die Abweichung gerade eliminiert worden iut und set^t den üo('ort-Fehlerüpeicher derart wieder ein, dass er wiederum sämtliche darin enthaltene Fehlerdaten abtastet. Wie schon vorher beschrieben, empfängt und speichert der Höchstsollwert-Fehlerdetektor 118 die Grosse und die Stellung des übriggebliebenen grössten Fehlers und das Korrekturverfahren wird fortgeführt. Wenn kein Fehler im Sofortfehler-Speicher 98 ermittelt wird, sind sämtliche Korrekturen durchgeführt worden und der Kein-Fehler-Detektor 120 liefert dann ein Signal zum automatischen Restart 104, um eine weitere Abtastung des Sofort-Extrudat-Profils abzutasten, wie schon oben beschrieben worden ist.
Es dürfte einleuchten, dass, damit die Segmente betriebsmässig auf das Extrudat einwirken können, die inneren Enden 46 des
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Segmentes sich in den Pormkanal 26 in einer ausreichenden Entfernung erstrecken können miUjueri, dauu υ je in dun Vorsprung oder die Silhouette der Prof j löffnurif1; 58 in der Extrusions-Formanordnung 32 eintreten. Ferner müssen sich die Segmente 44 einzeln und unabhängig voneinander bewegen können,- um eine besondere Veränderung im Profil herzustellen.
Es sollte weiter verständlich sein, dass, da es verschiedene Profile gibt, die hergestellt werden können, die exakte Anzahl und das Querausmass der Segmente 44 stark verändert werden können, in Abhängigkeit von der gewünschten zu erstellenden Kontur. Zusätzlich hängt das entstandene Profil von weiteren Variablen ab, die die zu verarbeitende Materialart umfassen ( physikalische Eigenschaften, Temperatur, Gleich-^ mässigkeit und Plastizität ), sowie das Verhältnis von. Höhe des Pormkanals zur Durchschnittshöhe der mit Profil versehenen öffnung in der End-Extrusions-Formanordnung, sowie die oberstromige Entfernung der Segmente von der hinteren Fläche der Extrusionsform bzw. Pressanordnung 32.
Der Ablauf der Reihen oder Vielzahl benachbarter Segmente 44 kann zu Diskussionszwecken analog zu der einer variablen Vorformpresse gehandhabt werden. Der Vorteil solcher Vielzahl von Segmenten 44 oder Vorformpresse oberstromig von der Endpresse liegt darin, dass Segmente 44 dazu neigen, das Extrudat vorzubehandeln oder vorzuformen, wobei die endgültige Formung .; durch die Formanordnung 32 erzielt wird, wodurch Schichtungen i bzw. Streifenbildung oder Stufenbildung verhindert werden, die auftreten, wenn veränderbare Schwellensegmente tatsächlich die einzige oder endgültige Form bilden. Ferner vereinfacht die \ Verwendung einer/veränderbaren Vorformpresse in Kombination mit einer Endform nicht nur den Aufbau, sondern erhöht auch
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die zulässigen Pimensionstoleranz-en, der End-Extrusionsformanordnungenj ebenso ermöglicht sie eine gewisse Kompensierung bei der Veränderung des Extrusionsprofils, die durch das Extrusionsverfahren oder das extrudierte Material selbst hervorgerufen werden.
Zusätzlich kann man von der Verwendung einer Vorformpresse erwarten, dass sie mindestens die Anforderungen an die Geschwindigkeitsveränderungen von Förderern reduziert, wo die Geschwindigkeit eines Mitnahmeförderers in Verbindung mit einem einstellbaren B'ormmechanismus 10 verwendet wird, um die verschiedenen Extrudat-Eigenschaften zu steuern.
Vorzugsweise kann die mit einem Profil versehene öffnung in der End-Extrusionsformanordnung 32 bis zu mindestens 10% in Bezug zur Abmessungshöhe besitzen, um einen maximalen Vorteil bei der Profil - oder Pormsteuerung durch die Verwendung der Vorformpresse in der vorher beschriebenen Art zu erhalten.
Wie schon vorher erwähnt, verändert der Einsatz der Segmente 44 oberstromig von der Enformanordnung 32 den Fluss des Extradats zur Form 32 und dadurch wird wiederum die Endform beeinflusst bzw. modifiziert. Ferner eliminiert die Verwendung der Endformanordnung 32 diskrete Absätze auf dem Profil und die damit verbundenen Härtungsmängel, die durch sol-che Stufen bzw. Absätze hervorgerufen werden. Falls es gewünscht wird, kann zwischen die Segmente 44 und das Extrudat ein flexibles Diaphragma gesetzt werden, um eine noch einheitlichere Dickenveränderung zu unterstützen und die Segmente gegen jegliches Extrudat, das zwischen ihnen durchlecken und sie danach ein-
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klemmen könnte, abzudichten, und so ihre Einstellung verhindern könnte.
Probeläufe mit Prototypen haben eine Korrektur im Bereich von mindestens + .-. 10% von Ursprungsbreite und -Profil gezeigt. Es dürfte jedoch einleuchten, dass aufgrund zahlreicher Einflüsse bei einem Extrusionsverfahren dieser Art, Veränderungen im Konstruktionsdetail aufgenommen und unterschiedliche Ergebnisse erhalten werden können.
Aus der vorstehenden Beschreibung, die im Zusammenhang mit den Figuren zu lesen ist, sind für den Fachmann leicht die erfindungsgemässen Merkmale und die neue Konzeption ersichtlich. Obwohl die vorliegende Erfindung lediglich eine begrenzte Anzahl von Ausführungen beschreibt, dürften dem Fachmann Veränderungen, Abänderungen sowie Austausch und Äquivalente möglich sein, ohne dass hierdurch der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profi L versehenen Kunutulof i'atrei feriu , gekennzeichnet durch:
    a) Mittel zur Bildung eines Strömungskanals mit einem vorbestimmten Querschnitt zur Extrusion, wobei mit einem Ende des KunststoffStreifens begonnen wird,
    b) eine End-Extrusions-Formanordnung, die an dem gegenüberliegenden Ende angeordnet ist und eine vorbestimmte, mit Profil versehene öffnung zum Extrudieren eines KunststoffStreifens aufweist, deren Querschnitt vorzugsweise geringer ist als der des Kanals;
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    c) eine Vielzahl benachbarter Segmente, die oberstromig von der Extrusions-Pormanordnung beabstandet ist, wobei die Vielzahl der Segmente bzw. Abschnitte zu ihrer individuellen und unabhängigen Einstellung befestigt ist, wobei jedes Segment mit einem F.ndc sich in den Kanal und dadurch in den Kunststoffstreifen erstrecken kann;
    d) Mittel zum Bewegen der Segmente relativ zur genannten profilierten öffnung in einer derartigen Weise, dass die Bewegung der Segmente in den Vorsprung der profilierten öffnung den Fluß bzw. die Strömung des Kunststoffstreifens unterstromig von den Segmenten verändert, während der Streifen aus der Pormanordnung austritt; und . s
    e) .Sleui.'fungi-.mi ILu 1 yaw :u; lekt i von Bet.'it igung der Mittel zum Bewegen der Segmente, wodurch ein Kunststoffstreifen mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt wird.
    ?.. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel einen Sensor zur Überwachung umfasst, der ein Signal zum Anzeigen und Speichern der gewünschten Eigenschaften dos profilierten Streifens vorsieht, während er aus der Formanordnung austritt.
    3. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoff Streifens nach Anspruch 2, da*- durch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel ferner ein Mittel zur Überwachung der gewünschten Eigenschaften des
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    profilierten Streifens umfasst und ein. Anzeigesignal dafür vorsieht.
    Einstellbarer Forrnmechaniunius zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunststoffStreifens, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel ferner ein Mittel zum Aufnehmen und Speichern eines Signals umfasst, das die gewünschten Eigenschaften anzeigt.
    Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunststoffStreifens nach Anspruch ^t, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel eine Fehler-Prüfeinrichtung zum Aufnehmen und Vergleichen des Signals umfasst, das die gewünschten Eigenschaften anzeigt,% und daß dieses Signal die Eigenschaften des profilierten Streifens anzeigt, während er aus der Formanordnung austritt und daß ein Ausgangssignal vorgesehen ist, das proportional an vorbestimmten Stellungen über den Formkanal zur dazwischen liegenden Differenz ist, wenn die Differenz mindestens einer vorbestimmten Schwellengrösse gleicht.
    Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel ein Ausrichtungsmittel zum Einstellen jedes der Signale umfasst, die durch das Vergleichsmittel aufgenommen werden, um den Abgleich bzw. die Ausrichtung der Mittel-Linien des profilierten Streifens sicherzustellen, wenn er aus der Formanordnung austritt, wobei der profilierte Streifen schon vor dem Vergleich die gewünschten Eigenschaften besitzt.
    Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aunrichtungsmittei einen Mittelliniendetektor zum Orten und Krzeup.en eines Anzeig
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    Signals der Stellung der Längsachse des profilierten Streifens umfasst, wenn er aus der Pormanordnung austritt, und dass ein Memory-Verschiebungsfaktormittel zum Aufnehmen des Signals des Mittelliniendetektors und zum Erzeugen eines Signals vorgesehen sind, um die gespeicherten Anzeigedalen des profilierten Streifens zu korrelieren, während er aus der Formanordnung austritt, wobei das Signal einen profilierten Streifen mit den gewünschten Eigenschaften anzeigt.
    Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel ein Mittel zur Aufnahme des Ausgangssignals von der Fehler-Prüfeinrichtung umfasst, und dass Korrekturfaktoren-Signale für die vorbestimmten Stellungen über den -Form- _ * kanal aufeinanderfolgend verglichen und erzeugt werden, in der Grössenordnung der höchsten Abweichungsgrösse, und dass ein Mittel zum Bewegen der Segmente vorgesehen wird, das die Korrekturfaktorensignale aufnimmt und individuell und unabhängig die Segmente an der geeigneten Stellung einstellt, um die Abwcichurij1; bzw. die Differenz zu korrigieren.
    'Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunststoffStreifens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler-Prüfeinrichtung einen Komperator zur Aufnahme und zum Vergleich des Anzeigesignals des profilierten Streifens und mit den" gewünschten Eigenschaften umfasst, und dass das Signal den profilierten Streifen anzeigt, während er aus der Formanordnung austritt, und dass ein Ausgangssignal vorgesehen wird, das proportional bei vorbestimmten Stellungen über den Kanal zur dazwischenliegenden,Differenz ist und dass der Niveaudetektor ein Signal
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    aus dem Komperator erhält und ein Ausgangssignal vorgesehen wird, das proportional zum Signal des genannten Komperators nur dann ist, wenn die Differenz bzw. Abweichung mindestens einer vorbestimmten Schwellengrösse gleicht.
    10. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunststoffStreifens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Vergleichen und Erzeugen von Korrekturfaktoren-Signalen einen Sollwert-Abweichungsspeicher zum Aufnehmen und Speichern des vom Niveaudetektor kommenden Signals umfasst, wobei die Höchstsollwert-Fehlerprüfeinrichtung zum Bestimmen der Grosse und Stelle der über den Kanal ermittelten Daten, die im Sollwert-Abweichungsspeicher gespeichert sind, die höchste Abweichungsgrösse repräsentieren und daß ein Korrekturfaktoren-Generatorkreis zum Erzeugen
    - der Korrekturfaktoren-Signale vorgesehen ist, der individuell und unabhängig in geeigneter W(J iuc die Segmente an der geeigneten Stelle betätigt, um die Abweichung bzw. Differenz zu korrigieren.
    11. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunststoffStreifens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Vergleichen und Erzeugen der Korrekturfaktoren-Signale einen Nächst-
    Selektor zur Eliminierung von Fehlerdaten umfasst, die in dem Sollwert-Abweichungsspeicher gespeichert sind und die Abweichung an der gerade korrigierten Stelle anzeigt und eine weitere Feststellung der höchsten Fehlergrösse und der Stellung durch die Höchstsollwert-Fehlerprüfeinrichtung veranlasst.
    12. Einstellbarer Formmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen Kunststoffstreifens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor nach Aktivierung
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    eine Einfach-Abtastung des profilierten Streifens durchführt, während dieser aus der Formanordnung austritt, und dass das Mittel zum Vergleichen und Erzeugen der Korrekturfaktoren-Signale ferner einen Sofort-Sollwertdetektor zur überprüfung umfasst, wenn keine fehlerhaften Daten im Sollwert-Abweichungsspeicher gespeichert sind, so dass der Sofort-Sollwertdetektor dann ein Signal erzeugt, um automatisch eine neue Einfach-Abtastung des profilierten Streifens zu aktivieren, während er aus der Formanordnung über den Sensor austritt.
    13- Einstellbarer Pormmechanismus zum Extrudieren eines mit Profil versehenen KunatstofPstreifens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschten Eigenschaften das Streifenprofil darstellen.
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DE3311230A 1982-03-31 1983-03-28 Einstellbarer formmechanismus zum extrudieren eines mit profil versehenen kunststoffstreifens Granted DE3311230A1 (de)

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