DE3311345A1 - Verfahren zur konstanthaltung der wanddicke beim extrudieren (herstellen) langgestreckter gegenstaende aus thermoplasten, wie folien, rohre, schlaeuche, kabelummantelungen, platten und profile und mess- und regeleinrichtung fuer extruder, strangpressen od. dgl. fuer langgestreckte gegenstaende - Google Patents

Verfahren zur konstanthaltung der wanddicke beim extrudieren (herstellen) langgestreckter gegenstaende aus thermoplasten, wie folien, rohre, schlaeuche, kabelummantelungen, platten und profile und mess- und regeleinrichtung fuer extruder, strangpressen od. dgl. fuer langgestreckte gegenstaende

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

COHAUSZ & FLORACK
PATE N TA N WAI/ΓΗ Hl) HO
SCllUMANNSm 07 I)-4000 I)UHH K I, DOHI' 1
Telefon (0'.Ml) 6a:);l46 <■ lele«-UM58b:>13i:u|· J
PATiINTANWAlJE:
Dipl-lnq. W COHAUSZ ■ Oipl.-lng. R. KNAUF · Dipl.-lng H. B COHAUSZ · Dipl Ing. D. H. WERNER
-A-
Anm.: Fa. RSM Regel-, Steuer- und Messtechnik GmbH Leostr. 84, 4000 Düsseldorf 11
Verfahren zur Konstanthaltung der Wanddicke beim Extrudieren (Herstellen) langgestreckter Gegenstän
de aus Thermoplasten, wie Folien, Rohre, Schläuche, Kabelummantelungen, Platten und Profile und Meß- und Regeleinrichtung für Extruder, Strangpressen od. dgl. für langgestreckte Gegenstände
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen langgestreckter Gegenstände mit einem konstanten Querprofil, wie Folien, Schläuche, Rohre, Kabelummantelungen, Platten und Profile, durch Extrudieren oder Strangpressen eines Thermoplasten, bei dem aus dem Gewicht des insbesondere in einzelnen Chargen in den Extruder oder die Strangpresse gegebenen Thermoplasten und der Länge des daraus hergestellten Gegenstandes das absolute Gewicht pro Meter (kp/m) bestimmt und danach durch Verändern der Abzugsgeschwindigkeit des vom Extruder oder der Strangpresse abgezogenen Gegenstandes oder der Schneckengeschwindigkeit des Extruders oder der Strangpresse das Gewicht pro Meter des Gegenstandes in Längsrichtung geregelt wird.
Beim Herstellen von solchen Gegenständen ist man aus Gründen eines möglichst kleinen Materialverbrauches pro Längeneinheit bestrebt, den Gegenstand möglichst
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2 8.3.83
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nahe an der unteren Toleranzgrenze für dessen Dicke zu halten. Dabei muß allerdings gewährleistet sein, daß die untere Toleranzgrenze nicht unterschritten wird. Mit den heute angewendeten Verfahren lä"ßt sich dieses Ziel nicht zufriedenstellend erreichen.
Mit dem Verfahren der eingangs genannten Art ist es zwar möglich, das Gewicht pro Meter des Gegenstandes und demnach auch z.B. bei einer Folie, unter Berücksichtigung ihrer Breite, auch die durchschnittliche Dicke zu berechnen und exakt einzuhalten, doch ist dabei nicht gewährleistet, daß der hergestellte Gegenstand an der einen oder anderen Stelle eine vorgegebene Mindestdicke nicht unterschreitet. Die Gefahr des Unterschreitens der vorgegebenen Mindestdicke besteht deshalb, weil es in der Praxis nicht möglich ist, im vorhinein das Profil der absoluten Dicke des Gegenstandes über dessen Breite exakt zu messen. Es kommt während des Betriebes grundsätzlich zu Dickenschwankungen.
Bei einem anderen Verfahren wird mit einem Meßkopf die Dicke des Gegenstandes über dessen gesamte Breite bzw. · dessen gesamten Umfang erfaßt. Aus den so ermittelten Meßwerten ergibt sich zwar ein Bild für die Dickenverteilung (Dickenprofil) des Gegenstandes, so daß auch die dünnste Stelle im Querprofil ersichtlich ist, doch sind diese Meßwerte nur ein Maß für die relative Dicke des Gegenstandes. Die absolute Dicke läßt sich aus diesen Meßwerten nicht eindeutig interpretieren. Dies ist deshalb nicht möglich, weil die Meßwerte durch verschiedene, materialbedingte Faktoren oder Hetri.ebsfaktoren verfälscht sind.
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BAD ORIGINAL
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Regeleinrichtung zu entwickeln, mit dem bzw. mit der es möglich ist, einen langgestreckten Gegenstand mit konstantem Querprofil unter minimalen Materialeinsatz und unter Einhaltung der unteren T.oleranzgrenze für die Dicke herzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß durch Messung der relativen Dicke des Profils des Gegesntandes über dessen gesamte Breite oder dessen gesamten Umfang die relative Dicke der dünnsten Stelle und die 'relative, durchschnittliche Dicke des Gegenstandes ermittelt werden und daß durch Vergleich dieser relativen durchschnittlichen Dicke und der aus dem absoluten Metergewicht, unter Berücksichtigung der Breite bzw. des Umfanges des Gegenstandes abgeleiteten absoluten durchschnittlichen Dicke, der Meßfehler bei der Messung der relativen Dicke bestimmt wird, und daß vor der Dickenregelung in Längsrichtung durch Verändern der Abzugsgeschwindigkeit oder der Schneckengeschwindigkeit das Dickenprofil mit der absoluten Dicke für die dünnste Stelle bis an eine vorgegebene, untere Toleranzgrenze verschoben wird.
Die erfindungsgemäße Kombination der beiden bekannten Verfahren ermöglicht es, unter Überwindung der aufgezeigten Nachteile der beiden bekannten Verfahren, den Absolutwert der Dicke für die dünnste Stelle des Gegenstandes im Querprofil festzustellen und unter Berücksichtigung dieses Wertes die Dickenregelung in der Längsrichtung so einzustellen,/bei geringstem Materialeinsatz pro Längeneinheit die untere Toleranzgrenze für die Dicke nicht unterschritten wird. Hersteller von langgestreckten Gegenständen werden somit durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die Lage versetzt, einerseits die
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Forderung des Έπιρτangers, eine Mindestdicke bei langgestrecktem Gegenstand nicht zu unterschreiten, zu erfüllen und andererseits den nach Meter bzw. Fläche bezahlten Gegenstand mit einem Mindesteinsatz an Material herzustellen.
Da der absolute Wert für die Dicke der dünnsten Stelle während des Herstellungsprozesses sich ändern kann, sollte nach einer Ausgestaltung des Verfahrens die absolute Dicke für die dünnste Stelle im Dickenprofil wiederholt mit der unteren Toleranzgrenze verglichen und bei einer Abweichung erneut im Sinne einer möglichst kleinen Abweichung korrigiert werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Regeleinrichtung für einen Extruder, eine Strangpresse od. dgl. zum Herstellen von langgestreckten Gegenständen mit konstantem Querprofil, bestehend aus einer Dosiereinrichtung für den Extruder und einer Waage für das dem Extruder zuzuführende Ausgangjnaterial, einer Längenmeßeinrichtung für den extrudierten Gegenstand sowie einem Rechner, der aus den von der Waage und der Längenmeßeinrichtung gelieferten Meßwerten das Metergewicht bestimmt und bei einer Soll-Istwertabweichung ein Stellsignal an den Antrieb der Schnecke des Extruders oder einer Abzugseinrichtung für den aus dem Extruder kommenden Gegenstand liefert. Eine solche Regeleinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Dickenmeßeinrichtung für den Gegenstand an den Rechner Meßwerte für die relative Dicke des Gegenstandes über dessen gesamte Breite bzw. dessen gesamten Umfang liefert, und der Rechner aus diesen Meßwerten für das Querprofil des Gegenstandes den Meßwert für die dünnste Stelle abspeichert, sowie einen Mittelwort bildet und durch Vergleich dieses Mittelwertes (relative Dicke) mit einem aus dem Metergewicht unter
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Dem Trichter 2 ist ein Niveauschalter 5 zugeordnet, der an einen Rechner 6 ein Rückmeldesignal gibt. Sobald das von der Waage 1 in den Trichter 2 aufgegebene Rohmaterial auf das vorgegebene Niveau abgesunken ist, gibt die von dem Rechner gesteuerte Waage eine neue Charge in den Trichter 2. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Thermoplasten dosiert in den Herstellungsprozeß zu geben, Der Abzugseinheit 4 ist eine Längenmeßeinrichtung 7 zugeordnet, die an den Rechner 6 Meßwerte für die durch die Abzugseinheit 4 gelaufene Länge des Gegenstandes liefert. Der Rechner ermittelt aus dem Gewicht einer Charge und der dieser Chargq^ugeordneten Länge des Gegenstandes das Metergewicht und unter Berücksichtigung des von einer Bre tenmeßeinrichtung 9 gelieferten Meßwertes für die Breite der Folie die absolute durchschnittliche Dicke der Folie.
Am Transportweg des Gegenstandes ist ferner ein an sich bekanntes Dickenmeßgerät angeordnet, das mit einem Meßkopf quer über die Folie die Dicke der Folie ausmißt und die dabei ermittelten Meßwerte an den Rechner 6 liefert. Diese Meßwertfolge stellt das Dickenprofil für die Folie dar. Da das Dickenmeßgerät 8 nicht materialspezifische Faktoren der Folie berücksichtigt, läßt sich aus diesen Meßwerten nur die relative Dicke der Folie über die Breit ermitteln. Die vom Dickenmeßgerät 8 gelieferten Meßwerte werden im Rechner 6 integriert und unter Berücksichtigung der Breite der Folie in die durchschnittliche relative Dicke der Folie umgerechnet.
Diese durchschnittliche, relative Dicke der Folie vergleicht der Rechner 6 mit der zuvor ermittelten durchschnittlichen absoluten Dicke der Folie. Aus diesem Vergleich ergibt sich .der Meßfehler für die relative Dicke.
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BAD ORfGfWAL rY.
Berücksichtigung der Breite des Gegenstandes auf die absolute durchschnittliche Dicke umgerechneten Wert einen Korrekturfaktor für die von der Dickenmeßeinrichtung gelieferten Meßwerte für die relative Dicke errechnet, und daß der Rechner vor der Dickenregelung in Längsrichtung bei einer Soll-Istwertabweichung des Meßwertes, der unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors errechneten absoluten Dicke für die dünnste Stelle, von einer vorgegebenen, unteren Toleranzgrenze eine Verschiebung des Dickenprofils bis an die untere Toleranzgrenze vornimmt.
Vorzugsweise liefert der Rechner die Meßwerte des Dickenprofils an ein Anzeigegerät, insbesondere einen für die Abbildung des Dickenprofils eingerichteten Bildschirm. Diese Ausgestaltung ermöglicht es der Bedienungsperson, das Dickenprofil zu kontrollieren. Es ist möglich, sowohl das Profil für die relative Dicke als auch für die absolute Dicke abzubilden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung zeigt, näher erläutert.
Das Rohmaterial für den Gegenstand, in diesem Fall ein Thermoplast, wird chargenweise von einer Waage 1 über einen Trichter 2 einem Extruder 3 zugeführt. Der aus dem , Thermoplasten im Extruder hergestellte Gegenstand wira über eine Abzugseinheit 4 weitertransportiert und einer nicht dargestellten Vorrichtung, z.B. bei Folie, einer Wickelrolle zugeführt. Die Geschwindigkeit der Schnecke des Extruders 3 und der Abzugseinheit 4 sind veränderbar, um die Dicke der Folie einzustellen.
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- ΙΟΙ Der Ivcchncr 6 speichert von don MeßwerLon für die relative Dicke den Wert für die dünnste St^Jie ab. Unter Berücksichtigung des ermittelten Meßfehlers für die relative Dicke wird der Wert für die dünnste Stelle der Folie mit der vorgegebenen, unteren Toleranzgrenze für die D.icke der Folie verglichen. Liegt der auf die absolute Dicke umgerechnete Wert der dünnsten Stelle über der Toleranzgrenze, dann liefert der Rechner 6 ein Stellsignal· an die Abzugsvorrichtung 4 zur Erhöhung der Abzugsqcschwindigkeit oder ein Stellsignal an die Schnecke : des Lixtruders 3 zur Verminderung der Sohneckengeschwin-
digkcLt, v/as eine Verschiebung des Dickenprofils zur
j Folge· hat. Auf diese Art und Weise wird die dünnste
ί Stel] ei der Folie der unteren Toleranzgctnze angeglichen.
Nach Verschiebung des Dickenprofils erfolgt die Regelung der Dicke in bekannter Weise nach dem Metergewicht, so äiiii gewährleistet ist, daß unter minimalem Materialeinscitz und unter Einhaltung der unteren Toleranzgrenze
; mit möglichst geringen Schwankungen in der Dicke in Längs-
! 20 richtung des Gegenstandes die Herstellung des Gegenstandes erfolgt.
An don Rechner 6 kann ein Anzeigegerät,· z.B. ein Bildschirm, angeschlossen sein, der ein Bild des Dickenprofils des Gegenstandes ohne und mit Korrektur des Meßfehlers anzeigt,
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Claims (4)

COHAUSZ & FLORACK PATE NTAN WAL.TSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1 Telefon. (0211) 68 3346 Telex: 0858 6513 cop d PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B COHAUSZ · Dipl.-Ing O. H. WERNER 28. März 1983 Ansprüche:
1.1 Verfahren zur Konstanthaltung der Wanddicke beim He'^et.ellen langgestreckter Gegenstände aus Thermoplasten mit einem konstanten Querprofil, wie Folien, Schläuche, Rohre, Kabelummantelungen, Platten und Profile, durch Extrudieren oder Strangpressen, bei dem aus dem Gewicht des insbesondere in einzelnen Chargen in den Extruder oder die Strangpresse gegebenen Thermoplasten und der Länge des dar-.aus hergestellten Gegenstandes das absolute Gewicht pro Meter bestimmt und danach durch Verändern der Abzugsgeschwindigkeit des vom Extruder oder der Strangpresse oder der Schna&engeschwindigkeit des Extruders oder der Strangpresse das Gewicht pro Meter des Gegenstandes in Längsrichtung geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß durch Messung der relativen Dicke des Profils des Ge-. genstandes über dessen gesamte Breite oder dessen gesamten Umfang die relative Dicke der dünnsten Stelle und die relative, durchschnittliche Dicke des Gegenstandes ermittelt werden und daß durch Vergleich dieser relativen, durchschnittlichen Dicke und der aus dem absoluten Metergewicht, unter Berücksichtigung der Breite bzw. des Umfanges des Gegenstandes abgeleiteten absoluten durchschnittlichen Dicke, der Meßfehler bei der Messung der relativen Dicke bestimmt wird, und daß vor der Dickenregelung in Längsrichtung durch Verändern der Abzugsgeschwindigkeit oder der Schneckengeschwindigkeit das Dickenprofil mit der absoluten Dicke für die dünnste Stelle bis an eine vorgegebene, untere Dickcn-To Leran?,grenze des Gegens Landes verschoben wird.
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BAD ORIGINAL
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u rc h gekennzeichnet, daß während der Herstellung des Gege-nstandes die absolute Dicke für die dünnste Stelle im Dickenprofil wiederholt mit der unteren Dicken-Toleranzgrenze verglichen und bei einer Abweichung erneut im Sinne einer möglichst kleinen Abweichung korrigiert wird.
3. Regeleinrichtung für einen Extruder, eine Strangpresse od. dgl. zum Herstellen von langgestreckten Gegenständen mit konstantem Querprofil, bestehend aus einer Dosiereinrichtung für den Extruder und einer Waage für das dem Extruder zuzuführende Ausgangsmaterial·., einer Längenmeßeinrichtung für den extrudierten Gegenstand sowie einem Rechner, der aus den von der Waage und der Längenmeßeinrichtung gelieferten Meßwerten das Metergewicht bestimmt und bei einer Soll-Istwertabweichung ein Stellsignal an den Antrieb der Schnecke des Extruders oder einer Abzugseinrichtung für den aus dem Extruder kommenden Gegenstand liefert,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellsignal, an-den Antrieb der Schnecke des Extruders (3) oder einer Abzugseinheit (4) für den aus dem Extruder (3) kommenden Gegenstand liefert, daß eine Dickenmeßeinrichtung (8) für den Gegenstand an den REchner (6) Meßwerte für die relative Dicke des Gegenstandes über dessen gesamte Breite bzw. dessen gesamten Umfang liefert und der Rechner (6) aus diesen Meßwerten für das Querprofil des Gegenstandes den Meßwert für die dünnste Stelle abspeichert, sowie einen Mittelwert bildet und durch Vergleich dieses Mittelwertes (relative Dicke) mit einem aus dem Metergewicht, unter Berücksichtigung des von einem Breitenmeßgerät (9) gelieferten Meßwertes für die Breite des Gegenstandes auf die absolute durchschnittliche Dicke umgerechneten Wert einen Korrekturfaktor für die von 'der
— ΤΙ Dickenmeßeinrichtung (8) gelieferten Meßwerte für die relative Dicke errechnet, und daß der Rechner (6) vor der Dickenregelung in Längsrichtung bei einer SoIl-Istwertabweichung des Meßwertes der unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors errechneten absoluten Dicke für die dünnste Stelle von einer vorgegebenen, unteren Toleranzgrenze eine Verschiebung des Dickenprofils bis an die untere Toleranzgrenze vornimmt.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) die Meßwerte des' Dickenprofils an ein Anzeigegerät (10), insbesondere einen für die Abbildung des Dickenprofils eingerichteten Bildschirm liefert.
DE3311345A 1983-03-21 1983-03-29 Verfahren zur Konstanthaltung der Wanddicke beim Extrudieren (Herstellen) langgestreckter Gegenstände aus Thermoplasten, wie Folien, Rohre, Schläuche, Kabelummantelungen, Platten und Profile und Meß- und Regeleinrichtung für Extruder, Strangpressen od. dgl. für langgestreckte Gegenstände Expired DE3311345C2 (de)

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