DE3311345C2

DE3311345C2 - 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

Info

Publication number: DE3311345C2
Application number: DE3311345A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Pander
Original assignee: Rsm Regel- Steuer- und Messtechnik 4000 Duesseldorf De GmbH; Rsm Regel Steuer und Messtechnik 4000 Duesseldorf GmbH
Current assignee: Iba 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3311345A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen langgestreckter Gegenstände aus Thermoplasten mit konstantem Querprofil, z. B. Folien, Schläuche od. dgl. durch Extrudieren oder Strangpressen. Bei dem Verfahren wird das Gewicht pro Meter (kp/m) aus dem Gewicht des insbesondere in einzelnen Chargen in den Extruder oder die Strangpresse gegebenen Thermoplasten und der Länge des hergestellten Gegenstandes bestimmt. Die daraus, unter Berücksichtigung der Breite berechnete, durchschnittliche, absolute Dicke des Gegenstandes wird verglichen mit der durchschnittlichen, relativen Dicke des Gegenstandes, die aus mehreren, über die Breite des Gegenstandes ermittelten Meßwerte für die Dicke bestimmt wird. Der aus diesem Vergleich errechnete Fehler wird als Korrekturfaktor für die Bestimmung des absoluten Wertes für die Dicke der dünnsten Stelle benutzt. Die Dickenregelung des Gegenstandes in Längsrichtung erfolgt, nachdem das Dickenprofil mit dem Absolutwert der Dicke für die dünnste Stelle bis an die untere, zulässige Toleranzgrenze verschoben worden ist. Mit einem solchen Meß- und Regelverfahren ist es möglich, bei einem Minimum an Materialeinsatz, unter Einhaltung der unteren, zulässigen Toleranzgrenze, eine Flächeneinheit des Gegenstandes herzustellen, ohne daß auf das jeweilige Material abgestimmte Meßeinrichtungen notwendig sind.

Description

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Um mit einem bei Extrudern eingesetzten Meßgerät kann, sollte nach einer Ausgestaltung des Verfahrens für das Dickenprofil die absolute Dicke bestimmen zu die absolute Dicke für die dünnste Stelle im Dickenprokönnen. ist es bekannt, das zunächst Meßwerte für die fil wiederholt mit der unteren Toleranzgrenze verglirelative Dicke liefernde Gerät mit Hilfe \on Vergleichs- chen und bei einer Abweichung erneut im Sinne einer mustern zu eichen (Kunststofftechnik, 8 (1969), Nr. 3, S. 5 möglichst kleinen Abweichung korrigiert werden. 83). Eine solche Methode ist für kontinuierliche Produk- Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Regelein-

tionsprozesse aber nicht geeignet richtung für einen Extruder, eine Strangpresse od. dgl.

Schließlich ist es bekannt, bei der Produktion von zum Herstellen von langgestreckten Gegenständen mit langgestrecktem Gut das Unterschreiten einer unteren konstantem Querprofil, bestehend aus einer Dosierein-Toleranzg/enze dadurch zu vermeiden, zunächst die io richtung für den Extruder und einer Waage für das dem über die Länge unterschiedliche Dicke des langge- Extruder zuzuführende Ausgangsmaterial, einer Länstreckten Gutes zu erfassen. Unter Berücksichtigung genmeßeinrichtung für den extrudierten Gegenstand der so ermittelten Verteilungskurve der Häufigkeit für sowie einem Rechner, der aus den von der Waage und die einzelnen Ist-Werte wird der Soll-Wert derart be- der Längenmeßeinrichtung gelieferten Meßwerten das stimmt, daß der zu dieser Kurve gehörende untere 15 Metergewicht bestimmt und bei einer Soll-Ist-Wertab-Grenzwert praktisch nicht unterschritten wird. Auf die- weichung ein Stellsignal an den Antrieb der Schnecke se Art und Weise ist es möglich, ein langgestrecktes Gut des Extruders oder eine Abzugseinrichtung für den aus mit über die Länge schwankender Dicke mit geringstem dem Extruder kommenden Gegenstand liefert. Eine sol-Materialeinsatz unter Einhaltung der unteren Toleranz- ehe Regeleinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gegrenze zu produzieren (DE-AS 18 04 571). 20 kennzeichnet, daß eine Dickenmeßeinrichtung für den

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- Gegenstand an den Rechner Meßwerte für die relative fahren und eine Regeleinrichtung zu entwickeln, mit Dicke des Gegenstandes über dessen gesamte Breite dem bzw. mit der es möglich ist, einen langgestreckten bzw. dessen gesamten Umfang liefert und der Rechner Gegenstand mit konstantem Querprofil unter minima- aus diesen Meßwerten für das Querprotii des Gegciilem Materialeinsatz und unter Einhaltung der unteren 25 Standes den Meßwert für die dünnste Stelle abspeichert. Toleranzgrenze für die Dicke herzustellen. sowie einen Mittelwert bildet und durch Vergleich die-

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein- ses Mittelwertes (relative Dicke) mit einem aus dem gangs genannten Art dadurch gelöst, daß durch Mes- Metergewicht unter Berücksichtigung des von einem sung der relativen Dicke des Profils des Gegenstandes Breitenmeßgerät gelieferten Meßwertes für die Breite über dessen gesamte Breite oder dessen gesamten Um- 30 des Gegenstandes auf die absolute durchschnittliche fang die relative Dicke der dünnsten Stelle und die rela- Dicke gerechnet die Korrektur für die von von Dickentive, durchschnittliche Dicke des Gegenstandes ermit- meßeinrichtung gelieferten Meßwerte für die relative telt werden und daß durch Vergleich dieser relativen Dicke errechnet, und daß der Rechner vor der Dickendurchschnittlichen Dicke und der aus dem absoluten regelung in Längsrichtung bei einer Soll-Ist-Wertabwei-Metergewicht, unter Berücksichtigung der Breite bzw. 35 chung des Meßwertes der unter Berücksichtigung der des Umfanges des Gegenstandes abgeleiteten absoluten Korrektur errechneten absoluten Dicke für die dünnste durchschnittlichen Dicke, der Null-Punkt bei der Mes- Stelle von einer vorgegebenen, unteren Toleranzgrenze sung der relativen Dicke bestimmt wird, und daß vor der eine Verschiebung des Dickenprofils bis an die untere Dickenregelung in Längsrichtung durch Verändern der Toleranzgrenze vornimmt.

Abzugsgeschwindigkeit oder der Schneckengeschwin- 40 Vorzugsweise liefert der Rechner die Meßwerte des digkeit das Dickenprofil mit der absoluten Dicke für die Dickenprofils an ein Anzeigegerät, insbesondere einen dünnste Stelle bis an eine vorgegebene, untere ToIe- für die Abbildung des Dickenprofils eingerichteten Bildranzgrenze verschoben wird. schirm. Diese Ausgestaltung ermöglicht es der Bedie-Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, bei nungsperson, das Dickenprofil zu kontrollieren. Es ist laufender Produktion den Absolutwert der Dicke für die 45 möglich, sowohl das Profil für die relative Dicke als auch dünnste Stelle des Gegenstandes im Querprofil festzu- für die absolute Dicke abzubilden, stellen und unter Berücksichtigung dieses Wertes die Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeich-Dickenregelung in Längsrichtung so einzustellen, daß nung, die ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darbei geringstem Materialeinsatz pro Längeneinheit die stellung zeigt, näher erläutert

untere Toleranzgrenze für die Dicke nicht unterschrit- 50 Das Rohmaterial für den Gegenstand, in diesem Fall ten wird. Die Einstellung des Nullpunktes (Eichung des ein Thermoplast, wird chargenweise von einer Waage 1 Gerätes) erfolgt dabei nicht durch einen Vergleich der über einen Trichter 2 einem Extruder 3 zugeführt. Der vom Meßgerät angezeigten Wanddicken mit Jen durch aus dem Thermoplasten im Extruder hergestellte Geunmittelbare Dickenmessung an einem Vergleichsmu- genstand wird über eine Abzugseinheit 4 weitertransster vorgenommenen Werte, sondern durch Vergleich 55 portiert und einer nicht dargestellten Vorrichtung, z. B. der durchschnittlichen relativen Dicke, die das Meßge- bei Folie, einer Wickelrolle zugeführt. Die Geschwinrät anzeigt mit der aus dem Gewicht des Gegenstandes digkeit der Schnecke des Extruders 3 und der Abzugserrechneten absoluten durchschnittlichen Dicke. Her- einheit 4 sind veränderbar, um die Dicke der Folie einsteller von langgestreckten Gegenständen werden bei zustellen.

Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wegen 60 Dem Trichter 2 ist ein Niveauschalter 5 zugeordnet, der sicheren Einhaltung der unteren Toleranzgren*e in der an einen Rechner 6 ein Rückmeldesignal gibt. Sodic Lage versetzt, einerseits die Forderung des Empfän- bald das von der Waage 1 in den Trichter 2 aufgegebene gers, eine Mindestdicke bei langgestrecktem Gegen- Rohmaterial auf das vorgegebene Niveau abgesunken stand nicht zu unterschreiten, zu erfüllen und anderer- ist, gibt die von dem Rechner gesteuerte Waage eine seiis den nach Meter bzw. Fläche bezahlten Gegenstand 65 neue Charge in den Trichter 2. Auf diese Art und Weise mit einem Mindesteinsatz an Materia! herzustellen. ist es möglich, den Thermoplasten dosiert in den Her-

Da der absolute Wert für die Dicke der dünnsten Stellungsprozeß zu geben. Der Abzugseinheit 4 ist eine Stelle während des Herstellungsprozesses sich ändern Längenmeßeinrichtung 7 zugeordnet, die an den Rech-

5 6

ner 6 Meßwerte für die durch die Abzugseinheit 4 gelaufene Länge des Gegenstandes liefert. Der Rechner ermittelt aus dem Gewicht einer Charge und der dieser .;■·' Charge zugeordneten Länge des Gegenstandes das Me- <■ tergewicht und unter Berücksichtigung des von einer 5 ί ji Breitenmeßeinrichtung 9 gelieferten Meßwertes für die < Breite der Folie die absolute durchschnittliche Dicke ψ der Folie. |

Am Transportweg des Gegenstandes ist ferner ein an l|

sich bekanntes Dickenmeßgerät angeordnet, das mit ei- io $

nem Meßkopf quer über die Folie die Dicke der Folie ,

ausmißt und die dabei ermittelten Meßwerte an den ,;

Rechner b liefert. Diese Meßwertfolge stellt das Dicken- ;:

profil für die Folie dar. Da das Dickenmeßgerät 8 nicht ;'

materialspezifische Faktoren der Folie berücksichtigt. 15 Λ

läßt sich aus diesen Meßwerten nur die relative Dicke J

der Folie über die Breite 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 20
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 Dik- 25
ke.

Der Rechner 6 speichert von den Meßwerten für die
relative Dicke den Wert für die dünnste Stelle ab. Unter
Berücksichtigung des ermittelten Meßfehlers für die relative Dicke wird der Wert für die dünnste Stelle der 30 *> Folie mit der vorgegebenen, unteren Toleranzgrenze ''■'', für die Dicke 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 35 ^[

der Abzugsgeschwindigkeit oder ein Stellsignal an die

Schnecke des Extruders 3 zur Verminderung der ■

Schneckengeschwindigkeit, was eine Verschiebung des
Dickenprofils zur Folge hat. Auf diese Art und Weise
wird die dünnste Stelle der Folie der unteren Toleranz- 40

grenze angeglichen. Nach Verschiebung des Dickenpro- ό

fils erfolgt die Regelung der Dicke in bekannter Weise
nach dem Metergewicht, so daß gewährleistet ist, daß

unter minimalem Materialeinsatz und unter Einhaltung ^:f

der unteren Toleranzgrenze mit möglichst geringen 45 '■'■,

Schwankungen in der Dicke in Längsrichtung des Ge- :

genstandes die Herstellung des Gegenstandes erfolgt |·

An den Rechner 6 kann ein Anzeigegerät, z. B. ein y.

Bildschirm, angeschlossen sein, der ein Bild des Dicken- U

profils des Gegenstandes ohne und mit Korrektur des 50 fi

Meßfehlers anzeigt. ·*--

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 absolute durchschnittliche Dicke gerechnet die Kor- Patentansprüche: rektur für die von der DickenmeBeinrichtung (8) gelieferten Meßwerte für die relative Dicke errechnet,

1. Verfahren zur Konstanthaltung der Wanddicke und daß der Rechner (6) vor der Dickenregelung in beim Herstellen langgestreckter Gegenstände aus 5 Längsrichtung bei einer SoU-Istwertabweichung des Thermoplasten mit einem konstanten Querprofil, Meßwertes der unter Berücksichtigung der Korrckwie Folien, Schläuche, Rohre, Kabelummantelungen, tür errechneten absoluten Dicke für die dünnste Platten und Profile, durch Extrudieren oder Strang- Stelle von einer vorgegebenen, unteren Toleranzpressen, bei dem aus dem Gewicht des insbesondere grenze eine Verschiebung des Dickenprofils bis an in einzelnen Chargen in den Extruder oder die io die untere Toleranzgrenze vornimmt
Strangpresse gegebenen Thermoplasten und der 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge-Länge des daraus hergestellten Gegenstandes das kennzeichnet, daß der Rechner (6) die Meßwerte des absolute Gewicht pro Meter bestimmt und danach Dickenprofils an ein Anzeigegerät (10), insbesondedurch Verändern der Abzugsgeschwindigkeit des re einen für die Abbildung des Dickenprofils eingevom Extruder oder der Strangpresse oder der 15 richteten Bildschirm liefert.
Schneckengeschwindigkeit des Extruders oder der

Strangpresse das Gewicht pro Meter des Gegen-

Standes in Längsrichtung geregelt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß durch Messung der relativen Dicke des Profils des Gegenstandes über des- 20 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum sen gesamte Breite oder dessen gesamten Umfang Herstellen langgestreckter Gegenstände mit einem die relative Dicke der dünnsten Stelle und die relati- konstanten Querprofil, wie Folien, Schläuche, Rohre, ve, durchschnittliche Dicke des Gegenstandes ermit- Kabelummantelungen, Platten und Profile, durch Extrütelt werden und daß durch Vergleich dieser relati- dieren oder Strangpressen eines Thermoplasten, bei ven, durchschnittlichen Dicke und der aus dem abso- 25 dem aus dem Gewicht des insbesondere in einzelnen luten Metergewicht, unter Berücksichtigung der Chargen in den Extruder oder die Strangpresse gegebe-Breite bzw. des Umfanges des Gegenstandes abge- nen Thermoplasten und der Länge des daraus hergeleiteten absoluten durchschnittlichen Dicke, der stellten Gegenstandes das absolute Gewicht pro Meter Nullpunkt bei der Messung der relativen Dicke be- (kp/m) bestimmt und danach durch Verändern der Abstimmt wird, und daß vor der Dickenregelung in 30 Zugsgeschwindigkeit des vom Extruder oder der Längsrichtung durch Verändern der Abzugsge- Strangpresse abgezogenen Gegenstandes oder der schwindigkeit oder der Schneckengeschwindigkeit Schneckengeschwindigkeit des Extruders oder der das Dickenprofil mit der absoluten Dicke für die Strangpresse das Gewicht pro Meter des Gegenstandes dünnste Stelle bis an eine vorgegebene, untere Dik- in Längsrichtung geregelt wird.

ken-Toleranzgrenze des Gegenstandes verschoben 35 Beim Herstellen von solchen Gegenständen ist man

wird. aus Gründen eines möglichst kleinen Materialverbrau-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ches pro Längeneinheit bestrebt, den Gegenstand mögzeichnet, daß während der ,Herstellung des Gegen- liehst nahe an der unteren Toleranzgrenze für dessert Standes die absolute Dicke für die dünnste Stelle im Dicke zu halten. Dabei muß allerdings gewährleistet Dickenprofil wiederholt mit der unteren Dicken-To- 40 sein, daß die untere Toleranzgrenze nicht unterschritten leranzgrenze verglichen und bei einer Abweichung wird. Mit den heute angewendeten Verfahren läßt sich erneut im Sinne einer möglichst kleinen Abweichung dieses Ziel nicht zufriedenstellend erreichen,
korrigiert wird. Mit dem Verfahren der eingangs genannten Art ist es

3. Regeleinrichtung für einen Extruder, eine zwar möglich, das Gewicht pro Meter des Gegenstan-Strangpresse od. dgl. zum Herstellen von langge- 45 des und demnach auch z. B. bei einer Folie, unter Bestreckten Gegenständen mit konstantem Querprofil, rücksichtigung ihrer Breite, auch die durchschnittliche bestehend aus einer Dosiereinrichtung für den Ex- Dicke zu berechnen und exakt einzuhalten, doch ist datruder und einer Waage für das dem Extruder zuzu- bei nicht gewährleistet, daß der hergestellte Gegenführende Ausgangsmaterial, einer Längenmeßein- stand an der einen oder anderen Stelle eine vorgegeberichtung für den extrudierten Gegenstand sowie ei- 50 ne Mindestdicke nicht unterschreitet. Die Gefahr des nem Rechner, der aus den von der Waage und der Unterschreitens der vorgegebenen Mindestdicke be-Längenmeßeinrichtung gelieferten Meßwerten das steht deshalb, weil es in der Praxis nicht möglich ist, im Metergewicht bestimmt und bei einer Soll-Istwert- vorhinein das Profil der absoluten Dicke des Gegenabweichung ein Stellsignal an den Antrieb der Standes über dessen Breite exakt zu messen. Es kommt Schnecke des Extruders oder eine Abzugseinrich- 55 während des Betriebes grundsätzlich zu Dickenschwantung für den aus dem Extruder kommenden Gegen- kungen.

stand liefert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dik- Bei einem anderen Verfahren wird mit einem Meßkenmeßeinrichtung (8) für den Gegenstand an den kopf die Dicke des Gegenstandes über dessen gesamte Rechner (6) Meßwerte für die relative Dicke des Breite bzw. dessen gesamten Umfang erfaßt. Aus den so Gegenstandes über dessen gesamte Breite bzw. des- 60 ermittelten Meßwerten ergibt sich zwar ein Bild für die sen gesamten Umfang liefert und der Rechner (6) Dickenverteilung (Dickenprofil) des Gegenstandes, so aus diesen Meßwerten für das Querprofil des Ge- daß auch die dünnste Stelle im Querprofil ersichtlich ist, genstandes den Meßwert für die dünnste Stelle ab- doch sind diese Meßwerte nur ein Maß für die relative speichert, sowie einen Mittelwert bildet und durch Dicke des Gegenstandes. Die absolute Dicke läßt sich Vergleich dieses Mittelwertes (relative Dicke) mit 65 aus diesen Meßwerten nicht eindeutig interpretieren, einem aus dem Metergewicht unter Berücksichti- Dies ist deshalb nicht möglich, weil die Meßwerte durch gung des von einem Breitenmeßgerät (9) gelieferten verschiedene, materialbedingte Faktoren oder Betriebs-Meßwertes für die Breite des Gegenstandes auf die faktoren verfälscht sind.