DE3315184C1 - Verfahren und Strangpresseinrichtung zum UEberwachen der Herstellung von Profilen aus einer oder mehreren Kautschuk- oder Kunststoffmischungen - Google Patents

Verfahren und Strangpresseinrichtung zum UEberwachen der Herstellung von Profilen aus einer oder mehreren Kautschuk- oder Kunststoffmischungen

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Description

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung aufzuzeigen, mittels welcher die einzelnen Teile (Grundfläche, Lauffläche, Seitengummis) eines Laufstreifens oder eines beliebigen anderen Profils hinsichtlich ihrer Menge abgetastet werden können. Weiterhin soll sehr schnell auf eine verminderte bzw. erhöhte Menge der extrudierten Einzelmischungen reagiert werden können, beispielsweise derart, daß auf die Ausstoßmenge der Einzelextruder eingewirkt wird.
Die Aufgabe wird durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 3 niedergelegten Merkmale gelöst. Die Patentansprüche 2 und 4 bis 8 haben weitere Ausführungsformen der Erfindung zum Gegenstand.
Durch die Abtastung der einzelnen zu einem Profilstrang extrudierten Profilseiten mittels eines Abstandsmessers, der unmittelbar zwischen einer Unterstützungsrolle und dem Düsenaustritt angeordnet ist, wird berührungslos und sofort festgestellt, wenn die jeweilige Seite dünner oder dicker ist, d. h. daß der jeweilige Extruder zu wenig oder zuviel Ausstoß hat. Die Unterstützungseinrichtung für das austretende Profil verhindert, daß eine Längung des austretenden Profils durch Schwerkraft eintritt, wodurch die Meßergebnisse verfälscht werden könnten.
Es kann dann sehr schnell auf den Extruderausstoß durch Einwirken auf die Schneckendrehzahl eingewirkt werden. Es entstehen fast keine Totzeiten, weil die Fließkanäle im Strangpreßkopf nur kurz sind und Gummi bzw. Kautschuk ähnlich einer Hydraulikflüssigkeit kaum komprimierbar ist.
Das Ausmaß der Ausstoßänderung, d. h. der Schnekkendrehzahländerung, ist nur sehr gering. Beim Einfahren der Anlage wird zunächst das gewünschte Profil hinsichtlich der Dicke der einzelnen Bestandteile gefahren. Erst wenn alle drei Mischungskomponenten in der richtigen Dicke vorliegen, werden die Abstandsmesser in einem bestimmten Abstand zum Profil arretiert und der dann gemessene Abstand als Sollgröße in einen Regler eingegeben. Die Abstandsmessung kann beispielsweise mittels eines pneumatischen Staudruckgebers, mittels Ultraschall oder dergleichen erfolgen.
Der Regler wird dann derart programmiert, daß beim Einsatz eines pneumatischen Staudruckgebers bei einer festgelegten Druckabweichung, d. h. bei einem Druckabfall (der eintritt, wenn der Abstand vom Staudruckgeber zum jeweiligen darunter hindurchlaufenden Profil größer wird) die Extruderdrehzahl erhöht wird. Durch die Erhöhung der Extruderdrehzahl wird der Ausstoß erhöht und die jeweilige Profildicke wieder dem Sollwert angepaßt.
Wenn der Abstand geringer wird, d. h. der Staudruck ansteigt, wird die jeweilige dem Staudruckgeber zugeordnete Schneckendrehzahl geringfügig reduziert, so daß weniger Material austritt und der Abstandsstaudruck und damit die Profilabmessung wieder auf seinen Sollwert zurückgeht.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung wird somit ein vollautomatisches Fahren einer derartigen Anlage ermöglicht, wobei insbesondere hervorgehoben werden muß, daß auf die Dicke und die Ausmaße der einzelnen Profilbestandteile sehr feinfühlig und genau eingegangen wird, ohne daß hierfür ein aufwendiges Bandwaagensystem oder dergleichen erforderlich wäre.
Da beispielsweise mittels Staudruckgeber Abstände von 0,1 mm erfaßt werden können, erfolgt eine äußerst genaue Überwachung, wobei in diesem Fall die Vorteile von Staudruckgebern, wie
— Funktionssicherheit auch bei hohem Schmutzanfall — volle Erhaltung der Betriebssicherheit bei hohen Umgebungstemperaturen
— Unempfindlichkeit gegen magnetische Einflüsse und Schallwellen,
ίο voll 2ur Geltung kommen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Profilspritzanlage und den austretenden Profilstrang, F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Strangpreßkopf mit dem angedeuteten Regelkreis,
F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III in F i g. 1 durch ein extrudiertes Profil mit den Staudruckgebern, wobei die Teile bzw. Mischungen des Profilstranges mit A, B und C bezeichnet sind.
Mit 1 wird der Strangpreßkopf bezeichnet, der aus einem Oberteil 2, einem Unterteil 3 und einem feststehenden Mittelteil 4 besteht.
Im Strangpreßkopf sind Fließkanäle 5 für den Extruder 8 mit dem Antrieb 21, Fließkanäle 6 für den Extruder
9 mit dem Antrieb 20 und Fließkanäle 7 für den Extruder
10 mit dem Antrieb 19 angeordnet.
Bei dem in F i g. 2 gezeigten Längsschnitt sind unmittelbar zwischen der möglichst dicht am Düsenaustritt angeordneten Rolle 23 und dem Düsenaustritt am Profilmundstück 22 Staudruckgeber 12 und 13 angeordnet, die an einen Regler 18 angeschlossen sind. Die Abzugsund Unterstützungsrolle 23 verhindert eine Längung des Profils 11. Der Regler 18 ist wiederum mit den Antrieben 19, 20 und 21 der Extruder 8, 9 und 10 verbunden.
Die Staudruckgeber 12 bis 15 können auch an der Profilleiste oder an einem anderen Bauteil des Spritzkopfes angebracht sein. Von Bedeutung ist lediglich, daß die Staudruckgeber unmittelbar am Düsenaustritt angeordnet sind, an einer Stelle, an der der austretende Profilstrang seinen Aufquellvorgang gerade durchlaufen hat. Die Größe der Aufquellung des Profilstranges ist abhängig von der Viskosität der jeweiligen extrudierten Mischung und dem Mengenverhältnis der einzelnen Mischungen zueinander.
Die Anlage wird wie folgt eingefahren: Alle drei Extruder 8,9 und 10 werden mit ihren jeweiligen Mischungen gespeist und in Betrieb genommen.
so Der aus dem Mundstück austretende Profilstrang 11 wird hinsichtlich seines Querschnittes und der drei Mischungsbestandteile geprüft und durch eine Erhöhung oder Reduzierung der jeweiligen Schneckendrehzahl, d. h. des jeweiligen Ausstoßes der einzelnen Mischungen, auf seine Solldicke gebracht.
Dann werden die Staudruckgeber 13 bis 15 in einem bestimmten relativ geringen Abstand zum Profil 11 verschoben und arretiert.
Anschließend wird der Abstand bzw. Staudruck der austretenden Luftströme gemessen und der somit einmal für dieses spezielle Profil ermittelte Druck als Solldruck in den Regler 18 eingegeben. Gleichzeitig wird der Regler 18 derart programmiert, daß bei geringen Druckabweichungen, beispielsweise 2 mbar, bereits auch geringfügig auf die Schneckendrehzahl eingewirkt wird, um auf den Solldruck zurückzukommen. Um wieviel der jeweilige Extruderausstoß erhöht werden muß, um auf den Sollwert des Profiles zurückzukommen,
kann leicht durch Testen ermittelt werden.
Bei einem Abfall des Druckes des Staudruckgebers liegt beispielsweise eine Vergrößerung der Abstände 16 bzw. 17 vor. Der Regler 18 wird also die Schneckendrehzahl der Extruder 8 bzw. 9 geringfügig erhöhen, um zu der SoHdicke des Profils 11 zurückkehren zu können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
10
20
30
35
40
45
50
55
60
65

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Überwachen der Herstellung von aus einer oder mehreren Mischungen bestehenden Profilen aus Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff mittels eines Strangpreßkopfes, der mit einem oder mehreren Extrudern gespeist wird und an seinem Austritt ein Profilmundstück aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß das aus dem Strangpreßkopf austretende, aus mehreren Mischungen bestehende Profil nach seinem Aufquellvorgang unmittelbar am Düsenaustritt mittels Abstandsmesser abgetastet wird,
daß bei Abweichungen vom Sollwert des gemessenen Abstandes derart auf die jeweilige Schneckendrehzahl eines diesen Teil des Profiles extrudierenden einzelnen Extruders eingewirkt wird, daß bei Unterschreiten des Sollwertes die jeweilige Schnekkendrehzahl entsprechend erhöht und beim Überschreiten des Sollwertes die jeweilige Schneckendrehzahl entsprechend reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte Profil auf beiden Seiten und von oben und unten abgetastet wird.
3. Strangpreßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Überwachen der Herstellung von Profilen aus einer oder mehreren Kautschuk- oder Kunststoff mischungen nach Anspruch 1, bestehend aus einem oder mehreren in einen Strangpreßkopf arbeitenden· Extrudern und mit einem am Austritt des Strarigpreßkopfes angeordneten Profilmundstück, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Düsenaustritt und einer Unterstützungseinrichtung für das austretende Profil in einem vorgewählten Abstand (16,17) zum Profil (11) Abstandsmesser (12,13,14,15) angeordnet sind,
daß die Abstandsmesser (12, 13, 14, 15) mit einem Regler (18) verbunden sind,
daß der Regler (18) mit den Antrieben (19,20,21) der einzelnen den Strangpreßkopf (1) speisenden Extruder (8,9,10) verbunden ist.
4. Strangpreßeinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmesser (12, 13,14,15) als pneumatische Staudruckgeber ausgebildet sind.
5. Strangpreßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmesser (12, 13,14,15) als Ultraschallsender und Empfänger ausgebildet sind.
6. Strangpreßeinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem Abstandsmesser unter Zwischenschaltung des Reglers ein Extruderantrieb zugeordnet ist.
7. Strangpreßeinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmesser (13—15) radial zum Profil verschiebbar und arretierbar am Strangpreßkopf (1) oder an dem Profilmundstück (22) befestigt sind.
8. Strangpreßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Düsenaustritt und den Abstandsmessern angeordnete Unterstützungseinrichtung für das austretende Profil als Rolle (23) ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und eine Strangpreßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 3.
Eine Einrichtung zum Herstellen von Laufstreifen aus zwei verschiedenen Kautschukmischungen ist aus der DE-PS 22 01 631 bekannt. Zwei übereinander angeordnete, verschiedene Schneckenpressen arbeiten in einen Spritzkopf, in dem das Material zu einem Laufstreifen
ίο vereinigt und ausgepreßt wird (siehe auch US-PS 23 82177).
Der extrudierte Laufstreifen wird über eine Sollgewichtsbandwaage (die auf einem umlaufenden Transportband sich befindende Menge wird gewogen) geführt und bei Abweichungen vom Sollgewicht, wird bei einem zu hohen Sollgewicht die Abzugsgeschwindigkeit des Laufstreifens erhöht, um durch eine Längung eine Gewichtsreduzierung zu erzielen.
In der Praxis werden daher Laufstreifenanlagen mit einem leicht überhöhten Ausstoß gefahren, und der extrudierte Laufstreifen wird durch eine (gegenüber der Austrittsgeschwindigkeit des Laufstreifens aus der Düse) leicht erhöhte Abzugsgeschwindigkeit, also durch eine Längung auf sein Sollgewicht gebracht.
Als Regelmöglichkeit bietet eine solche Regelung lediglich eine gewisse Streckung des extrudierten Laufstreifens durch eine Erhöhung bzw. Reduzierung der Abzugsgeschwindigkeit, wobei die Austrittsgeschwindigkeit des Laufstreifens aus der Düse als Mindestgeschwindigkeit der Laufstreifenabzugseinrichtung anzusehen ist, die zwecks Regelung der Profildicke nicht unterschritten werden darf.
Eine derartige Regelung durch eine Sollgewichtsbandwaage arbeitet zu langsam. Stellt die Waage beispielsweise ein zu hohen Gewicht des Laufstreifens fest, so ist bereits ein sehr langes Stück des Laufstreifens unbrauchbar und bis zur Korrektur des Fehlers entsteht sehr viel Ausschußprofilmaterial.
Der größere Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß eine Bandwaage nur die Summe der Extrudierleistung messen kann, ohne daß die Einzelleistung der Extruder in irgendeiner Weise erfaßbar ist. Wenn der untere, beispielsweise die Seitenwände eines Fahrzeugreifens spritzende Extruder zu viel Material ausstößt, d. h. daß die Bandwaage zu viel Material feststellt, so wird die Abzugsgeschwindigkeit erhöht.
Durch diese Maßnahme wird zwar wieder nach einiger Zeit das Sollgewicht des Laufstreifens erreicht, aber auf Kosten der zweiten Extrudermischung aus dem oberen Extruder, beispielsweise der Lauffläche des Fahrzeugreifens.
Es entstehen also trotz eines eingehaltenen Sollgewichtes des Laufstreifens völlig unterschiedliche Verhältnisse der einzelnen Mischungen untereinander, die zu einer erheblichen Schwächung des Fahrzeugreifens führen können.
Da übliche Laufstreifen für Fahrzeugreifen sogar aus drei und mehr verschiedenen Mischungen bestehen, führt eine Regelung des Laufstreifens mittels einer Bandwaage selbst bei einer einwandfreien Funktion nicht zu tragbaren Ergebnissen hinsichtlich der Gewichtsverhältnisse der einzelnen Mischungen untereinander.
Es muß also eine Möglichkeit gefunden werden, mittels der sowohl die Gesamtmenge des Laufstreifens als auch die Mengen der einzelnen im Spritzkopf zu einem Laufstreifen vereinigten Kautschukmischungen überwacht und gesteuert werden können.
DE3315184A 1983-04-27 1983-04-27 Verfahren und Strangpresseinrichtung zum UEberwachen der Herstellung von Profilen aus einer oder mehreren Kautschuk- oder Kunststoffmischungen Expired DE3315184C1 (de)

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