DE3434904C1 - Verfahren und Anlage zum UEberwachen der Abmessungen eines aus einer oder mehreren Mischungen bestehenden,kontinuierlich extrudierten Profilbandes aus Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

schwindigkeit jeder Mischung im Sinne des korrigierten Sollgewichtswertes, wird eine schnelle Korrektur der Abweichungen vom Sollängenschrumpfwert erreicht, wodurch die Ausschußprofillänge sehr kurz gehalten wird.

Dieser Vorgang wird erreicht, ohne jede physische Einwirkung (Längung oder Schrumpfung) auf das einmal gespritzte Profil.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, ein Regelgerät einerseits mit Meßeinrichtungen für die Weite der Umlenkschleifen des Profilbandes und andererseits mit einer Metergewichtswaage zu verbinden.

Aufgrund der dem Regelgerät vorliegenden Abweichungen von den Sollschrumpfwerten während des Kühlvorganges, wirkt das Regelgerät auf die am Austritt der Profilbanddüse angeordnete Metergewichtswaage ein. Die Metergewichtswaage bekommt vom Regelgerät einen neuen entsprechend nach oben oder unten korrigierten Sollwert.

Dieser neue Sollwert wird erreicht durch eine gleichzeitige Steuerung der Fördergeschwindigkeit der einzelnen Extruder, d. h. der Drehzahleinstelleinrichtungen an den Extrudern, ebenfalls durch das Regelgerät, aber Die Meßeinrichtungen 2a, 3a und 4a sind an einen Regler 8 angeschlossen.

An den Regler 8 sind die Antriebe der Extruder 5, 6 und 7 angeschlossen zwecks Einwirkung auf die jeweiligen Schneckendrehzahlen der Extruder.

Weiterhin ist eine Metergewichtswaage 9 zwecks Erfassung des Gewichtes des aus drei verschiedenen Mischungen bestehenden Laufstreifens an den Regler 8 angeschlossen.

Nach Verlassen der Metergewichtswaage 9 gelangt der Laufstreifen 10 in eine Schrumpfstrecke 11, die in diesem Beispiel aus zwei schräggestellten Rollenstrekken 11a und 11a besteht.

In der Schrumpf strecke 11 werden konstant ca. 8% der Gesamtschrumpfung des Laufstreifens von etwa 9,5% durchgeführt.

Durch eine Veränderung des Schrägstellungswinkels der Rollenstrecken 11a und 116, kann auf den Schrumpfungsgrad des Laufstreifens 10 derart eingewirkt werden, daß bei einem großen Schrägstellungswinkel eine stärkere Schrumpfung (beispielsweise 7% einer Längeneinheit) eintritt und bei einer sehr flach gestellten Rollenstrecke weniger Schrumpfung eintritt.

Danach erreicht der Laufstreifen eine zweite, ledig-

in strikter Abhängigkeit von dem neuen Sollwert der 25 lieh auf die Schrumpf strecke 11 einwirkende Meterge-

Metergewichtswaage.

Wenn beispielsweise statt des Sollschrumpfes von 1,5% ein Schrumpf von 0,5% festgestellt wird, erhöht das entsprechend programmierte Regelgerät das Sollgewicht an der Metergewichtswaage um einen entsprechenden Wert, der empirisch ermittelt wird und seinen Niederschlag in der Programmierung des Regelgerätes findet.

Bei einer Schrumpffeststellung von beispielsweise wichtswaage 12, die an einem Regler 13 angeschlossen ist. Entsprechend der Abweichungen vom vorgegebenen Sollmetergewicht wird vom Regler 13 der Neigungswinkel der Rollenstrecken 11a und 116 der Schrumpf strecke 11 geregelt.

Schrumpfstrecke 11, Metergewichtswaage 12 und Regler 13 bilden eine Einheit, die unabhängig von den übrigen Aggregaten arbeiten.

Im weiteren Verlauf gelangt der Laufstreifen 10 dann

2%, also 0,5% über dem Sollschrumpfwert, erniedrigt 35 in die Kühlstrecke 14, die aus drei übereinander angedas Regelgerät das Sollgewicht der Metergewichtswaa- ordneten Transportbändern 14a, 146 und 14c besteht.

ge um einen entsprechenden Anteil, der ebenfalls empirisch ermittelt wird und im Programm des Reglers festgehalten ist.

Die Erhöhung bzw. Senkung des Sollmetergewichtes der Metergewichtswaage wird erreicht durch eine Erhöhung bzw. Reduzierung der Schneckendrehzahlen zu gleichmäßigen Anteilen an allen Extrudern über Drehzahleinstelleinrichtungen, die mit dem Regelgerät verbunden sind.

Die jeweilige Reduzierung der Schneckendrehzahlen führt zu einer Verringerung des Ausstoßes der Extruder und somit zu einer Reduzierung des Metergewichtes, entsprechend des neu eingestellten Sollmetergewichtes durch das Regelgerät.

Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisiert dargestellte Anlage.

Auch während des Kühlvorganges unterliegt der Laufstreifen 10 einem durch Erfahrungswerte ermittelten Schrumpf, beispielsweise 1,5% bezogen auf eine Längeneinheit. Die Transportbänder 14a, 146 und 14c werden mit festen Geschwindigkeiten angetrieben, die exakt die Schrumpfung von 1,5% berücksichtigen, ohne daß durch die Transportbänder eine Längung erfolgen kann.

Um die Ist-Schrumpfung des Laufstreifen 10 in der Kühlstrecke 14 zu ermitteln, werden beispielsweise jeweils an der einen Seite der Transportbänder 14a und 146 Lichtbänder, die einen Lichtvorhang schaffen, oder an Potentiometer angeschlossene Schwinger installiert,

um den Überhangbogen des Laufstreifens beim Umlenken auf das darunter angeordnete Transportband und somit die Schrumpfung, d. h. die Länge, zu kontrollieren. In F i g. 2 wird ein Ausschnitt der Kühlstrecke gezeigt, bei dem jeweils an den Umlenkstellen mit Potentiome-

F i g. 2 ein Detail der Meßeinrichtung an der Kühl- 55 ter 16 verbundene Schwinger 15 vorgesehen sind.

strecke.

Fig.3 eine vergrößerte, schematisierte Darstellung der drei Extruder mit dem Regelkreis.

F i g. 4 Lichtbänder für die Erfassung der Überhangschleife in der Kühlstrecke.

In einem Mehrfachspritzkopf 1 für Laufstreifen arbeiten z. B. drei Düsen 2,3,4 für verschiedenen Gummimischungen, die von drei separaten Extrudern 5, 6 und 7 gespeist werden.

Jeweils am Düseneintritt der Düsen 2, 3 und 4 sind Meßeinrichtungen 2a, 3a und 4a angeordnet für die Messung des Druckes und der Temperatur an diesen Stellen.

Bei der fest eingestellten Geschwindigkeit des Transportbandes 14a nimmt der Schwinger 15 die Mittelstellung ein. Tritt nun eine Schrumpfung, d. h. eine Verkürzung, des Laufstreifens 10 ein (größer als die eingestellten 1,5%, auf die die Geschwindigkeit der Transportbänder 14a, 146 und 14c fest eingestellt ist), so wird der Schwinger 15 in die untere Position 17 gezogen und das Potentiometer 16 gibt diese Veränderung an die Metergewichtswaage 9 weiter.

Die Metergewichtswaage 9 meldet aufgrund dessen an den Regler 8 ein zu hohes Gewicht des Gesamtlaufstreifens.

Der Regler 8 ist so programmiert, daß dann alle Dreh-

zahlen der Extruder 5,6 und 7 gleichmäßig geringfügig um ca. 0,5 Umdrehungen herauf geregelt werden, so daß der Ausstoß gleichmäßig entsprechend geringfügig erhöht wird, wodurch die Gesamtschrumpfung auch entsprechend abnimmt, d. h. der Laufstreifen erfährt eine geringe Längung.

Da die Schrumpf strecke 11 auf eine konstante 8%ige Schrumpfung eingestellt ist, macht sich die Schrumpfung in der Kühlstrecke 14 derart bemerkbar, daß der Laufstreifen 10 um beispielsweise 0,5% länger wird. Der Schwinger 15 wandert somit wieder in seine Mittelstellung und der Laufstreifen schrumpft wieder entsprechend der einmal ermittelten Werte, auf die die Geschwindigkeit der Transportbänder 14a, 146 und 14c fest eingestellt ist.

Die in der Kühlstrecke 14 auftretenden Schrumpfwerte können auch durch Lichtbänder erfaßt und festgestellt werden, wie gezeigt in F i g. 4.

Die Funktionsweise der Lichtbänder kann z. B. wie folgt sein:

Von einer Lichtquelle 20 gehen Lichtstrahlen 22 aus. In einem Empfänger 21 werden sie von diskreten Fotozellen empfangen. Befindet sich ein Materialstreifen 10 zwischen Lichtquelle und Empfänger, so können die Strahlen 22a die zugeordneten Fotozellen nicht erreichen. Bewegt sich der Materialstreifen 10 entsprechend der Richtungspfeile 23 oder 23a, so ändert sich die Reihenfolge der zugehörigen Fotozellen. Mit einer Auswerte-Elektronik wird damit die Bewegung des Materialstreifens und somit der Schrumpf erfaßt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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einem leicht überhöhten Ausstoß gefahren.

Patentansprüche: Als Regelmöglichkeit bietet eine solche Regelung lediglich eine gewisse Längung des extrudierten Lauf-I.Verfahren zum Überwachen der Abmessungen Streifens durch eine Erhöhung bzw. Reduzierung der eines aus einer oder mehreren Mischungen beste- 5 Abzugsgeschwindigkeit, wobei die Austrittsgeschwinhenden, kontinuierlich extrudierten Profilbandes aus digkeit des Laufstreifens aus der Düse als Mindestge-Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff, bei schwindigkeit der Laufstreifenabzugseinrichtung anzudem jede Mischung mit gesteuerter Förderge- sehen ist, die zwecks Regelung der Profildicke nicht schwindigkeit einer gemeinsamen Profilbanddüse unterschritten werden darf.

zugeführt, das Gewicht pro Längeneinheit des extru- io Bei dem eingangs erwähnten Verfahren bzw. der Andierten Profilbandes fortlaufend gemessen und das lage nach der US-PS 40 97 566 passiert der aus der Pro-Profilband anschließend abgekühlt wird, wobei die filbanddüse austretenden Profilstreifen eine Dicken-Weite einer Umlenkschleif e des zu kühlenden Prof il- meßeinrichtung und wird unter einer 90°-Umlenkung bandes gemessen wird, dadurch gekenn- einem Transportband zugeführt, wobei zwischenzeitlich zeichnet, daß die während der Kühlphase auftre- 15 die Weite der Umlenkschleife des Profilbandes gemestenden Längenschrumpfwerte des Profilbandes ab- sen wird. Der Profilstreifen wird dann nach Passieren getastet werden, einer Tänzerrolle durch eine Metergewichtswaage und daß die abgetasteten Werte mit einem Soll-Längen- entsprechend der ermittelten Gewichtswerte durch ein schrumpfwert verglichen werden, nachgeschaltetes, hinsichtlich seiner Geschwindigkeit daß bei Abweichungen vom Sollängenschrumpfwert 20 steuerbares Transportband geführt. Das Profilband der Sollgewichtswert der Längengewichtsmessun- wird von dem Transportband bei zu hohen Gewichtsgen auf einen korrigierten Wert eingestellt und werten gelängt oder bei zu geringen Gewichtwerten gleichzeitig einheitlich die Fördergeschwindigkeit gestaucht, um das Sollgewicht des Bandes zu erreichen, jeder Mischung im Sinne des Erreichen des korri- Das dort gezeigte Verfahren ist regeltechnisch sehr gierten Sollgewichtswertes verändert wird. 25 aufwendig und hat darüber hinaus einen prinzipiellen

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Nachteil. Wenn beispielsweise die Metergewichtswaa-Anspruch 1, bestehend aus einem oder mehreren an gen oder Meßeinrichtungen für die Weite von Umlenkeine gemeinsame Profilbanddüse angeschlossenen schleifen feststellen, daß das hergestellte Profil nicht den Extrudern mit Drehzahleinstelleinrichtungen, die gewünschten Abmessungen entspricht, wird der Ausmit einem Mikroprozessor-gesteuerten Regelgerät 30 gleich herbeigeführt durch ein Auseinanderziehen oder verbunden sind, einer der Profilbanddüse nachge- Stauchen des Profilbandes.

ordneten Metergewichtswaage, einer Kühlstrecke, Jeder Ziehvorgang für das Profilband führt jedoch zu

die aus mehreren übereinander angeordneten völlig ungenauen und unkontrollierbaren Abmessungen

Transportbändern und aus Meßeinrichtungen zum des Profilbandes, die sich insbesondere beim Durchlauf

Messen der Weite wenigstens einer Umlenkschleife 35 durch die Kühlstrecke als unkontrollierbare und un-

des zu kühlenden Profilbandes besteht, dadurch ge- gleichmäßige Längenschrumpfung bemerkbar machen,

kennzeichnet, daß das Regelgerät (8) einerseits mit Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß vom Zeit-

den Meßeinrichtungen (15, 16) für die Weite der punkt der Feststellung von Abweichungen vom Sollge-

Umlenkschleifen des Profilbandes (10) und ander- wicht des Profilbandes bis zum Korrekturzeitpunkt sehr

seits mit der Metergleichwaage (9) verbunden ist. 40 viel Ausschußmaterial durch die lange Anlage läuft, weil

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- zwischen der jeweiligen Meßstelle und der Ursache der net, da die Meßeinrichtung für die Weite der Um- Fehlerquelle bzw. der Abweichstelle vom Sollwert sehr lenkschleifen des Profilbandes (10) durch Lichtbän- viel Profilband läuft, was nicht mehr eingesetzt werden der oder an Potentiometer (16) angeschlossene kann.

Schwingarme (15) gebildet ist. 45 Grundsätzlich muß hervorgehoben werden, daß ein

Auseinanderziehen eines extrudierten Profiles zwecks

Ausgleichung von Dickenschwankungen nicht tragbar

ist, weil jeder derartige Auseinanderziehvorgang viel zu ungenau ist und zu unkontrollierbaren Längen-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem 50 schrumpfwerten führt.

Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anlage gemäß Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren auf-

dem Oberbegriff des Anspruchs 2. zuzeigen, bei dem auf jegliche physische Einwirkung auf

Ein derartiges Verfahren und eine solche Anlage sind das hergestellte Profilband verzichtet werden kann und

aus der US-PS 40 97 566 bekannt. Eine weitere Einrich- bei dem eine sehr schnelle Korrektur von Abweichun-

tung zum Herstellen von Laufstreifen aus zwei verschie- 55 gen vom Sollschrumpfwert durchführbar ist, um so we-

denen Kautschukmischungen ist bekannt aus der DE-PS nig wie möglich Ausschußprofillänge zu produzieren.

01 631. Zwei übereinander angeordnete, verschiede- Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil

ne Schneckenpressen arbeiten in eine Spritzkopf, in des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Eine

dem das Material zu einem Laufstreifen vereinigt und für die Durchführung des Verfahrens besonders geeig-

ausgepreßt wird (siehe auch US-PS 23 83 177). 60 nete Anlage wird im kennzeichnenden Teil des Patent-

Der extrudierte Laufstreifen wird über eine Solige- anspruchs 2 beschrieben.

wichtsbandwaage (die auf einem umlaufenden Trans- Durch die Abtastung der Istschrumpfwerte während

portband sich befindende Menge wird gewogen) ge- der Kühlphase (bis 1,5%) und einem Vergleich mit den

führt und bei Abweichungen vom Sollgewicht wird bei Sollängenschrumpfwerten, werden die Schrumpfwerte

einem zu hohen Sollgewicht die Abzugsgeschwindigkeit 65 von Meßstelle zu Meßstelle erfaßt,

des Lauf streif ens erhöht, um durch eine Längung eine Durch die Einstellung des Sollgewichtwertes der Län-

Gewichtsreduzierung zu erzielen. gengewichtsmessung auf einen korrigierten Wert und

In der Praxis werden daher Laufstreifenanlagen mit die gleichzeitige einheitliche Änderung der Förderge-