DE3512398C2

DE3512398C2 - Verfahren und Anlage zum Überwachen der Abmessungen eines aus einer oder mehreren Mischungen bestehenden kontinuierlich extrudierten Profilbandes aus Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE3512398C2
Application number: DE3512398A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Capelle
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 1984-09-22
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2005-04-05
Also published as: DE3512398A1

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine für die Durchführung gezeigte Anlage zum Überwachen der Herstellung von aus ein oder mehreren Mischungen bestehenden länglichen Profilen aus Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff mittels eines Strangpreßkopfes offenbart, der mit einem oder mehreren Extrudern gespeist wird und an seinem Austritt Druck- und Temperaturmeßeinrichtungen aufweist. Ein Regelgerät überprüft bei Abweichungen vom durch eine Metergewichtswaage festgestellten Sollmetergewicht des Profilbandes die jeweiligen Extrusionsdrücke und -temperaturen am Düsenaustritt und wirkt bei Abweichungen von den jeweiligen eingestellten Sollwerten auf die Drehzahl des jeweiligen Extruders ein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Ein solches Verfahren und eine derartige Anlage werden als bekannt vorausgesetzt.

Eine Einrichtung zum Herstellen von Laufstreifen aus zwei verschiedenen Kautschukmischungen ist aus der DE-PS 22 0] 631 bekannt Zwei übereinander angeordnete Schneckenpressen arbeiten in einen Spritzkopf, in dem das Material zu einem Laufstreifen vereinigt und ausgepreßt wird (siehe auch US-PS 23 82 177).

In der Praxis werden Laufstreifenanlagen mit einem leicht überhöhten Ausstoß gefahren und der extrudierte Laufstreifen durch eine Längung auf sein Sollgewicht gebracht.

Als Regelmöglichkeit bietet eine solche Einrichtung 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 hohes Gewicht des Laufstreifens fest, so ist bereits ein sehr langes Stück des Laufstreifens unbrauchbar und bis zur Korrektur des Fehlers entsteht zusätzlich sehr viel Ausschußprofilmaterial.

Der größere Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß eine Bandwaage nur die Summe der Extrudierleistung messen kann, ohne daß die Einzelleistungen der Extruder erfaßbar sind. 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 trotz eingehaltenen Sollgewichtes des Laufstreifens 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 Mischungsstreifen 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 mußte 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.

Aus der US-PS 40 97 566 ist ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen von aus mehreren Mischungen bestehenden Profilen bekannt

Der extrudierte Laufstreifen wird über eine Sollgewichtsbandwaage 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.

Der aus der Profilbanddüse austretende Profilstreifen passiert eine Dickenmeßeinrichtung und wird unter einer 90°-Umlenkung einem Transportband zugeführt, wobei zwischenzeitlich die Weite der Umlenkschleife des Profilbandes gemessen wird. Das Profilband wird dann nach Passieren einer Tänzerrolle durch eine Metergewichtswaage geführt und entsprechend der ermittelten Gewichtswerte durch ein nachgeschaltetes, hinsichtlich seiner Geschwindigkeit steuerbares Transportband beaufschlagt. Das Profilband wird von dem Transportband bei zu hohen Gewichtswerten gelängt oder bei zu geringen Gewichtswerten gestaucht, um das Sollgewicht des Bandes zu erreichen.

Das gezeigte Verfahren ist regeltechnisch sehr aufwendig und hat darüber hinaus einen prinzipiellen Nachteil. Wenn beispielsweise eine der Metergewichtswaage oder Meßeinrichtungen für die Weite von Umlenkschleifen feststellt, daß das hergestellte Profil nicht den gewünschten Abmessungen entspricht, so wird ein Ausgleich herbeigeführt durch ein Auseinanderziehen oder Stauchen des aus zwei Mischungsstreifen bestehenden Profilbandes.

Jeder Ziehvorgang, beispielsweise durch eine Beschleunigung der Transportbehälter, führt zu ungenauen und unkontrollierbaren Abmessungen des Profilbandes, die sich beim späteren Gebrauch als potentielle Schwachstellen erweisen.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß vom Zeitpunkt der Feststellung von Abweichungen vom Sollgewicht des Profilbandes bis zum Korrekturzeitpunkt viel

Ausschußmaterial durch die Einrichtung läuft, weil zwi- alviskosität der Mischungen der einzelnen Extruder

sehen der jeweiligen Meßstelle und der Ursache der besser mit berücksichtigt

Fehlerquelle bzw. der Abweichstelle vom Sollwert viel Wenn beispielsweise aufgrund eines Anstieges des

Profilband läuft, das nicht mehr eingesetzt werden kann. Sollängengewichtes bei einer Überprüfung der Extru-

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und 5 der ein Temperaturanstieg an einem Extruder festge-

eine Anlage aufzuzeigen, wodurch obige Nachteile ver- stellt wird, ohne daß ein Druckabfall aufgrund der ver-

mieden werden. Es soll gewährleistet sein, daß eine sehr ringerten Viskosität registriert wird, so ist dies ein Indiz

schnelle Korrektur von Abweichungen vom Sollge- dafür, daß dieser Extruder zu viel Material fördert. Bei

wicht bzw. den äußeren Abmessungen des Gesamtpro- einem Temperaturanstieg sinkt die Materialviskosität fils und der einzelnen Mischungsstreifen als Bestandtei- to geringfügig und somit auch der Druck an der Meßstelle.

Ie des Profils,, wenn es sich aus verschiedenen Mi- Da jedoch trotzdem kein Druckabfall registriert wird,

schungsstreifen zusammensetzt, durchführbar ist, um so ist davon auszugehen, daß eine leicht erhöhte Material-

wenig wie möglich Ausschußprofillänge zu produzieren. förderung dieses Extruders vorliegt, d.h. daß die Sen-

Dabei soll auf jegliche physische Einwirkung auf das kung der Materialviskosität bedingt durch den Tempe-

hergestellte Ptofilband verzichtet werden, weil bei- 15 raturanstieg kompensiert wird durch die angestiegene

spielsweise ein Auseinanderziehen eines Profilbandes Förderleistung dieses Extruders,

ein ungeeignetes Mittel für Dickenkorrekturen ist und Abweichungen vom Sollmetergewicht werden durch

weil zusätzlich jeder Ziehvorgang beim Abkühlen des einen Soll/Istwert-Vergleicher festgestellt und an ein

Profilbandes zu gewissen unkontrollierbaren Rück- Regelgerät, beispielsweise einen Prozeßrechner weiter-

Schrumpfungen führt. 20 gegeben. Der Prozeßrechner ist so programmiert, daß

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil bei derartigen Abweichungen sofort die Istwerte der

des ersten Patentanspruchs beschriebenen Verfahrens- Temperaturen und/oder der Materialdrücke überprüft

merkmale und durch eine Anlage, wie im kennzeichnen- werden, die jeweils an den Eingängen der Profildüsen

den Teil des zweiten Patentanspruchs beschrieben, je- bzw. an den Schneckenspitzen durch entsprechende

weils in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbe- 25 Temperatur- und Druckabtasteinrichtungen erfaßt und

griffs gelöst mit den Sollwerten verglichen werden.

Durch eine Überprüfung der jeweiligen Extrusions- Stellt das Regelgerät dann an einem der Abtastpunk-

drücke und oder -temperaturen der einzelnen Mischun- ie für Druck und/oder Temperatur einen vom Sollwert

gen, beispielsweise am Eingang in die Mehrfachdüse, abweichenden Istwert fest, so wirkt das Regelgerät auf

wenn die Metergewichtswaage Abweichungen vom 30 den Antrieb des Extruders ein, der dem Abtastpunkt

Sollängengewicht des extrudierten Profilbandes fest- zugeordnet ist

stellt, erfolgt eine Feststellung der Fördennengen der Das Regelgerät ist also so programmiert, daß bei-

einzelnen Extruder und es kann aufgrund dessen indivi- spielsweise bei einer Druckabweichung von 0,5 bar vom

duell auf die Fördergeschwindigkeiten der einzelnen Sollwert nach unten, d.h. bei einer Druckreduzierung,

Extruder eingegangen werden. 35 eine Steigerung der Schneckendrehzahl des jeweiligen

Durch diese Maßnahme wird dem Frofilband sein Extruders von 2 Umdrehungen vorgenommen wird.
Sollmetergewicht zurückgegeben, und zwar wird der Dadurch fördert dieser Extruder geringfügig mehr Materialanteil am gesamten Profilband auf seinen Soll- Material, so daß der Materialdruck am DQsuieintntt anteil zurückgeführt, der für die Abweichungen vom wieder um beispielsweise 0,5 bar auf den vorgegebenen Gesamtsollgewicht des Profilbandes verantwortlich ist 40 Sollwert ansteigt Gleichzeitig steigt durch die leichte Es wird somit sichergestellt, daß die festgelegten Mate- Erhöhung der Förderleistung dieses Extruders das Gerialanteile am Gesamtprofilgewicht exakt eingehalten wicht des Profilbandes wieder auf das Sollgewicht, was werden, ohne daß eine physische Einwirkung auf das durch einen Soll/Istwert-Vergleich der Werte tier Mebereits gespritzte Profil erfolgen muß, die mit den be- tergewichtswaage festgestellt werden,
kannten Nachi.eilen einhergeht, wie unkontrollierbare 45 Auf diese Weise wird das Sollgewicht des extrudier-Rückschrumpfungen in der Kühlstrecke bei vorherge- ten, beispielsweise aus drei verschiedenen Mischungshender Streckung des Profilbandes, um eine Gewichts- streifen sich zusammensetzenden Profilbandes wieder reduzierung zu erreichen. hergestellt, ohne daß auf das bereits extrudierte Profil-Wenn die Metergewichtswaage Abweichungen vom band selbst in irgendeiner Weise direkt eingewirkt wer-Sollgewicht feststellt, kann alternativ der Druck am 50 den muß.

Austritt der einzelnen Extruder und die Temperatur ge- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der messen werden. Es kann jedoch auch nur eine Überprü- Zeichnung beschrieben. Es zeigt die Figur eine schemafung der Drücke an jedem Extruder erfolgen, wenn Ab- tisier»e Darstellung der drei Extruder mit einem Regelweichungen vom Sollängengewicht auftreten. Wird bei- kreis.

spielsweise an einem Extruder ein leichter Druckabfall 55 In einem Mehrfachsyritzkopf 1 für Lauf streiten-arbeifestgestellt, wenn das Sollängengewicht zu gering ist, so ten ζ. B. drei Profildüsen 2,3,4 für verschiedene Kauist eine derartige Feststellung ein Indiz dafür, daß dieser tichukmischungen, die von drei separaten Extrudern S, Extruder geringfügig weniger Material fördert als die 6 und 7 gespeist werden.

anderen Extruder. Durch eine leichte Erhöhung der Jeweils am Eintritt der Profildüsen 2, 3 und 4 sind

Sehneckendrcihzahl dieses Extruders erfolgt dann eine 60 Meßeinrichtungen bei den Meßstellen 2a, la und 4a

Anhebung der Fördermenge, wodurch das Sollängenge- angeordnet für die Messung des Druckes und der Tem-

wicht wieder zurückgewonnen wird. peratur.

Bessere und zuverlässigere Ergebnisse werden je- Die Meßeinrichtungen bei den Meßstellen 2a, 3a und

doch erhalten, wenn zusätzlich zu der Drucküberprü- 4a sind an einen Regler 8, beispielsweise einen Prozeß-

fung noch eine Temperaturüberprüfung an den einzel- 65 rechner, angeschlossen.

nen Extruderaustrittsöffnuigen oder an den Düsenein- Am Regler können die jeweiligen Sollwerte für die

gangen erfolgt. Drücke und Temperaturen eingestellt werden und mit

Durch eine Temperaturüberprüfung wird die Materi- den jeweils ermittelten Istwerten verglichen werden.

5 6

An Regler 8 sind weiterhin die Antriebe der Extruder somit keine Veränderung fest. Wenn jedoch der abgeta-

5,6 und 7 zwecks Einstellung der Sollwerte und einem stete Druck sinkt, ohne daß die Temperatur ansteigt, ist

Vergleich mit den Istwerten der Schneckendrehzahlen dies ein Indiz dafür, daß die durch die Extruderschnecke

angeschlossen. An Regler 8 können die jeweiligen Soll- geförderte Materialmenge abgenommen hat.

werte für die Schneckendrehzahlen eingestellt werden, s Wenn sowohl die Druck- als auch die Temperaturab-

Weiterhin ist eine Metergewichtswaage 9 zwecks Er- tastwerte in einem vorher festgelegten Maß absinken

fassung des Ist-Gewichtes des aus drei verschiedenen und diese Werte durch den Regler festgestellt werden,

Mischungsstreifen bestehenden Laufstreifens 10 an den erfolgt eine Einwirkung auf die Schneckendrehzahlein- Regler 8 angeschlossen. Stelleinrichtung.

Am Regler 8 kann auch eine Veränderung des Solige- io Die jeweiligen erfaßten Druck- und Temperaturistwichtes der Metergewichtswaage 9 eingestellt werden, werte werden vom Regler 8 gemittelt, so daß beide Der aus dem Mehrfachspritzkopf 1 extrudierte, aus Werte für die Steuerung mit entsprechenden Anteilen drei Mischungsstreifen bestehende Laufstreifen 10 läuft vom Regler berücksichtigt werden, über die Metergewichtswaage 9. Abweichungen vom Das Metergewicht des Laufstreifens hat sich um den vorgegebenen Sollgewicht des Laufstreifens pro Meter 15 Anteil, der zuwenig durch den Extruder 5 gefördert werden durch Regler 8 festgestellt. wurde, verringert.

Ein zu geringes Metergewicht deutet beispielsweise Aufgrund der Feststellung des zu geringen Metergedarau? hin. daß ?»* einer oder mehreren der Profildüsen wichtes des Laufstreifens auf der einen Seite und auf-2,3 und 4 zu wenig Material extrudiert wird. grund des zu geringen Druckes und der Temperatur, Stellt Regler 8 einen Wert über ein zu geringes Me- 20 gemessen durch Meßeinrichtung 2a, an der Profildüse 2 tergewicht fest, so prüft Regler 8 sofort die Istwerte für des Extruders 5 auf der anderen Seite, erhöht der Regler Druck und Temperatur in den einzelnen Profildüsen 2,3 8 nunmehr entsprechend die Drehzahl des Extruders 5 _unc| 4 (beispielsweise um 14 Umdrehungen), so daß dieser Ex-Wird dann festgestellt, daß der Druck in der Profildü- truder wieder einen geringfügig ansteigenden Ausstoß se 2 abgesunken ist, d. h. unter dem Sollwert liegt, so 25 hat bis der vorgegebene Solldruck und die Temperatur kann dies ein Indiz dafür sein, daß der Extruder 5 gering- in der Profildüse 2 und somit das Sollmetergewicht des fügig weniger Material fördert als vorgegeben wurde, Laufstreifans 10 zurückgewonnen ist so daß der aus allen drei Mischungen bestehende Lauf- Nach Verlassen der Metergewichtswaage 9 gelangt streifen leichter wird. der Laufstreifen 10 in eine nicht gezeigte Schrumpf-Gleichzeitig kann jedoch auch die Temperatur mit 30 strecke, die aus zwei schräggestellten Rollenstrecken erfaßt werden, weil beispielsweise bei einer Tempera- besteht

turerhöhung die Materialviskosität sinkt, d. h. das Mate- Im weiteren Verlauf wird der Längsstreifen 10 einer

rial wird dünnflüssiger, wodurch der gemessene Materi- Kühlstrecke und anschließend einer Ablängeinrichtung

aldruck sinkt, ohne daß dadurch die geförderte Materi- zugeführt almerige weniger wird. Die Metergewichtswaage stellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überwachen der Abmessungen eines aus einer oder mehreren Mischungen bestehenden, kontinuierlich extrudierten Profilbandes aus Kautschuk oder thermoplastischem Kunststoff, bei dem jede Mischung mit gesteuerter Fördergeschwindigkeit in eine gemeinsame Profilbanddüse extrudiert und dabei die Extmsionsdrücke und -tem- ίο peraturen der Mischungen einzeln gemessen werden und bei dem das Gewicht pro Längeneinheit des extrudierten Profilbandes fortlaufend gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen des Meßwertes der Längengewichtsmessung des Profilbandes vom Sollängengewicht die jeweiligen Extrusionsdrücke und/oder -temperaturen der Mischungen überprüft und bei Abweichungen von dem jeweiligen eingestellten Sollwerten die Fördacgeschwindigkeit der jeweiligen Mischung im Sinne des Erreichens des Sollwertes verändert wird.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. bestehend aus einem oder mehreren an eine gemeinsame Profilbanddüse angeschlossenen, in den Austrittsdüsen Meßstellen .⁷Ur den Extrusionsdruck und die -temperatur aufweisenden Extrudern mit Drehzahleinstelleinrichtungen, die mit einem Mikroprozessor-gesteuerten Regelgerät verbunden sind und aus einer der Profilbanddüse nachgeordneten Metergewiditswaage, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgerät (8) einersei»··: mit der Metergewichtswaage (9) und andererseits mit den Extrusionsdruck- und/oder -temperatur:' ".eßstellen (2a, 3a, Aa) verbunden ist.