DE4033661A1

DE4033661A1 - Verfahren und walzenaggregat zur herstellung einer plattenfoermigen materialbahn aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE4033661A1
Application number: DE19904033661
Authority: DE
Inventors: Hartmut Halter
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1991-05-02
Also published as: DE4033661C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nach dem Erkalten plattenförmigen Materialbahn vorgegebener Dicke aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein Strang aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit einem Extruder erzeugt und dieser einem formgebenden Walzenaggregat zuge führt wird, welches zumindest eine Einlaufwalze aufweist, an der der Lagerdruck meßbar ist, der dem Regler eines Regelkreises zugeführt wird. Die Erfindung betrifft fer nerhin ein Walzenaggregat, welches für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens besonders geeignet ist. - Für die Herstellung einwandfreier plattenförmiger Materialbah nen vorgegebener Dicke aus thermoplastischem Kunststoff, die z. B. als Tiefziehplatten Verwendung finden sollen, ist je nach Kunststoffart und Verarbeitungsgeschwindigkeit ein Stauwulst vorgegebener Dicke vor dem Spalt des Einlauf walzenpaares erforderlich. Dieser Wulst darf sowohl eine minimale als auch eine maximale Dicke nicht überschreiten, wenn anders Fehler in der fertigen Materialbahn und damit in der fertigen Platte oder auch auf der Oberfläche auf treten. Die Toleranzbreite zwischen dem maximal zulässigen und dem minimal zulässigen Wert der Wulstgröße oder Wulst dicke ist verhältnismäßig klein.

Im Rahmen von aus der Praxis bekannten Maßnahmen wird die Dicke des Stauwulstes mit mechanischen Fühlern oder optisch, z. B. nach der Laser-Triangulationsmethode, ge messen. Die mechanische Messung ist nicht genau genug. Die Ungenauigkeiten einer mechanischen Messung können störende Fehler in der Materialbahn bzw. auf deren Oberfläche aus lösen. Eine optische Messung ist sehr aufwendig und ver langt ebenso aufwendige Auswertungsmaßnahmen, ehe nach Maßgabe der optischen Meßgröße nach Meßwertumformung eine Steuerung oder Regelung der Formgebung durchgeführt werden kann.

Bei dem Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (JA 62-33 615 A) wird der Lagerdruck an der Einlaufwalze nicht nur gemessen, sondern geregelt - und bei störenden Abwei chungen des Istwertes vom Sollwert wird Alarm ausgelöst. Danach ist ein neues Einfahren erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf sehr einfache Weise die Formgebung in bezug auf die plattenförmige Materialbahn gesteuert oder geregelt werden kann, und zwar mit hoher Präzision.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß dem Walzenaggregat ein Strang mit konstanten rheologischen Eigenschaften zugeführt wird, daß der Regelkreis für die Dickenregelung der plattenförmigen Materialbahn eingerich tet ist, daß als Istwert für die Dicke der Materialbahn eine dem gemessenen Lagerdruck an der Einlaufwalze propor tionale Größe verwendet wird, und daß die Spaltweite des Walzenaggregates auf eine vorgegebene Sollspaltweite ein gestellt und konstant gehalten wird sowie von dem Regel kreis die Abzugsgeschwindigkeit des Walzenaggregates ge steuert wird. Die Beeinflussung der Formgebung einer plat tenförmigen Materialbahn durch Veränderung der Abzugsge schwindigkeit ist an sich bekannt (US 48 10 179), jedoch ist ein kompliziertes Hebel- und Zylindersystem mit An schlägen für die Erzeugung und Aufnahme von Meßwerten er forderlich und wird die Spaltweite nicht konstant gehal ten. - Die Erfindung geht von der überraschenden Tat sache aus, daß zwischen dem Lagerdruck der Einlaufwalzen einerseits und der Dicke der plattenförmigen Material bahn andererseits ein eindeutiger funktioneller Zusammen hang besteht, verständlicherweise bei gleichen rheologi schen Parametern. Die Voraussetzung ist bei der Herstel lung von plattenförmigen Materialbahnen vorgegebener Dicke aus thermoplastischem Kunststoff leicht erfüllbar und muß stets erfüllt werden. Erfindungsgemäß wird die Dicke des Stauwulstes folglich nicht mehr unmittelbar auf mechanische oder optische Art und Weise gemessen. Es wird vielmehr eine andere Meßgröße eingeführt, nämlich der Lagerdruck von zumindest einer Einlaufwalze ermittelt. Das ist mit überraschend großer Meßgenauigkeit möglich. - Im allge meinen wird man den Lagerdruck als Regelgröße in einen Regelkreis einführen. Er kann aber auch lediglich ange zeigt werden, wenn ein Operator die Anlage zur Herstellung der plattenförmigen Materialbahn manuell bedient. Es ver steht sich, daß bei der Einführung der Meßgröße in einen Regelkreis auch zusätzlich eine Anzeige erfolgen kann.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Walzenaggregat für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Es ist da durch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Einlauf walzen in Druckmeßdosen gelagert ist und mit diesen der Lagerdruck feinfühlig meßbar ist. Die Druckmeßdosen kön nen mit einer Lagerdruckanzeigeeinrichtung und/oder mit einem Meßwertumformer für einen zugeordneten Regelkreis verbunden sein und damit auch an den Regelkreis ange schlossen sein. Die Spaltweite zwischen den Einlauf walzen ist regelmäßig einstellbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung aus führlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine grafische Darstellung zur weiteren Erläuterung der Zusammenhänge zwischen Dicke des Stauwulstes und Lagerdruck am Einlaufwalzenpaar.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst, daß ein Strang 1 aus thermoplastifiziertem Kunststoff, der beispielsweise aus der Breitschlitzdüse einer nicht gezeichneten Schnecken strangpresse austritt, erzeugt wird, und daß dieser Strang 1 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit einem formgebenden Walzenaggregat zugeführt wird, von dem das Einlaufwalzenaggregat 2 gezeichnet ist. Die Geschwindig keit des Stranges 1 sowie die Formgebung insgesamt in dem Walzenaggregat werden so geführt, daß sich in dem Strang 1 vor dem Einlaufwalzenpaar 2 ein Stauwulst 3 bildet.

In der Fig. 1 ist angedeutet worden, daß die obere der Einlaufwalzen 2 in Druckmeßdosen 4 gelagert ist. Mit den Druckmeßdosen 4 ist der Lagerdruck feinfühlig meßbar. Er wird elektrisch abgenommen und, wie der eingezeichnete Pfeil 5 verdeutlicht, z. B. einem Regler zugeführt. Dabei wird die Spaltweite zwischen den Einlaufwalzen 2 konstant gehalten. Sie kann selbstverständlich zur Herstellung von Materialbahnen unterschiedlicher Dicke verändert werden.

In der Fig. 2 erkennt man auf der Ordinatenachse den Lager druck p, auf der Abszissenachse die Wulstdicke D. Es be steht in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Größen ein im wesentlichen linearer Zusammenhang. Dieser ist jedoch je nach eingesetztem Kunststoff K₁, K₂ oder K₃ unterschiedlich und hängt im übrigen von den konstant zu haltenden rheologischen Parametern ab. Die aus Fig. 1 erkennbaren Zusammenhänge zeigen, daß es möglich ist, als Meßgröße für die Dicke D des Stauwulstes 3 den Lagerdruck p von zumindest einer der Einlaufwalzen 2 zu messen und die Formgebung nach diesem Lagerdruck zu steuern oder zu regeln. Das ist überraschenderweise genauer, als es über die Messung der Dicke D des Stauwulstes möglich ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer nach dem Erkalten plat tenförmigen Materialbahn vorgegebener Dicke aus thermo plastischem Kunststoff, wobei ein Strang aus dem thermo plastifizierten Kunststoff mit einem Extruder erzeugt und dieser einem formgebenden Walzenaggregat zugeführt wird, welches zumindest eine Einlaufwalze aufweist, an der der Lagerdruck meßbar ist, der dem Regler eines Regelkreises zugeführt wird, dadurch gekennzeich net, daß dem Walzenaggregat ein Strang mit konstanten rheologischen Eigenschaften zugeführt wird, daß der Regel kreis für die Dickenregelung der plattenförmigen Material bahn eingerichtet ist, daß als Istwert für die Dicke der Materialbahn eine dem gemessenen Lagerdruck an der Ein laufwalze proportionale Größe verwendet wird und daß die Spaltweite des Walzenaggregates auf eine vorgegebene Soll spaltweite eingestellt und konstant gehalten wird sowie von dem Regelkreis die Abzugsgeschwindigkeit des Walzen aggregates gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstanten rheologischen Eigenschaften des thermo plastifizierten Stranges über den Extruder geregelt werden.

3. Walzenaggregat für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Einlaufwalzen (2) in Druckmeßdosen (4) gelagert und mit dieser der Lagerdruck (p) feinfühlig meß bar ist.

4. Walzenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdosen (4) mit einer Lagerdruckanzeigeein richtung und/oder mit einem Meßwertumformer für den zuge ordneten Regelkreis verbunden sind.