DE4033661C2

DE4033661C2 -

Info

Publication number: DE4033661C2
Application number: DE19904033661
Authority: DE
Inventors: Hartmut 5210 Troisdorf De 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: 1992-08-27
Also published as: DE4033661A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nach dem Erkalten plattenförmigen Materialbahn vorgegebe ner Dicke aus einem formbaren, aus der Breitschlitzdüse eines Extruders austretenden Strang aus thermoplastischem Kunststoff. - Für die Herstellung einwandfreier platten förmiger Materialbahnen vorgegebener Dicke aus thermo plastischem Kunststoff, die z. B. als Tiefziehplatten Verwendung finden sollen, ist je nach Kunststoffart und Verarbeitungsgeschwindigkeit ein Stauwulst vorgegebener Dicke vor dem Spalt des Einlaufwalzenpaares 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 auftreten. Die Toleranzbreite zwischen dem maximal zu lässigen und dem minimal zulässigen Wert der Wulstgröße oder Wulstdicke 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 Dicke der Materialbahn auslösen. Eine optische Messung ist aufwendig und verlangt aufwendige Auswertungsmaßnahmen, ehe nach Maßgabe der optischen Meß größe nach Meßwertumformung eine Steuerung oder Regelung der Formgebung durchgeführt werden kann.

Bei der Herstellung von Kunststoffbahnen, die eine blatt förmige Dicke aufweisen, ist es bekannt (JA 62-33 615 (A)), zur Vermeidung von Oberflächenfehlern das in einem Extru der aufbereitete Material über eine Breitschlitzdüse im geschmolzenen Zustand von oben einem Walzenspalt zwischen zwei Einlaufwalzen aufzugeben. Die Kunststoffbahn wird über eine der Einlaufwalzen abgenommen und mit Hilfe einer weiteren Walze, die an die letztgenannte Einlaufwalze angedrückt ist, kalibriert. In dem Walzenspalt bildet sich ein Stau, dessen Stauhöhe auf einem bestimmten Wert ge halten wird. Dieser Wert soll sicherstellen, daß Oberflä chenfehler nicht auftreten. Als Maß für die Stauhöhe wird der Lagerdruck an einer der Einlaufwalzen erfaßt und mit einem Sollwert verglichen. Bei störenden Abweichungen vom Sollwert wird in den Extruderantrieb und/oder in den Antrieb der Einlaufwalzen eingegriffen, die beide in ent sprechende Regelkreise integriert sind. Eine Regelung der Dicke der Kunststoffbahn findet nicht statt. Diese be kannten Maßnahmen sind regeltechnisch komplex. Der regel technische Eingriff in den Extruderantrieb beeinflußt auch die rheologischen Eigenschaften des aus dem Extruder austretenden Kunststoffes.

Im Zusammenhang mit der Her stellung von Kunststoffolien vorgegebener Dicke ist es ebenfalls bekannt (US 48 10 179), mit Walzenaggregaten zu arbeiten sowie einen Lagerdruck zu messen, und zwar mit Hilfe von Hebelarmen, die sich nach Maßgabe eines sich ändernden Walzenspaltes verändern, während ein Anschlag die Mindestspaltweite definiert. Die Walzengeschwindig keit der Walzen des Walzenaggregates wird nach den als Lagerdruck abgenommenen Meßwerten gesteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf sehr einfache Weise bei dem ein gangs beschriebenen Verfahren die Plattendicke der Mate rialbahn geregelt werden kann, und zwar mit hoher Präzi sion.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer nach dem Erkalten plattenförmigen Materialbahn vorgegebener Dicke aus einem formbaren, aus der Breitschlitzdüse eines Extruders aus tretenden Strang aus thermoplastischem Kunststoff mit den folgenden Schritten:

a) dem Einlaufwalzenpaar eines formgebenden Walzen aggregats wird ein Strang mit konstanten rheologi schen Eigenschaften, die vom Extruder geregelt wer den, zugeführt;
b) die Spaltweite des Einlaufwalzenpaars wird auf einer vorgegebenen Spaltweite konstant gehalten;
c) an einer der Einlaufwalzen wird kontinuierlich der Lagerdruck gemessen;
d) eine dem gemessenen Lagerdruck proportionale Größe wird als Istwert für die Dicke der Materialbahn dem Regler eines Regelkreises zugeführt;
e) vom Regelkreis wird bei Abweichungen vom Sollwert die Walzengeschwindigkeit des Einzugswalzenpaares gesteuert.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es zur Herstellung einer nach dem Erkalten plattenförmigen Mate rialbahn, die eine sehr genaue Dicke aufweisen soll, sehr hilfreich ist, den Extruder lediglich dafür einzusetzen, einen Strang mit konstanten rheologischen Eigenschaften zu erzeugen, zur Dickenregelung der plattenförmigen Mate rialbahn in den Extruderantrieb jedoch nicht einzugreifen. Die Erzeugung eines Stranges aus thermoplastischem Kunst stoff, der konstante rheologische Eigenschaften aufweist, ist nicht Gegenstand der Erfindung. Entsprechende Extruder und Werkzeuge sind bekannt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema zum Veranschaulichen 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 Einlaufwalzenpaar 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 Lagerdruck p, auf der Abszissenachse die Wulstdicke D. Es besteht in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den bei den 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 mög lich 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 Stau wulstes möglich ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer nach dem Erkalten platten förmigen Materialbahn vorgegebener Dicke aus einem form baren, aus der Breitschlitzdüse eines Extruders austreten den Strang aus thermoplastischem Kunststoff mit den fol genden Schritten:
- a) dem Einlaufwalzenpaar eines formgebenden Walzen aggregats wird ein Strang mit konstanten rheologi schen Eigenschaften, die vom Extruder geregelt wer den, zugeführt;
- b) die Spaltweite des Einlaufwalzenpaars wird auf einer vorgegebenen Spaltweite konstant gehalten;
- c) an einer der Einlaufwalzen wird kontinuierlich der Lagerdruck gemessen;
- d) eine dem gemessenen Lagerdruck proportionale Größe wird als Istwert für die Dicke der Materialbahn dem Regler eines Regelkreises zugeführt;
- e) vom Regelkreis wird bei Abweichungen vom Sollwert die Walzengeschwindigkeit des Einzugswalzenpaares gesteuert.