DE4218993C1 - Fault-free blown film tubing prodn. - using machine with extruding nozzle and air cooling system fitted with circumferential gauges connected to computer to correct deviations - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kunststoffolien-Blasanlage, welche Kunststoffolien- Blasanlage einen Blaskopf mit Ringspaltdüse für das Extrudieren eines thermoplastifizierten Vorprodukt­ schlauches, eine Einrichtung zum Aufblasen des thermo­ plastifizierten Vorproduktschlauches zur Folienblase sowie zur Innenkühlung der Folienblase, eine Außenkühl­ einrichtung und eine Flachlegeeinrichtung für die Folienblase aufweist. Angeschlossen sind Einrichtungen, die die Kunststoffolie zu einem Coil mit vielen Wickellagen aufwickeln. Werden mit einer solchen Kunststoffolien-Blasanlage Kunststoffolien hergestellt, so zeigen die fertigen Kunststoffolien, wenn nicht besondere, zusätzliche Maßnahmen verwirklicht werden, quer zu ihrer Längserstreckung erhebliche Abweichungen der Foliendicke von einem vorgegebenen Dickensollwert. Diese werden kurz als Kunststoffolienquertoleranzen bezeichnet. Die Kunststoffolienquertoleranzen bilden ein Toleranzfeld aus systematischen und statistisch verteilten Dickenfehlern. Die systematischen Dickenfehler treten stets mehr oder weniger an der gleichen Stelle auf und sind systembedingt. Die statistisch verteilten Dickenfehler entsprechen gleichsam einem "Fehler­ rauschen". Sie beruhen auf unvermeidbaren statistischen Schwankungen der Parameter, die bei der Herstellung einer Kunststoffolie mit Hilfe einer Kunststoffolien-Blasanlage in die Technologie der Zusammenhänge eingehen. Bei der Anlage, die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehört, sind zum Zwecke der Reduzierung der Kunst­ stoffolienquertoleranzen zunächst besondere Maßnahmen verwirklicht, nämlich:

• a) Die Ringspaltdüse weist zumindest eine verformbare Ringspaltdüsenlippe mit äquidistant über den Umfang verteilten Stellelementen für eine segmentale Dicken­ fehlerkorrektur der Kunststoffolie durch Verstellen der Ringspaltdicke der Ringspaltdüse auf,
• b) die Außenkühleinrichtung besitzt ein den extrudierten Vorproduktschlauch umgebendes Kühlluftaggre­ gat mit Steuerelementen für eine segmentale Steuerung der Kühlluftmengenströme,
• c) die Außenkühleinrichtung weist ein taumelscheibenartig verstellbares, an entsprechende Stelltriebe ange­ schlossenes Taumelscheibenbauteil auf, durch dessen Verstellung ein Grundzentrierfehler der Ringspaltdüse ausregelbar ist,
• d) einerseits die Stellelemente für die segmentale Dicken­ fehlerkorrektur der Kunststoffolie sowie andererseits die Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühlluftmengenströme und außerdem die Stelltriebe des Taumelscheibenbauteils gehören als Stellglieder einer mit einem Rechner ausgerüsteten Regeleinrichtung für die Reduzierung der Kunststoffolienquertoleranzen in der fertigen Kunststoffolie an, welche Regeleinrich­ tung einer Meßeinrichtung für die direkte oder indirekte Messung der Dicke der Kunststoffolie ange­ hört und die nach Maßgabe der Regelabweichungen auf die Stellelemente und/oder auf die Steuerelemente ein­ wirkt.

Die vorstehend aufgeführten Maßnahmen a) und b) sind an sich bekannt (vgl. DE 40 13 610 A1, DE 29 50 003 C2, DE 26 58 518 C2). Im Zusammenhang mit den Maßnahmen a) und b) ist auch die Maßnahme d) bekannt, jedoch mit der Maßgabe, daß auf ein taumelscheibenartig verstellbares Taumelscheibenbauteil nicht eingewirkt wird, denn auch die Maßnahme c) gehört nicht zum Stand der Technik. Zur Verteilung von Dickenfehlern über die Breite einer zu einem Coil aufzuwickelnden Kunststoffolie ist es bekannt, die Dickenfehler periodisch zu verteilen, indem man beispielsweise den Blaskopf fortlaufend oder periodisch hinundhergehend um seine Achse rotieren läßt oder aber die Flachlegeeinrichtung periodisch hin- und hergehend rotieren läßt.

Grundsätzlich ist es bekannt (PCT-WO 90/15 707), beim Betrieb einer Kunststoffolien-Blasanlage eine Fein­ korrektur des Dickenprofils der Folienblase vorzunehmen und damit die Kunststoffolienquertoleranzen zu reduzieren. Dazu ist die Ringspaltdüse von einer Außenkühleinrichtung umgeben, die einen unteren Kühlring und einen auf dessen Oberfläche aufgesetzten Zusatzkühlring aufweist. Aus dem Kühlring tritt ein Hauptkühlluftstrom gleichförmig über den Umfang verteilt aus. Der Zusatzkühlring ist durch radiale Trennwände in eine Mehrzahl von einzelnen Segmenten unterteilt. Aus diesen austretend werden zusätzliche Kühlluftteilströme mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit in den Hauptkühlluftstrom turbulenz­ erzeugend eingeblasen. Diese Teilströme sind in bezug auf ihren Mengenstrom und damit in bezug auf ihre Strömungsgeschwindigkeit steuerbar. Dazu ist in einzelnen Segmenten jeweils ein Radialgebläse mit gesondertem, elektronisch gesteuertem Elektromotor zugeordnet. Das ist aufwendig und vom Ergebnis her verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kunst­ stoffolien-Blasanlage des eingangs beschriebenen Aufbaues zu schaffen, bei der die Maßnahmen a), b), c) und d) ver­ wirklicht sind, so zu betreiben, daß die Kunststoffolien­ quertoleranzen gegenüber den bekannten eine wesentlich verbesserte Reduzierung erfahren und von systematischen Fehlern praktisch vollständig befreit sind. Im Ergebnis soll erreicht werden, daß die fertige Kunststoffolie ohne Faßreifenbildung und ohne rotierend umlaufend oder periodisch hin-und hergehend bewegte Bauteile und Aggregate vollkommen zylindrisch aufgewickelt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Lehre des Patentanspruches 1. Über die schon behandelten Maßnahmen a), b), c) und d) ist dabei die Kombination der folgenden Verfahrensschritte verwirklicht:

• e) Es werden mit Hilfe der Stellelemente für die segmentale Dickenfehlerkorrektur der Kunststoffolie und/oder der Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühlluftmengenströme die Kunst­ stoffolienquertoleranzen minimiert,
• f) es wird mit Hilfe der Stelltriebe für das Taumelschei­ benbauteil der Grundzentrierfehler der Ringspaltdüse ausgeregelt,
• g) es wird mit Hilfe der Stellelemente für die segmentale Dickenfehlerkorrektur der Kunststoffolie und/oder der Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühl­ luftmengenströme und/oder der Stelltriebe für das Taumelscheibenbauteil der Folienblase und damit der Kunststoffolie ein periodischer Dickenfehler vorgege­ bener Größe aufgedrückt, der mit vorgegebener Winkel­ geschwindigkeit periodisch hin-und hergehend oder fortlaufend um­ läuft,
• h) der periodische Dickenfehler wird mit Hilfe des Rech­ ners der Regeleinrichtung von den Dickenmeßwerten, mit denen die Regelabweichungen gebildet werden, abge­ zogen, so daß die Verfahrensschritte e) und f) unge­ stört durch den vorgegebenen periodischen Dickenfehler ablaufen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß selbst bei einer genauen Zentrierung der Achsen der Bauteile der Ringspaltdüse und der Ringspaltdüsenlippe bzw. der Ring­ spaltdüsenlippen so, daß die Achsen zusammenfallen, keine ausreichend genau runde Ringspaltdüse von überall genau gleicher oder ausreichend genau gleicher Düsenspaltdicke entsteht. Dieser systematische Fehler wird als Grundzentrierfehler bezeichnet. Er beruht darauf, daß die genannten Bauteile, die bezüglich der ringspaltdüsen­ bildenden Flächen spanend und/oder schleifend bearbeitet sind, nicht vollkommen rund, sondern unvermeidbar unrund sind, zumeist elliptisch entartet sind, wenn auch im µ-Bereich. Daraus resultiert ein periodischer, systema­ tischer Dickenfehler in der Kunststoffolie, der in der Abwicklung sinusförmig verläuft, zumeist mit einem Dickenfehlermaximum und einem Dickenfehlerminimum. Die Erfindung geht fernerhin von der Erkenntnis aus, daß dieser unrundheitsbedingte, systematische Dickenfehler in der Kunststoffolie durch Anordnung eines Taumelscheiben­ bauteils gemäß Merkmal c) und der Maßnahme d) beseitigt werden kann, wenn die Verfahrensschritte e) und f) verwirklicht werden. Damit sind aber bei der erfindungs­ gemäßen Verfahrensweise alle systematischen Fehler besei­ tigt - und es bleibt nur das beschriebene "Fehler­ rauschen". Insoweit kann nur noch aus statistischen Gründen, z. B. infolge von statistischen Korrelationen, eine Faßreifenbildung auftreten. Um diese zu verhindern, verwirklicht die Erfindung den Verfahrensschritt d). Der insoweit gleichsam künstlich erzeugte periodische Dickenfehler ist gering und wird über die Breite der Kunststoffolie periodisch verteilt. Er verteilt sich beim Aufwickeln entsprechend im Coil und stellt die Entstehung eines vollkommen zylindrischen Coils sicher. Dieser Verfahrensschritt beeinträchtigt die für die Ausregelung der systematischen Fehler erforderlichen regeltechnischen Maßnahmen nicht, da zusätzlich gemäß Verfahrensschritt h) gearbeitet wird und der gleichsam künstlich aufgebrachte periodische Dickenfehler regeltechnisch neutralisiert wird.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So können die Verfahrensschritte e) und f) gleichzeitig durchgeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Verfahrensschritte e) und f) in abwechselnder zeitlicher Folge, z. B. in periodischer Folge, durchzuführen. Jedenfalls handelt es sich um separate regeltechnische Maßnahmen, die unter Berücksich­ tigung der Verfahrensschritte g) und h) über den Rechner verknüpft sind. Die erforderliche Verknüpfung und eine im übrigen erforderliche Anpassung der erfindungsgemäßen Maßnahmen und Verfahrensschritte an spezielle Betriebs­ verhältnisse, z. B. an die Herstellung von speziellen Kunststoffolien aus besonderen thermoplastischen Kunst­ stoffen mit vorgegebenen Dicken, d. h. die erforderliche Software, können unschwer durch Versuche ermittelt werden. Je besser die Kunststoffolie in bezug auf die Kunststoffolienquertoleranzen ausgeregelt und dabei von systematischen Fehlern befreit wird, um so kleiner ergibt sich auch der überlagerte, künstlich erzeugte, umlaufende Fehler, der verwirklicht wird, um das Coil mit hoher Genauigkeit vollkommen zylindrisch aufzuwickeln, ohne daß rotierende oder reversierende Bauteile und Aggregate erforderlich sind.

Arbeitet man mit einer Kunststoffolien-Blasanlage, wie sie einleitend beschrieben wurde und auf welche sich das erfindungsgemäße Verfahren bezieht, so kann es vorkommen, daß man bei einer Analyse der Kunststoffolienquertoleran­ zen, die beispielsweise als Fourieranalyse verwirklicht wird, im "Fehlerrauschen" noch eine Systematik erkennt, der die Segmentteilung zugeordnet werden kann, die auf der segmentalen Verteilung der Stellglieder gemäß Maßnahme a) oder auf der segmentalen Steuerung der Kühlluftmengenströme gemäß Merkmal b) beruht. Ist bei einer Kunststoffolien-Blasanlage der Ringspaltdüsenlippe und/oder dem Kühlluftverteileraggregat geometrisch ein Umfangskreis zugeordnet, der in Segmente gleicher Segmentbogenlänge geteilt ist, wobei in den Segmentmitten die Stellglieder einer Regeleinrichtung für die Aus­ regelung der Kunststoffolienquertoleranzen auf das Toleranzprofil von Resttoleranzen angeordnet sind, die an einem Tragbauteil befestigt sind, so lehrt die Erfindung, daß die Meßwerte der Abweichung der Kunststoffquer­ toleranzen vom Dickensollwert den Segmenten zugeordnet werden, wobei bei einem Auftreten einer systematischen, störend großen Abweichung im Übergangsbereich zwischen zwei Segmenten eine Verdrehung des Trägerbauteils um eine halbe Segmentbogenlänge vorgenommen wird und wobei in dieser Stellung der Stellglieder durch die Regelein­ richtung die störend große Abweichung nach Maßgabe des Sollwertes ausgeregelt wird. Bei einem Auftreten von systematischen, den Segmenten bzw. den Stellgliedern zugeordneten Abweichungen der Kunststoffolienquertoleran­ zen vom Dickensollwert wird eine periodische Verdrehung des Trägerbauteils um eine halbe Segmentbogenlänge vorge­ nommen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen ausführlicher beschrieben:

Die Fig. 1 bis 5 erläutern eine Kunststoffolien- Blasanlage, bei der eine Ringspaltdüse mit zumindest einer verformbaren Ringspaltdüsenlippe mit äquidistant über den Umfang verteilten Stellelementen für eine segmentale Dickenfehlerkorrektur verwirklicht ist und bei der außerdem die Außenkühleinrichtung als ein den extrudierten Kunststoffschlauch umgebendes Kühlluftaggre­ gat mit Steuerelementen für eine segmentale Steuerung von Kühlluftmengenströmen verwirklicht ist. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine solche Kunststoffolien-Blasan­ lage,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1 ohne Einzelheiten des Blaskopfes,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 2 ohne Einzelheiten des Blaskopfes,

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach Fig. 1 mit Einzelheiten des Blaskopfes ohne Einzelheiten der Außenkühleinrichtung mit ver­ größerten Ausschnitten D und E und

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der insoweit erreichten Effekte.

Die Fig. 6 bis 9 erläutern an einem Werkzeugaggregat zu einer Kunststoffolien-Blasanlage nach den Fig. 1 bis 5 das Taumelscheibenbauteil, durch dessen Verstellung der Grundzentrierfehler ausregelbar ist. Hier zeigen

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch dieses Werkzeugaggre­ gat,

Fig. 7 den Gegenstand nach Fig. 6 in anderer Funktionsstellung,

Fig. 8 das Dickenfehlerprofil des systematischen Dicken­ fehlers einer Blasfolie aus thermoplastischem Kunststoff, - ohne Ausregelung durch das Taumel­ scheibenbauteil und

Fig. 9 das mit Hilfe des Taumelscheibenbauteils korri­ gierte Dickenfehlerprofil gemäß Fig. 8.

Die Fig. 10 bis 16 erläutern zu einer Kunststoffolien- Blasanlage nach den Fig. 1 bis 10 die Maßnahmen die ver­ wirklicht werden, um zusätzlich die Dickenfehler auszu­ regeln, die darauf beruhen, daß die Stellglieder für die Minimierung der Kunststoffolienquertoleranz selbst syste­ matische Dickenfehler bedingen. Es zeigen

Fig. 10 noch einmal eine erfindungsgemäße Kunst­ stoffolien-Blasanlage im Querschnitt,

Fig. 11 in gegenüber der Fig. 10 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 10 mit flexibler Ringspalt­ düsenlippe und Stellgliedern,

Fig. 12 entsprechend der Fig. 11 einen Schnitt durch ein Kühlluftverteileraggregat für die Außenluftküh­ lung mit Stellgliedern für die Mengenstromsteue­ rung,

Fig. 13 die graphische Darstellung der Kunststoffolien­ quertoleranzen einer Kunststoffolie vor Ausrege­ lung der durch die Stellglieder selbst bedingten systematischen Dickenfehler,

Fig. 14 den Gegenstand nach Fig. 13 nach Ausregelung dieser Dickenfehler,

Fig. 15 die graphische Darstellung der Kunststoffolien­ quertoleranzen einer anderen Kunststoffolie vor Ausregelung der durch die Stellglieder selbst bedingten systematischen Dickenfehler und

Fig. 16 den Gegenstand nach Fig. 15 nach Anwendung des Verfahrens.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Kunst­ stoffolien-Blasanlage ist für die Herstellung von Kunststoffolien bestimmt. Es wird ein Vorproduktschlauch 1 aus thermoplastifiziertem Kunststoff extrudiert und zu einer Folienblase 2 aufgeblasen. Diese wird flachgelegt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Blaskopf 3 mit Ringspaltdüse 4 sowie innerer und äußerer geschlossen umlaufender elastisch verformbarer Ringspaltdüsenlippe 5 für den Austritt des Vorproduktschlauches 1, eine Ein­ richtung 6 zum Aufblasen des Vorproduktschlauches 1 zur Folienblase 2 und eine Außenkühleinrichtung 7 mit umlau­ fendem Kühlluftverteileraggregat 8. Insbes. aus der Fig. 4 entnimmt man, daß zumindest eine der Ringspaltdüsen­ lippen 5 im Betrieb der Blasfolien-Extruderanlage durch im wesentlichen in radialer Richtung wirkende, über den Umfang der Ringspaltdüsenlippe 5 segmental verteilte, Stellelemente 9 vorgespannt ist. Insbes. aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß das Kühlluftverteileraggregat 8 in einzelne Kühlluft­ verteilersegmente 10 aufgeteilt ist, die Kühlluftmengen­ strom-Steuerelemente 11 aufweisen. Einerseits die Stellelemente 9 der Ringspaltdüsenlippen bzw. der Ring­ spaltdüsenlippe 5 und andererseits die Kühlluftmengen­ strom-Steuerelemente 11 gehören als Stellglieder einer Regeleinrichtung 12 für die Reduzierung von Kunst­ stoffolienquertoleranzen in der fertigen Kunststoffolie an, welche Regeleinrichtung 12 mit Einrichtungen 12a, 12b für die Messung der Kunststoffolienquertoleranzen nach Maßgabe der Regelabweichung auf die Stellelemente 9 und/oder auf die Kühlluftmengenstrom-Steuerelemente 11 einwirkt. Im Ausführungsbeispiel stimmen die durch die segmentale Verteilung der Stellelemente 9 definierte Segmentteilung einerseits und die durch die Kühlluft­ verteilersegmente 10 definierte Segmentteilung anderer­ seits in bezug auf die Anzahl und die Segmentbreite sowie in bezug auf die Anordnung oder Verteilung der Segmente überein. Sie könnten auch um eine halbe Segmentbreite gegeneinander versetzt sein. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Außenkühleinrichtung 7 so ausgebildet, wie es sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt. Die Außenkühleinrichtung 7 besitzt ein unteres, um die Ringspaltdüse geführtes Kühl­ luftverteileraggregat 8 mit unterem Kühlluftaustritts­ ringspalt 13 im Bereich der Ringspaltdüse 4 und ein darüber angeordnetes, oberes, umlaufendes Kühlluftver­ teileraggregat 14 mit oberem, ringförmig umlaufenden Kühlluftaustritt 15. Die Anordnung ist so getroffen, daß die über den unteren Kühlluftaustrittsringspalt 13 sowie die über den oberen Kühlluftaustritt 15 austretenden Kühlluftmengenströme 16 steuerbar und/oder regelbar sind. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß dazu das untere Kühlluftver­ teileraggregat 8 in Kühlluftverteilersegmente 10 aufge­ teilt ist, die als in radialer Richtung verlaufende Kühlluftströmungskanäle 17 ausgeführt und außenseitig an eine Außenluftzuführungseinrichtung 18 angeschlossen sind. In den Kühlluftströmungskanälen 17 sind selbständig steuerbare Ventileinrichtungen 19 für eine segmentale Mengenstromregelung der Kühlluft angeordnet. In Strö­ mungsrichtung vor den Ventileinrichtungen 19 können Strömungsgleichrichter angeordnet sein. Die Kühlluftströ­ mungskanäle 17 besitzen über ihre gesamte Länge die gleiche Strömungskanalhöhe. Im Ausführungsbeispiel sind die Kühlluftströmungskanäle 17 an eine gemeinsame Außen­ luftzuführungseinrichtung 18 in Form eines Zuführungs­ ringes angeschlossen. Sie könnten aber auch einzeln oder gruppenweise separat an eine Kühlluftzuführungsein­ richtung angeschlossen sein. Die Ventileinrichtungen 19 sind als Hahnventile ausgeführt und über eine Schritt­ motor/Getriebeanordnung 20 um ihre Achse feinfühlig verstellbar. Insoweit bilden die Ventileinrichtungen 19 und die Schrittmotor/Getriebeanordnungen 20 die Kühlluft­ mengenstrom-Steuerelemente 11. Die Strömungsgeschwindig­ keit und die Mengenströme der Kühlluft in den einzelnen Kühlluftströmungskanälen 17 sowie die Mündungen der Kühlluftströmungskanäle 17 sind so eingerichtet, daß den einzelnen Kühlluftströmen singuläre Kühleffekte an der fertigen Kunststoffolie zugeordnet werden können. Im einzelnen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung der Blaskopf 3 mit seiner Ringspaltdüse 4 sowie seiner inneren und/oder äußeren, geschlossen umlaufenden elastisch verformbaren Ringspalt­ düsenlippe 5 mit den zugeordneten Stellelementen 9 so ausgebildet, wie es sich aus der Fig. 4 ergibt. In dieser Figur sind von den zahlreichen über den Umfang der äußeren Ringspaltdüsenlippe 5 verteilten Stellelementen 9 einige durch Pfeile angedeutet. Die Ringspaltdüsenlippe 5 ist verformbar eingerichtet. Dazu ist in der Fig. 4 in einem vergrößerten Ausschnitt D durch eine strichpunk­ tierte Linie 21 verdeutlicht worden, daß sich der Durchmesser der Ringspaltdüsenlippe 5 bzw. deren Umfang unter dem Einfluß der Stellelemente 9 verändern kann. Dazu ist außerdem in einem vergrößerten Ausschnitt E mit starker Übertreibung durch eine strichpunktierte Linie 22 verdeutlicht worden, daß auch bereichsweise entsprechende Verformungen möglich sind. Die Verformungen sind wegen der Vorspannung so möglich, daß sie die Dicke des Ringspaltes vergrößern oder verkleinern. Zur Erzeugung der Vorspannung sind an die Ringspaltdüsenlippe 5 über deren Umfang verteilt die im wesentlichen in radialer Richtung wirkenden Stellelemente 9 angeschlossen und aktiviert. Die Einrichtungen 12a, 12b zur Messung des Dickenfehlerprofils arbeiten über einen Dickenfehler­ korrektur-Rechner auf die Stellelemente 9. Die Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung, bei der auf der Abszissenachse 23 die Verstellung eines Stellgliedes 9, 11 einer erfindungsgemäßen Blasfolien-Extruderanlage dargestellt ist. Das Stellglied ist ein Stellelement 9, welches auf eine Ringspaltdüsenlippe 5 einwirkt, oder es ist ein Kühlluftmengenstrom-Steuerelement 11. Auf der Ordinatenachse 20 sind die Dickenabweichungen darge­ stellt, die eine hergestellte Kunststoffolie an diesem Punkt, an dem sich das Stellglied 9, 10 befindet, ausbildet. Eingezeichnet ist zunächst die Kurve 25, die sich ergibt, wenn lediglich ein Stellelement 9 verstellt wird, welches auf eine Ringspaltdüsenlippe 5 einwirkt. Aus der Null-Stellung kann das Stellelement positiv, d. h. die Foliendicke vergrößernd, oder negativ, d. h. die Foliendicke verkleinernd verstellt werden. Die entsprechen­ de Kurve 25 ist durch Kreuze gekennzeichnet, die Meßpunkten entsprechen. Man erkennt in der Kurve zwei Knicke und erkennt aus dem Kurvenverlauf insgesamt, daß eine proportionale Veränderung der Foliendicke nur in einem verhältnismäßig kleinen Bereich erreichbar ist, während außerhalb dieses Bereiches, eingeleitet durch die Abknickung, die Zuordnung der Foliendicke zur Verstellung des Stellgliedes undefiniert wird. Man erkennt eine zweite Kurve 26, die durch kleine Kreise gekennzeichnet ist, wobei hier die Kreise den entsprechenden Meßstellen entsprechen. Hier wurden die Kühlluftmengenströme verändert. Auch hier erkennt man undefinierte Abweichungen durch Abknickungen. Demgegenüber entspricht die dritte Kurve 27, in der die Meßstellen durch schwarze Punkte dargestellt worden sind, der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der die Regeleinrichtung 12 sowohl auf die Stellelemente 9 für die Ringspaltdüsenlippe 5 als auch auf die Kühlluftmengenstrom-Steuerelemente 11 einwirken. Die Kurve ist über ihre gesamte Länge eine Gerade, was einem proportionalen und regeltechnisch definierten Zusammenhang entspricht.

Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Werkzeugaggregat gehört einer Anlage für die Herstellung von Blasfolien aus thermoplastischem Kunststoff an. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Werkzeugkopf 31, der ein Innenwerkzeug 32, ein Außenwerkzeug 33 und eine Einrichtung 34 für die Blasluftzuführung zur Folienblase 35 und/oder für die Blasluftabführung aus der Folienblase 35 aufweist. Diese Einrichtung wurde durch Strömungspfeile angedeutet. Das Innenwerkzeug 32 und das Außenwerkzeug 33 definieren eine Ringspaltdüse 36 mit Austrittsringspalt 37 für den schlauchförmigen Austritt der thermoplastifizierten Kunststoffschmelze bei 38. Im übrigen gehört zum grundsätzlichen Aufbau eine Außenkühlvorrichtung 39. Diese besitzt eine untere Kühlluftleitlippe 40 und eine obere Kühlluftleitlippe 41, die oberhalb des Austrittsringspaltes 37 der Ringspaltdüse 36 angeordnet sind und ihrerseits einen Kühlluftaustrittsspalt 42 bilden. Der Austrittsringspalt 37 ist mit Hilfe einer auf das Außenwerkzeug 33 einwirkenden, nicht gezeichneten Zentriereinrichtung zentrierbar. Der Außenkühlvorrichtung 39 wird die Kühlluft über ein nicht gezeichnetes Zuführ- und Verteilersystem zugeführt. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 6 und 7 entnimmt man, daß eine der als starres Bauteil ausgeführten Kühlluftleitlippen 40, 41, im Ausführungsbeispiel die obere Kühlluftleitlippe 41, gegenüber der Achse 43 des Werkzeugkopfes verstellbar ist. Dadurch ist die Spaltdicke des Kühlluft­ austrittsspaltes 42 nach Maßgabe der Schrägstellung veränderbar. Im Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 6 die konstruktiv vorgegebene Grundstellung der oberen Kühlluftleitlippe 41. Die Kühlluftleitlippe 40 ist unverstellbar angeordnet. Die Spaltdicke des Kühlluftaustrittsspaltes 42 ist links im Bild der Fig. 6 und rechts im Bild der Fig. 6 sowie umlaufend gleich. In Fig. 7 ist eine Verstellung der oberen Kühlluftleitlippe 41 derart vorgenommen worden, daß links im Bild die Spaltdicke des Kühlluftaustrittsspaltes 42 vergrößert wurde, während sie rechts im Bild beibehalten wurde. Hier liegt die Schwenkachse für diese Schrägstellung der Achse 44 der Kühlluftlippe 41. Es versteht sich, daß die Dicke des Kühlluftaustrittsspaltes 42 sich von der eingestell­ ten größten Spaltdicke kontinuierlich nach beiden Seiten hin reduziert, bis zu der rechts in Fig. 7 gezeichneten Stellung. Wandert der in Fig. 7 links eingestellte Einstellpunkt über den Umfang der oberen Kühlluft­ leitlippe 41 nach Maßgabe eines zugeordneten Dicken­ fehlers, so erfolgt eine taumelringscheibenartige Bewegung der oberen Kühlluftleitlippe 41, ohne daß diese selbst rotiert. Sie könnte aber auch ihrerseits wie eine Taumelringscheibe verdrehbar und bezüglich der Schräg­ stellung der Achse 44 in bezug auf die Ebene der Taumelringscheibe verstellbar sein. Das alles kann betriebsmäßig erfolgen. Einleitend wurde erläutert, daß Blasfolien aus thermoplastischem Kunststoff regelmäßig einen systematischen Dickenfehler aufweisen, der über eine Abwicklung des Umfangs der zugeordneten Folienblase 35 und damit über die Kunststoffolie sinusförmig verläuft, und zwar mit einem Dickenfehlerminimum und einem Dickenfehlermaximum. Entsprechende Meßwerte sind in der Fig. 8 dargestellt worden und zwar über den Umfang der Folienblase 35 in einer Abwicklung. In der Fig. 9 wurde demgegenüber dargestellt, wie durch die Maßnahmen durch bloße Verstellung einer der Kühlluftleitlippen 40, 41, im Ausführungsbeispiel der oberen Kühlluftleitlippe 41 der systematische Dickenfehler in der Kunststoffolie praktisch vollständig unterdrückt werden kann.

In den Fig. 10 bis 12 erkennt man eine Kunst­ stoffolien-Blasanlage. Ein Vorproduktschlauch 51 aus thermoplastifiziertem Kunststoff wird extrudiert und zu einer Folienblase 52 aufgeblasen. Diese wird flachgelegt und kann zu einem Coil 53 aufgewickelt werden. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Blaskopf 54 mit Ringspaltdüse 55 sowie innerer und/oder äußerer, geschlossen umlaufender Ringspaltdüsenlippe 56 für den Austritt des Vorproduktschlauches 51. Man erkennt fernerhin eine Einrichtung 57 zum Aufblasen des Vorproduktschlauches 51 zur Folienblase 52, die nur durch Pfeile angedeutet wurde. Im übrigen ist eine Außenluftkühleinrichtung 58 mit umlaufendem Kühlluftverteileraggregat 59 vorgesehen. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Ringspaltdüsenlippe 56 und/oder dem Kühlluftverteileraggregat 59 geometrisch ein Umfangskreis 60 zugeordnet ist, der in Segmente 61 gleicher Segmentbogenlänge geteilt ist. Dabei sind in den Segmentmitten Stellglieder 62 einer nicht gezeichneten Regeleinrichtung für die Kunststoffolienquertoleranzen angeordnet, die an einem Tragbauteil 63 befestigt sind. Die Regeleinrichtung weist eine nicht gezeichnete Meßeinrichtung für die Abweichung der Dicken­ quertoleranzen der Kunststoffolie vom Dickensollwert auf. Derartige Meßeinrichtungen und entsprechende Regelein­ richtungen sind umfangreich bekannt und bedürfen daher nicht der besonderen Beschreibung. In der Fig. 13 erkennt man die graphische Darstellung der Kunststoffolien­ quertoleranzen einer Kunststoffolie. Die Abszissenachse entspricht dem Umfang der Folienblase, die Ordinate gibt ein Maß für die Abweichung der Foliendicke vom Dickensollwert an. In Fig. 13 hat eine Ausregelung bereits stattgefunden, so daß in der graphischen Darstellung hauptsächlich nur die Resttoleranzen R erkennbar sind. Die Meßwerte der Abweichung der Kunststoffolienquertoleranzen vom Dickensollwert sind den Segmenten zugeordnet. Man erkennt einige störend große systematische Abweichungen 64 im Übergangsbereich zwischen zwei Segmenten 61. Nimmt man die Fig. 14 hinzu, so erkennt man, daß beim Auftreten einer systematisch störend großen Abweichung 64 im Übergangsbereich zwischen zwei Segmenten 61 eine Verdrehung des Trägerbauteils 63 um eine halbe Segmentbogenlänge vorgenommen wurde, so daß die Stellglieder 62 sich dort befinden, wo zuvor beim Gegenstand der Fig. 13 die störend großen Abweichungen 64 feststellbar waren. In dieser Stellung der Stellglieder 62 wurde durch die Regeleinrichtung die störend große Abweichung nach Maßgabe des Dickensollwertes ausgeregelt. Sie ist in der Fig. 14 praktisch verschwunden. Um diese Ausregelung durchzuführen, kann wie weiter oben beschrieben, verfahren werden. Es kann also gleichzeitig mit der üblichen Regelung zur Minimierung der Kunststoffolienquertoleranzen das erfindungsgemäße Ver­ fahren verwirklicht werden, es kann aber auch in zwei Stufen gearbeitet werden. In der der Fig. 13 entsprechenden Fig. 15 erkennt man, daß eine Kunststoffolie nach Minimierung der Kunststoffolien­ quertoleranzen wiederum hauptsächlich nur die Resttoleranzen R aufweist, daß hier jedoch systematische, den Segmenten bzw. den Stellgliedern 62 zugeordnete Abweichungen 64 der Kunststoffolienquertoleranzen vom Dickensollwert feststellbar sind. Betrachtet man die Fig. 16, so erkennt man, daß durch eine periodische Verdrehung des Trägerbauteils 63 um eine halbe Segmentbogenlänge diese systematischen Dickenfehler 64, die über das Toleranzprofil der Resttoleranzen R hervorragen, ausgeregelt werden konnten. Links in der Fig. 16 wurde angedeutet, daß durch die Verdrehung des Trägerbauteils 63 um eine halbe Segmentbogenlänge zunächst eine Superposition dieser systematischen, über das Toleranzprofil der Resttoleranzen R herausragenden Abweichungen oder Dickenfehler 64 erreicht wird. Rechts in der Fig. 16 erkennt man den Ausgleich, es sind nur noch die Resttoleranzen R sichtbar.

Die Fig. 1 bis 5 machen deutlich, daß und wie die Kunststoffolienquertoleranzen minimiert werden können. Die Fig. 6 bis 9 erläutern, wie der Grundzentrierfehler ausgeregelt wird. Die Fig. 10 bis 16 zeigen, wie dem "Fehlerrauschen" überlagerte, systematische Fehler, die von den Stellgliedern selbst ausgehen, ausgeregelt werden können. Darüber hinaus lassen die Figuren insgesamt erkennen, daß die Möglichkeit besteht, gemäß Merkmal g) des Patentanspruches 1 einen periodischen Dickenfehler vorgegebener Größe zu erzeugen, der mit einer vorge­ gebenen Winkelgeschwindigkeit fortlaufend oder periodisch hin- und hergehend umläuft. Im übrigen wird gemäß Merkmal h) der periodische Dickenfehler mit Hilfe des Rechners der Regeleinrichtung von den Dickenmeßwerten, mit denen die Regelabweichungen gebildet werden, abgezogen, so daß die Verfahrensschritte e) und f) des Patentanspruches 1 ungestört durch die vorgegebenen periodischen Dicken­ fehler ablaufen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betrieb einer Kunststoffolien-Blasan­ lage, welche Kunststoffolien-Blasanlage einen Blaskopf mit Ringspaltdüse für das Extrudieren eines thermo­ plastifizierten Vorproduktschlauches, eine Einrichtung zum Aufblasen des thermoplastifizierten Vor­ produktschlauches zur Folienblase sowie zur Innenkühlung der Folienblase, eine Außenkühleinrichtung und eine Flachlegeeinrichtung für die Folienblase aufweist,

• a) wobei die Ringspaltdüse zumindest eine verformbare Ringspaltdüsenlippe mit äquidistant über den Umfang verteilten Stellelementen für eine segmentale Dicken­ fehlerkorrektur der Kunststoffolie durch Verstellen der Ringspaltdicke der Ringspaltdüse aufweist,
• b) wobei die Außenkühleinrichtung ein den extrudierten Vorproduktschlauch umgebendes Kühlluftaggregat mit Steuerelementen für eine segmentale Steuerung von Kühlluftmengenströmen aufweist,
• c) wobei fernerhin die Außenkühleinrichtung ein taumel­ scheibenartig verstellbares, an entsprechende Stell­ triebe angeschlossenes, Taumelscheibenbauteil auf­ weist, durch dessen Verstellung ein Grundzentrierfeh­ ler der Ringspaltdüse ausregelbar ist,
• d) wobei einerseits die Stellelemente für die segmentale Dickenfehlerkorrektur der Kunststoffolie sowie andererseits die Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühlluftmengenströme und außerdem die Stelltriebe des Taumelscheibenbauteils als Stellglie­ der einer mit einem Rechner ausgerüsteten Regelein­ richtung für die Reduzierung der Kunststoffolienquer­ toleranzen in der fertigen Kunststoffolie angehören, die eine Meßeinrichtung für die direkte oder indirekte Messung der Dicke der Kunststoffolie aufweist und die nach Maßgabe der Regelabweichungen auf die Stellele­ mente und/oder auf die Steuerelemente einwirkt,

und wobei die Kombination der folgenden Verfahrens­ schritte verwirklicht ist:

• e) es werden mit Hilfe der Stellelemente für die segmen­ tale Dickenfehlerkorrektur der Kunststoffolie und/oder der Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühlluftmengenströme die Kunststoffolienquertoleranzen minimiert,
• f) es wird mit Hilfe der Stelltriebe für das Taumelscheibenbauteil der Grundzentrierfehler der Ringspaltdüse ausgeregelt,
• g) es wird mit Hilfe der Stellelemente für die segmentale Dickenfehlerkorrektur der Kunststoffolie und/oder der Steuerelemente für die segmentale Steuerung der Kühl­ luftmengenströme und/oder der Stelltriebe für das Taumelscheibenbauteil der Folienblase und damit der Kunststoffolie ein periodischer Dickenfehler vorgegebener Größe aufgedrückt, der mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit fortlaufend oder periodisch hin- und hergehend umläuft,
• h) der periodische Dickenfehler wird mit Hilfe des Rechners der Regeleinrichtung von den Dickenmeßwerten, mit denen die Regelabweichungen gebildet werden, abgezogen, so daß die Verfahrensschritte e) und f) ungestört durch die vorgegebenen periodischen Dicken­ fehler ablaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verfahrens­ schritte e) und f) gleichzeitig durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verfahrens­ schritte e) und f) in abwechselnder zeitlicher Folge, z. B. in periodischer Folge, durchgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in der Ausführungsform für eine Kunststoffolien-Blasanlage, bei der der Ringspaltdüsenlippe und/oder dem Kühlluftver­ teileraggregat geometrisch ein Umfangskreis zugeordnet ist, der in Segmente gleicher Segmentbogenlänge geteilt ist, wobei in den Segmentmitten die Stellglieder einer Regeleinrichtung für die Ausregelung der Kunststoffolien­ quertoleranzen auf das Toleranzprofil von Resttoleranzen angeordnet sind, die an einem Tragbauteil befestigt sind, und wobei die Meßwerte der Abweichung der Kunststoff­ quertoleranzen vom Dickensollwert den Segmenten zugeord­ net werden, wobei bei einem Auftreten einer syste­ matischen, störend großen Abweichung im Übergangsbereich zwischen zwei Segmenten eine Verdrehung des Trägerbau­ teils um eine halbe Segmentbogenlänge vorgenommen wird und wobei in dieser Stellung der Stellwert durch die Regeleinrichtung die störend große Abweichung nach Maßgabe des Sollwertes ausgeregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei einem Auftreten von systematischen, den Segmenten bzw. den Stellgliedern zugeordneten Abweichungen der Kunststoffolienquertole­ ranzen vom Dickensollwert eine periodische Verdrehung des Trägerbauteils um eine halbe Segmentbogenlänge vorgenom­ men wird.