DE4236443A1 - Verfahren zur Temperaturregelung eines Folienblaskopfes zur Herstellung von Kunststoff-Schlauchfolien - Google Patents

Verfahren zur Temperaturregelung eines Folienblaskopfes zur Herstellung von Kunststoff-Schlauchfolien

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Temperaturregelung eines Folienblaskopfes zur Herstellung von Kunststoff-Schlauchfolien.
Folienblasköpfe zur Herstellung von Schlauchfolien aus thermo­ plastischen Kunststoffen bestehen in der Regel aus einem Innen­ ring oder aus einem inneren Kern und einem Außenring, zwischen denen ein ringförmiger Düsenspalt gebildet ist.
Derartige Kunststoffblasfolienköpfe sind beispielsweise aus der DE-AS 21 40 194 sowie der DE-PS 29 47 293 und der DE-PS 29 50 003 bekannt.
Um im Blasverfahren hergestellte Schlauchfolien mit über den Um­ fang gleicher Foliendicke herzustellen, ist es erforderlich, die Massetemperatur der Kunststoffschmelze in dem ringförmigen Düsen­ spalt der Extrusionsdüse einstellen zu können, um durch entspre­ chende Änderung der Viskosität den Fluß der austretenden Kunst­ stoffschmelze beeinflussen zu können.
Die bekannten Folienblasköpfe weisen einerseits eine Außenbehei­ zung zum Aufheizen des Folienblaskopfes auf die Arbeitstempera­ tur von beispielsweise ca. 250°C auf. Zusätzlich sind innerhalb des Folienblaskopfes Temperiersegmente oder Temperiersektoren mit Kanälen oder Bohrungen versehen, durch die beispielsweise ein kühlendes oder erwärmendes Medium geleitet werden kann, um durch entsprechende Erhöhung oder Erniedrigung der Temperatur des jeweiligen Temperiersektors das Temperaturprofils über den Umfang des Folienblaskopfes und damit über den Umfang der Ring­ düse in der gewünschten Weise ändern zu können. Bei den bekann­ ten Ringdüsen besteht das kühlende oder erwärmende Medium aus Luft, Öl oder anderen flüssigen oder gasförmigen Stoffen, die den Temperiersektoren Wärme zuführen oder Wärme von diesen abfüh­ ren können. Alternativ dazu ist es aber auch schon bekannt, im Innen- und/oder Außenring auf den Umfang verteilt in entsprechen­ den Bohrungen oder Aussparungen elektrische Heizpatronen einzu­ setzen.
Bei dieser vorbekannten Beheizung von Folienblasköpfen kommt es zu Wechselwirkungen zwischen dem Heizungsregelkreis für die Außenbeheizung und dem sogenannten Profilregelkreis für die auf Umfang angeordneten Heizpatronen. Die separate Dickenregelung der Heizpatronen kann dazu führen, daß von den Düsentemperatur­ sollwerten abweichende Werte auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Wechselwirkun­ gen zu vermeiden und ein vereinfachtes Temperaturregelverfahren für einen Folienblaskopf an die Hand zu geben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Folienblaskopf, in welchem nur auf Umfang verteilte Heizpatronen integriert sind und in welchem auf die separate Außenbeheizung verzichtet wird, folgende Schritte durchgeführt werden:
  • a) Aufheizen der Heizpatronen über einen ersten Regelkreis derart, daß der mittlere von innen abgegebene Wärme­ strom den Folienblaskopf auf eine Solltemperatur auf­ heizt und
  • b) zusätzliches individuelles Aufheizen bzw. Abkühlen der einzelnen Heizpatronen über einen zweiten Regelkreis derart, daß an singulären Stellen des Folienblaskopfs der Wärmestrom erhöht bzw. erniedrigt werden kann, um Dick- bzw. Dünnstellen der Kunststoffolien auszuglei­ chen.
Der entscheidende Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß kei­ ne zusätzliche Energie für die Profilregelung eingespeist werden muß, da die ohnehin benötigte Heizleistung zur Düsentemperaturre­ gelung derart verteilt wird, daß das Dickenprofil vergleichmä­ ßigt wird.
Die Abgabe des Wärmestroms, der von den einzelnen Heizpatronen abgegeben wird, kann über deren Einschaltdauer eingestellt wer­ den. Alternativ dazu könnte der Wärmestrom auch durch Drosselung der Stromzufuhr an die Heizpatronen geregelt werden.
Die Solltemperatur des Folienblaskopfes kann über mehrere Tempe­ raturfühler am Umfang der im Folienblaskopf integrierten Ringdü­ se verteilt aufgenommen werden. Mit drei Temperaturfühlern, die auf Umfang verteilt sind, können gute Regelergebnisse erzielt werden.
Der zweite Regelkreis, d. h. der sogenannte Profilregelkreis, kann die Heizpatronen entsprechend dem aktuellen Dickenprofil der extrudierten Kunststoff-Schlauchfolie ansteuern.
Beim Aufheizen des Folienblaskopfes können alle Heizpatronen ent­ sprechend ihrer maximalen Heizleistung den maximalen Wärmestrom abgeben und nach Erreichen der Solltemperatur können die Heizpa­ tronen während definierter Einschaltzeitintervalle zur Abgabe des gewünschten Wärmestroms angeschaltet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus einem in der einzigen Figur dargestellen Ausführungsbeispiel. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, in der das er­ findungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Von einem Extruder 10 wird ein Schmelzestrom einem Folienblas­ kopf 12 zugeführt, aus dessen Ringdüse 14 die Schlauchfolienbase 16 austritt. Innerhalb des Folienblaskopfs sind auf Umfang ver­ teilt Heizpatronen 18 angeordnet. Um die Ringdüse 14 herum auf Umfang verteilt sitzen drei Temperaturmeßfühler 20. Die von ihnen aufgenommenen Temperaturwerte werden einem ersten Prozes­ sor A zugeleitet, in dem abgeglichen wird, ob die mittlere aufge­ nommene Temperatur der Solltemperatur, beispielsweise 250°C, entspricht. Bei festgestellten Abweichungen wird ein Regelwert zur Erhöhung oder Erniedrigung der mittleren Heizleistung und des dadurch abgegebenen Wärmestroms ausgegeben. Dies kann beispielsweise durch Abgabe eines Sollwerts S für die mittlere Einschaltdauer der Heizpatronen 18 erfolgen.
Mit B ist ein Prozessor für eine Profilregelung angedeutet. Hier wird entsprechend eines aufgenommenen Profils der Dick- bzw. Dünnstellenverteilung der extrudierten Schlauchfolie ein Stell­ größenprofil ermittelt, gemäß dem in Bereichen der Dickstellen die Heizpatronen derart angesteuert werden, daß sie einen ver­ gleichsweise höheren Wärmestrom abgeben und andererseits die Heizpatronen im Bereich der Dünnstellen derart angesteuert wer­ den, daß sie einen niedrigeren Wärmestrom abgeben. Die Einstel­ lung des Wärmestroms erfolgt dabei über eine längere individuel­ le Einschaltdauer bzw. kürzere individuelle Einschaltdauer der jeweiligen Heizpatrone. Dabei wird aber die über sämtliche Heiz­ patronen gemittelte mittlere Anschaltdauer der Heizpatronen ent­ sprechend der Vorgabe des Sollwerts S für die mittlere Einschalt­ dauer des Temperaturreglers A erreicht werden.
Damit wird in der Profilregelung B die Gesamtheitsleistung ent­ sprechend des ermittelten Dickenprofils auf die einzelnen Heizpa­ tronen aufgeteilt. Dabei bleibt die Summe der gesamten Einzelheiz­ leistungen konstant und entspricht dem vom Temperaturregler A ermittelten Wert. Dadurch bleibt die Düsentemperatur bei eingeschalteter Reglung konstant.

Claims (5)

1. Verfahren zur Temperaturregelung eines Folienblaskopfes zur Herstellung von Kunststoff-Schlauchfolien, wobei im Folien­ blaskopf auf Umfang verteilt Heizpatronen integriert sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Aufheizen der Heizpatronen über einen ersten Regelkreis derart, daß der mittlere von ihnen abgegebene Wärme­ strom den Folienblaskopf auf eine Solltemperatur auf­ heizt und
  • b) zusätzliches individuelles Aufheizen bzw. Abkühlen der einzelnen Heizpatronen über einen zweiten Regelkreis derart, daß an singulären Stellen des Folienblaskopfes der Wärmestrom erhöht bzw. erniedrigt werden kann, um Dick- bzw. Dünnstellen der Kunststoff-Schlauchfolien auszugleichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe des Wärmestroms der einzelnen Heizpatronen über deren Einschaltdauer eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solltemperatur des Folienblaskopfes über mehrere Tem­ peraturfühler, vorzugsweise drei Temperaturfühler, die am Umfang der im Folienblaskopf integrierten Ringdüse verteilt sind, aufgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich­ net, daß im zweiten Regler die Heizpatronen entsprechend dem aktuellen Dickenprofil der extrudierten Kunststoff-Schlauch­ folie angesteuert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Aufheizen des Folienblaskopfes alle Heizpatro­ nen entsprechend ihrer maximalen Heizleistung den maximalen Wärmestrom abgeben und daß die Heizpatronen nach Erreichen der Solltemperatur des Folienblaskopfes nur während definier­ ten Einschaltzeitintervallen zur Abgabe des gewünschten Wär­ mestroms angeschaltet werden.
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