DE4428812C2 - Anlage für das Walzen einer stranggepreßten Kunststoffbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für das Walzen einer stranggepreßten (extrudierten) Kunststoffbahn, insbes. einer stranggepreßten plattenförmigen Kunststoffbahn, mit zumindest einem einen Walzenspalt bildenden Walzenpaar, welches eine achsfest montierte Walze und eine demgegenüber zur Einstellung der Walzenspaltweite verstellbare Walze aufweist, und mit einer Meßvorrichtung für die Walzenspaltweite in einem Bereich außerhalb der Breite der Kunststoffbahn. Die Kunststoffbahn kann grundsätzlich eine beliebige, werkstoffübliche Dicke aufweisen. Es kann sich um dünne Kunststoffolien, aber auch um Kunststoffbahnen größerer, plattenartiger Dicke von einem Zentimeter oder einigen Zentimetern handeln.

Die Einstellung der Walzenspaltweite wird vorgenommen, um die Dicke der Kunststoffbahn einzustellen oder zu korrigieren. Dazu ist eine Meßvorrichtung erforderlich, die die Walzenspaltweite mißt und das Meßsignal z. B. einem Regelkreis zuführt, der diesen Istwert der Walzen­ spaltweite mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht. Man kann aber auch mit einem Regelkreis arbeiten, dem zusätzlich eine Dickenmeßvorrichtung für die Dicke der Kunststoffbahn angehört, deren Meßsignale als Istwert für die Dicke der Kunststoffbahn einem Rechner zugeführt werden, der diesen Istwert mit einem Sollwert für die Dicke der Kunststoffbahn vergleicht und nach Maßgabe der Differenz zwischen Istwert und Sollwert über ein Stellglied auf die verstellbare Walze zur Einstellung der Walzenspaltweite einwirkt.

Im Rahmen der aus der Praxis bekannten Maßnahmen erfolgt die Messung der Walzenspaltweite indirekt über die zum Einstellen der Walzenspaltweite vorgesehenen mechanischen Einrichtungen. Daraus resultieren Ungenauigkeiten.

Bekannt ist eine Meßvorrichtung mit einem Laserstrahlensender und einem Laserstrahlenempfänger im Rahmen einer Anlage für die Herstellung von Kunststoffbahnen (US 3 809 907). Diese Meßvorrichtung wird ausschließlich dazu eingesetzt, beim Anfahren der Anlage zu verhindern, daß die beiden Walzen einander berühren, bis sich vor dem Walzenspalt ein hinreichender Wulst aus viskosem Kunststoffmaterial gebildet hat.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, bei einer Anlage des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung die Walzen­ spaltweite direkt mit hoher Genauigkeit zu messen sowie damit die Voraussetzungen für die Herstellung von Kunststoffbahnen mit engen Dickentoleranzen zu schaffen.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist ein Gegenstand der Erfindung eine Anlage für das Walzen einer strangge­ preßten Kunststoffbahn, insbesondere einer stranggepreßten plattenförmigen Kunststoffbahn, mit zumindest einem einen Walzenspalt bildenden Walzenpaar, welches eine achsfest montierte Walze und eine demgegenüber zur Einstellung der Walzenspaltweite verstellbare Walze aufweist, und mit einer Meßeinrichtung für die Walzenspaltweite in einem Bereich außerhalb der Breite der Kunststoffbahn, welche Anlage die folgenden Merkmale aufweist:
Es sind Walzen mit stabilisierter Walzenmantel­ biegelinie verwendet,
die Meßvorrichtung weist einen Laserstrahlensender auf, der ein Laserstrahlenbündel aus parallelen Laserstrahlen aussendet, welches breiter ist als die Walzenspaltweite, und weist einen dem Laserstrahlen­ bündel zugeordneten Laserstrahlenempfänger auf, welcher breiter ist als die Walzenspaltweite,
der Laserstrahlensender ist einerseits des Walzen­ spaltes, der Laserstrahlenempfänger andererseits des Walzenspaltes angeordnet,
wobei mit dem Laserstrahlenempfänger diejenigen Laser­ strahlen des Laserstrahlenbündels als Walzenspalt­ meßsignal erfaßbar sind, die der Walzenspalt nicht ausblendet, und wobei dieses Walzenspaltmeßsignal durch einen Rechner als Maß für die Walzenspaltweite ausgewertet und dadurch die Dicke der Kunststoffbahn gesteuert wird.

In Abzugsrichtung der Kunststoffbahn (1) hinter den Walzen (3, 4) ist eine Dickenmeßeinrichtung (13) für die gewalzte Kunststoffbahn (1) angeordnet, die Dickenmeßsignale erzeugt, die dem Rechner (9) als Istwert für die Dicke der gewalzten Kunststoffbahn (1) zuführbar sind.

Insbes. können zwei Walzen mit stabilisierter Walzenmantelbiegelinie beidseits einer starren Walze walzenspaltbildend verstellbar angeordnet sein, wobei durch die beiden Walzenspalte die gleiche oder zwei verschiedene Kunststoffbahnen geführt sind.

Die nicht ausgeblendeten Laserstrahlen des Laserstrahlen­ bündels sind diejenigen, welche den Walzenspalt frei passieren. Sie sind in Richtung der Walzenspaltweite überraschend scharf begrenzt. Es versteht sich, daß der Empfänger so empfindlich ausgebildet ist, daß er schon geringfügige Veränderungen des ausgeblendeten Laser­ strahlenbündels wahrnimmt. Die Veränderungen können geo­ metrisch und/oder als Intensitätsänderungen erfaßt werden. Laserstrahlensender und Laserstrahlenempfänger, mit denen erfindungsgemäß gearbeitet werden kann, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Nicht zu erwarten war, daß mit den beschriebenen Maßnahmen die Walzenspaltweite sehr genau ermittelt werden kann. Sind die Walzen des Walzenpaares mit den engen Toleranzen rund, die in der modernen Fertigungstechnik erreicht werden können, laufen fernerhin die einzelnen Walzen des Walzenpaares mit engen Toleranzen rund, so liegen die daraus resultierenden Toleranzen im Toleranzfeld der Dicke der Kunststoffbahnen. Sollten bei einer speziellen Auslegung in bezug auf Rundheit und Rundlauf die Walzen des Walzenpaares größere Toleranzen aufweisen, so können die daraus resultierenden Meßfehler mit den üblichen Hilfsmitteln unschwer korrigiert werden, weil es sich um periodische systematische Fehler handelt, die ausgeregelt werden können. Im Ergebnis arbeitet die erfindungsgemäße Anlage in bezug auf die Dicke der gewalzten Kunststoffbahnen mit sehr engen Toleranzen.

Bei erfindungsgemäßen Anlagen erfahren die Walzenachsen oder Walzenwellen durch den Druck, den die Walzen im Walzenspalt auf die Kunststoffbahn ausüben müssen, insbe­ sondere wenn es sich um gleichsam quellende Schaumkunst­ stoffbahnen handelt, Biegemomente, die die Walzenachsen oder Walzenwellen gleichsam bogenförmig verformen, wenn auch nur geringfügig. Erfindungsgemäß sind die Walzen so ausgelegt, daß die Biegemomente zwar die Achse oder die Welle verformen, diese Verformungen sich jedoch dem Walzenmantel nicht mitteilen.

Solche Walzen sind an sich bekannt (vgl. DE 42 05 167 A1). Durch die Verwendung von solchen Walzen mit stabilisierter Walzenmantelbiegelinie kann mit den zur Erfindung gehörenden meßtechnischen und regeltechnischen bzw. steuerungstechnischen Maßnahmen die Walzenspaltweite über die gesamte Walzenlänge sehr genau eingestellt werden und folglich können über die gesamte Breite mit engen Toleranzen gleich dicke Kunststoffbahnen erzeugt werden. Das bedeutet eine beachtliche Qualitätsverbesserung, die mit einfachen Mitteln erreicht wird.

Mit der in Abzugsrichtung der Kunststoffbahn hinter den Walzen angeordneten Dickenmeßeinrichtung für die Dicke der Kunststoffbahn werden Dickenmeßsignale erzeugt, die dem Rechner als Istwert der Dicke der gewalzten Kunststoffbahn zuführbar sind und der Rechner folglich über diese "Rückkopplung" die Einstellung des Walzenspaltes kontrollieren kann. Im Rahmen der Erfindung können auch zwei Walzen mit stabilisierter Walzenmantel­ biegelinie beidseits einer starren Walze walzenspaltbildend verstellbar angeordnet sein, wobei durch die beiden Walzenspalte die gleiche oder zwei verschiedene Kunststoffbahnen geführt sind. Je nach der Verfahrenstechnik, die im übrigen angewendet wird, können die Walzen beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet sein, z. B. kann ein erstes Walzenpaar gekühlt, ein zweites beheizt werden oder umgekehrt.

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

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand der Fig. 1 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab und mit weiteren Details und

Fig. 3 entsprechend einer Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage.

Die in den Figuren dargestellte Anlage ist für das Walzen von stranggepreßten Kunststoffbahnen 1 bestimmt. Ein solches Walzen wird auch als Kalandrieren bezeichnet. Es mag sich um Kunststoffbahnen 1 handeln, die mit Hilfe einer Breitschlitzdüse erzeugt worden sind, insbesondere um Kunststoffbahnen plattenförmiger Dicke aus einem Schaum­ kunststoff. Zur Anlage gehören zumindest ein einen Walzen­ spalt 2 bildendes Walzenpaar 3 und 4. Insoweit wird auf die Fig. 1 und 2 verwiesen. Eine der Walzen, im Ausführungs­ beispiel die Walze 3, ist ortsfest montiert. Die andere Walze 4 ist der erstgenannten gegenüber zur Einstellung der durch einen Doppelpfeil angedeuteten Walzenspaltweite 5 verstellbar. Eine Meßvorrichtung für die Walzenspaltweite 5 ist vorgesehen. Zur Meßvorrichtung gehören ein Laser­ strahlensender 6, der ein Laserstrahlenbündel 7 aus parallelen Laserstrahlen aussendet, welches breiter ist, als es der Walzenspaltweite 5 entspricht. Dem Laser­ strahlensender 6 ist ein Laserstrahlenempfänger 8 zuge­ ordnet, welcher ebenfalls breiter ist, als es der Walzenspaltweite 5 entspricht. In den Fig. 1 und 2 ist der Laserstrahlensender 6 oberhalb des Walzenspaltes 2 angeordnet. Der Laserstrahlenempfänger 8 befindet sich auf der anderen Seite unterhalb des Walzenspaltes 2. Man erkennt, daß mit dem Laserstrahlenempfänger 8 diejenigen Laser strahlen des Laserstrahlenbündels 7 als Walzenspalt­ meßsignale erfaßbar sind, die der Walzenspalt 2 nicht ausblendet, die also den Walzenspalt 2 frei passieren. Diese Walzenspaltmeßsignale können durch einen Rechner 9 als Maß für die Walzenspaltweite 5 des Walzenspaltes 2 ausgewertet werden und dadurch kann die Dicke der Kunststoffbahn 1 gesteuert oder geregelt werden. Der Vor­ gang insgesamt kann über einen Bildschirm 10 kontrolliert werden.

Aus der Fig. 2 entnimmt man, daß Walzen 3, 4 mit stabili­ sierter Walzenmantelbiegelinie verwendet worden sind. Man erkennt die Walzenwellen oder Walzenachsen 11, die unter dem Walzdruck bogenförmig verformt sind und die durch die stabilisierte Walzenmantelbiegelinie praktisch unverformten Walzenmäntel 12.

Im Ausführungsbeispiel nach einer bevorzugten Ausführungsform ist in Abzugsrichtung der Kunststoffbahn 1 hinter den Walzen 3, 4 eine Dickenmeßeinrichtung 13 für die gewalzte Kunststoffbahn 1 angeordnet, die Dickenmeßsignale erzeugt. Auch diese Dickenmeßsignale werden dem Rechner 9 zugeführt, und zwar als Istwert der Dicke der gewalzten Kunststoffbahn 1.

In der Fig. 3 wurde angedeutet, daß bei der Anlage auch zwei Walzen 3, 4 mit stabilisierter Walzenmantelbiegelinie eingesetzt werden können, die beid­ seits einer starren Walze 14 walzenspaltbildend verstellbar angeordnet sind. Durch die beiden Walzenspalte 2 kann die gleiche oder können zwei verschiedene Kunststoffbahnen 1 geführt werden.

Claims (2)

1. Anlage für das Walzen einer stranggepreßten Kunststoff­ bahn, insbesondere einer stranggepreßten plattenförmigen Kunststoffbahn (1), mit zumindest einem einen Walzenspalt (2) bildenden Walzenpaar (3, 4), welches eine achsfeste montierte Walze (3) und eine demgegenüber zur Einstellung der Walzenspaltweite (5) verstellbare Walze (4) aufweist, und mit einer Meßvorrichtung für die Walzenspaltweite (5) in einem Bereich außerhalb der Breite der Kunststoffbahn (1), welche Anlage die folgenden Merkmale aufweist:
es sind Walzen (3, 4) mit stabilisierter Walzenmantel­ biegelinie verwendet,
die Meßvorrichtung weist einen Laserstrahlensender (6) auf, der ein Laserstrahlenbündel (7) aus parallelen Laserstrahlen aussendet, welches breiter ist als die Walzenspaltweite (5), und weist einen dem Laser­ strahlenbündel (7) zugeordneten Laserstrahlenempfänger (8) auf, welcher breiter ist als die Walzenspaltweite (5),
der Laserstrahlensender (6) ist einerseits des Walzen­ spaltes (2), der Laserstrahlenempfänger (8) ist andererseits des Walzenspaltes (2) angeordnet,
wobei mit dem Laserstrahlenempfänger (8) diejenigen Laser­ strahlen des Laserstrahlenbündels (7) als Walzenspaltmeß­ signal erfaßbar sind, welche der Walzenspalt (2) nicht ausblendet und wobei dieses Walzenspaltmeßsignal durch einen Rechner (9) als Maß für die Weite des Walzenspaltes (2) ausgewertet und dadurch die Dicke der Kunststoffbahn (1) gesteuert oder geregelt wird,
in Abzugsrichtung der Kunststoffbahn (1) hinter den Walzen (3, 4) ist eine Dickenmeßeinrichtung (13) für die gewalzte Kunststoffbahn (1) angeordnet, die Dickenmeßsignale erzeugt, die dem Rechner (9) als Istwert für die Dicke der gewalzten Kunststoffbahn (1) zuführbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, wobei zwei Walzen (3, 4) mit stabilisierter Walzenmantelbiegelinie beidseits einer starren Walze (14) walzenspaltbildend verstellbar ange­ ordnet sind und durch die beiden Walzenspalte (2) die gleiche oder zwei verschiedene Kunststoffbahnen (1) geführt sind.