EP3416802A1 - Verfahren und vorrichtung zur extrusion eines nicht rotationssymmetrischen stranges - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur extrusion eines nicht rotationssymmetrischen stranges

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EP3416802A1
EP3416802A1 EP17704705.7A EP17704705A EP3416802A1 EP 3416802 A1 EP3416802 A1 EP 3416802A1 EP 17704705 A EP17704705 A EP 17704705A EP 3416802 A1 EP3416802 A1 EP 3416802A1
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EP
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strand
radiation
electromagnetic radiation
components
partially overlapping
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17704705.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Pielsticker
Kurt Schoppmann
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Troester GmbH and Co KG
Original Assignee
Troester GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for extruding a non-rotationally symmetrical strand of at least two, in particular three, at least partially overlapping strand components, wherein the device for extrusion comprises a plurality of extruders.
  • These strand components each consist of an elastomer or an elastomer mixture, in particular rubber or rubber mixture, wherein the strand components form interfaces and / or joints with each other.
  • the position of outer coordinates of the strand can be determined using a non-contact measuring method, in particular a laser measuring method.
  • electromagnetic radiation is emitted by means of at least one radiation source which at least partially penetrates the strand.
  • the electromagnetic radiation is detected after the at least partial penetration of the strand by means of at least one radiation detector and thereby generates at least one measurement signal, wherein the strand thereby moves relative to at least one radiation source.
  • the layer thickness of the second partial layer is calculated by subtraction.
  • a disadvantage of this method is in both cases, the quasi-impossible possibility to make a statement about the distribution of the sub-layers within the extrudate.
  • the three height measurements in combination with the width measurement merely give a rough indication of this. Errors in the distribution in the direction of the thickness of the extrudate can not be determined hereby.
  • this approach is disadvantageous because when changing the composition and / or geometry of the extrudate, the height measurement must be adapted cumbersome to these changes.
  • EP 1 833 744 B1 describes a device for inspecting a conveyor belt by radiating it through X-ray or gamma radiation.
  • a process computer evaluates the result of this radiographic examination.
  • Another device for testing a plate material, for example for furniture or even for plastic films shows the DE 10 2006 050 839 B3.
  • the furniture panels or the plastic film are transilluminated by a radiation emitting radiation source, which is recorded by means of a radiation detector. The measurement follows here in a housing which is filled with a gas.
  • the first object is achieved according to the invention with a method according to the feature s len of claim 1.
  • the further embodiment of the invention can be found in the dependent claims.
  • a method for extruding a non-rotationally symmetric strand wherein the strand consists of at least two, in particular three,
  • strand components each consisting of an elastomer or an elastomer mixture, in particular rubber or rubber mixture is prepared.
  • the strand components form interfaces and / or joints with each other.
  • the position of outer coordinates of the strand is determined using a non-contact measuring method, in particular a laser measuring method.
  • electromagnetic radiation is emitted to determine the position of coordinates of the interfaces and / or joints and / or the distribution of the strand components in the strand cross-section, which at least partially penetrates the strand.
  • the electromagnetic radiation is detected after the at least partial penetration of the strand and thereby generates at least one measurement signal.
  • the strand is moving
  • the method can thus be designed such that a strand located in the extrusion process, as it were an extruded profile, by means of electromagnetic radiation, comprising at least two
  • the position of the irradiated point could be determined by means of a non-contact measuring method, possibly in conjunction with or merely due to a known or measured feed rate of the strand during the extrusion process.
  • the point of the strand to be measured can be irradiated by electromagnetic radiation which has at least two mutually differing intensities. This may be advantageous, for example, in that it would be possible to realize a measurement of the layer thickness of a particular strand component present in the strand and its distribution in the strand, bypassing the need for a further additional auxiliary measurement.
  • electromagnetic radiation which has at least two mutually differing intensities.
  • the strand is penetrated by means of electromagnetic radiation having two mutually differing intensities. It can thus be shown that a strand does not include any number of strand components, but the number of strand components is reduced to only two. Thus, it might be considered advantageous if the number of intensities of electromagnetic radiation used in the measurement process is also limited to two.
  • the strand by means of electromagnetic radiation comprising a number of differing Intensities equal to the number reduced by one is at least partially overlapping strand components, is penetrated.
  • the electromagnetic radiation always has an intensity less than at least partially overlapping strand components are in the strand.
  • the coordinates of the outer profile of the strand are determined.
  • the total layer thickness and their distribution over the strand cross-section could be determined. This could z. B. by means of a difference formation measurement data to an undetermined strand component can be generated.
  • the coordinates of the outer profile of the strand are determined by means of a non-contact measuring method, in particular a laser measuring method, an above-average overall picture of the development is shown.
  • a non-contact measuring method can be designed to advantage in that no impairment of the strand or its surface is carried out by the measurement.
  • the measurement could advantageously capture the entire outer profile at once.
  • the strand has a number per se by means of electromagnetic radiation differing intensities equal to the number of overlapping strand components.
  • measurement data for all strand components present in the strand could be generated at once. An additional measurement would not be necessary. It is therefore advantageous if the coordinates of the outer profile of the strand are not determined, as a result of which a possibly additionally established measuring method could be saved.
  • the penetration of the strand by means of electromagnetic radiation with mutually differing intensities takes place at the same time or with a time offset and spatially offset.
  • the acquisition of measurement data could take place at, for example, measuring positions one behind the other, with the strand passing under these positions. It can thus be given a spatial offset of the measurement positions, wherein a respective measurement could be divided with electromagnetic radiation of intensity respectively to a measurement position. The intensities of the electromagnetic radiation would thereby differ between the measuring positions.
  • the coordinates of the interfaces and / or joints and / or the distribution of the strand components in the strand cross-section or strand and by the evaluation of the generated by the detection of electromagnetic radiation with varying intensities at least one measurement signal can be a statement about the position and / or coordinates of interfaces and / or joints and / or the distribution of the strand components in the strand cross-section or strand meet in detail.
  • the found defects and / or thin areas and / or interruptions and / or foreign bodies can be marked, for example, and removed or repaired in a further method.
  • conclusions about possible misadjustments to extruders and / or extruder components and / or possibly faulty strand components could be drawn.
  • which has an effect is based on a target-actual comparison of the determined actual state of the strand cross-section or rod with a known, predetermined desired state of the strand cross-section or strand a manipulated variable for controlling the extrusion of Produced strand components. In this way, an influence on changeable parameters of the extruder and / or extruder components could be taken in the form of a control loop.
  • the measurements are made continuously during the extrusion of the strand and without interruption of the strand feed, a complete detection of the strand cross-section or the strand can be made possible.
  • the electromagnetic radiation having at least two differing intensities is electromagnetic radiation in at least two spectral regions to be distinguished.
  • the measurement could be tuned, for example, to different properties of the materials used in the strand components, in order to obtain measurement results with low measurement uncertainties.
  • the electromagnetic radiation is radiation in the spectral range of the x-ray and / or gamma radiation. This makes it possible that, due to the high energy of the types of radiation, the strand to be measured is penetrated with high probability and at least one measurement signal with a high signal-to-noise ratio can be generated.
  • an apparatus for carrying out the method for extruding a non-rotationally symmetric strand which comprises a plurality of extruders for producing the non-rotationally symmetric strand of at least two, in particular three, at least partially overlapping strand components, and at least one electromagnetic radiation emitting radiation source and at least one electromagnetic Radiation detecting radiation detector has.
  • electromagnetic radiation comprising at least two mutually differing intensities can be emitted or detected by means of one or more radiation sources and one or more radiation detectors.
  • the device has a radiation source which can emit electromagnetic radiation having at least two differing intensities.
  • the number of intensities of the electromagnetic radiation can be determined by the number of strand components that at least partially overlap in the strand. It would be possible here a number of intensities, which is equal to the number of strand components at least partially overlapping strand components or reduced by one against this number. However, it would also be conceivable to arrange a plurality of radiation sources, each radiation source emitting only one electromagnetic radiation with one intensity.
  • a radiation source emitting electromagnetic radiation with two intensities may be arranged, but two radiation detectors are used, wherein a respective radiation detector detects electromagnetic radiation of an intensity.
  • the number of intensities of the electromagnetic radiation detectable by the arranged radiation detector or the arranged radiation detectors would have to be equal to the number of intensities of the electromagnetic radiation that can be emitted by the arranged radiation source or the arranged radiation sources.
  • a further possibility would be the use of a radiation detector or of several radiation detectors which has or have a different sensitivity for different spectral ranges.
  • two radiation sources could emit electromagnetic radiation with two mutually different intensities, the electromagnetic radiation of each intensity being located in different spectral ranges.
  • a radiation detector which has a different sensitivity for these spectral ranges, could exploit them separately, among other things.
  • the number of radiation sources and / or the radiation detectors is less than the number of at least partially overlapping strand components. This can serve to minimize the expenditure on equipment if an already necessary contour measurement of the strand is provided. Furthermore, if the at least one radiation source emits radiation in the form of a fan beam and / or the at least one radiation detector is cell-shaped, then it is z. B. possible to represent the strand in its cross-sectional profile. By summation or integration of the individual strand cross-sections, it may be possible to represent the strand discretely in its entirety.
  • the cell-shaped radiation detector is arranged with its longitudinal direction orthogonal or at a relative angle to an extrusion direction of the strand. This makes it possible to represent the strand cross-section over the entire strand width at once, directly or to achieve the resolution of the strand cross-section by increasing the area to be measured and converting it to the actual strand cross-section. Moreover, it is considered to be promising if the at least one radiation source and the at least one radiation detector on the equilateral side of the strand and / or the at least one radiation source and the at least one radiation detector are arranged on opposite sides of the strand. In this way, for example, the circumstances within the production environment can be accounted for. Moreover, it may thus be possible to carry out measurements in the transmission and / or reflection method.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, wobei die Vorrichtung zur Extrusion mehrere Extruder aufweist. Diese Strangkomponenten bestehen jeweils aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar. Weiterhin wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges mittels zumindest eines Strahlendetektors detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt, wobei sich der Strang dabei relativ zu zumindest der einen Strahlenquelle bewegt. Dabei wird der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, welche mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert wird, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen und über zumindest einen Strahlendetektor detektiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, wobei die Vorrichtung zur Extrusion mehrere Extruder aufweist. Diese Strangkomponenten bestehen jeweils aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar. Weiterhin wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung mittels zumindest einer Strahlenquelle emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges mittels zumindest eines Strahlendetektors detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt, wobei sich der Strang dabei relativ zu zumindest der einen Strahlenquelle bewegt.
In Extrudern werden je nach extrudiertem Material unter einem hohen Druck bis zu 700 bar und bei einer hohen Temperatur bis zu 300 °C feste bis dickflüssige Massen gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung eines Extrusionswerkzeuges herausgepresst.
Die zunehmenden Qualitätsanforderungen der Anlagenbetreiber an die Genauigkeit und Gleichförmigkeit extrudierter Profile bei gleichzeitig hohem Durchsatz verlangen ein schnelles und unmittelbares Ausgleichen von Störgrößen im Extrusionsprozess. Solche Störgrößen können maschinen- oder materialbedingt sein. Diese führen zu Ausstoßschwankungen ("Pulsation") am Extruder, die wiederum Dimensions- und Gewichtsschwankungen am Extrudat, das heißt dem Profilstreifen, zur Folge haben. Um diese Dimensions- und Gewichtsschwankungen zu minimieren bzw. nahezu vollständig zu unterdrücken, sind im Zuge der Automatisierung Verfahren entwickelt worden, mittels welchen diese Nachteile überwunden werden sollen.
Ein solches Verfahren beschreibt die US 5,128,077 A. Dieses Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Extrudates aus mehreren einzelnen Teilschichten. Die Menge der extru- dierten Teilschichten wird durch eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Extrusions- schnecke des einzelnen, die jeweilige Teilschicht zuführenden Extruders erreicht. In einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird an drei Stellen des aus ebenfalls drei Teilschichten bestehenden Extrudates eine Höhenmessung vorgenommen sowie über eine weitere Mes- sung die Breite des Extrudates bestimmt. In einer zweiten Weiterbildung der Erfindung erfolgt neben nur einer Höhen- sowie Breitenmessung des Extrudates, welches hier lediglich aus zwei Teilschichten besteht, eine zusätzliche Durchstrahlungsprüfung des Extrudates mittels Röntgenstrahlung. Hierdurch lässt sich die Schichthöhe einer der Teilschichten des Extrudates bestimmen. Über die zunächst durchgeführte Höhenmessung wird die Schichtdi- cke der zweiten Teilschicht mittels Differenzbildung berechnet. Nachteilig an diesen Verfahren ist in beiden Fällen die quasi nicht gegebene Möglichkeit, eine Aussage über die Verteilung der Teilschichten innerhalb des Extrudates zu treffen. Im Falle der ersten Weiterbildung geben die drei Höhenmessungen in Kombination mit der Breitenmessung lediglich einen groben Anhaltspunkt hierüber. Fehler in der Verteilung in Richtung der Dicke des Extrudates können hiermit nicht bestimmt werden. Zudem ist diese Herangehensweise nachteilig, da bei einer Veränderung der Zusammensetzung und/oder Geometrie des Extrudates die Höhenmessung an diese Veränderungen umständlich angepasst werden muss. Im Falle der zweiten Weiterbildung ist zwar teilweise eine Aussage bezüglich der Verteilung der Teilschichten innerhalb des Extrudates möglich, jedoch ist dies lediglich auf ein Extrudat mit maximal zwei Teilschichten beschränkt.
Ein weitaus ähnlich gelagertes Verfahren ist in der WO 2013/007250 A1 offenbart.
Die EP 1 833 744 B1 hingegen beschreibt eine Einrichtung zur Inspektion eines Fördergur- tes, indem dieser mittels Röntgen- oder Gammastrahlung durchstrahlt wird. Ein Prozessrechner wertet dabei das Ergebnis dieser Durchstrahlungsprüfung aus. Eine weitere Vorrichtung zur Prüfung eines Plattenmaterials, beispielsweise für den Möbelbau oder aber auch für Kunststofffolien, zeigt die DE 10 2006 050 839 B3. Die Möbelplatten oder die Kunststofffolie werden dabei durch eine Strahlung aussendende Strahlenquelle durchleuchtet, welche mittels eines Strahlendetektors aufgenommen wird. Die Messung er- 5 folgt hierbei in einem Gehäuse, welches mit einem Gas gefüllt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Möglichkeit zu schaffen, eine detaillierte Messung der Zusammensetzung und der Verteilung der Schichten in einem mittels eines Extruders hergestellten mehrschichtigen 10 Extrudates und somit eine Qualitätsverbesserung während des Herstellungsprozesses zu ermöglichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend ange- passte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmal s len des Anspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges vorgesehen, wobei der Strang aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zu-
20 mindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, jeweils bestehend aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, hergestellt wird. Hierbei bilden die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander aus. Die Position von Außenkoordinaten des Stranges ist dabei unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittel-
25 bar. Zudem wird zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung emittiert, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt. Die elektromagnetische Strahlung wird nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges detektiert und hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt. Der Strang bewegt sich
30 dabei relativ zu zumindest einer, die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlenquelle, wobei der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird. Das Verfahren kann somit dahingehend ausgelegt sein, dass ein sich im Extrudiervorgang befindlicher Strang, quasi ein Strangprofil, mittels einer elektromagnetischen Strahlung, aufweisend zumindest zwei
35 sich voneinander unterscheidende Intensitäten, zumindest teilweise durchstrahlt wird. Zudem kann eine vollständige Durchdringung des Stranges mittels der elektromagnetischen Strahlung gegeben sein.
Die Position der durchstrahlten Stelle könnte mittels eines berührungslosen Messverfahrens, möglicherweise in Verbindung mit oder lediglich aufgrund einer bekannten oder gemessenen Vorschubgeschwindigkeit des Stranges während des Extrudiervorganges, ermittelt werden.
Die zu messende Stelle des Stranges kann dabei von elektromagnetischer Strahlung durchstrahlt werden, welche mindestens zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten auf- weist. Dies kann beispielsweise dahingehend von Vorteil sein, dass sich hierdurch eine Messung der Schichtdicke einer jeweiligen im Strang vorhandenen Strangkomponente sowie deren Verteilung im Strang unter Umgehung der Notwendigkeit einer weiteren, zusätzlichen Hilfsmessung realisieren lassen würde. Auf Basis der unterschiedlichen Dämpfung der sich voneinander unterscheidenden Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung innerhalb der Strangkomponenten ließen sich sowohl mögliche Messdaten bezüglich der Schichtdicke der Strangkomponenten sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt als auch Messdaten zu Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen über den Strangquerschnitt erfassen.
Grundsätzlich können Messungen einer beliebigen Anzahl an Strangkomponenten möglich sein.
In einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird, bei einer Zusammensetzung des Stranges aus zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen. Es kann somit dargestellt werden, dass ein Strang keine beliebige Anzahl an Strangkomponenten beinhaltet, sondern die Anzahl an Strangkomponenten auf lediglich zwei reduziert ist. Somit könnte es als vorteilhaft angesehen werden, wenn die Anzahl an im Messprozess verwendeten Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung ebenso auf zwei begrenzt wird.
Darüber hinaus stellt sich als deutlich gewinnbringend dar, wenn bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkom- ponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der um Eins verminderten Anzahl an sich zu- mindest teilweise überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird. Bei dieser Vorgehensweise ist es somit möglich, dass die elektromagnetische Strahlung jeweils immer eine Intensität weniger aufweist als sich zumindest teilweise überlappende Strangkomponenten im Strang befinden.
Hierdurch kann es ermöglicht werden, dass Messdaten, beispielsweise die Schichtdicke einzelner Strangkomponenten und deren Verteilung über den Strangquerschnitt, bis zur Anzahl der verwendeten Intensitäten gewonnen werden. Eine Strangkomponente bleibt somit unbestimmt. Messdaten hierüber können jedoch über eine bereits notwendige Konturmessung gewonnen werden. Somit könnte der apparative Aufwand minimiert werden.
In diesem Zusammenhang ist es praxisgerecht, wenn die Koordinaten des Außenprofils des Stranges ermittelt werden. Somit könnten beispielsweise die Gesamtschichtdicke sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt bestimmt werden. Hierdurch könnten z. B. mittels einer Differenzbildung Messdaten zu einer unbestimmten Strangkomponente erzeugt werden.
Werden überdies die Koordinaten des Außenprofils des Stranges mittels eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere Lasermessverfahrens, ermittelt, so zeigt sich ein über- durchschnittliches Gesamtbild der Weiterbildung. Ein berührungsloses Messverfahren kann dahingehend von Vorteil ausgelegt werden, dass keine Beeinträchtigungen des Stranges bzw. seiner Oberfläche durch die Messung erfolgt.
Die Messung könnte hierbei vorteilhaft das gesamte Außenprofil auf einmal erfassen.
In einer weiteren, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Variante des Verfahrens wird bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung auf- weisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der Anzahl an sich überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen. Es könnten hierdurch Messdaten zu allen im Strang vorhandenen Strangkomponenten auf einmal generiert werden. Eine zu Zusatzmessung wäre nicht notwendig. Somit ist es vorteilhaft, wenn die Koordinaten des Außenprofils des Stranges nicht ermittelt werden, wodurch ein möglicherweise zusätzlich einzurichtendes Messverfahren eingespart werden könnte. Überdies stellt sich als zielführend dar, wenn die Detektion der elektromagnetischen Strahlung im Transmissions- und/oder Reflexionsverfahren durchgeführt wird. Durch die Möglichkeit, die Messung im Transmissions- oder Reflexionsverfahren durchzuführen, kann sich an eventuell vorhandene Gegebenheiten oder Einschränkungen in der Prozessumgebung einer Extrusionsanlage angepasst werden. Hierbei könnten z. B. räumliche Einschränkungen oder die Störanfälligkeit eines Messverfahrens durch den Wechsel auf das zweite Messverfahren umgangen werden. Bei der simultanen Verwendung beider Verfahren läge es zudem beispielsweise im Bereich des Möglichen, dass hierdurch die Messauflösung erhöht und/oder Messungenauigkeiten bzw. Messfehler minimiert werden.
Erfolgt das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich vonei- nander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich nicht versetzt, so stehen mittels dieser Ausführungsform des Verfahrens mehrere Varianten zur Verfügung, um an einer Messposition den unter dieser Messposition durchlaufenden Strang zu vermessen. Hierbei könnte elektromagnetische Strahlung mit mehreren Intensitäten gleichzeitig oder elektromagnetische Strahlung mit einer einzelnen Intensität jeweils zeitlich versetzt emittiert werden, wobei sich die aufeinanderfolgenden Intensitäten unterscheiden.
Ebenso ist es als Erfolg versprechend anzusehen, wenn das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich versetzt erfolgt. Mittels dieser Ausführung könnte die Erfassung von Messdaten an beispielsweise hintereinander liegenden Messpositionen erfolgen, wobei der Strang unter diesen Positionen durchläuft. Es kann somit ein räumlicher Versatz der Messpositionen gegeben sein, wobei eine jeweilige Messung mit elektromagnetischer Strahlung einer Intensität jeweilig auf eine Messposition aufgeteilt werden könnte. Die Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung würden sich dadurch zwi- sehen den Messpositionen unterscheiden.
Indem überdies das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion linienhaft und über die gesamte Breite des Stranges erfolgt, lässt sich auf einfache Art und Weise z. B. eine Schichtdickenmessung sowie deren Verteilung über den gesamten Strangquerschnitt realisieren. Erfolgt weiterhin das linienhafte Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion orthogonal zu einer Extrudierrichtung des Stranges oder in einem Relativwinkel zu dieser Extrudier- richtung, so bestünde in beiden Fällen die Möglichkeit, die gesamte Strangbreite mittels einer Messung abzudecken. Zusätzlich könnte es bei der Detektion in einem Relativwinkel möglich sein, eine Erhöhung der Auflösung über die Breite des Stranges aufgrund der Erhöhung des zu messenden Bereiches zu ermöglichen.
Hierbei kann es notwendig sein, den quasi verbreiterten Messbereich auf die eigentliche Breite des Stranges über den bekannten Relativwinkel mittels einer Winkelberechnung rück- zutransformieren.
Wird entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausprägung des Verfahrens, durch die Auswertung des durch die Detektion der elektromagnetischen Strahlung mit sich unterschei- denden Intensitäten erzeugten mindestens einen Messsignals die Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt bzw. Strang und somit ein Ist-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges ermittelt, so lässt sich detailliert eine Aussage über die Lage und/oder Koordinaten von Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquer- schnitt bzw. im Strang treffen.
Weiterführend ist es als äußerst einträglich anzusehen, wenn auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
Werden überdies auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fremdkörper innerhalb des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden, so kann dies im Rahmen einer Qualitätskontrolle zur Steigerung der Qualität beitra- gen.
Die aufgefundenen Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen und/oder Fremdkörper können beispielsweise markiert und in einem weiteren Verfahren entfernt oder ausgebessert werden. Überdies könnten Rückschlüsse über möglicherweise vorhandene Fehleinstellungen an Extrudern und/oder Extruderkomponenten und/oder eventuell vorhandene fehlerhafte Strangkomponenten gezogen werden. In einer zusätzlichen Ausführungsform, die sich als Vorteil auswirkt, wird auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stanges mit einem bekannten, vorgegebenen Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges eine Stellgröße zur Regelung der Extrusion der Strangkomponenten erzeugt. Hierdurch ließe sich in Form eines Regelkreises ein Einfluss auf veränderbare Parameter der Extruder und/oder Extruderkomponenten nehmen.
Denkbar ist, dass hierdurch eine Regelung der Extruderdrehzahl und/oder der Kontur von Extruderwerkzeugen durchgeführt wird. Somit könnte beispielsweise ein Einfluss auf das extrudierte Volumen jeweiliger Strangkomponenten bei einem Abweichen des Ist- vom Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. des Stranges genommen werden.
Überdies ist denkbar, dass sich bei gemessenen, z. B. mittels einer Kalibrierung, oder be- kannten Materialeigenschaften hinsichtlich der Absoprtionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Intensität der im Strang vorhandenen Strangkomponenten, die Bestimmung der korrekten Lage einer jeweiligen Strangkomponente im Strang ermöglicht wird. Hierdurch könnten beispielsweise mögliche Fehler bei der Bestückung von Extrudern festgestellt werden.
Erfolgen überdies die Messungen kontinuierlich während der Extrusion des Stranges und ohne Unterbrechung des Strangvorschubes, dann kann eine lückenlose Erfassung des Strangquerschnittes bzw. des Stranges ermöglicht werden.
Besonders vorteilhaft stellt sich überdies dar, wenn die elektromagnetische Strahlung aufweisend zumindest zwei sich unterscheidende Intensitäten, elektromagnetische Strahlung in zumindest zwei zu unterscheidenden Spektralbereichen ist. Hierdurch könnte die Messung beispielsweise auf verschiedene Eigenschaften der verwendeten Materialien der Strangkomponenten abgestimmt werden, um Messergebnisse mit geringen Messunsicherheiten zu erlangen. Als äußerst zweckmäßig ist es anzusehen, wenn die elektromagnetische Strahlung, Strahlung im Spektralbereich der Röntgen- und/oder Gammastrahlung ist. Dadurch kann es möglich sein, dass aufgrund der hohen Energie der Strahlungstypen der zu messende Strang mit hoher Wahrscheinlichkeit durchdrungen wird und mindestens ein Messsignal mit hohem Sig- nal-Rausch-Abstand generiert werden kann.
Über diese zwei Strahlungstypen hinaus wäre es denkbar, weitere Spektralbereiche, wie Mikrowellen- und/oder Terrahertz-Strahlung zu verwenden.
Weiterhin wird die zweitgenannte Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 19 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist den Unteransprüchen 20 bis 23 des Anspruches 19 zu entnehmen. Somit ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges vorgesehen, welche mehrere Extruder zur Herstellung des nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, sowie zumindest eine elektromagnetische Strahlung emittierende Strahlenquelle und zumindest einen elektromagnetische Strahlung detektierenden Strahlendetektor aufweist. Hierbei ist bzw. sind mittels einer Strahlenquelle oder mehreren Strahlenquellen sowie einem Strahlendetektor oder mehreren Strahlendetektoren elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, emittierbar bzw. detektierbar. Erst durch die Verwendung zumindest einer Strahlenquelle sowie eines Strahlendetektors, welche in der Lage sind elektromagnetische Strahlung mit mindestens zwei sich unterscheidenden Intensitäten zu emittieren bzw. detektieren, kann es ermöglicht werden z. B. detaillierte Messdaten bezüglich der Schichtdicke von Strangkomponenten sowie deren Verteilung über den Strangquerschnitt eines Stranges mit mindestens zwei Strangkomponenten zu erzeugen, ohne beispielsweise eine zusätzliche Konturmessung des Stranges vornehmen zu müssen.
Es ist denkbar, dass die Vorrichtung eine Strahlenquelle aufweist, welche elektromagnetische Strahlung mit zumindest zwei sich unterscheidenden Intensitäten emittieren kann.
Hierbei kann die Anzahl der Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung nach der Anzahl sich im Strang zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten richten. Möglich wäre hierbei eine Anzahl an Intensitäten, die gleich der Anzahl der sich im Strang zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten oder gegenüber dieser Anzahl um Eins vermindert ist. Ebenso denkbar wäre jedoch auch eine Anordnung mehrerer Strahlenquellen, wobei jede Strahlenquelle lediglich eine elektromagnetische Strahlung mit einer Intensität aussendet.
Für die Anordnung von Strahlendetektoren kann dies entsprechend gelten. Weiterhin wäre es möglich, dass sich die Anzahl an Strahlenquellen und Strahlendetektoren unterscheidet.
Beispielsweise ist denkbar, dass eine Strahlenquelle, die elektromagnetische Strahlung mit zwei Intensitäten emittiert, angeordnet sein kann, jedoch zwei Strahlendetektoren verwendet werden, wobei ein jeweiliger Strahlendetektor elektromagnetische Strahlung einer Intensität detektiert.
Im Allgemeinen müsste dabei die durch den angeordneten Strahlendetektor oder die angeordneten Strahlendetektoren detektierbare Anzahl an Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung gleich der Anzahl an durch die angeordnete Strahlenquelle oder die angeordneten Strahlenquellen emittierbare Anzahl an Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung sein.
Eine weitere Möglichkeit bestünde in der Verwendung eines Strahlendetektors oder mehrerer Strahlendetektoren, welcher bzw. welche eine unterschiedliche Empfindlichkeit für ver- schiedene Spektralbereiche aufweist bzw. aufweisen.
Beispielsweise könnten zwei Strahlenquellen elektromagnetische Strahlung mit zwei voneinander verschiedenen Intensitäten emittieren, wobei die elektromagnetische Strahlung einer jeden Intensität in verschiedenen Spektralbereichen angesiedelt ist. Ein Strahlendetektor, welcher eine unterschiedliche Empfindlichkeit für diese Spektralbereiche aufweist, könnte diese unter anderem gesondert verwerten.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die Anzahl der Strahlenquellen und/oder der Strahlendetektoren geringer als die Anzahl der sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten. Dies kann der Minimierung des apparativen Aufwandes dienen, wenn eine bereits notwendige Konturmessung des Stranges vorgesehen ist. Wenn weiterhin die zumindest eine Strahlenquelle Strahlung in Form eines Strahlenfächers emittiert und/oder der zumindest eine Strahlendetektor zellenförmig ausgebildet ist, so ist es z. B. möglich, den Strang in seinem Querschnittsprofil darzustellen. Durch eine Summation oder Integration der einzelnen Strangquerschnitte kann es möglich sein, den Strang diskret in seiner Gesamtheit darzustellen.
In einer erfolgverheißenden Ausführungsform der Vorrichtung ist der zellenförmig ausgebildete Strahlendetektor mit seiner Längsrichtung orthogonal oder in einem Relativwinkel zu einer Extrudierrichtung des Stranges angeordnet. Hierdurch kann es ermöglicht werden, den Strangquerschnitt über die gesamte Strangbreite auf einmal, direkt darzustellen oder die Auflösung des Strangquerschnittes durch eine Vergrößerung des zu messenden Bereiches und Umrechnung auf den tatsächlichen Strangquerschnitt zu erreichen. Überdies ist es als Erfolg versprechend anzusehen, wenn die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor gleichseitig des Stranges und/oder die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor auf gegenüberliegenden Seiten des Stranges angeordnet sind. Hierdurch kann beispielsweise den Gegebenheiten innerhalb der Produktionsumgebung Rechenschaft getragen werden. Überdies kann es somit möglich sein, Messungen im Transmissions- und/oder Reflexionsverfahren durchzuführen.

Claims

PATE NTAN S P R Ü C H E
Verfahren zur Extrusion eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, jeweils bestehend aus einem Elastomer oder einer Elastomermischung, insbesondere Kautschuk oder Kautschukmischung, wobei die Strangkomponenten Grenzflächen und/oder Stoßstellen miteinander ausbilden, die Position von Außenkoordinaten des Stranges unter Verwendung eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere eines Lasermessverfahrens, ermittelbar ist, weiterhin zur Bestimmung der Position von Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt elektromagnetische Strahlung emittiert wird, welche den Strang zumindest teilweise durchdringt, die elektromagnetische Strahlung nach dem zumindest teilweisen Durchdringen des Stranges detektiert sowie hierdurch mindestens ein Messsignal erzeugt wird und der Strang sich dabei relativ zu zumindest einer die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlenquelle bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, durchdrungen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der um Eins verminderten Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges ermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges mittels eines berührungslosen Messverfahrens, insbesondere Lasermessverfahrens, ermittelt werden.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zusammensetzung des Stranges aus mehr als zwei sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, in Abhängigkeit der Anzahl an sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, der Strang mittels elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Anzahl an sich unterscheidenden Intensitäten, die gleich der Anzahl an sich überlappenden Strangkomponenten ist, durchdrungen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten des Außenprofils des Stranges nicht ermittelt werden.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der elektromagnetischen Strahlung im Transmissionsund/oder Reflexionsverfahren durchgeführt wird.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich nicht versetzt erfolgt.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten gleichzeitig oder zeitlich versetzt und räumlich versetzt erfolgt.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion linienhaft und über die gesamte Breite des Stranges erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das linienhafte Durchdringen des Stranges mittels elektromagnetischer Strahlung mit sich voneinander unterscheidenden Intensitäten und deren Detektion orthogonal zu einer Extrudierrichtung des Stranges oder in einem Relativwinkel zu dieser Extrudierrichtung erfolgt.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswertung des durch die Detektion der elektromagnetischen Strahlung mit sich unterscheidenden Intensitäten erzeugten mindestens einen Messsignals, die Koordinaten der Grenzflächen und/oder Stoßstellen und/oder der Verteilung der Strangkomponenten im Strangquerschnitt bzw. Strang und somit ein Ist-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges ermittelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fehlstellen und/oder Dünnstellen und/oder Unterbrechungen des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stranges Fremdkörper innerhalb des Stranges bzw. einzelner Strangkomponenten aufgefunden werden.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis eines Soll- Ist- Vergleiches des ermittelten Ist-Zustandes des Strangquerschnittes bzw. Stanges mit einem bekannten, vorgegebenen Soll-Zustand des Strangquerschnittes bzw. Stranges eine Stellgröße zur Regelung der Extrusion der Strangkomponenten erzeugt wird.
17. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen kontinuierlich während der Extrusion des Stranges und ohne Unterbrechung des Strangvorschubes erfolgen.
18. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich un- terscheidende Intensitäten, elektromagnetische Strahlung in zumindest zwei zu unterscheidenden Spektralbereichen ist.
19. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung, Strahlung im Spektralbereich der Röntgen- und/oder Gammastrahlung ist.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisend mehrere Extruder zur Herstellung eines nicht rotationssymmetrischen Stranges aus mindestens zwei, insbesondere drei, sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten, sowie zumindest eine elektromagnetische Strahlung emittierende Strahlenquelle und zumindest einen elektromagnetische Strahlung de- tektierenden Strahlendetektor, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Strahlenquelle oder mehreren Strahlenquellen sowie einem Strahlendetektor oder mehreren Strahlendetektoren elektromagnetische Strahlung, aufweisend zumindest zwei sich voneinander unterscheidende Intensitäten, emittierbar bzw. detektierbar ist.
21 . Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Strahlenquellen und/oder der Strahlendetektoren geringer ist als die Anzahl der sich zumindest teilweise überlappenden Strangkomponenten.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlenquelle Strahlung in Form eines Strahlenfächers emittiert und/oder der zumindest eine Strahlendetektor zellenförmig ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zellenförmig ausgebildete Strahlendetektor mit seiner Längsrichtung orthogonal oder in einem Relativwinkel zu einer Extrudierrichtung des Stranges angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor gleichseitig des Stranges oder die zumindest eine Strahlenquelle und der zumindest eine Strahlendetektor auf gegenüberliegenden Seiten des Stranges angeordnet sind.
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