IT9021636A1

IT9021636A1 - Procedimento per azionare un impianto di estrusione di film soffiati ed impianto di estrusione di film soffiati attrezzato per tale procedimento

Info

Publication number: IT9021636A1
Application number: IT021636A
Authority: IT
Inventors: Hartmunt Halter
Original assignee: Reifenhaeuser Masch
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-04-04
Also published as: DE4013610A1; US5110518A; ES2026374A6; GB2237236A; JPH072363B2; FR2653702B1; GB2237236B; JPH03164227A; DE4013610C2; FR2653702A1; IT1243072B; IT9021636A0; GB9019295D0

Description

Descrizione di un'invenzione avente titolo:

"PROCEDIMENTO PER AZIONARE UN IMPIANTO DI ESTRUSIONE DI FILM SOFFIATI ED IMPIANTO DI ESTRUSIONE DI FILM SOFFIATI ATTREZZA-TO PER TALE PROCEDIMENTO"

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un procedimento per azionare un impianto di estrusione di film soffiati per la produzione di un film di plastica mediante materiale sintetico termoplastico, in cui l'impianto di estrusione di film soffiati presenta una testa soffiante e su questa un ugello a fessura anulare con relativo labbro di metallo interno e/o esterno estendentesi tutt'intorno e chiuso per l'emissione del materiale sintetico termoplastificato, nonché un dispositivo per la soffiatura del film tubolare, ed in cui nella zona dell'ugello a fessura anulare lo spessore del film di plastica viene sottoposto ad una correzione degli errori di spessore in funzione dei corrispondenti valori misurati. L'invenzione concerne inoltre un impianto di estrusione di film soffiati che è attrezzato per il procedimento secondo l'invenzione. E' chiaro che il dispositivo per la soffiatura del film tubolare in uscita dalla testa soffiante può produrre sulla bolla di film anche un raffreddamento interno. La bolla di film viene continuamente appiattita e forma il film di plastica che viene avvvolto come film tubolare appiattito, sotto forma di due nastri monostrato oppure a due strati, formando una bobina. Gli errori di spessore si verificano nei film di plastica per diversi motivi, ad esempio per il fatto che i componenti dell'ugello a fessura anulare non possono essere approntati di forma perfettamente circolare per ragioni tecniche di fabbricazione e non possono essere disposti idealmente concentrici l'uno con l’altro. Tuttavia gli errori di spessore possono dipendere anche da gradienti termici del film tubolare, da differente distribuzione della massa e da altri disturbi. La correzione degli errori di spessore è necessaria in quanto l'ulteriore lavorazione dei film di plastica con strette tolleranze richiede uguale spessore della pellicola, ed inoltre anche per assicurare che i film di plastica siano avvolti in modo sufficientemente esatto formando una bobina di contorno cilindrico. L'espressione che nella zona dell'ugello a fessura anulare lo spessore del film di plastica viene sottoposto ad una correzione degli errori di spessore in funzione dei valori di spessore misurati, significa che in questo ounto si influisce sul tubolare di film e che di conseguenza lo spessore del film di plastica viene influenzato indirettamente attraverso detto tubolare.

Per determinare gli errori di spessore è possibile eseguire una corrispondente misurazione sul tubolare o direttamente sul film di plastica prima del suo avvolgimento per formare la bobina, ma si può effettuare anche una determinazione indiretta e misurare a tal fine il contorno della bobina in formazione.

Nel procedimento noto, da cui prende le mosse l'invenzione (DE 2950003, DE 3002903), si sfrutta il comportamento reologico dipendente dalla temperatura del film tubolare al fine della correzione degli errori di spessore. Risulta un raffreddamento o riscaldamento differente per zone. A tal fine la testa soffiante nella zona dell'ugello a fessura anulare è suddivisa in settori di termostatizzazione, che vengono comandati dal dispositivo per misurare la curva degli errori di spessore attraverso un calcolatore. Ciò influisce negativamente sulla qualità estetica dei film di plastica prodotti. Inoltre, l'effetto di correzione raggiunto necessita abbondantemente di miglioramenti. Nella maggior parte dei casi si deve effettuare poi una distribuzione degli errori durante l'avvolgimento del film di plastica per formare la bobina. Per ottenere ciò o si pone in movimento periodico, per lo più oscillante con moto alterno, la testa soffiante con l'ugello a fessura anulare e/o si muove opportunamente periodicamente il cosiddetto dispositivo di appiattimento. Ciò è dispendioso.

L'invenzione si pone il compito di eseguire il procedimento descritto inizialmente in modo che sia possibile ottenere una correzione degli errori di spessore sostanzialmente migliorata rispetto agli accorgimenti noti.

Per risolvere questo problema l'invenzione insegna che si lavora con almeno un labbro elasticamente deformabile dell'ugello a fessura anulare, che il labbro elasticamente deformabile viene precaricato mediante almeno uno degli elementi di regolazione distribuiti sulla sua circonferenza agenti sostanzialmente in direzione radiale, e che la correzione degli errori di spessore si effettua attraverso la deformazione e-1astica di questo labbro provocata dagli elementi di regolazione agenti in direzione radiale. Nel quadro dell'invenzione si lavora preferibilmente con un labbro esterno, deformabile elasticamente, dell'ugello a fessura anulare, perchè un labbro esterno può essere collegato con facilità agli elementi di regolazione. Tuttavia, specialmente nelle teste soffianti con ugelli a fessura anulare di diametro maggiore, è possibile operare anche con un labbro interno elasticamente deformabile dell'ugello a fessura anulare. E' possibile la combinazione di entrambi gli accorgimenti. Inoltre secondo l'invenzione, in caso di misurazione diretta o indiretta sufficientemente precisa della curva degli errori di spessore del film di plastica, è possibile rinunciare del tutto agli accorgimenti per la distribuzione degli errori, come ad esempio la rotazione nei due sensi della testa soffiante e/o di un dispositivo di appiattimento, e produrre ciò nonostante una bobina con contorno cilindrico molto preciso.

Per misurare gli errori di spessore si hanno a disposizione i più disparati procedimenti. Se si tratta di una misurazione diretta degli errori di spessore sul film di plastica, è possibile operare con misurazione radioscopica. E' però possibile operare anche con misurazioni della temperatura nella zona del film tubolare in uscita dall'ugello a fessura anulare. Se si effettua una misurazione indiretta degli errori di spessore del film di plastica, si ha la possibilità di misurare il contorno della bobina in formazione ed in caso di scostamento di questo contorno da quello cilindrico prestabilito, di eseguire la correzione degli errori di spessore. S'intende che in tal caso si opera con i dispositivi di misura e regolazione usuali e con l'ausilio di un calcolatore

Se si opera con il procedimento secondo l'invenzione, si dispone generalmente sulla circonferenza del labbro elasticamente deformabile dell'ugello a fessura anulare una pluralità di elementi di regolazione. Si può operare, per esempio, con 50-100 elementi di regolazione. Il labbro esterno dell'ugello a fessura anulare subisce attraverso il precarico una sollecitazione di compressione. Il labbro interno dell'ugello a fessura anulare subisce attraverso il precarico una sollecitazione di trazione. In ogni caso, il labbro o i labbri precaricati dell'ugello a fessura anulare è/sono in certo qual modo supportati sugli elementi di regolazione, e precisamente come una trave continua, visto/i sotto il profilo della statica e nello sviluppo. L'invenzione si basa sulla cognizione del fatto che un labbro elasticamente deformabile dell'ugello a fessura anulare, cosi disposto e supportato staticamente, può essere deformato a zone per la correzione degli errori di spessore senza perturbare tutto il complesso, spostando opportunamente l'elemento di regolazione, azionato inoltre per la correzione degli errori. Questa deformazione può essere, rispetto allo spessore della fessura anulare, una deformazione positiva o negativa su ogni labbro dell'ugello a fessura anulare.

In particolare si hanno più possibilità di ulteriore sviluppo del procedimento. Gli elementi di regolazione possono essere azionati con spostamento diverso da un elemento all'-altro o a gruppi sulla circonferenza del labbro dell'ugello a fessura anulare. Nel quadro dell'invenzione si può lavorare con i più disparati elementi di regolazione. Nel più semplice dei casi, è possibile operare con viti che vengono spostate a mano oppure mediante motori associati, al fine della correzione degli errori di spessore. Tuttavia si lavora in generale con elementi di regolazione che possono essere facilmente integrati come organi di regolazione in corrispondenti comandi o circuiti di regolazione. In tale contesto una forma di realizzazione preferita dell'invenzione è caratterizzata dal fatto che si lavora con elementi piezoelettrici di regolazione e che per regolare il precarico questi elementi piezoelettrici vengono alimentati con una tensione elettrica di uscita, e che questa tensione di uscita viene variata per correggere gli errori di spessore. In particolare è consigliabile in tal caso, per ragioni di simmetria, operare con elementi di regolazione identici e distribuirli equidistanti sulla circonferenza del.rispettivo labbro dell'ugello a fessura anulare. Tali elementi di regolazione sono noti di per sè, come pure in gruppi di calibratura di un dispositivo di estrusione per materiale sintetico termoplastico (DE 3427 915). Il comportamento di un labbro elasticamente deformabile di un ugello a fessura anulare per effetto degli elementi di regolazione applicati ed azionati conformemente al procedimento secondo l'invenzione può essere stabilito sperimentalmente. E' possibile tuttavia anche un'esatta analisi di calcolo, con i mezzi messi a disposizione dalla moderna meccanica teorica' e: con l'applicazione dell'analisi degli elementi finiti. E' chiaro che le deformazioni prodotte attraverso gli elementi di regolazione sono molto piccole, ad esempio dell'ordine dei μ. Tuttavia esse sono sufficienti sorprendentemente per correggere gli errori di spessore. In generale si progetteranno i labbri degli ugelli a fessura anulare in modo che si possano ottenere corse di deformazione fino a 200μm, il che consente, con una larghezza della fessura anulare di circa un millimetro, un'influenza del 20% sulle tolleranze di spessore.

Oggetto dell’invenzione è anche un impianto di estrusione di film soffiati del tipo descritto inizialmente, attrezzato per eseguire il procedimento secondo l'invenzione. A tal fine è previsto almeno un labbro elasticamente deformabile dell'ugello a fessura anulare, tale labbro presentando elementi di regolazione distribuiti sulla sua circonferenza, agenti sostanzialmente in direzione radiale, e questi elementi di regolazione essendo inclusi come organo di regolazione in un dispositivo per la correzione degli errori di spessore. Rientra nell'ambito dell'invenzione il fatto che il labbro a fessura anulare presenti sul suo lato distante dalla fessura conformazioni atte a favorire la deformazione, per esempio scanalature estendentisi in direzione assiale. In questo impianto di estrusione di film soffiati gli elementi di regolazione sono realizzati preferibilmente come elementi piezoelettrici che definiscono con una tensione di uscita prestabilita una posizione di partenza precaricata del labbro o dei labbri dell'ugello a fessura anulare, la correzione degli errori di spessore effettuandosi mediante variazioni Dositive e negative differenti della tensione di uscita nei singoli elementi di regolazione o nei singoli gruppi di elementi di regolazione.

L'invenzione viene illustrata più compiutamente nel seguito con riferimento ai disegni che rappresentano un solo esempio di realizzazione, in cui:

la fig. 1 mostra lo schema di un impianto che è attrezzato per il procedimento secondo l'invenzione per l'azionamento dello stesso,

la fig. 2 mostra, in scala sostanzialmente ingrandita, una sezione in direzione A-A dell'oggetto di fig. 1, con ugello a fessura anulare ed elementi di regolazione,

la fig. 3 è una rappresentazione grafica che illustra il procedimento secondo l'invenzione.

L’impianto di estrusione di film soffiati mostrato in fig. 1 è attrezzato per la produzione di un film di plastica mediante materiale sintetico termoplastico. L'impianto di estrusione di film soffiati comprende un estrusore 1, una testa soffiante 2 provvista di un ugello 3 a fessura anulare circolare, con labbro esterno 4 chiuso, circonferenziale, che è preferibilmente di acciaio. L'ugello 3 a fessura anulare è predisposto per l'emissione del film tubolare termoplastico 5. E1 previsto un dispositivo per la soffiatura del film tubolare 5 a forma di bolla 6, che produce contemporaneamente uno scambio di aria interna e quindi un raffreddamento interno. Nell'esempio di realizzazione la bolla 6 viene compressa mediante un dispositivo di appiattimento 7 e suddivisa in due nastri 8 di film di plastica, di cui è mostrato quello di destra. Esso viene avvolto in modo da formare una bobina 9, che presenta una forma in pratica perfettamente cilindrica. A tal fine si prendono particolari misure. Si riconosce un dispositivo 10a per misurare la curva degli errori di spessore sulla bolla 6 ed in più si effettua in 10b una misurazione del contorno della bobina 9 onde accertare scostamenti dalla forma cilindrica. Nella zona dell'ugello 3 a fessura anulare si effettua una correzione degli errori di spessore in funzione dei valori misurati della curva degli errori di spessore, e precisamente con particolari elementi di regolazione 11.

In fig. 2 sono indicati mediante frecce alcuni dei numerosi elementi di regolazione 11 distribuiti sulla circonferenza del labbro esterno 4 dell'ugello a fessura anulare. Da un'osservazione comparativa delle figg. 1 e 2 si rileva che il labbro 4 è previsto deformabile. A tale scopo è evidenziato in fig..2, in un particolare ingrandito B, mediante una linea 12 a tratto e punto, che il diametro del labbro 4 dell'ugello a fessura anulare e, rispettivamente, la sua circonferenza è variabile per effetto degli elementi di regolazione 11. Inoltre, in un particolare ingrandito C è evidenziato in modo fortemente esagerato, mediante una linea 13 a tratto e punto, che sono possibili opportune deformazioni anche per zone. Le deformazioni sono possibili mediante il precarico, in modo da aumentare o ridurre lo spessore della fessura anulare. Per produrre il precarico si collegano al labbro 4 e si azionano gli elementi di regolazione 11 distribuiti sulla sua circonferenza ed agenti sostanzialmente in direzione radiale. I dispositivi 10a, 10b per la misura della curva degli errori di spessore operano sugli elementi di regolazione 11 attraverso un calcolatore 14 per la correzione degli errori di spessore. Il labbro 4 dell'ugello a fessura anulare può presentare sul suo lato esterno, rivolto in senso opposto alla fessura, conformazioni atte a favorire la deformazione, e precisamente scanalature 15 estendentisi in direzione assiale, come illustrato in fig. 2 lungo un tratto.

Nell'esempio di realizzazione gli elementi di regolazione 11 possono essere realizzati come elementi piezoelettrici. Essi, nell'esempio di realizzazione, con una tensione elettrica di uscita prestabilita determinano una posizione di partenza del labbro 4 precaricata mediante sollecitazione di compressione. Questo carico di compressione, risulta in direzione radiale ed è evidenziato sugli elementi di regolazione 11, in fig. 2, da frecce 16 rivolte radialmente verso l'interno. La correzione degli errori di spessore si effettua mediante variazioni positive e negative differenti della ten--sione di uscita nei singoli elementi di regolazione 11 oppure in singoli gruppi di elementi di regolazione. Queste variazioni provocano variazioni del carico del labbro 4 che si sovrappongono al precarico di compressione e sono evidenziate in fig. 2 da doppie frecce 17 tracciate sottili. Risultano così delle deformazioni zonali che producono la correzione degli errori di spessore.

In fig. 3 si osserva una rappresentazione grafica inferiore. L'asse delle ascisse corrisponde in lunghezza ad uno sviluppo del labbro 4 dell'ugello a fessura anulare. Sulla sua circonferenza sono distribuiti più elementi piezoelettrici di regolazione 11, quindi molti di più di quanti mostrati in fig. 2 corrispondentemente ai tratti dell'asse delle ascisse. La rappresentazione grafica centrale di Fig. 3 mostra la curva degli errori di spessore per la larghezza dell'intero film di plastica definito dalla bolla 6 associata all'ugello 3 a fessura anulare.

Sull'asse delle ordinate della rappresentazione grafica centrale di fig. 3 sono riportati in percentuale gli errori di spessore. Si è effettuato il rilevamento con il dispositivo IOa per la misurazione della curva degli errori di spessore, che è mostrato in fig. 1. Se l'asse delle ascisse della rappresentazione grafica centrale rappresenta la linea zero per gli errori di spessore, si riconoscono nel campo (+)- errori di spessore positivi e nel campo (-)- errori di spessore negativi, che sono distribuiti sulla circonferenza della bolla 6 di film di plastica. La rappresentazione grafica superiore di fig. 3 coincide, per quanto concerne l'asse delle ascisse e l'asse delle ordinate, con la rappresentazione grafica centrale di fig. 3. Essa illustra la correzione degli errori di spessore ottenuta secondo l'insegnamento dell'invenzione. Si osserva che gli errori di spessore positivi e quelli negativi sono diventati sostanzialmente minori ed in certe zone essi sono scomparsi praticamente del tutto. Per spiegare la correzione degli errori di spessore si rimanda nuovamente alla rappresentazione grafica inferiore di fig. 3. L'asse delle ordinate indica in questa rappresentazione grafica la tensione di uscita, con cui si sono alimentati gli elementi piezoelettrici di regolazione distribuiti sulla circonferenza, e precisamente a forma di blocchi di tensione U. In tal modo si è generato nel labbro 4 un precarico di compressione. Si sono applicate agli elementi di regolazione 11 tensioni elettriche sovrapposte negative e positive in funzione degli errori di spessore esistenti nella curva della rappresentazione grafica centrale della fig. 3 e come risultato si è potuta ottenere la correzione degli errori mostrata, molto sorprendente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per azionare un impianto di estrusione di film soffiati per la produzione di un film di plastica mediante materiale sintetico termoplastico, in cui l'impianto di estrusione dei film soffiati presenta una testa soffiante e su questa un ugello a fessura anulare con labbro di metallo interno e/o esterno estendentesi tutt'intorno e chiuso per l'emissione del materiale sintetico termoplastificato, nonché un dispositivo per la soffiatura della bolla di film, ed in cui nella zona dell'ugello a fessura anulare lo spessore del film di plastica viene sottoposto ad una correzione degli errori di spessore in funzione dei valori di spessore misurati, caratterizzato dal fatto che si lavora con almeno un labbro dell'ugello deformabile elasticamente, che il labbro dell'ugello deformabile elasticamente viene precaricato mediante almeno uno degli elementi di regolazione distribuiti sulla sua circonferenza, agenti sostanzialmente in direzione radiale, e che la correzione degli errori di spessore si effettua attraverso la deformazione elastica di questo labbro provocata dagli elementi di regolazione agenti in direzione radiale.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si lavora con un labbro esterno deformabile elasticamente dell'ugello a fessura anulare.
3. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che si lavora con un labbro interno deformabile elasticamente dell'ugello a fessura anulare.
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di regolazione vengono azionati con spostamento diverso da un elemento all'altro oppure a gruppi sulla circonferenza del labbro dell'ugello a fessura anulare.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che si lavora con elementi piezoelettrici di regolazione e che questi ultimi vengono alimentati con una tensione d'uscita per regolare il precarico, e che questa tensione d'uscita è fatta variare per correggere gli errori di spessore.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che si lavora con elementi di regolazione identici.
7. Impianto di estrusione di film soffiati per eseguire il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, che Dresenta la struttura fondamentale descritta nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è previsto almeno un labbro (4) deformabile elasticamente dell'ugello a fessura anulare, questo labbro (4) presentando elementi di regolazione (11) distribuiti sulla sua circonferenza, agenti sostanzialmente in direzione radiale, e questi elementi di regolazione (11) essendo inseriti come organo di regolazione in un dispositivo per la correzione degli errori di spessore.
8. Impianto di estrusione di film soffiati secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (10a, 10b, 14) presenta un calcolatore (14) per la correzione degli errori di spessore.
9. Impianto di estrusione di film soffiati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7 o 8, caratterizzato dal fatto che il labbro (4) dell'ugello a fessura anulare presenta sul suo lato rivolto in senso opposto alla fessura conformazioni (15) atte a favorire la deformazione, ad esempio scanalature estendentisi in direzione assiale.
10. Impianto di estrusione di film soffiati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che gli elementi di regolazione (11) sono realizzati come elementi piezoelettrici di regolazione, che definiscono con una tensione di uscita prestabilita una posizione di partenza precaricata.(12), mediante sollecitazione di compressione, del labbro (4) dell’ugello a fessura anulare, ed ove la correzione (13) degli errori di soessore si effettua mediante variazioni positive o negative differenti della tensione elettrica di uscita nei singoli elementi di regolazione (11) o in singoli gruppi di elementi di regolazione.