DE1504660A1 - Anordnung zur selbsttaetigen Staerkeregelung von Materialien - Google Patents

Description

• Beschreibung Regelvorrichtung für die Dicke von Kunststoffbahnen.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Dicke von durch Strangpressen oder Giessen hergestellten Kunststoffbahnen mit einer Extrudereinrichtung, mit einer Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Bahndicke, die in Querrichtung Aber die Bahn hin- und hergeführt wird, und hierdurch ein der eweiligen Dicke der Bahn entaprechendes Ausgangssignal an eine Einstellvorrichtung liefert, die aus mehreren jeweils bestimmten Meesstellenabschnitten zugeordneten Einzelstellvorrichtungen besteht, und mit einer Steuervorrichtung, welche die nacheinander anfallenden Ausgangesignale der Abtastvorrichtung nach einer vorgegebenen Funktion, beispielsweise entsprechend der Schrumpfung der Bahn, auf die Einzeleinstellvorrichtung verteilt und welche einon Hilfskreis aus zwei parallel geschalteten Potentiometer aufweist1 deren Abgriffspotentiale an einen Verstärker angeschlossen sind, sobei ein Abgriff abhängig von der Stellung der Abtasteinrichtung vorgesteuert und der andere Abgriff tiber einen an den Verstärkerausgang angeschlossenen, den Wahlschalter antreibenden Motor auf Nullabgleich der Verstnrkereingangsspannung nachgesteuert wird.
• Werden Kunststoffbahnen durch Strangpressen oder Giessen hergestellt, lassen sich in der Regel Dicke-Schwanicungen über die Breite der hergestellten Kunststoffbahn nicht vermeiden. Die Abweichungen der Dicke von einem Sollwert können auf Abnutzungen der Extrudereinrichtung, insbesondere der Lippen derselben oder auf einer aber die Breite der Kunststoffbahn unterschiedlichen Zuführung des zu extrudierenden materials beruhen. Auch Änderungen des Pumpdrucks sowie der Temperatur und Viskosität des Materials können Dicke-Schwankungen zur Folge haben. Bei diesen Dicke-Schwankungen ist nun zu beobachten, dass die Abweichung der Dicke von einem Sollwert an der Mündung des Extruders nicht notwendigerweise der endgültigen Dickeabweichung der Kunststoffbahn an der Aufwickelstelle entspricht. Vielmehr sind die Dickeabweichungen an der Mündung des Extruders über die Breite der Kunststoffbahn ande-s verteilt als an der Aufwickelstelle. Diese Erscheinung ist besonders häutig bei der Herstellung von Zellophan, orientierten Polyester bahnen und gestreckten Polyolifinbahnen zu beobachten und hängt mit der Art des Weitertransportes der Kunststoffbahn von der Extrudermündung zur Aufwickelstelle und von dem Aufwickelvorgant ab.
• Insbesondere ändert sich die Breit der Kunststoffbahn. Zellophan z. B. neigt zum Schrumpfon, weil es seinen chemischen Aufbau wNhrend der Verarbeitung ändert. Eine streckung anderer Kunststofffilme in Längs- oder Querrichtung zum Zwecke der Verbesserung ihrer physikalischen Eingenschaften verändert ebenfalls die Breite der Bahn.
• Noch nicht zwa Stande der Technik gehören Vorschläge zur Ausgestaltung von Regelvorrichtungen, welche auch solche Dickeabweichungen beseitigen, die an einer bestimmten Stelle längs der Breite der Bahn an der Extrudermündung entstehen, aber als endgültige Dickeabweichungen an einer anderen Stelle der Breite an der Aufwickelstelle erscheinen. Nach einem dieser Vorschläge ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die nacheinander anfallenden Ausgangseignale der quer über die Kunststoffbahn bewegten Abtastvorrichtung bzw. des Messaufnehmers nach einer vorgegebenen Funktion auf einzelne Stelivorrichtungen verteilt. Die Steuervorrichtung beeinflusst dabei die Bewegung eines Wahl- oder Drehschalters, welcher über Relais ein in einen Regler erzeugtes Stellsignal nacheinander auf die einzelnen Stellvorrichtungen umschaltet. Nach einem anderen Vorschlag werden der Messaufnehrner und der Drehschalter gemeinsam angetrieben und zwischen demDrehschalter und den Relais bzw. den Stellvorrichtungen sind Klemmbretter vorgesehen, die durch entsprechende Verdrahtung verschiedene Zuordnungen nach Art von Programmen zwischen den einzelnen vom Messaufnehmer Uberstrichenen Nessabschnitten und den jeweiligen Stellabschnitten zulassen.
• Bei diesen noch nicht bekanntgewordenen Vorrichtungen besteht jedoch das Problem, die Bewegung des Messauinehmers quer über die Kunststoffbahn mit der Bewegung des Dreh- oder Wahlschalters derart zu koordinieren, dass auch bei schwankender Breite der Kunststoffbahn einer Bewegung des Messaufnahmers über die jeweilige Breite der Kunststoffbahn immer eine vollständige Bewegung des Drehschalters ueber einen bestimmten, in der Regel seinen vollständigen Einstellbereich zuseordnet ist.
• Dieses Problem löst eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die sich erfindungsgemäss dadurch kennzeichnet, dass dem von der Abtasteinrichtung vorgesteuerten Potentiometer ein Leitungszweig mit zwei Potentiometern parallel geschaltet ist, zwischen deren Angriffen das nachgesteuerte Potentiometer geschaltet ist, und dass die Abgriffe durch eine die Bahnbreite abfühlende Einrichtung in eine. der jeweiligen Bahnbreite antsprechonde Lage eingestellt werden, so dass der Wahlschalter urbha:ngig von der Bahnbreite.bei jeder Hin- und Herbewegung der Abtastvorrichtung alle Einstellvorrichtungen nacheinander einschaltet. Bei dieser Vorrichtung bleibt die Zuordnung zwischen den einzelnen Messabschnitten und den Stellabschnitten und damit die Regelgenauigkeit auch dann erhalten, wenn die Breite der Kunststoffbahn starkt schwankt.
• Die Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schemetischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Teilschaltbild zu Fig. 1, Fig. 3 e-ine-Ansicht der Klemmbretter.
• Beim in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Ne esaufnetLmer für die- Dicke einer Kunststoffbahn 10 eine Strahlungsquelle ii und einen Empfänger 12, die gemeinsam mittels eines Klotors 13' in Richtung der Breiteder Kunststoffbahn hin- und herbewegt werden. Der Empfänger 12 gibt ein der Dicke der Bahn entsprechendes Signal ab. Die Strahlungsquelle und der Empfänger können von beliebiger bekannter Ausführungsforn sein, um die Dicke durch Dämpfung oder Absorption von Strahlung zu ermitteln. Als Strahlung lassen sich beispielsweise Betastrahlen, Röntgenstrahlen oder eine optische Strahlung wie ultravilettes, sichtbares oder Infrarotlicht verwenden. Das sicl; entsprechend der Dicke der Bahn ändernde Signal wird im Schaltkreis 14 mit einer einstellbaren Bezugsspannung aus einer Quelle 15 verglichen, Aus diesem Vergleich wird ein Signal erhalten, des sich entsprechend der Abweichung der Dicke der Bahn von der vorgewählten Solldicke ändert. Die Grösse der Abweichung wird vorzugsweise mittels einer Schleifdrahtanordnung bestimmt, die mit einer Wiedergabeeinrichtung, beispielsweise einem Messstreifen-Aufzeichnungsgerät (nicht veranschaulicht) gekoppelt ist. Ein elektronischer Motordrehzahlregler 16 (beispielsweise ein unter dem Handelsnamen "Thymotrol" von der General Electric Company auf den Markt gebrachter Drehzahlregler) nimmt das Abweichungssignal auf und liefert ein entsprechendes Stellsignal zur Einstellung der Richtung und Drehzahl von Stellmotoren 19 entsprechend dem Vorzeichen und der Grösse der Dickenabweichung.
• Die Auswahl des richtigen Stellmotors erfolgt mittels eines Motors 13, der mit detn beweglichen oder rotierenden Kontakt eines mehrpoligen Drehschalters 17 mechanisch gekuppelt ist. Unter rotierend wird hierbei die Hin- und Herbewegung eines Schaltarmes über einen Kreisbogen verstanden. nährend der Messaufnehmer 11, 12 über die Bahn hin- und herfährt, wird der Arm über einen vorbestimmten Bogen am Drehschalter 17 bewegt. Der Arm ist mit einer Stromquelle verbunden und schaltet jeweils ein bestimmtes Relais einer Relaisgruppe 18 ein, deren Relais einzeln mit den Stellmotoren 19 gekuppelt sind. Die Verschaltung des Drehschalters und der Relais ist, ggf. unter Einschaltung von Hilfrelais, so getroffen, dass sämtliche Relais 18 betätigt werden, wenn sich Messaufnehmer auf den Rand der Bahn zu bewegt, wahrend beim Riicklauf des Aufnehmers die Relais ausser Betrieb sind, bis der Auf nehnier einen Weg zurückgelegt hat, der ungefähr ein Drittel der Breite der Bahn entspricht. Diese Arbeitsweise wiederholt sich nach jeder Unikehrung der Querbewegung. Eine solche Betriebsweise ist erforderlich, um eine Uberkorrektur zu vermeiden, da sich die Korrektur unmittelbar nach der Umkchrung der Dickenabtastung noch nicht ausgewirkt hat. Die Festlegung von Einzelheiten dieser Betriebsweise und die Auswahl der Anzahl der jeweils ausser Betrieb zu setzen den Motoren folgen wahlweise entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit der Bahn und der Gschwindigkeit der Abtastung, welche zusammen die Totzeit, d. h. die Dauer der Nacheilung des Stellvorgange gegenüber dem Messvorgang bestimmen. Jeweils bei Betätigung eines Relais 18 verbindet dieses den Ausgang des Drehzahlreglers 16 mit einem der Stelltnotore 19.
• Der Wahl- oder Drehschalter 17 ist mit den Relais 18 über zwei Klemmbretter 20 und 23 verbunden. Vom Drehschalter 17 zum Klemmbrett 20 führt ein vieladriges Kabel, vorzugsweise mit 120 Adern, welche nacheinander unter Strom gesetzt werden, wenn der Schaltarm des Drehschalters 17 über den Kreisbogen läuft. jede Ader des vieladrigen Kabels endet an einem Anschluss 21, der eine Klinke zur Aufnahme eines lösbaren Schaltdrahtes 22 aufweist. Die Schaltdrähte enden an Anschlüssen 24 des Klemmbrettes 23, vgl.
• Fig. 3, wobei dieses Klemmbrett jedoch eine Kleinere Anzahl von Anschlüssen aufweist. Von den Anschlüssen 24 führt ein Kabel 25 zu den Relais 18. Mit Hilfe der Klemmbretter und der Schaltdrähte lässt sich Programm festlegen, nachdem die einzelnen, die Stellmotoren 19 steuernden Relais betätigt werden. Das Programm wird anhand der Schrumpf- oder Streckmuster der jeweils zu verarbeitenden Kunststoffbahn ausgewählt.
• Der zum Antrieb des Dreh- oder Wahlschalters vorgesehene Motor 13 wird über eine Steuervorrichtung gesteuert, welche den in Fig. 2 genauer gezeigten Widerstandekreis 9 umfasst. Der Widerstandskreis ist von einer Spannungsquelle 2&, einer Batterie, an den Punkten 27 und 28 gespeist und ist an den Punkten 29 und 30 mit den Eingangsklemmen eines lZerstärkers 31 verbunden. Der Verstärkerausgang betätigt den mit dem Potentiometer 32 mechanisch gekoppelten Motor 13 derart, dass der Motor 15 das Potentiometer 32 in der erforderlichen Richtung einstellt, um den punkt 30 auf das selbe Potential wie den Punkt 29 zu bringen. Der Punkt 29 ist der Schleifer eines Potentiometers 33, der mit der Bewegung des Klessaufnehmers mechanisch gekuppelt ist, so dass das Potential des Punktes 29 der jeweiligen Stellung des Messaufnehmers entspricht.
• Das Potential am Punkt 29 schwankt zwischen den Potentialen der Punkte 27 und 28, wenn der messaufnehmer zwischen seinen extremen Lagen mittels des Motors 13' hin- und herbewegt wird. Der über den Ausgang des Verstärkers 31 gesteuerte Motor 13 machte eine entsprechende Nachlaufbewegung und hält den Punkt 30 auf demselben Potential wie den Punkt 29, es sei denn, der Schleifer 29 befindet sich auf einem Potential oberhalb dessen des Punktes 37 oder unterhalb dessen des Punktes 36. In diesen Fällen hat der Schleifer 30 des PotenQiomet. rs 32 eine seiner beiden Endstellungen und gleichzeitig der Drehschalter 17 eine seiner beiden Endstellungen früher erreicht, als der Schleifer 29 des Potentiometers 33, so dass der vollen Bewegung des Drehschalters 17 über seine Quer-Kreisbahn nur ein Teil der bewegung des Messaufnehmers zugeordnet ist. Die Grösse der Potentiale an den Punkten 36 und 37 und damit die jeweilige Zuordnung ist durch Potentiometer 34 und 35 bestimmt, welche mechanisch, nicht gezeigt, mit Randdüsen 43 einer Abtasteinrichtung für die Breite der Bahn gekuppelt sind. Die Potentiale der Schleifer bzw. Punkte 36 und 37 hängen daher von der Breite der Bahn ab, wobei die Schleifer ihren jeweiligen Bereich (36A bis 36B bzw. 37A bis 37B) überstreichen, wenn sichddit Lage der beiden Bahnränder jeweils zwischen zwei Grenzlagen verschiebt.
• Die beiden Potentiometer 34 und 35 dienen also zur Koordination der Drehung des Wahlschalterarmes mit der Bewegung des Messaufnehmers derart, dass der Wahlschalterarm das Ende seiner Bogenbahn erreicht, wenn der Punkt 29 auf das Potential des Punkts 36 gelangt. Die Schaltungskomponenten sind derart bemessen, dass dies der Fall ist, wenn die Iesseinricntung den Rand der Bahn erreicht.
• In ähnlicher Weise steuert der Punkt 37 die Drehung der Auswahleinrichtung des Drchschalters in entgegengesetzter Richtung. Jiderstände 38 und 39 dienen der Verbesserung der Linearität der Beziehung zwischen den Lai-en der Bandränder und der Potentiale an den Punkten 36 bzw. 37. Mit Hilfe eines Widerstandes 40 wird der Strom und entsprechena die Spannung zwischen den Punkten 36 und 37 begrenzt. Die wahlweise vorgesehenen, Widerstände 41 und 42 wirken eine ungleichmässige Spannungsverteilung am Potentiometer 32, und zwar derart, dass sich die Spannung je Graddrehung in der Gegend der Bereichsenden des Potentiometerkontaktes 30 weniger stark ändert. Dies bedingt eine Erhöhung der Motordrehzahl, um den Kreis abgeglichen zu halten.
• Es sind jedoch noch Elemente vorgesehen, mittels deren andere der Anordnung eigene oder durch die Anordnung geschaffene IEngel aufgehoben werden können. Zu diesen Elementen gehören eine Anordnung zur Regelung des Flächengewichts, mittels deren Änderungen der mittleren Stärke der Bahn innerhalb grosser Bereiche vermindert werden und eine Trichterdrucksteuerung, die einen gleichförmigen Extruderdruck sicherstellt1 wenn die Lippen entsprechend den Korrektursignalen geöffnet und geschlossen werden.
• Die Anordnung zur Regelung des Flächengewichts weist einen elektrisch angetriebenen Motor 44 auf, der über ein Getriebe mit der Drehzahlsteuerung einer kontinuierlich einstellbaren Verdrängerpumpe 45 gekoppelt ist, die den Extrudertrichter 46 speist, Der Steuermotor an dieser Pumpe wird durch das Dickenabweichungssignal betätigt, das an verschiedenen, quer über das Band verteilten Stellen ausgewählt ist. Die Signale sind parallel miteinander verbunden, so dass das an die Pumpenstenerung bei jeder Querbewegung des Dickenmesselementes abgegebene Gesamtsignal die Durchschnittsabweichung quer zum Band darstellt, Die Steuerung ist so gekoppelt, dass sie die Drehzahl der Verdrängungspumpe in solcher Richtung ändert, dass die mittlere Dicke auf den Normalwert zurückgebracht und das Abweichiuigssignal zu Null gemacht werden.
• Die Anordnung zur Steuerung oder Re£elung des Trichterdrucks weist einen druckbetätigten elektrischen Schalter 47 auf, der so eingestellt werden kann, dass er ein Signal abgibt, wenn deriDruck bestimmte willkürliche Grenzwerte überschreitet.
• Ein Druck der höher als der gewählte Grenzwert ist, führt zur Erzeugung eines Signals, das an das Trichtermotorrelais im Spannungsvergleichskreis 14 weitergegeben wird, der die Schliessbewegung der Lippen des Trichters steuert und das Signal durch Offnen des Kreises zum Verschwinden bringt. Ein Druck der geringer als der Grenzwert ist, würde in ähnlicher Weise das Lippenöffnungsrelais unwirksam machen.
• Eine weitere Möglichkeit der Auslegung des Drucketeuerelements bestünde darin, die Normalvorspannung oder Bezugespannung im Spannungsvergleichskreis s 14 zu regeln, anstatt die Steuersignale, wie beschrieben, zum Verßchwinden zu bringen. In diesem Falle bewirkt ein Signal vom Trichterdruckmessgerät, das einen Druck oberhalb des gewählten Grenzwertes anzeigt, eine Zunahme der Vorspannung, so dass die gesamte Querdicke erhöht wird und sämtliche Lippen um einen äquivalenten Wert geöffnet werden, ohne dass die einzelnen Steuersignale zum Verschwinden gebracht werden.
• Patentansprüchs:

Claims (1)

1. Patent an spruch Vorrichtung zum Regeln der Dicke von durch Strangpressen oder Gießen hergestellten Kunststoffbahnen mit einer Extrudereinrichtung, mit einer Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Bahndicke, die in Querrichtung über die Bahn htn-und hergeführt wird1 und hierbei ein der Jeweiligen Dicke der Bahn entsprechendes Ausgangssignal an ein Einstellvorrichtung liefert, die aus mehreren Jeweils bestimmten Meßstellenabschnitten zugeordneten Einzelstellvorrichtungen besteht, und mit einer Steuervorrichtung, welche die nacheinander anfallenden Ausgangs signale der Abtastvorrichtung nach einer vorgegebenen Punktion, beispielsweise entsprechend der Schrumpfung der Bahn, auf die Einzeleinstelvorrichtung verteilt und welche einen Hilfskreis aus zwei parallel geschalteten Potentiometern aufweist, deren Abgriffspotentiale an einen Verstärker angeschlossen sind, wobei ein Abgriff abhängig von der Stellung der Abtasteinrichtung vorgesteuert und der andere Abgriff über einen aa den Verstärkerausgang angeschlossenen, den Wahlachalter antreibenden Motor auf Nullabgleich der Verstärkereingangsspannung nachgesteuert wird, dadurch ge k e n n z e i 0 h n e t , daß dem von der Abtasteinrichtung (11,12) vorgesteuerten Potentiometer (33) ein leitungszweig mit zwei Potentiometern (34,35) parallel geschaltet ist, zwischen deren Abgriffen das nachgesteuerte Potentiometer (32) geschaltet ist, und daß die Abgriffe durch eine die Bahnbreite abfühlende Einrichtung in eine der Jeweiligen Bahnbreite entsprechende Lage einestellt werden, so daß der Wahlschalter (17) unabhängig von der Bahnbreite bei deder Hin-und Herbewegung der Abtastvorichtung alle Einstellvorrichtungen (19) nacheinander einschaltet.