DE3743720A1 - Film blowing installation for producing plastic films - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Folienblas anlage zur Herstellung von Kunststoffolien aus Thermoplasten mit einem Blaskopf, über dem ein Kühlring angeordnet ist und eine in Bewegungs richtung der Folie dahinter befindlichen Meß vorrichtung für die Foliendicke.The invention relates to a blown film plant for the production of plastic films Thermoplastics with a blow head over which a Cooling ring is arranged and one in motion Direction of the film behind the measurement device for the film thickness.
Bei derartigen Anlagen wird mit Hilfe des Blas kopfes ein Kunststoffschlauch erzeugt, der un mittelbar nach dem Austritt im noch warmen Zu stand verstreckt wird, wodurch sich die Wand dicke verringert, und zwar solange, bis durch Auskühlen der Endzustand erreicht wird. An schließend wird der Schlauch flachgelegt und aufgewickelt. Über eine Meßvorrichtung wird die Foliendicke des Schlauches lateral nach der Fertigstellung erfaßt und überprüft. Oberhalb des Blaskopfes ist koaxial ein Kühl ring angeordnet, mit dessen Hilfe dem Folien schlauch allseitig Luft zugeführt wird. Er be sitzt über den gesamten Umfang den gleich brei ten Austrittsspalt, so daß sich eine über den Winkel konstante Durchsatzmenge ergibt.In such systems, the blow is used head creates a plastic tube that un indirectly after leaving the still warm Zu got stretched, causing the wall to stretch thickness decreased until through Cooling the final state is reached. On the hose is then laid flat and wound up. About a measuring device the film thickness of the tube laterally Completion recorded and checked. Cooling is coaxial above the blow head arranged ring, with the help of the foils air is supplied on all sides. He be sits the same width over the entire circumference th exit gap, so that one over the Angle constant flow rate results.
In der Praxis stellt man fest, daß sich über den Umfang betrachtet unterschiedliche Dicken der Folie ergeben, die eine wesentliche Beein trächtigung der Qualität des Endproduktes be dingen.In practice it is found that about the extent considered different thicknesses the slide result, which is an essential leg impairment of the quality of the end product things; matters.
Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Verbesserung derartiger Folienblasanlagen da hingehend zur Aufgabe gemacht, daß die herge stellte Folie eine weitgehend konstante Dicke aufweist.Proceeding from this, the invention has Improvement of such film blowing systems to the task that the herge provided film a largely constant thickness having.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da durch, daß die Durchsatzmenge über den gesamten Umfang des Kühlringes unterschiedlich einstell bar ist und die jeweilige Einstellung in jedem Bereich entsprechend der Meßwerte der Meßvor richtung gesteuert ist.This object is achieved according to the invention through that the throughput over the entire Set the circumference of the cooling ring differently bar and the respective setting in each Range corresponding to the measurement values of the measurement direction is controlled.
Der Erfindung liegt die entscheidende Erkennt nis zugrunde, daß die Änderung der Dicke der Folie während des Verstreckens in hohem Maße von der jeweils in diesem Bereich herrschenden Temperaturen abhängig ist und bestimmt wird. Über eine Beeinflussung der Temperatur läßt sich deshalb in hohem Maße die Dickenänderung beim Verstrecken beeinflußen und auf gewünsch te Werte einstellen.The invention is the key finding nis that the change in thickness of the Film to a great extent during stretching from the prevailing in this area Temperature is dependent and is determined. About influencing the temperature lets therefore the thickness change to a large extent influence when stretching and on desired Set values.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht nun darin, die Durchsatzmenge des Kühlringes in bezug auf seinen gesamten Umfang unterschiedlich, d.h. in jedem Winkelbereich individuell einstellbar zu machen. Damit ändert sich die Kühlleistung und hieraus resultierend die Temperatur und folg lich auch die Verstreckung der Folie in diesem Bereich. Eine Vergrößerung der Durchsatzmenge bedeutet eine Erhöhung der Kühlleistung, eine Verringerung der Oberflächentemperatur der Folie in diesem Bereich und eine geringere Verstrek kung, so daß man im Ergebnis eine dickere Folie erhält. Umgekehrt ist bei einer Reduzierung der Durchsatzmenge, die Temperatur und damit die Ver streckung größer, so daß die Foliendicke gerin ger wird. Für die Folienqualität entscheidend ist, daß auch bei sich ändernder Durchsatzmenge ein homogenes, mit gleichmäßiger Flächendichte die Folie ringförmig anströmendes Band erhalten bleibt. Der Einsatz einzelner Düsen würde keine hinreichende Homogenität ergeben.The main idea of the invention is now the flow rate of the cooling ring in relation to its entire scope varies, i.e. in individually adjustable to each angular range do. This changes the cooling capacity and this results in the temperature and follow Lich also stretching the film in this Area. An increase in throughput means an increase in cooling capacity, a Reduction of the surface temperature of the film in this area and less stretch kung, so that the result is a thicker film receives. Conversely, when reducing Flow rate, the temperature and thus the ver stretching larger, so that the film thickness is reduced becomes. Crucial for the film quality is that even with changing throughput a homogeneous, with uniform areal density receive the film flowing in a ring remains. The use of individual nozzles would not result in sufficient homogeneity.
Grundsätzlich steht es frei, in welchem Abstand bzw. in welcher Anordnungsdichte gesehen über den Umfang des Kühlringes die Durchsatzmenge einstell bar ist. Einerseits wird bei geringem Abstand, d.h. hoher Anordnungsdichte der unterschiedlich einstellbaren Bereiche des Kühlringes eine fein fühlige Regelung und ein gezielter Ausgleich auch schmaler Bereiche der Folien möglich, andererseits ist der apparative Aufwand entsprechend höher, aufwendiger und kostenintensiver.In principle, it is up to you at what distance or in what arrangement density seen over the Set the throughput volume of the cooling ring is cash. On the one hand, at a short distance, i.e. high arrangement density of the different adjustable areas of the cooling ring a fine sensitive regulation and targeted compensation too narrow areas of the foils possible, on the other hand the expenditure on equipment is correspondingly higher, more complex and expensive.
Neben dem Grundgedanken, die Durchsatzmenge über den gesamten Umfang des Kühlringes unterschied lich einstellbar zu machen, besteht der Kern vorliegender Erfindung des weiteren darin, über eine Meßvorrichtung die Dicke der fertigen Folie zu erfassen und in entsprechender Weise den Kühlring zu steuern. Erforderlich ist einzig, die Folie lateral zu vermessen, da sich aufgrund der Herstellungstechnik das Dickenprofil in Längsrichtung der Folie in etwa konstant bleibt. Entsprechend der erfaßten Dickenmeßwerte wird der Kühlring gesteuert und bei unterschiedli chen Dicken kann sofort reagiert und eine opti male Einstellung, d.h. eine homogene Dicke der Folie erreicht werden.In addition to the basic idea, the throughput rate is about the entire circumference of the cooling ring The core is to make it adjustable present invention further in a measuring device the thickness of the finished film to capture and in a corresponding manner Control cooling ring. All that is required is measure the film laterally because the manufacturing technology the thickness profile in Longitudinal direction of the film remains approximately constant. According to the measured thickness values the cooling ring controlled and with differ Chen thicknesses can react immediately and opti male setting, i.e. a homogeneous thickness of the Slide can be reached.
Die Erfindung schlägt also einen Regelkreis vor, bei dem über eine Meßvorrichtung die Dicke der Folie erfaßt und entsprechend der Abweichungen vom Sollwert eine Steuerung des Kühlringes da hingehend vorgenommen wird, daß in den abwei chenden Bereichen der Durchsatz erhoht oder er niedrigt wird.The invention therefore proposes a control loop in which the thickness of a measuring device Foil recorded and according to the deviations control of the cooling ring from the setpoint it is made that in the devi relevant areas of throughput increased or he is lowered.
Der Vorteil der Erfindung besteht der Erzeugung einer gleichmäßig hohen Produktqualität. Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, schon bestehende Anlagen ohne Schwierigkeiten im erfindungsgemäßen Sinne umbauen zu können.The advantage of the invention is the generation a consistently high product quality. A another significant advantage is existing systems without difficulty to be able to convert in the sense of the invention.
Die konkrete bauliche Realisierung der Beein flussung der Durchsatzmenge über den Umfang des Kühlringes (azimutale Abhängigkeit) steht im Rahmen der Erfindung hierbei grundsätzlich frei. Eine als besonders bevorzugt angesehene Ausführungsform besteht darin, daß der Kühlring aus einer elastischen oberen und/oder unteren Scheibe besteht, die über mehrere Stellglieder höhenverstellbar ist. Aufgrund der Elastizität läßt sich die Scheibe mit Hilfe der Stellglieder in den verschiedenen Winkelbereichen in unter schiedlichen Höhen einjustieren, wodurch sich die Durchsatzmenge aufgrund Veränderungen des Quer schnittes und/oder des Austrittsspaltes beein flussen und regulieren läßt. Hierzu können Scheiben aus Gummi eingesetzt werden, die punk tuell über Gelenke mit jeweils einem Stellglied verbunden sind. Der gegenseitige Abstand und damit die Gesamtzahl der Stellglieder bestimmt die maximale Feinheit der möglichen Einstellung.The concrete structural realization of the legs flow of throughput over the scope of the cooling ring (azimuthal dependence) basically within the scope of the invention free. One considered particularly preferred Embodiment is that the cooling ring from an elastic upper and / or lower Disk consists of several actuators is adjustable in height. Because of the elasticity the disc can be adjusted using the actuators in the various angular ranges in below adjust different heights, whereby the Throughput due to changes in the cross cut and / or the exit gap flow and regulate. You can do this Rubber discs are used, the punk partially via joints with one actuator each are connected. The mutual distance and thus determining the total number of actuators the maximum fineness of the possible setting.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kühlring durch in radiale Richtung verlaufende Zwischenwände in Sektoren zu unterteilen, die sen Sektoren jeweils wenigstens einen Stell glied zuzuordnen, der entweder die obere oder untere Scheibe des Kühlringes höhenveränderlich und/oder im Inneren eines Sektores einen Stem pel radial bewegt. Im ersteren Fall erhält man lamellenartige Strukturen, die zwar stufenwei se, im einzelnen in ihrer Funktion und ihrer Bewegung jedoch dem vorbeschriebenen Beispiel der Verwendung einer elastischen Scheibe äh neln.Another option is to use the Cooling ring through radial Divide partition walls into sectors that Sectors at least one digit each assign link to either the top or lower disc of the cooling ring adjustable in height and / or a stem inside a sector pel moved radially. In the former case you get lamellar structures, which in stages se, in detail in their function and their Movement, however, the example described above using an elastic washer uh neln.
Eine Alternative hierzu ist die obere und/oder untere Scheiben raumfest zu halten und im Inne ren jedes Sektors und damit im Inneren des Kühlringes einen Stempel radial zu bewegen, so daß im Inneren des Durchlaßes des Kühlringes mehr oder weniger stark versperrt wird, wodurch sich die Durchsatzmenge beeinflussen läßt. Hervorzuheben ist, daß im Bereich des Aus trittspaltes unabhängig von der Stellung des Stempels wieder laminare Strömungsverhält nisse vorliegen, so daß im Austrittsbereich ein homogenes Luftband gebildet wird. Der Abstand der Zwischenwände im Bereich des Austrittspaltes jedes Sektors bestimmt die Feinheit der Ausregelung. Die Zahl der Stellglieder, Stempel ist mindestens so groß, wie die Anzahl der Sektoren des Kühlringes.An alternative to this is the top and / or to hold the lower panes in place and inside each sector and thus inside the Cooling ring to move a stamp radially, so that inside the passage of the cooling ring is more or less blocked, whereby the throughput can be influenced. It should be emphasized that in the area of the Aus step regardless of the position of the Stamp laminar flow ratio again nisse exist so that in the exit area a homogeneous air band is formed. The Distance between the partitions in the area of The exit gap of each sector determines the Fineness of the adjustment. The number of Actuators, stamp is at least as large like the number of sectors of the cooling ring.
Die durch den Kühlring austretende Luft wird mit Hilfe eines Gerätes zur Verfügung ge stellt. Um unabhängig von der Einstellung des Kühlringes die Fördermenge nicht nach regeln zu müssen, wird schließlich noch vor geschlagen, den Kühlring so einzustellen, daß der gesamte durchströmte Querschnitt stets gleich bzw. die zu fördernde Luftmenge konstant bleibt. Eine Vergrößerung der Durchsatzmenge in einem bestimmten Bereich des Kühlringes hat dann eine Verkleinerung des Durchsatzes des Kühlringes in anderen Winkelbereichen zur Folge.The air emerging through the cooling ring becomes available with the help of a device poses. To regardless of the setting of the cooling ring does not adjust the flow rate Finally, it will have to regulate beaten to adjust the cooling ring so that the entire cross-section flowed through equal or the amount of air to be delivered constant remains. An increase in throughput in a certain area of the cooling ring then has a decrease in throughput the cooling ring in other angular ranges result.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird.More details, features and advantages the invention can be the following Remove the description section by using the Drawing an embodiment of the invention is explained in more detail.
In der Zeichnung ist in prinzipienhafter Dar stellung und zwar in Draufsicht ein erfindungs gemäßer Kühlring 1 wiedergegeben. In dieser Darstellung ist von diesem Kühlring 1 nur die obere Scheibe 2 zu sehen, auf der in etwa äquidistant eine größere Anzahl an Stellmoto ren 3 angeordnet ist und mit der oberen Schei be 2 in Verbindung steht. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich somit um eine Vorrichtung, bei welcher eine, nämlich hier die obere und damit sichtbare Scheibe 2 ela stisch ist, so daß der Abstand zu der darun ter befindlichen und hier nicht zu sehenden unteren Scheibe, und zwar über den Umfang des Kühlringes 1 gesehen, unterschiedlich ein gestellt werden kann. An der Innenfläche des Ringes befindet sich der Austrittspalt 4, durch den die Kühlluft ringförmig, mit in der Zeichenebene verlaufenden Geschwindigkeits vektoren gegen die senkrecht hierzu verlau fende Schlauchfolie gerichtet wird und sich damit in der Zeichenebene bewegt. Die Folie beginnt an einem hier nicht gezeigten und un terhalb des Kühlrings 1 angeordneten Blaskopf.In the drawing, a cooling ring 1 according to the invention is shown in a basic Dar position, namely in plan view. In this illustration is by this cooling ring 1, only the upper disc 2 can be seen on the approximately equidistant from a larger number of manipulated Moto ren 3 is arranged and with the upper ticket be 2 communicates. In the embodiment shown, it is thus a device in which one, namely here the upper and thus visible disc 2 is ela-elastic, so that the distance to the lower disc located below and not seen here, namely over the Scope of the cooling ring 1 seen, different can be set. On the inner surface of the ring there is the outlet gap 4 through which the cooling air is directed in a ring shape, with speed vectors running in the plane of the drawing, against the perpendicular tubular film and thus moves in the plane of the drawing. The film begins at a blow head, not shown here and arranged below the cooling ring 1 .
Die Steuerung der einzelnen Stellmotore 3 er folgt individuell. Hierzu stehen sie über Lei tungen 5 mit Hilfe eines Kabelhalters 6 mit Steuergerät 7 in Verbindung. Es bedient bei spielsweise im Multiplexbetrieb sämtliche Stellmotore 3. In konkreter und individuel ler Einstellung eines bestimmten Stellmoto res 3 erfolgt über einen Steuerpuls, der her geleitet wird aus dem Meßwert der hier nicht gezeigten Meßvorrichtung für die Foliendicke. Bestimmte zu dicke oder zu dünne Bereiche der Folie setzen sich in Längs- also Transport richtung fort. Die bereits verfestigte Folie zeigt - unter der Voraussetzung ungeänderter Bedingungen - in Breitenrichtung gesehen in etwa das gleiche Dickenprofil wie im Herstel lungsbereich definiert durch Blaskopf, Kühl ring und anschließender Verfestigung. Das mit Hilfe der Meßvorrichtung an der ausgehärteten Folie gemessene Profil der Foliendicke kann man sich zur Ermittlung der Steuerimpulse für die Stellmotore 3 zunutze machen. In Ab hängigkeit vom Ort der Abweichungen des Ist- vom Sollwert läßt sich einem bestimmten Stell motor 3 des Kühlringes 1 zuordnen, der dann ein entsprechendes Steuersignal, bestimmt durch die Differenz zwischen Ist- und Soll wert, erhält und entsprechend eingestellt wird.The control of the individual servo motors 3 follows individually. For this purpose, they are connected via lines 5 with the aid of a cable holder 6 to control unit 7 . For example, it operates all servomotors 3 in multiplex mode. In a concrete and individual setting of a certain Stellmoto res 3 takes place via a control pulse, which is derived from the measured value of the measuring device, not shown here, for the film thickness. Certain areas of the film that are too thick or too thin continue in the longitudinal direction, that is to say the transport direction. The already solidified film shows - under the condition of unchanged conditions - viewed in the width direction approximately the same thickness profile as defined in the manufacturing area by the die head, cooling ring and subsequent solidification. The profile of the film thickness measured on the hardened film with the aid of the measuring device can be used to determine the control pulses for the servomotors 3 . In dependence on the location of the deviations of the actual from the target value can be assigned to a specific actuator 3 of the cooling ring 1 , which then receives a corresponding control signal, determined by the difference between the actual and target value, and is set accordingly.
Im Ergebnis wird durch die Erfindung eine Vor richtung vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Herstellung von Kunststoffolien gleichmäßiger Dicke und damit höchster Qualität möglich wird.As a result, the invention is a front proposed direction with the help of Production of plastic films more evenly Thickness and therefore the highest quality possible becomes.
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