AT406806B - Einrichtung an einer extrusionsanlage - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Extrusionsanlage mit mindestens einem Extruder und einem Spritzkopf zur Herstellung eines Massedrucks in einer Abzweigleitung, insbesondere einer Spulleitung im Anschluss an ein Umstellventil, mittels einer Ersatzlast, die in ihrer Grösse zur Konstanthaltung der insbesondere vom Spritzkopf bestimmten Betriebslast für den Extruder auch beim Spülvorgang regelbar und somit der Betriebslast des Extruders durch den Spritzkopf anpassbar ist
Wenn Extruder mit Spritzkopfen etwa zur Ummantelung eines elektrischen Leiters zusammenarbeiten, dann ist es bei Werkzeugwechsel im Spritzkopf notwendig, das Werkzeug kurzzeitig vom Extruder wegzuschalten und die extrudierte Masse über eine Abzweigleitung z. B Spülleitung als Abfall abzuführen Dieser Abfall steht dann für ein Recycling zur   Verfügung.

   Der   Extruder, der sich hinsichtlich der Temperatur und anderer Parameter auf die Betriebslast durch den Spritzkopf eingestellt hat, reagiert beim Umschalten auf eine Abzweigleitung oder Spülleitung mit einer   Veranderung   der Parameter, da mangels einer vergleichbaren Last im Extruder andere Betriebsbedingungen beim freien werkzeuglosen Extrudieren auf Halde auftreten Wenn wieder auf den Spritzkopf zurückgeschaltet wird, dann bedarf es längerer Zeit, bis sich neuerlich konstante Betriebsbedingungen einstellen. 



   Wenn es gelingt, die vom Spritzkopf bestimmten Betriebsbedingungen auch während der Phase der Ableitung der Extrusionsmasse aufrecht zu erhalten, dann könnte die Anlage nach dem Werkzeugwechsel und Zurückschalten auf den Spritzkopf sogleich unter optimalen Betriebsbedingungen weitergefahren werden. 



   Aus der DE 37 31 336 A1 sind für den Zweck der Einschaltung einer Ersatzlast in der Spülableitung verschiebbare Lochplatten zur Querschnittsverengung bekannt, die im Rahmen eines Regelkreises durch Einschieben und Ausschieben einer zur Achsennchtung der Spülleitung auf das jeweilige Werkzeug eingestellt werden Es wird also der Durchfluss durch teilweises Absperren der Leitung zur Anpassung der Last an die Betriebslast verändert Diese Lastveränderung kann nur grob durchgeführt werden, weil die Spaltweitenregelung für die hier notwendigen Veränderungen im Bereich von Bruchteilen von Millimetern (z.

   B. 0, 05 mm) viel zu ungenau Ist
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art praxisgerecht auszuführen, für hohe Genauigkeiten auszulegen und eine einfache Möglichkeit für eine selbsttätige   Ersatzlastveränderung   vorzusehen Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass als Ersatzlast ein variabler Reibungswiderstand, beispielsweise eine in die Spülleitung mit einstellbarer Länge axial einschiebbare, im wesentlichen zylindrische, Nadel, vorgesehen ist. Zum Unterschied zu einer bekannten Querschnittsveränderung wird hier der Reibungsanteil des gesamten Strömungswiderstand in der Leitung verändert, wobei der Querschnitt der Leitung unverändert bleiben kann.

   Die Länge des Einschubes der Nadel bestimmt trotz Beibehaltung des Kreisringquerschnitts den Widerstand der Ersatzlast Diese Veränderung der wirksamen Länge kann auch dadurch erreicht werden, dass als Reibungswiderstand ein zylindrischer Körper mit einer durchgehenden, insbesondere axialen Ausnehmung in seiner Mantelfläche in einem Gehäuse vorgesehen und Körper und Gehäuse relativ zueinander verdrehbar sind, dass das Gehäuse in der Bohrung eine etwa schraubenlinienförmig verlaufende, einen Durchmessersprung begrenzende Kante auf weist,

   dass der in Durchströmrichtung vorausliegende Durchmesser dem Aussendurchmesser des zylindrischen Körpers entspricht und der anschliessende Bereich freigestellt ist und dass im Eintrittsbereich der Ausnehmung in das Gehäuse bei geringstem Reibungswiderstand der freigestellte Bereich der Ausnehmung gegenüberliegt und bei zunehmender relativen Verdrehung vom zylindrischen Körper zum Gehäuse die Ausnehmung abgedeckt und damit der Reibungskanal verlängert ist Es wird also bei unverändertem Strömungsquerschnitt die wirksame Länge des Strömungskanals verändert Für erhöhte   Ersatzlast- Widerstandswerte Ist   es zweckmässig, wenn die Oberflächen der Nadel bzw. des zylindrischen Körpers und bzw.

   oder der Rohr- oder Gehäuseinnenwand strukturiert wie beispielsweise mit parallel liegenden Rillen oder Wellen ausgebildet sind In diesem Sinn ist es auch möglich, dass die angeströmten Oberflache durch Glatten, Aufrauhen oder Beschichten behandelt sind Ergänzend zu den bisher genannten Massnahmen kann der Bereich des variablen Reibungswiderstandes beheizbar und bzw. oder gegebenenfalls kühlbar sein. Eine örtliche Viscositätsänderung erhöht oder senkt den Widerstandswert des Ersatzwiderstandes. Natürlich kann der erfindungsgemässen Massnahme eine 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Querschnittsveränderung, beispielsweise eine leicht konische Nadel, die in ein Rohr mit örtlicher Konizität eingeschoben wird, überlagert werden. 



   Für die automatische Einstellung der Ersatzlast ist es   zweckmässig,   wenn die Nadel oder der zylindrische Körper, insbesondere Einsatzkorper, durch einen Kolben mit Zylinder oder Stellmotor verschiebbar oder verdrehbar ist und wenn eine Steuerung die wirksame Einschublänge der Nadel bzw Verdrehung des Einsatzkörpers in Abhängigkeit vom Werkzeug festlegt. Mit Hilfe einer Skala kann der Ersatzwiderstand von Hand aus in eine Position gebracht werden, die dem jeweiligen Werkzeug entspricht Am Werkzeug wird der Einstellwert für den Ersatzwiderstand beispielsweise direkt angezeigt.

   Auch kann eine Steuerung des Widerstandswertes durch Kontakte oder berührungslos zwischen Werkzeug und Ersatzwiderstand erfolgen Selbsttätig erfolgt die Einstellung dadurch, dass zwischen Extruder und Spritzkopf ein Druckmessgerät eingeschaltet ist, dessen den Betriebsdruck als Sollwert führende Messleitung an einem Regler angeschlossen ist, dessen Steuerleitung zum Reibungswiderstand, beispielsweise zu einem Stellmotor oder zum Steuerkolben für den Verschub der Nadel führt und dass der Regler bzw der Regelkreis einen Speicher für den gemessenen Betriebsdruck als Sollwert umfasst, der die Ersatzlast bzw.

   den IstWert des Druckes in der Abzweigleitung bei Umschalten des Extruders auf die Abzweigleitung auf den Sollwert einstellt Der zuletzt in der Betriebsphase anliegende Widerstandsmesswert wird durch axiales Verändern der Lage der Nadel (oder Verdrehen eines Einsatzkörpers mit Verschieben der Ausmündung eines Strömungskanals mit gleichbleibenden Querschnitt) In der Spülphase an der Ersatzlast eingestellt. Dies erfolgt durch Verändern des Widerstandswertes der Ersatzlast, bis der Istwert des Druckes in der Abzweig- oder Spülleitung dem Sollwert (Betriebsdruck) entspricht. 



   Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemässen Einrichtung, die Fig 2 bis 5 Schnitte durch unterschiedliche Ausführungen von Nadeln als einstellbare Ersatzlast und die Fig 6 und 7 Schrägrisse einer alternativen Ausfuhrungsform eines in seiner Länge veränderbaren reibungsintensiven Stromungskanals bei maximalen Widerstand (Fig. 6) und minimalen Widerstand (Fig. 7) der   Ersatzlast  
Ein Extruder 1 arbeitet   gemäss   Fig 1 mit einem Querspritzkopf 2 zusammen.

   Die extrudierte Masse gelangt über ein Umstellventil 3 zum Querspritzkopf   2,   in welchem ein elektrischer Leiter isolierend ummantelt wird Der Extruder 1 stellt sich hinsichtlich des Druckes und der Temperatur auf den durch den Querspritzkopf 2 verursachte Arbeitslast ein Es ergeben sich nach einer Einlaufzeit stabile Arbeitsbedingungen. Wird   z. B.   infolge eines Werkzeugwechsels im Querspritzkopf 2 der Extruder 1 vom Querspritzkopf 2 mittels des Umstellventil 3 weggeschaltet, dann wird der Extruder 1 entlastet und die auf die Arbeitsbedingungen eingelaufenen Werte gehen verloren. 



  Wird der Querspntzkopf 2 wieder auf geschaltet, dann bedarf es einiger Zeit, bis sich die Parameter wieder stabilisiert haben. Während dieses Zeitraums besteht die Gefahr, dass Ausschuss produziert wird. Wie Fig. 1 zeigt, bleiben die Betriebsbedingungen für den weiterlaufenden Extruder durch eine automatisch einstellbare Ersatzlast erhalten, während die extrudierte Masse als Abfall abgeleitet wird. Dazu ist In der Spülleitung eine axial einstellbare Nadel 4 vorgesehen. Die Einstellung ihrer wirksamen Lange L, also der Eintauchtiefe in die Spulleitung, wird durch einen Zylinder 5 oder einen Stellmotor bewirkt. Die   Grösse   des Ersatzwiderstandes ist eine Funktion der wirksamen Länge L Für die automatische Einstellung der Ersatzlast auf die Grösse der Betriebslast ist eine Drucksonde 6 am Ausgang des Extruders 1 vorgesehen.

   Der sich während des Betriebs zusammen mit dem Querspritzkopf 2 einstellende Wert wird in einem Regelgerät 7 als Sollwert gespeichert und nach dem Umschalten des Umstellventil 3 auf Spülen wird die Einschublänge L der Nadel 4 so lange verstellt, bis der gespeicherte Drucksollwert mit dem durch die Ersatzlast bewirkten Istwert übereinstimmt. Damit läuft der Extruder 1 im Spülbetrieb unter Arbeitsbedingungen weiter. Wird wieder auf den Querspritzkopf 2 durch das Umstellventil 3 zurückgeschaltet, dann ist der Extruder 1 bereits an diese Arbeitsbedingungen hinsichtlich Druck und Temperatur angepasst. Es entfällt die Einlaufphase. 



   In Fig. 1 ist die Nadel 4 als schlanker zylindrischer Körper mit   stimseitiger   Zuspitzung in einer glatten zylindrischen Bohrung 8 dargestellt. Bel gleichbleibendem, vorgegebenen Kreisringquerschnitt ändert sich der Strömungswiderstand der Masse infolge der Länge L des zu durchströmenden Bereichs. 



   Fig. 2 zeigt eine Nadel 9 mit strukturierter Oberfläche in einer Bohrung 10 eines Gehäuses. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



  Dies bedeutet einen erhöhten Reibungswiderstand fur die im Ringspalt abströmende Masse Die Nadel ist in Ihrer maximalen Einschubsteilung strichliert dargestellt
Fig. 3 zeigt eine zylindrische Nadel 11 in einer strukturierten Bohrung 12 Die strichlierte Darstellung der Nadel 11 zeigt wieder die maximal vorgeschobene Position der Nadel 11. 



     Gemäss   Fig. 4 ist eine Nadel 13 im stimseitigen Bereich kegelstumpf förmig ausgebildet Daran schliesst ein zylindrischer Teil an Die Bohrung 14 ist hier zylindrisch ausgeführt
In der Ausführungsform nach Fig 5 ist eine Nadel 15, die jener nach Fig 4 entspricht, in einer zylindrischen Bohrung 16 vorgesehen, die zum Umstellventil 3 hin als Konus 17 zuläuft Damit ist ein Bereich mit konstantem Querschnitt (Kreisringquerschnitt)

   mit einem Bereich eines einstellbaren Querschnitts gekoppelt Die Widerstandseinstellung der Ersatzlast folgt damit sowohl durch Querschnittsveränderung als auch durch Veränderung der Reibungslänge als   Strömungswiderstand  
Die Fig 6 und 7 zeigen eine   Alternative   zur   Veranderung   der wirksamen   Reibungslänge In   einer Ersatzlast zur Anpassung an die Betriebslast. Ein zylindrischer Körper 18 ist als Rotor in einem feststehenden hülsenartigen Gehäuse 19 bzw. Gehäuseteil drehbar.

   Im zylindrischen Körper 18 ist eine durchgehende axiale Ausnehmung 20 in Form einer Nut mit konstantem Querschnitt an der Oberfläche vorgesehen In dieser Nut mündet die vom Umstellventil 3 kommende Spülleitung ein, wobei letztere an einem zentralen, axial liegenden Kanal 21 im zylindrischen Korper 18 angeschlossen Ist, der mit der längslaufenden Ausnehmung 20, also der Nut an der Oberflache, in Verbindung steht Das Gehäuse 19 weist einen hier etwa V-förmigen Ausschnitt 22 mit einer Kante 23 auf, die je nach Drehlage des zylindrischen Körpers 18 die Ausmündung der Ausnehmung 20 bestimmt In Fig 6 ist die Drehlage derart, dass die Ausnehmung 20 in ihrer gesamten Lange durchströmt wird, sodass sich der maximale Widerstandswert ergibt Gemäss Fig 7 schneidet die Kante 23 die Ausnehmung 20 bereits zu Beginn Damit tritt die Masse bereits zu Anfang aus der Ausnehmung 20 aus.

   Der Widerstand ist daher besonders gering
Das Gehäuse 19 kann selbst in einer Hülse untergebracht sein, sodass die in den Bereich des V-förmigen Ausschnitts, z B. in Fig. 7 austretende Masse, kanalisiert wird und unbehindert in axialer Richtung abfliessen kann. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Einrichtung an einer Extrusionsanlage mit mindestens einem Extruder und einem
Spritzkopf zur Herstellung eines Massedrucks in einer Abzweigleitung, insbesondere einer,
Spülleitung im Anschluss an ein Umstellventil, mittels einer Ersatzlast, die in   Ihrer Grösse   zur Konstanthaltung der insbesondere vom Spritzkopf bestimmten Betriebslast für den
Extruder auch beim Spülvorgang regelbar und somit der Betriebslast des Extruders durch den Spritzkopf anpassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ersatz last ein variabler
Reibungswiderstand, beispielsweise eine in die Spülleitung mit einstellbarer Länge axial einschiebbare, im wesentlichen zylindrische Nadel, (4, 9,11, 13,15, 16) vorgesehen ist.

Claims (1)

1. 2 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reibungswiderstand ein zylindrischer Körper (18) mit einer durchgehenden, insbesondere axialen Ausnehmung (20) in seiner Mantelfläche in einem Gehäuse (19) vorgesehen und Körper (18) und Gehäuse (19) relativ zueinander verdrehbar sind, dass das Gehäuse (19) in der Bohrung eine etwa schraubenlinienförmig verlaufende, einen Durchmessersprung begrenzende Kante (23) auf weist, dass der in Durchströmrichtung zunächst liegende Durchmesser des Gehäuses (19) bis zur Kante (23) dem Aussendurchmesser des zylindrischen Körpers (18) entspricht und der anschliessende Bereich freigestellt ist und dass im Eintrittsbereich der Ausnehmung (20) in das Gehäuse bei geringstem Reibungswiderstand der freigestellte Bereich der Ausnehmung (20)

   unmittelbar gegenüberliegt und bei zunehmender relativer Verdrehung des zylindrischen Körpers (18) zum Gehäuse (19) die Ausnehmung (20) abgedeckt und damit der Reibungskanal verlängert ist.

   3 Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Nadel (4, 9,11, 13,15, 17) bzw des zylindrischen Körpers (19) und bzw. oder der Rohr-oder Gehäuseinnenwand strukturiert wie beispielsweise mit parallel <Desc/Clms Page number 4> liegenden Rillen oder Wellen ausgebildet sind (Fig 2).

   4 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche durch Glätten, Aufrauhen oder Beschichten behandelt ist.

   5 Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des variablen Reibungswiderstandes beheizbar und bzw. oder gegebenenfalls kühlbar ist.

   6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reibungswiderstand eine variable Querschnittsverengung, beispielsweise durch eine axial verschiebbare leicht konische Nadel bzw einem leicht konischen Einsatzkörper, überlagert ist 7 Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (15) oder der zylindrische Körper (18), insbesondere Einsatzkorper, durch einen Kolben mit Zylinder oder Stellmotor verschiebbar oder verdrehbar ist und eine Steuerung (7) die wirksame Einschublänge der Nadel (15) bzw. Verdrehung des Einsatzkörpers (18) in Abhängigkeit vom Werkzeug festlegt 8.

   Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Extruder (1) und Spritzkopf (2) ein Druckmessgerät (6) eingeschaltet ist, dessen den Betriebsdruck als Sollwert führende Messleitung an einem Regler (7) angeschlossen ist, dessen Steuerleitung zum Reibungswiderstand, beispielsweise zu einem Stellmotor oder zum Steuerkolben (5) für den Verschub der Nadel (4,9, 11,13, 15,16) führt und dass der Regler (7) bzw der Regelkreis einen Speicher für den gemessenen Betriebsdruck als Sollwert umfasst, der die Ersatzlast bzw den Ist-Wert des Druckes in der Abzweigleitung bei Umschalten des Extruders auf die Abzweigleitung auf den Sollwert einstellt.