CH648138A5

CH648138A5 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen regeln einer groesse eines einen extruder verlassenden objekts.

Info

Publication number: CH648138A5
Application number: CH3593/80A
Authority: CH
Inventors: Urs-Peter Studer
Original assignee: Zumbach Electronic Ag
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1985-02-28
Also published as: GB2145852B; GB2145852A; IT1138309B; GB8427389D0; BE888659A; ZA812985B; CA1153198A; DE3117942A1; FR2482284B1; GB2075670A; FR2482284A1; GB2075670B; US4416541A; IT8121525A0

Description

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PATENTANSPRÜCHE zweite Referenzwert von einem Referenzwertgeber (25) ge-

1. Verfahren zum automatischen Regeln einer Grösse ei- langt und deren Ausgang mit einem Eingang der Summen-nes in heissem Zustand einen Extruder verlassenden Objekts, Schaltung (26) verbunden ist, der an weiteren Eingängen der das anschliessend ein Kühlbad durchläuft, wobei man eine zweite Referenzwert und ein Schrumpfsignal zugeführt Messung der Grösse am heissen Objekt bei seinem Eintritt in 5 werden.

das Kühlbad nahe dem Extruder durch mindestens eine einseitig an der Flüssigkeit des Kühlbades anliegende Begren-

zung vornimmt und den Extruder mittels dieser Messung regelt, und wobei man eine Messung der Grösse am gekühlten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Objekt durchführt und eine Regelung des Extruders auch mit- i0 Vorrichtung zum automatischen Regeln einer Grösse eines ei-tels dieser Messung vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass nen Extruder verlassenden Objekts, insbesondere eines durch die Messung am heissen Objekt zur unverzüglichen Korrektur ein Kühlbad laufenden extrudierten Stranges.

gemäss einem ersten Referenzwert der Grösse in seinen heis- Bei der Herstellung extrudierter Kunststoffprodukte oder sen Zustand benutzt, und dass die Messung am kalten Objekt bei der Ummantelung von Leitern bei der Kabelherstellung zur zusätzlichen Regelung des Extruders gemäss einem zwei- 15 ist es erwünscht, die geometrischen Dimensionen des extru-

ten Referenzwert benutzt wird. dierten Stranges nach dem Austritt aus dem Extruder so rasch

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, als möglich zu erfassen, um eventuelle Fehler so rasch als dass als erster Referenzwert der durch die Messung am kalten möglich zu korrigieren. Man sollte also die Dimensionen beObjekt korrigierte zweite Referenzwert benutzt wird. reits in dem unmittelbar an die Extruderdüse anschliessenden

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 20 Kühlbad und nicht erst nach dem Austritt aus dem Kühlbad dass man den ersten Referenzwert mittels eines der Schrump- ermitteln können.

fung des Objekts entsprechenden Signals korrigiert. Gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist es bekannt, je ei-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ne Messung einer Abmessung des den Extruder verlassenden gekennzeichnet, dass eine erste Messung an dem soeben in das Stranges in heissem Zustand nahe dem Extruder und am ge-Kühlbad eingetretenen und eine zweite Messung an dem aus 25 kühlten Objekt vorzunehmen und beide Messungen zur Rege-dem Kühlbad ausgetretenen Objekt vorgenommen wird. lung heranzuziehen (GB-PS 1 237 209). Das Ergebnis der er-

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei einem oben offenen sten Messung in heissem Zustand wird jedoch verzögert wirk-Kühlbad mit freiem Kühlmittelspiegel, dadurch gekennzeich- sam, derart, dass beide Messungen zugleich wirksam werden, net, dass die Messung durch eine auf das Kühlmittel aufgeleg- was eine unverzügliche Korrektur grober Abweichungen von te, flache Platte vorgenommen wird. 30 den Sollmassen ausschliesst. Es ist auch keine genaue Rege-

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach lung möglich.

Anspruch 1, mit einer ersten Regelschleife mit einer ersten Ziel der Erfindung ist es, eine wesentlich wirksamere Re-

Messvorrichtung (16) nahe dem Extruder (20) zur Messung gelung zu erzielen, was gemäss dem Kennzeichen des An-

einer Grösse des Objekts (1) in heissem Zustand und mit einer spruchs I erreicht wird. Dank der unverzüglichen Korrektur zweiten Regelschleife (24,26) mit einer zweiten Messvorrich- 35 gestützt auf die erste Messung können grobe Fehler sofort tung (6) zur Messung derselben Grösse am gekühlten Objekt, weitgehend korrigiert werden, während die zweite Messung dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regelschleife (16,211, eine genaue Regelung auf einen Sollwert im Dauerbetrieb er-

23,26,28,29) zur unverzüglichen Korrektur einer Änderung laubt. Vorzugsweise wird ein Sollwertsignal beiden Regelkrei-der Grösse des heissen Objekts (1) bezüglich eines ersten Refe- sen zugeführt, so dass sowohl die unverzügliche Regelung auf renzwertes dient, während die zweite Regelschleife (6,212, 40 Grund der ersten Messung als auch die derselben überlagerte

24-29) als Hilfsschleife dient und einer Korrektur der Grösse Regelung nach der Messung im kalten Zustand direkt gemäss des gekühlten Objekts bezüglich eines zweiten Referenzwertes dem vorgegebenen Sollwert erfolgt.

dient. Um möglichst nahe am Extruder messen zu können, sind

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- vorzugsweise besondere Massnahmen getroffen, um eine net, dass der zweite Referenzwert der Sollgrösse des kalten 45 Messung am Objekt unmittelbar nach dessen Eintritt ins Objekts (1) entspricht und von einem Sollwertgeber (25) er- Kühlbad fehlerfrei vornehmen zu können.

zeugt wird, wobei der erste Referenzwert dem zweiten Refe- Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbei-

renzwert korrigiert durch das Ausgangssignal der zweiten Re- spiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erwähnten gelschleife (6,212,24-29) entspricht. Verfahrens näher erläutert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn- so Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau und zeichnet, dass eine Schaltung (26) zur Korrektur des ersten Fig. 2 zeigt Einzelheiten einer Messvorrichtung. Referenzwertes durch ein Schrumpfsignal eines Schrumpfsi- Gemäss Fig. 1 wird ein soeben im Extruder 20 mit seinem gnalgebers (27) vorgesehen ist. isolierenden Mantel versehenes Kabel 1 in Richtung seiner

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da- Längsachse durch ein Kühlbad 2 in einem oben offenen durch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (16a, 55 Kühltrog 3 geführt.

16b) am vorderen Ende des Kühlbades (3) angeordnet ist, wo- Es sind zwei Messgeräte vorgesehen, von welchen jedes bei die Messung durch ein Fenster am Boden des Kühlbades Geräteteile 16a und 16b bzw. 6a und 6b aufweist und von wel-

und durch eine auf den freien Spiegel der Kühlflüssigkeit (2) chen das eine möglichst nahe dem Eintritt des Kabels 1 in das gelegte, durchsichtige Platte (15) erfolgt. Kühlbad 2 angeordnet ist, während das andere nach dem

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da- 60 Kühlbad und jedenfalls an einer Stelle angeordnet ist, wo das durch gekennzeichnet, dass die erste Regelschleife ein opti- Kabel vollständig erkaltet ist.

sches Messgerät (16) aufweist, das mit einer ersten Vergleichs- Der Kühltrog 3 ist am Boden mit einer Öffnung 13 verse-

schaltung (23) verbunden ist, welcher der erste Referenzwert hen (Fig. 2), welche durch ein planparalleles Fenster 14 dicht aus einer Summenschaltung (26) zugeführt wird und deren verschlossen ist. Am einen Rand des Troges 3 ist eine planpar-

Ausgang auf den Regelmotor (29) des Extruders (20) wirkt, « allele Glasplatte 15 schwenkbar angeordnet. Über der Platte und dass die zweite Regelschleife ein zweites Messgerät (6) 15 befindet sich der eine Teil 16a eines Messgerätes, welches umfasst, das nach dem Kühlbad (3) angeordnet und mit einer dazu dient, ein Bündel parallelen Lichts durch die Platte 15 in zweiten Vergleichsschaltung (24) verbunden ist, an welche der den Bereich des Objekts 1 zu werfen. Unter dem Trog 3 befin-

det sich ein Empfängerteil 16b des Messgerätes mit einer Sammeloptik 17, einem rotierenden mehreckigen Spiegel 18 und einem fotoelektrischen Wandler 19. Der fotoelektrische Wandler 19 befindet sich in einem Gehäuse mit einem schmalen Eintrittsschlitz.

Bei der dargestellten Betriebsstellung liegt die Platte 15 auf dem freien Spiegel der Kühlflüssigkeit 2 und taucht soweit in dieselbe ein, dass sie an der Unterseite stets vollständig mit der Flüssigkeit in Berührung steht. Es können also dort keine das Lichtbündel störende optische Brechungen stattfinden. Das durchtretende Lichtbündel wird durch den rotierenden Spiegel durch den Spalt auf den fotoelektrischen Wandler geworfen, dessen Belichtung unterbrochen wird, solange die durch das Objekt 1 verursachte Lücke im Lichtbündel auf den Spalt des Gehäuses des Wandlers geworfen wird. Das erzeugte elektrische Signal weist also einen Unterbruch auf, welcher der Dimension des Objekts 1 entspricht.

Zum Einführen des Objekts 1 kann die Platte 15 nach oben oder aussen geschwenkt werden, und der Geräteteil 16a kann erforderlichenfalls vorübergehend entfernt werden, um das Objekt 1 einzuführen.

Während die Erfindung oben anhand des Beispiels der Ummantelung eines Kabelleiters in einem Extruder beschrieben ist, können natürlich andere Objekte entsprechend gemessen werden, beispielsweise extrudierte Rohre oder andere Profile. Es können auch andere Messvorrichtungen verwendet werden. Während im Ausführungsbeispiel optische Fenster vorgesehen sind, könnten gegebenenfalls Fenster für andere Strahlungen vorgesehen sein, die geeignet sind, die Dimension eines bestimmten Objektes zu messen. Es wäre letztlich auch möglich, das Gefäss für die Flüssigkeit aus einem Material anzufertigen, welches für eine bestimmte Strahlung des Messgerätes durchlässig ist, in welchem Falle keine besonderen Fenster anzubringen wären.

Der Ausgang der Elektronik 211 des Messgerätes im Bereiche des Kühlbades ist mit einem Anzeigeinstrument 221 und mit dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 23 ver-

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bunden. Der Ausgang der Elektronik 212 eines nach dem Kühlbad angeordneten gleichartigen Messgerätes 6 ist mit einem Anzeigeinstrument 222 und dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 24 verbunden. Der andere Eingang der s Vergleichsschaltung 24 ist mit einem Sollwertgeber 25 verbunden, der ein dem Sollwert des Durchmessers des erkalteten Kabels entsprechendes Signal abgibt. Dieser Sollwert wird direkt an einen Eingang einer Summierschaltung 26 angelegt. An einen weiteren Eingang gelangt das Ausgangssi-io gnal der Vergleichsschaltung 24, welches Signal der Abweichung des ermittelten Durchmessers des erkalteten Kabels vom Sollwert entspricht. Der Summierschaltung 26 wird schliesslich auch ein Signal aus einem Schrumpfwertgeber 27 zugeführt, welches Signal der Schrumpfung des Kabeldurch-15 messers zwischen den beiden Messstellen entspricht. Das am Ausgang der Summierschaltung 26 erscheinende korrigierte Sollwertsignal wird der Vergleichsschaltung 23 zugeführt. Ein der Abweichung des Ausgangssignals der Elektronik 211 vom Ausgangssignal der Summierschaltung 26 entsprechendes Re-20 gelsignal wird über einen Verstärker 28 an den Extruder weitergeleitet und steuert dort einen Stellmotor 29. In der Schaltung werden mit anderen Worten zwei Referenzwerte erzeugt, von welchen der erste, auf den Stellmotor 29 des eigentlichen Reglers einwirkende Referenzwert dem durch die zweite Mes-25 sung korrigierten zweiten Referenz- oder Sollwert entspricht.

Der Vorteil der Anordnung liegt darin, dass eine erste Erfassung des Aussendurchmessers des Kabels innert sehr kurzer Zeit T. nach erfolgter Ummantelung des Kabels und damit eine erste Regelung sehr schnell vorgenommen wird. Star-3o ke Abweichungen vom Sollwert werden daher sehr schnell korrigiert. Längerfristig erfolgt mit einer gewissen Verzögerung T2 eine zusätzliche Regelung auf den genauen Sollwert des erkalteten Kabels über die Regelschlaufe 212,24,26. Es sei angemerkt, dass in Wirklichkeit das Verhältnis zwischen 35 den Distanzen, bzw. Zeiten T2 und Tt wesentlich grösser ist als in der schematischen Figur 1 dargestellt.

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1 Blatt Zeichnungen