DE10014507A1

DE10014507A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Extrusionsanlagen

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Publication number: DE10014507A1
Application number: DE10014507A
Authority: DE
Inventors: Gert Eyselein; Lothar Koester; Romeo Luscalu
Original assignee: Krupp Elastomertechnik GmbH
Current assignee: Krupp Elastomertechnik GmbH
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-27

Abstract

Bei dem Verfahren zum Herstellen von Profilstreifen (5) aus weichelastischem Material wird der im Extrusionskopf (4) herrschende Druck (p) oder eine diesem entsprechende Größe ständig gemessen und ein entsprechendes Signal über ein Hochpaßfilter (17, 17a) zu einem Rechner (20) mit Datenbank geleitet und zur Regelung der Drehzahl der Extruderschnecke des jeweiligen Extruders (1, 2, 3) herangezogen. Außerdem wird das Metergewicht (g) des Profilstreifens (5) oder eine diesem entsprechende Größe ständig gemessen und das entsprechende Signal über ein Tiefpaßfilter (19, 19a) zu dem Rechner (20) geleitet und zur Regelung der Abzugsgeschwindigkeit des Profilstreifenabzugs (8) herangezogen. Dabei läßt das Hochpaßfilter (17, 17a) Signalfrequenzen über 0,1 Hz und das Tiefpaßfilter (19, 19a) Signalfrequenzen unter 0,1 Hz zum Rechner passieren. DOLLAR A Als dem Druck (p) entsprechende Größe kann der Ankerstrom des Antriebsmotors (10.i) des betreffenden Extruders (1, 2, 3) und als dem Metergewicht (g) entsprechende Größe kann die Breite des Profilstreifens (5) herangezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Profilstreifen aus weichelastischem Material, wie Kautschuk, auf einer Extrusionsanlage mit mindestens einem Extruder und einem Streifenabzug, und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit mindestens einem Extruder mit einer durch einen in der Drehzahl regelbaren elektrischen Antrieb angetriebenen Extruderschnecke und einem Drehzahlgeber zur Erfassung der Drehzahl der Extruderschnecke, einem Extrusionskopf mit einem Profilausgang, wobei bei einer Vorrichtung mit mehreren Extrudern alle Extruder einen gemeinsamen Extrusionskopf haben, mit einem Rechner mit Datenbank, mit einem den Innenraum des Extrusionskopfes erfassenden Druckfühler - bei einer Vorrichtung mit mehreren Extrudern: mit je einem Druckfühler, der den Teil des Innenraums erfaßt, der mit dem entsprechenden Extruder verbunden ist, wobei der Ausgang des bzw. der Druckfühler mit dem Rechner verbunden ist.

Zunehmende Qualitätsanforderungen der Anlagenbetreiber an Genauigkeit und Gleichförmigkeit der extrudierten Profile verlangen ein schnelles und unmittelbares Ausgleichen von Störgrößen im Extrusionsprozeß. Solche Störgrößen können maschinen- oder materialbedingt sein.

Maschinenbedingte Störgrößen sind z. B. Drehzahlschwankungen, Fütterungsstörungen oder Änderungen der Geschwindigkeit einzelner Anlagenkomponenten. Materialbedingte Störgrößen sind vorrangig Schwankungen innerhalb der Materialeigenschaften, z. B. der Viskosität, des elastischen Verhaltens u. a. infolge Änderungen der molekularen Struktur, der Zusammensetzung oder der Aufbereitung.

Insbesondere bei den Naturkautschuksorten mit ihren von Sorte, Provenienz und Wachstumseinflüssen abhängigen sehr starken Inhomogenitäten ist mit erheblichen Verarbeitungsschwankungen zu rechnen. Diese können zwar in gewissem Umfang beim Mischvorgang, vgl. z. B. DE 33 20 203 A1, durch richtige Aufbereitung verringert, jedoch nicht gänzlich vermieden werden. Auch beim Extrudiervorgang kann durch zusätzliche Scherung des Materials eine weitere Vergleichmäßigung erreicht werden, wobei jedoch auch hierbei verfahrenstechnische Grenzen z. B. durch die maximal zulässige Materialtemperatur gegeben sind.

Die Folge der material- oder maschinenbedingten Schwankungen sind Druckschwankungen innerhalb des Extruders. Diese führen zu Ausstoßschwankungen ("Pulsation") am Extruder, die wiederum Dimensions- und Gewichtsschwankungen am Extrudat, d. h. dem Profilstreifen, zur Folge haben.

Um die oben beschriebenen Schwankungen am Extrudat ausgleichen zu können und ein gleichmäßiges Profil zu erhalten, ist es bekannt, Extruder und Linienkomponenten in Abhängigkeit von den betrachteten Produktmerkmalen Metergewicht und/oder Abmessungen zu regeln. Üblich ist hierbei, das Metergewicht als Führungsgröße zu messen und Abweichungen vom Sollwert durch Änderung der Liniengeschwindigkeit eines nachgeschalteten Profilstreifenabzugs auszuregeln. Hierbei wird das Material unter leichter Vorspannung mehr oder weniger gestreckt und damit das Metergewicht beeinflußt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß zwischen dem Austritt des Extrudates aus dem Profilkopf und der Metergewichtswaage ein räumlicher Abstand von bis zu 10 m besteht, wodurch sich eine von der jeweiligen Liniengeschwindigkeit abhängige Zeitverzögerung zwischen Meßgröße und Stellgröße von bis zu 2 Minuten ergeben kann. Desweiteren nachteilig ist, daß insbesondere bei Kautschukmaterialien mit hohen elastischen Dehnungseigenschaften, wie z. B. Naturkautschuk, die Streckung lediglich eine elastische, reversible Verformung hervorrufen kann. Diese wird z. B. nach dem zu einem späteren Zeitpunkt stattfindenden Schneiden ganz oder teilweise rückgängig gemacht, wodurch die ursprünglichen Schwankungen bei der Stückgewichtsbestimmung wiederum erkennbar sind. Weiterhin nachteilig ist, daß bei Mehrkomponentenprofilen mit diesem Verfahren keine Veränderungen innerhalb des Gesamtprofils durch Veränderung der Einzelkomponenten oder ihres Anteils am Gesamtprofil feststellbar sind, sofern sich hierbei das Gesamtgewicht nicht ändert.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind Verfahren bekannt, bei denen statt des Metergewichtes des Extrudates der Druck im Extrusionskopf als Führungsgröße und die Extruderdrehzahl als Regelgröße verwendet werden (vgl. z. B. DE 35 26 050, US 4 754 413). Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß lediglich eine indirekte Meßgröße für die Regelung zur Verfügung steht, deren Auswirkungen auf Abmessungen und Gewicht des Extrudates zunächst individuell ermittelt werden müssen und die sich ggf. von Charge zu Charge ändern können. So können z. B. durch Schwankungen im Quellverhalten des Materials trotz konstanten Druckes erhebliche Dimensions- oder Gewichtsschwankungen auftreten, die dann nicht ausgeregelt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu seinem Durchführen geeignete Vorrichtung anzugeben, mit denen auch beim Auftreten der oben angegebenen Störeinflüsse eine weitgehende Vergleichmäßigung der Produktmerkmale Metergewicht und Profilabmessungen eines extrudierten Profilstreifens erreicht werden.

Diese Aufgabe wird - soweit das Verfahren betroffen ist - erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druck, der in dem im Extrusionskopf befindlichen Material herrscht, oder eine dem Druck entsprechende Größe - bei Mehrfachextrudern für jeden Extruder getrennt - ständig gemessen wird, und ein dem Druck entsprechendes Signal über ein Hochpaßfilter zu einem Rechner mit Datenbank geleitet wird, wobei lediglich die höherfrequenten Oberschwingungen des Signals in den Rechner gelangen; daß aus dem dem Druck bzw. der ihm vergleichbaren Größe entsprechenden, gefilterten Signal mit Hilfe des Rechners ein Signal zur Regelung der Drehzahl der Extruderschnecke des Extruders derart erzeugt wird, daß es bei Überschreiten eines vorgebbaren Solldrucks bzw. einer diesem entsprechenden Sollgröße eine Reduzierung der Drehzahl der Extruderschnecke und - umgekehrt - bei Unterschreiten des vorgebbaren Solldrucks bzw. der diesem entsprechenden Sollgröße eine Drehzahlerhöhung bewirkt wird; daß der extrudierte Profilstreifen über einen Profilstreifenabzug geleitet wird, der eine Zugspannung auf den Profilstreifen ausübt; daß das Metergewicht oder eine dem Metergewicht entsprechende Größe des Profilstreifens ständig gemessen wird, und ein Signal, das dem Metergewicht bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, über ein Tiefpaßfilter zu dem Rechner mit Datenbank geleitet wird, wobei lediglich die niederfrequenten Grundschwingungen des Signals in den Rechner gelangen, und daß aus dem dem Metergewicht entsprechenden, gefilterten Signal mit Hilfe des Rechners ein Signal zur Regelung der Abzugsgeschwindigkeit des Profilstreifenabzugs, der sog. Liniengeschwindigkeit, erzeugt und derart ausgebildet wird, daß es bei Überschreiten eines vorgebbaren Metergewichts bzw. der ihm entsprechenden Größe eine Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit und - umgekehrt - bei Unterschreiten des vorgebbaren Metergewichts bzw. der ihm entsprechenden Größe eine Reduzierung der Abzugsgeschwindigkeit bewirkt.

Zur Unterscheidung von längerfristigen Grundschwankungen und kurzfristigen Oberschwankungen infolge der oben beschriebenen Störgrößen und zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung der Regelgrößen, werden die Meßwerte, wie Druck, Metergewicht, etc., durch Einsatz von Tief- bzw. Hochpaßfiltern oder andere geeignete Maßnahmen, z. B. statistische Mittelwertbildung, sinnentsprechend aufbereitet.

Signale kurzfristiger Druckschwankungen, z. B. als Folge von Fütterungsstörungen, gelangen durch Hochpaßfilter zum Rechner und diese Schwankungen werden durch Veränderung der Extruderdrehzahl ausgeregelt.

Bei Mehrfach-Extrusionsanlagen, d. h. bei solchen mit mehreren Extrudern, wird der Druck in allen Kanalabschnitten des Extrusionskopfes, die jeweils einem Extruder zugeordnet sind, einzeln gemessen. Durch die für jeden Extruder getrennte Druckmessung wird der Materialdurchsatz durch Verändern der Drehzahl für jeden Extruder getrennt geregelt. Dadurch bleibt auch sowohl der Gesamtdurchsatz als auch die Verteilung der einzelnen Komponenten in einem mehrteiligen Gesamtprofil konstant.

Ausgehend von einem konstanten Materialdurchsatz können längerfristige Schwankungen, wie sie z. B. als Folge von Änderungen der Viskosität oder anderer Materialeigenschaften auftreten und die an der Metergewichtswaage festgestellt werden, in an sich bekannter Weise durch Veränderung der Liniengeschwindigkeit ausgeregelt werden, wobei diese Schwankungen aber erfindungsgemäß durch Tiefpaßfilter als solche erkennbar gemacht werden.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, daß alle Störgrößen aufgrund der Filterung ihrer Signale unmittelbar in ihrer Art erkannt werden und eine zum Ausgleichen der Störung geeignete Regelung schnell eingreifen kann.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung wird als die dem Druck entsprechende Größe der Ankerstrom des Antriebsmotors des betreffenden Extruders herangezogen, da der Ankerstrom als Maß für das vorhandene Drehmoment unmittelbar sowohl Viskositätsschwankungen als auch Fütterungsschwankungen erkennen läßt. Als die dem Metergewicht entsprechende, d. h. in einem bekannten Zusammenhang stehende, vorzugsweise proportionale Größe kann die Breite des Profilstreifens herangezogen werden, wodurch etwaige Profilabweichungen unmittelbar nach dem Austreten des Profilstreifens aus dem Extrusionskopf gemessen und zur Korrektur herangezogen werden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden von dem Signal, das dem Druck bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, die hochfrequenten Schwingungsanteile bzw. -komponenten mit Frequenzen von über 0,1 Hz und von dem Signal, das dem Metergewicht bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, die niederfrequenten Schwingungsanteile bzw. -komponenten mit Frequenzen von bis bzw. unter 0,1 Hz in den Rechner geleitet.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Verbindung zwischen dem Signalausgang des bzw. jedes Druckfühlers und dem Rechner ein Hochpaßfilter eingefügt ist; daß hinter dem Profilausgang des Extrusionskopfes eine die Breite und ggf. weitere Abmessungen des Profilstreifens erfassende Einrichtung und/oder hinter dem Profilausgang des Extrusionskopfes und dem Profilstreifenabzug eine Metergewichtswaage angeordnet ist und daß der Signalausgang der Metergewichtswaage bzw. der Einrichtung über ein Tiefpaßfilter mit dem Rechner verbunden ist.

Der Hochpaßfilter zwischen dem Ausgang des bzw. der Druckfühler und dem Rechner läßt lediglich die insbesondere von Schwankungen des Fütterungsgrades herrührenden kurzwelligen, höherfrequenten Signalschwankungen durch und sperrt die durch Materialschwankungen bedingten langwelligen, niederfrequenten Signalschwankungen in Richtung auf den Rechner. Der Hochpaßfilter stellt somit ein wesentliches Element dar zum Ausregeln auftretender Fütterungsschwankungen und damit zum Erzeugen eines konstanten Durchsatzes durch den Extrusionskopf.

Der Tiefpaßfilter zwischen dem Signalausgang der Metergewichtswaage bzw. der Einrichtung zum Erfassen der Breite des Profilstreifens und dem Rechner läßt die langwelligen Signalschwankungen aufgrund der materialbedingten Störungen zum Rechner passieren, so daß diesen durch eine Regelung der Linien- oder Abzugsgeschwindigkeit gezielt entgegengewirkt werden kann. Um die Drehzahl der Extruderschnecke bzw. -schnecken auch über die jeweilige Stromaufnahme der elektrischen Antriebe regeln zu können, weist die Stromzuführungsleitung zum Anker des Antriebs einen Stromgeber auf, dessen Signalausgang über einen Hochpaßfilter mit dem Rechner verbunden ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Hochpaßfilter einen Durchlaßbereich mit einem unteren Grenzwert von 0,1 Hz und der Tiefpaßfilter einen Durchlaßbereich mit einem oberen Grenzwert von 0,1 Hz auf.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Dreifachextrusionsanlage,

Fig. 2 eine Extrusionsanlage mit einer - in Extrusionsrichtung gesehen - hinter dem Extrusionskopf angeordneten Breitenmeßeinrichtung in einer auszugsweisen Darstellung und

Fig. 3 eine Extrusionsanlage mit einer Strommessung in einer auszugsweisen Darstellung.

Die Extrusionsanlage weist drei Extruder 1, 2, 3 auf, die im wesentlichen gleich aufgebaut sind, sich aber in ihren Abmessungen zum Teil erheblich unterscheiden.

Die Extruder 1 . . . 3 sind mit ihren ausgangsseitigen Enden an einem allen Extrudern gemeinsamen Extrusionskopf 4 befestigt. An ihrem vom Extrusionskopf 4 wegweisenden Ende sind die Extruder 1 . . . 3 jeweils mit einem eigenen, in der Drehzahl regelbaren Antrieb 10.i (i = 1, 2, 3) für die Schnecke 24.i (i = 1, 2, 3) des jeweiligen Extruders und einem Drehzahlgeber 11.i ausgestattet, der ein Signal für die Drehzahl (n_i) der jeweiligen Extruderschnecke 24.i liefert.

Außerdem weist jeder Extruder 1 . . . 3 in der Nähe seines Antriebs einen Trichter 12.i zur Fütterung je einer weichelastischen bandförmigen Materialmischung, eines Fütterstreifens 13.i auf, die zusammen zu einem mehrteiligen Profilstreifen 5 verarbeitet werden. Dabei werden die Fütterstreifen 13.i den Trichtern 12.i durch Fütterbänder 14.i zugeführt.

Im Bereich des Extrusionskopfes 4 ist - für jeden Extruder 1 . . . 3 getrennt - ein Druckfühler 15.i angeordnet. Jedem Fütterband 14.i ist ein Markierungsleser 16.i zugeordnet. In Extrusionsrichtung gesehen hinter dem einzigen, für alle Extruder gemeinsamen, als Kassette mit Profilleiste ausgebildeten Profilausgang 6 des Extrusionskopfes 4 ist ein Profilstreifenabzug 8 mit einer Antriebseinheit 9 und einem Geber 18, der die Abzugsgeschwindigkeit erfaßt, und eine Metergewichts- oder Bandwaage 7 angeordnet. Die Ausgänge der Metergewichtswaage 7, des Gebers 18 sowie der Markierungsleser 16.i und der Drehzahlgeber 11.i sind mit dem Eingang einer Rechenanlage 20 mit integrierter Datenbank (im folgenden auch nur kurz als Rechner bezeichnet) verbunden. Der Ausgang des Rechners 20 ist über einen Schaltschrank 21 mit den Antrieben 10.i der einzelnen Extruder verbunden. Außerdem sind der Eingang des Rechners 20 und der Schaltschrank 21 jeweils mit einem Bedienungspult oder Terminal 22 verbunden. Der Einfachheit halber sind in Fig. 1 die beschriebenen Verbindungen lediglich für den Extruder 1 dargestellt.

Für jeden gewünschten Profilstreifentyp wird einmal ein Sollbetriebspunkt mit entsprechendem Sollgesamtdurchsatz q_Oges (der sich aus den Durchsätzen q_Oi (i = 1, 2, 3) der drei Extruder zusammengesetzt), entsprechenden Solldrehzahlen n_Oi und Solldrücken p_Oi bestimmt. Bei diesem Sollbetriebspunkt weist der Profilstreifen 5 die gewünschte bzw. geforderte Qualität bezüglich Metergewicht g und Abmessungen etc. auf und der längenbezogene Massengehalt bzw. Anteil m'_i der einzelnen Mischungen der Fütterstreifen 13.i gebildeten Bestandteile bzw. Komponenten des Profilstreifens entsprechen den geforderten Werten (wobei sich die einzelnen längenbezogenen Massenanteile m'_i (in %) untereinander und zur längenbezogenen Gesamtmasse m'_ges des Profilstreifens 5 wie die entsprechenden Massendurchsätze q_i untereinander bzw. zum Gesamtdurchsatz q_ges verhalten). Die sich für die Herstellung eines bestimmten Profils bzw. Profilstreifens 5 bei dem Sollbetriebspunkt einstellenden Werte, wie insbesondere die Solldrehzahlen n_Oi, Solldrücke p_Oi und ggf. Solltemperaturen etc. werden in der Datenbank der Rechenanlage 20 gespeichert.

Die im Extrusionskopf 4 tatsächlich auftretenden Drücke p_i unterliegen starken zeitlichen Schwankungen, wobei sich die Druckschwankungen aus niederfrequenten Schwankungen (Bereich mit Frequenzen von weniger als 0,1 Hz), die sich aus Schwankungen der Materialeigenschaften, insbesondere der Viskosität und dem elastischen Verhalten des zugeführten Materials ergeben, und höherfrequenten Schwankungen (Bereich mit Frequenzen von über 0,1 Hz), die insbesondere von einem ungleichmäßigen Fütterungsgrad herrühren, zusammensetzen.

Die Signale p_i der einzelnen Druckfühler 15.i werden jeweils über ein Hochpaßfilter 17 zum Rechner 20 geleitet. Die Hochpaßfilter 17 haben einen Durchlaßbereich von über 0,1 Hz und lassen jeweils nur die entsprechenden höherfrequenten Signalschwankungen bzw. -komponenten p_i" passieren, die insbesondere vom schwankenden Fütterungsgrad herrühren. Die von den Änderungen der Materialeigenschaften (Viskosität, elastisches Verhalten) herrührenden niederfrequenten Signalkomponenten werden dagegen nicht durchgelassen und bleiben dementsprechend hierbei unberücksichtigt.

In der Rechenanlage 20 werden die dort eingegebenen Signale p_i" der beschriebenen Art dazu verwendet, die Drehzahl n_i (i = 1, 2, 3) der Schnecke 24.i der einzelnen Extruder 1, 2 bzw. 3 bei einem Anstieg der höherfrequenten Druckkomponente p_i" derart zu erniedrigen und bei einer Verringerung der Druckkomponente entsprechend derart zu erhöhen, daß den Fütterungsschwankungen und ggf. anderen maschinenbedingten Störungen in dem jeweiligen Extruder 1, 2 bzw. 3 entgegengewirkt wird und bei jedem Extruder ein schwankungsfreier, zumindest aber schwankungsarmer, relativ konstanter Solldurchsatz bzw. -ausstoß q_Oi und damit auch ein konstanter Gesamtausstoß q_Oges am Profilausgang 6 erzeugt wird.

Da alle Einzelextruder 1, . . . auf konstanten Sollausstoß q_Oi geregelt werden, bleibt bei dem austretenden Profil 5 auch das Verhältnis der längenbezogenen Massenanteile m'_i der einzelnen Profilkomponenten erhalten.

Der so mit konstantem Solldurchsatz oder -massenstrom q_Oges erzeugte Profilstreifen 5 kann sich bei seiner Bewegung außerhalb des Extrusionskopfes 4, d. h. nach Austritt aus dem Profilausgang 6 infolge von materialbedingten Störungen insbesondere im elastischen Verhalten noch verändern. So kann es insbesondere zu zeitlich veränderlichen Schrumpfungen oder Quellungen kommen, die sich bei der Metergewichtswaage 7 durch eine Änderung des Metergewichts g_i bemerkbar machen. Das von der Metergewichtswaage 7 jeweils abgegebene Signal wird der Rechenanlage 20 zugeleitet und dort dahingehend verarbeitet und verwandt, daß dem Antrieb 9 des Streifenabzugs 8 bei einer Erhöhung des Metergewichts eine Erhöhung seiner Drehzahl und - umgekehrt - bei einem Absinken des Metergewichts g unter den Sollwert g_O eine Reduzierung seiner Drehzahl aufgegeben wird. Durch die Erhöhung der Drehzahl des Antriebs 9 wird die Abzugsgeschwindigkeit des Streifenabzugs 8 erhöht und dadurch der Profilstreifen 5 gestreckt und damit sein Metergewicht g in Richtung auf seinen Sollwert verringert.

Damit bei der Regelung des Metergewichts nur die materialbedingten Störungsgrößen, wie Änderungen in der Viskosität und im elastischen Verhalten, mit längerfristigen Änderungen berücksichtigt werden, wird das Signal der Metergewichtswaage dem Rechner 20 über ein Tiefpaßfilter 19 zugeleitet. Die Frequenzdurchlaßbreite des Filters 19 richtet sich nach dem zu verarbeitenden Material und weist bei einer beispielhaften Einstellung einen oberen Grenzwert von 0,1 Hz auf.

In einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 2) ist eine Breitenmeßeinrichtung 23 mit einem traversierenden Laser hinter dem Profilausgang 6 über seinem Höhenniveau angeordnet, die geeignet ist, die Breite des Profilstreifens 5 zu erfassen. Da die beschriebene Extruderregelung einen konstanten Massenstrom oder Durchsatz erzeugt, kann die Breite des Profilstreifens als proportional zu seinem Metergewicht angesehen werden. Das laufende Erfassen der Breite des Profilstreifens 5 eignet sich insoweit ebenfalls zur Ausregelung der materialbedingten Abweichung. Zu diesem Zweck ist der Ausgang der Breitenmeßeinrichtung 23 für die der Breite des Profilstreifens 5 entsprechenden Signale mit dem Rechner 20 verbunden, und zwar wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, über ein Tiefpaßfilter 19a. Der waagerechte Abstand der Erfassung des Profilstreifens 5 durch die Breitenmeßeinrichtung 23 vom Profilausgang 6 ist erheblich geringer als der Abstand der Metergewichtswaage 7 vom Profilausgang 6 (Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1). Das Regeln der Breite des Profilstreifens auf seine Sollbreite kann also dadurch noch schneller und damit effektiver erfolgen. Alternativ kann die Breitenmeßeinrichtung 23 auch als Kamerasystem ausgebildet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist in der elektrischen Verbindung vom Schaltschrank 21 zu dem Anker 25.i (i = 1, . . .) des Antriebs 10.i (i = 1, . . .) des jeweiligen Extruders ein Stromgeber 26.i (i = 1, . . .) eingebaut, der den Ankerstrom des Antriebs 10.i, der im wesentlichen proportional dem im Extrusionskopf herrschenden Druck p_i ist, erfaßt. Das Signal des jeweiligen Ankerstromes I_i (i = 1, . . .) wird dem Rechner 20 analog dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über einen Hochpaßfilter 17a zugeführt, so daß auch hier wiederum nur die insbesondere durch fütterungsbedingte Störungen verursachten Abweichungen vom Ankersollstrom I_Oi zur Regelung der Drehzahl n_i der Extruderschnecke 24.i herangezogen werden. Bei dieser Regelung wird die Drehzahl n_i bei einem Abfall des Ankerstromes I_i erhöht und - umgekehrt - bei einem Anstieg des Ankerstroms erniedrigt.

Bezugszeichenliste

1

. . .

3

Extruder

4

Extrusionskopf

5

Profilstreifen

6

Profilausgang (Kassette mit Profilleiste)

7

Metergewichtswaage, Bandwaage

8

Profilstreifenabzug, Streifenabzug

9

Antriebseinheit für

8

10.i in der Drehzahl regelbarer Antrieb für den jeweiligen Extruder i (i = 1, 2, 3)
11.i integrierter Drehzahlgeber
12.i Trichter
13.i Fütterstreifen
14.i Fütterband (-bänder)
15.i Druckfühler für jeden Extruder i (i = 1, 2, 3) im Extrusionskopf
16.i Markierungsleser

17

,

17

a Hochpaßfilter

18

Geber für Abzugsgeschwindigkeit von

8

19

,

19

a Tiefpaßfilter

20

Rechenanlage mit integrierter Datenbank, Rechner

21

Schaltschrank

22

Bedienungspult, Terminal

23

Breitenmeßeinrichtung
24.i Extruderschnecke
25.i Anker von

10

.i
26.i Stromgeber
g Metergewicht
g_O

Sollmetergewicht
i

1

,

2

,

3

(Bezugszeichen der einzelnen Extruder)
I_i

tatsächlicher Ankerstrom
I_Oi

Ankersollstrom
m_i

Massengehalt bzw. Anteil aus den einzelnen Extrudern im Profilstreifen
m'_i

längenbezogener Massengehalt bzw. Anteil aus den einzelnen Extrudern im Profilstreifen
n_Oi

Solldrehzahl der Extruderschnecke i (i = 1, 2, 3)
n_i

tatsächliche Drehzahl (Istwert) der Extruderschnecke i (i = 1, 2, 3)
p_Oi

Solldruck innerhalb des Extrusionskopfes im Bereich des Extruders i (i = 1, 2, 3)
p_i

jeweiliger Druck (Istwert) innerhalb des Extrusionskopfes im Bereich des Extruders i
p_i

" höherfrequente Drucksignalkomponente
p_Oges

Sollgesamtdurchsatz
p_Oi

Solldurchsatz des jeweiligen Extruders i (i = 1, 2, 3)
q_i

tatsächlicher Massenstrom oder Durchsatz des jeweiligen Extruders i

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Profilstreifen (5) aus weichelastischem Material, wie Kautschuk, auf einer Extrusionsanlage mit mindestens einem Extruder (1, 2, 3), einem Extrusionskopf (4) und einem Profilstreifenabzug (8), dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck (p), der in dem im Extrusionskopf (4) befindlichen Material herrscht, oder eine dem Druck entsprechende Größe - bei Mehrfachextrudern für jeden Extruder getrennt - ständig gemessen wird, und ein dem Druck entsprechendes Signal über ein Hochpaßfilter (17, 17a) zu einem Rechner (20) mit Datenbank geleitet wird,
daß aus dem Signal, das dem Druck bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, mit Hilfe des Rechners ein Signal zur Regelung der Drehzahl der Extruderschnecke des Extruders (1, 2, 3) derart erzeugt wird, daß es bei Überschreiten eines vorgebbaren Solldrucks (p_O) bzw. einer diesem entsprechenden Sollgröße eine Reduzierung der Drehzahl der Extruderschnecke (24.i) und - umgekehrt - bei Unterschreiten des vorgebbaren Solldrucks bzw. der diesem entsprechenden Sollgröße eine Drehzahlerhöhung bewirkt,
daß der extrudierte Profilstreifen (5) über den Profilstreifenabzug (8) geleitet wird, der eine Zugspannung auf den Profilstreifen (5) ausübt,
daß das Metergewicht (g) oder eine dem Metergewicht entsprechende Größe des Profilstreifens (5) ständig gemessen wird, und ein Signal, das dem Metergewicht (g) bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, über ein Tiefpaßfilter (19, 19a) zu dem Rechner (20) mit Datenbank geleitet wird,
und daß mit Hilfe des Rechners (20) aus diesem Signal ein Signal zur Regelung der Abzugsgeschwindigkeit des Profilstreifenabzugs (8) erzeugt und derart ausgebildet wird, daß es bei Überschreiten eines vorgebbaren Sollmetergewichts (g_O) bzw. der ihm entsprechenden Sollgröße eine Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit und - umgekehrt - bei Unterschreiten des vorgebbaren Sollmetergewichts (g_O) bzw. der ihm entsprechenden Sollgröße eine Reduzierung der Abzugsgeschwindigkeit bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die dem Druck (p) entsprechende Größe der Ankerstrom des Antriebsmotors (10.i) des betreffenden Extruders (1, 2, 3) herangezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die dem Metergewicht (g) entsprechende Größe die Breite des Profilstreifens (5) herangezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Signal, das dem Druck (p) bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, die Schwingungsanteile bzw. -komponenten mit einer Frequenz von mehr als 0,1 Hz in den Rechner (20) geleitet werden.

5. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Signal, das dem Metergewicht (g) bzw. der ihm entsprechenden Größe entspricht, die Schwingungsanteile bzw. -komponenten mit einer Frequenz von weniger als 0,1 Hz in den Rechner (20) geleitet werden.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit
mindestens einem Extruder (1, 2, 3) mit einer durch einen in der Drehzahl regelbaren elektrischen Antrieb (10.i) angetriebenen Extruderschnecke (24.i) und einem Drehzahlgeber (11.i) zur Erfassung der Drehzahl der Extruderschnecke (24.i),
einem Extrusionskopf (4) mit einem Profilausgang (6), wobei bei einer Vorrichtung mehreren Extrudern alle Extruder einen gemeinsamen Extrusionskopf haben,
einem Rechner (20) mit Datenbank,
einem den Innenraum des Extrusionskopfes (4) erfassenden Druckfühler (15.i) - bei einer Vorrichtung mit mehreren Extrudern: mit je einem Druckfühler, der den Teil des Innenraums erfaßt, der mit dem entsprechenden Extruder (1, 2, 3) verbunden ist - wobei der Signalausgang des bzw. der Druckfühler (15.i) mit dem Rechner (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Verbindung zwischen dem Signalausgang des bzw. der Druckfühler (15.i) und dem Rechner (20) - ggf. jeweils - ein Hochpaßfilter (17) eingefügt ist,
daß hinter dem Profilausgang (6) des Extrusionskopfes (4) eine die Breite des Profilstreifens (5) erfassende Einrichtung (23) und/oder hinter dem Profilausgang (6) des Extrusionskopfes (4) und dem Profilstreifenabzug (8) eine Metergewichtswaage (7) angeordnet ist
und daß der Signalausgang der Metergewichtswaage (7) bzw. der Einrichtung (23) über ein Tiefpaßfilter (19 bzw. 19a) mit dem Rechner (20) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromführungsleitung zum Anker (25.i) des Antriebs einen Stromgeber (26.i) aufweist, dessen Signalausgang über ein Hochpaßfilter (17a) mit dem Rechner (20) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter (17 bzw. 17a) einen Durchlaßbereich von über 0,1 Hz hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (19 bzw. 19a) einen Durchlaßbereich von weniger als 0,1 Hz hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (23) zum Erfassen der Breite des Profilstreifens (5) mit einem traversierenden Laser ausgebildet ist.