DE19654270A1 - Regelungsvorrichtung und Verfahren für einen Extruder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Extruder und auf ein Verfahren zur Regelung des Extruders zum Extrudieren eines hochpolymeren Materials wie Gummi, um eine dünne Platte zu bilden.

Diese Art von Extruder ist mit einer Walzendüse versehen, die ein Paar oberer und unterer Walzen auf der Auslaßseite eines Extruderkörpers hat. Ein von einem schubweise arbeitenden Mischer in den Extruderkörper geliefertes Material wird durch eine Schraube extrudiert, die in dem Extruderkörper vorgesehen ist, und es wird ihm ermöglicht, zwischen das Paar oberer und unterer Walzen der Walzendüse zu gehen und somit eine dünne Platte aus dem extrudierten Material zu bilden.

In einem solchen Extruder muß eine aufgestaute Menge an Material, das in einem zwischen dem Auslaß des Extruderkörpers und der Walzendüse gebildeten Stauabschnitt angehäuft ist, geeignet geregelt werden, um die Form (Breite, Dicke, etc.) der auszustoßenden dünnen Platte zu vergleichmäßigen.

Ein Stau-Regelungssystem zur Regelung der Staumenge ist bekannt (zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 55-4575). Gemäß diesem System werden die Staumengen in dem Stauabschnitt, eine auf die Walzen aufgebrachte Belastung und ein Staudruck durch eine Sensorausrüstung wie einem Zylinder, einer Meßdose, einem Drucksensor und dergleichen erfaßt, wenn die zwei Walzen mit einer konstanten Geschwindigkeit rotieren. Eine dünne Platte wird aus dem extrudierten Material gebildet, während die Schraubengeschwindigkeit erhöht/verringert wird, so daß jeweils erfaßte Werte gleich zu voreingestellten Werten sind.

Jedoch hat das herkömmliche Stau-Regelsystem nur eine Rückkopplungs-Regelungsfunktion zum Einstellen des Volumens und des Drucks des Materials in dem Stauabschnitt auf voreingestellte Staumengen-Sollwerte, um die Gestalt der dünnen Platte zu vergleichmäßigen. Um die Materialien unterschiedlicher Arten kontinuierlich zu extrudieren, wenn ein vorheriges Material, das extrudiert werden soll, von einem nachfolgenden, unterschiedlichen Material gefolgt wird, das extrudiert werden soll, kann die Staumenge in dem Stauabschnitt nur auf den Sollwert eingestellt werden, um die dünne Plattengestalt zu vergleichmäßigen.

Wenn die Materialien verschiedener Art kontinuierlich extrudiert werden, gibt es einen Fall, daß das vorherige Material weiterhin in dem Stauabschnitt verbleibt und mit dem nachfolgenden Material vermischt wird. Als ein Ergebnis wird das nachfolgende Material eingebrannt oder Eigenschaften des Materials variieren.

Um diese Probleme zu lösen, kann daran gedacht werden, daß die kleinste mögliche Staumenge in dem Stauabschnitt ausgelegt ist, um erfaßt zu werden, und daß das vorherige Material auf die kleinstmögliche Staumenge reduziert wird, wodurch das vorherige Material von dem nachfolgenden Material gefolgt werden kann und anschließend werden beide Materialien vermischt.

Da jedoch eine Vorrichtung zum direkten Messen der Staumenge in dem Stauabschnitt (beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 4) mittels eines Zylinders, einer Photoröhre oder dergleichen den Pegel des Materials in dem Stauabschnitt nur von dem oberen Abschnitt des Auslasses mißt, kann die kleine Staumenge nicht gemessen werden.

Andererseits hat eine Vorrichtung (unter Bezugnahme beispielsweise auf Fig. 12) zur Erfassung einer auf die Walzen aufgebrachte Belastung mittels einer Meßdose und zum Abschätzen der Staumenge von der erfaßten Belastung eine Schwierigkeit, das Volumen von der Belastung her korrekt zu erfassen, da Arten und Härte der Materialien unterschiedlich sind. Deshalb, wenn versucht wird, daß die Staumenge in dem Stauabschnitt auf der Grundlage des Erfassungswertes durch die Meßdose so viel wie möglich reduziert wird, kommt es vor, daß aufgrund eines Meßfehlers kein vorheriges Material, das extrudiert werden soll, in dem Stauabschnitt verbleibt, was ein Auslaufen der dünnen Platte hervorruft.

Unter Berücksichtigung der vorherigen Ausführungen ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Regelungsvorrichtung und ein Regelungsverfahren für einen Extruder zu schaffen, mit denen ein kontinuierliches Verarbeiten unterschiedlicher Arten an Materialien möglich ist, ohne einem Einbrennen des nachfolgenden Materials und ohne Bewirken einer Abweichung in den Eigenschaften des nachfolgenden Materials, in einer solchen Art und Weise, daß das vorhergehende Material von dem nachfolgenden Material gefolgt wird, ohne ein Auslaufen der dünnen Platte hervorzurufen, wenn die Materialien ausgetauscht werden, und ohne daß das vorherige Material verlassen wird.

Es ist ein Ziel der Erfindung, die Regelungsvorrichtung für den Extruder so billig wie möglich zu erhalten.

Um die Aufgaben und Ziele zu erreichen, ist die Erfindung mit den folgenden technischen Vorrichtungen versehen.

Erfindungsgemäß ist eine Regelungsvorrichtung vorgesehen, die an einem Extruder angewendet wird, in dem eine Walzendüse, die ein Paar oberer und unterer paralleler Walzen aufweist, vor einem Auslaß des Extruderkörpers drehbar angeordnet ist, der Schrauben zum Extrudieren von Material hat, wobei ein Stauabschnitt gebildet wird, der von den oberen und unteren Walzen und einer Seitenführung umgeben wird, die sowohl die rechte als auch die linke Seite des Auslasses verschließt, die die folgenden Bauteile aufweist:
eine Erfassungsvorrichtung für die minimale Staumenge, die für die Seitenführung vorgesehen ist und eine vorbestimmte Staumenge erfaßt, die dem Minimum für ein vorheriges Material entspricht, das extrudiert wird, um von einem nachfolgenden Material gefolgt zu werden, das in den Stauabschnitt extrudiert wird; und
eine Walzendüsenstop-Regelungsvorrichtung zum Stoppen der Walzendüse, wenn die Erfassungsvorrichtung für die minimale Staumenge feststellt, daß die Staumenge auf die minimale Staumenge absinkt.

Die Regelungsvorrichtung weist desweiteren die folgenden Bauteile auf:
eine Staumengenerfassungsvorrichtung zur Erfassung einer vorbestimmten Staumenge, mit der der Extruder betrieben werden kann; und
eine Walzendüsen-Betätigungsregelungsvorrichtung zum Betätigen der Walzendüse, wenn die Staumengenerfassungsvorrichtung feststellt, daß die Staumenge auf eine vorbestimmte Staumenge ansteigt.

Erfindungsgemäß ist ein Regelungsverfahren vorgesehen, das an einem Extruder angewendet wird, in dem eine Walzendüse obere und untere parallele Walzen aufweist, die vor einem Auslaß des Extruderhauptkörpers drehbar angeordnet sind, und der Schrauben zum Extrudieren von Material hat, und in dem ein Stauabschnitt gebildet ist, der von den oberen und unteren Walzen und einer Seitenführung umgeben wird, die sowohl die rechten als auch die linken Seiten des Auslasses abschließt.

Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
einen Schritt zur Feststellung, daß eine Staumenge eine vorbestimmte Staumenge erreicht, die dem Minimum für ein vorheriges Material, das extrudiert werden soll, entspricht, um von einem nachfolgenden unterschiedlichen Material gefolgt zu werden, das in den Stauabschnitt extrudiert werden soll;
einen Schritt zum Stoppen der Walzendüse, wenn festgestellt wird, daß die Staumenge auf die minimale Staumenge abnimmt;
einen Schritt zur Lieferung des nachfolgenden Materiales an den Stauabschnitt;
einen Schritt zur Feststellung, daß die Staumenge eine vorbestimmte Staumenge erreicht, in der der Extruder betrieben werden kann; und
einen Schritt zur Betätigung der Walzendüse, wenn festgestellt wird, daß die Staumenge auf eine vorbestimmte Menge ansteigt.

Da die Walzendüse sofort gestoppt wird, wenn die Menge des vorherigen Materials die Staumenge erreicht, die dem Minimum für das vorherige Material entspricht, um von dem nachfolgenden Material in dem Stauabschnitt gefolgt zu werden, bleibt das vorherige Material erfindungsgemäß nur in einem Delta-Abschnitt (ein Abschnitt 23, der von einer gestrichelten Linie 22 und Walzen 9 in Fig. 3 umgeben ist) in dem Stauabschnitt und er verbleibt nicht in anderen Abschnitten.

Danach wird das nachfolgende Material, das extrudiert werden soll, in den Stauabschnitt gefüllt. Wenn die Menge an Material zu einer vorbestimmten Staumenge wiederhergestellt ist, wird die Walzendüse wieder betrieben. Deshalb wird das vorherige Material von dem nachfolgenden Material in dem Delta-Abschnitt gefolgt, ohne in dem Stauabschnitt zu verbleiben und der kontinuierliche Extrudierbetrieb kann durchgeführt werden.

"Daß die minimale Staumenge des vorherigen Materials von dem nachfolgenden Material gefolgt werden kann" bezeichnet einen Zustand, in dem das vorherige Material nur in dem "Delta- Abschnitt" verbleibt. Obwohl die speziell einzustellende Menge in Abhängigkeit von der Art des Kunststoffes und der Konstruktion einer Vorrichtung differiert, wurde festgestellt, daß sie ungefähr 5 bis 15% der Aufnahmekapazität des Stauabschnittes sein sollte.

Andererseits, wenn ein Drucksensor zur Erfassung des Druckes des zu extrudierenden Materiales in dem Stauabschnitt angepaßt ist, als Erfassungsvorrichtung für die minimale Staumenge zu fungieren, kann die Erfassungsvorrichtung auch als eine Druckerfassungsvorrichtung zum Erhalten eines Staumengen-Sollwertes verwendet werden, um die Gestalt der dünnen Platte zu vergleichmäßigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Extruders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist eine geschnittene Draufsicht des vorderen Abschnittes des Extruders.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des vorderen Abschnittes des Extruders zur Darstellung einer Befestigungsposition für eine Erfassungsvorrichtung einer minimalen Staumenge.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Staumenge ansteigt und ein Staumengen-Detektor betrieben wird.

Fig. 5 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Staumenge abnimmt und der Staumengen-Detektor abgeschaltet wird.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Korrelation zwischen einer Staumenge und einem Staudruck zeigt.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Funktion der Verarbeitungsvorrichtung zeigt.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen einer Schraubengeschwindigkeit, einer Staumenge und einer Walzengeschwindigkeit zeigt.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teiles in einer Abwandlung, wobei Staumengen-Detektoren an zwei Positionen vorgesehen sind.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck, dargestellt als eine polygonale Linie, zeigt.

Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck, dargestellt als eine gekrümmte Linie, zeigt.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die eine Abwandlung eines Drucksensors zeigt.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Ein Walzenkopfextruder in Fig. 1 hat einen Extruderkörper 1 und eine Walzendüse 2. Der Extruderkörper 1 hat ein Paar Extruderschrauben 3, eine Kammer 4, in der die Schrauben drehbar gehalten werden, und einen Motor 5 zum Drehen der Schrauben 3.

Die Kammer 4 hat auf der Oberseite einen Trichter 6 zum Einfüllen eines Materials und auf der Endseite einen Auslaß 7. Das Paar Schrauben 3 ist über ein Reduktionsgetriebe 8 an der Basisabschnittseite eng verzahnt verbunden und ihre Endseiten stehen dem Auslaß 7 der Kammer 4 gegenüber.

Die Walzendüse 2 hat ein Paar oberer und unterer Walzen 9, die vor dem Auslaß 7 der Kammer 4 angeordnet sind. Das Paar oberer und unterer Walzen 9 ist über ein Reduktionsgetriebe 10 eng verzahnt verbunden, um umgekehrt miteinander zu drehen und es wird über einen Kalanderwalzenantriebsmotor 11 gedreht.

Ein Stauabschnitt 12 zum Anhäufen eines Materials, das extrudiert werden soll, der von den oberen und unteren Walzen 9 umgeben ist, und von-einer Seitenführung 20 gebildet ist, die die rechten und linken Seiten des Auslasses 7 verschließt. Der Stauabschnitt 12 ist mit Drucksensoren 13 ausgestattet, zum Erfassen eines Staudrucks (Druck des Materials, das extrudiert werden soll, das in dem Stauabschnitt 12 angehäuft ist) und mit einem Staumengen- Detektor 14 zur Erfassung einer Staumenge (Menge an Material, das extrudiert werden soll, das in dem Stauabschnitt 12 angehäuft ist).

Ferner ist die Seitenführung 20 mit Minimum-Staumengen- Detektoren 21 zur Erfassung der Staumenge versehen, die dem Minimum für ein vorhergehendes Material entspricht, das extrudiert werden soll, ist, um von einem nachfolgenden unterschiedlichen Material, das in den Stauabschnitt 12 extrudiert werden soll, gefolgt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel übernimmt der Drucksensor 13 die Rolle des Minimum-Staumengen-Detektors 21.

Der Drucksensor 13 wird beispielsweise durch einen Kunststoff-Druckmesser oder dergleichen gebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind das Paar rechter und linker Drucksensoren 13, die an der Seitenführung 20 befestigt sind, so daß die Erfassungseinheiten 13A in dem Delta-Abschnitt angeordnet sind, zwischen den Walzen 9 in dem Stauabschnitt 12 eingelegt. Die Einbauposition P einer jeden der Erfassungseinheiten 13A der Drucksensoren 13 ist auf eine Position festgelegt, die so nah an der Vorderseite der Extrudierrichtung (linke Seite in Fig. 3) wie möglich gesetzt ist, bis zur Grenze einer kontinuierlichen Nachfolge von nachfolgendem Material auf das vorherige Material in dem Stauabschnitt 12.

Wenn der erfaßte Wert des Drucksensors 13 Null wird, wird folglich festgestellt, daß Kunststoff in dem Stauabschnitt 12 die Einbauposition P der Erfassungseinheit 13A, die in Fig. 3 gezeigt ist, passiert und die Menge des Kunststoffes in dem Stauabschnitt 12 gleich der "minimalen Staumenge" ist, entsprechend einem Delta-Abschnitt 23, der von einer gestrichelten Linie 22 umgeben ist, die durch die Einbauposition P und die oberen und unteren Walzen 9 geht.

Obwohl festgestellt wurde, daß die "minimale Staumenge" innerhalb eines Bereiches von ungefähr 5 bis 15% der Aufnahmekapazität des Stauabschnittes 12 in diesem Extruder liegt, da die minimale Staumenge in Abhängigkeit von der Art des Kunststoffes und der Konstruktion eines Gerätes variiert, ist es notwendig, die minimale Staumenge jeder Maschinenart durch Experimente zu erhalten.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist der Staumengen- Detektor 14 als ein Pegelsensor konstruiert, der eine Photoröhre oder dergleichen verwendet und der dazu vorgesehen ist, zu erfassen, daß der Pegel des Materials, das in dem Stauabschnitt 12 angehäuft ist, einen vorbestimmten Pegel erreicht. In dem Ausführungsbeispiel ist der Staumengen- Detektor 14 konstruiert, um einen einzigen Pegel des Kunststoffs zu erfassen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind alle Schraubenantriebsmotoren 5, der Kalanderwalzenantriebsmotor 11, der Drucksensor 13 (Minimum-Staumengen-Detektor 21) und der Staumengen-Detektor 14 mit einer Regelungsvorrichtung 15 verbunden.

Die Regelungsvorrichtung 15 hat einen Prozessor 16, der mit dem Drucksensor 13 und dem Staumengen-Detektor 14, einer Schraubenantriebsmotor-Steuerungsschalttafel 17 und einer Kalanderwalzenantriebsmotor-Steuerungsschalttafel 18 verbunden ist, die durch Befehle des Prozessors 16 betrieben werden.

Der Prozessor 16 regelt die Drehzahlen der Schraube 3 und der Walzen 9 durch eine Rückführung der Differenz zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor 13 erfaßt wurde, und einem eingestellten Solldruck an die Schraubenantriebsmotor- Steuerungsschalttafel 17 und die Kalanderwalzenantriebsmotor- Steuerungsschalttafel 18, wodurch die Staumenge des Materials in dem Stauabschnitt 12 auf dem Sollwert gehalten wird.

Wenn durch den Staumengen-Detektor 14 eine vorbestimmte Staumenge erfaßt wird, wird der Staudruck durch den Drucksensor 13 erfaßt und der Prozessor 16 erhält die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck aus der erfaßten Staumenge und dem erfaßten Staudruck.

Im Falle des Ausführungsbeispieles, wie in Fig. 6 gezeigt, wird die Korrelation zwischen der erfaßten Staumenge und dem erfaßten Staudruck als ein einzelner Punkt erhalten, da der Staumengen-Detektor 14 einen einzigen Pegel erfaßt. Die Staumenge entspricht dem Staudruck in einem Eins-Zu-Eins- Verhältnis. Das Verhältnis dieser wird durch eine gerade Linie erhalten und als eine Konstante der Proportion zwischen der Staumenge und dem Staudruck spezifiziert. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat der Prozessor 16 eine Funktion der Umwandlung der Soll-Staumenge in einen Druckwert unter Verwendung der proportionalen Konstante, die aus dem Verhältnis zwischen einer bestimmten Staumenge und einem Staudruck erhalten wird, und zum Setzen des hergeleiteten Druckwertes auf den eingestellten Solldruck.

Die Regelungsvorrichtung 15 umfaßt eine Speichereinheit 19 zum Speichern der proportionalen Konstante, die aus dem Verhältnis zwischen der Staumenge und dem Staudruck unter Bezugnahme auf ein bestimmtes spezifisches Material (Kunststoff), das extrudiert werden soll, erhalten wird.

Um Materialien unterschiedlicher Arten durch den Walzenkopfextruder kontinuierlich zu extrudieren, hat der Prozessor 16 Funktionen, mit denen er beurteilt, daß das vorherige Material in dem Stauabschnitt 12 zum "Minimum" wird, wenn der Erfassungswert des Drucksensors 13 (Minimum- Staumengen-Detektor 21) gleich Null ist. Der Prozessor 16 stoppt sofort die Walzendüse 2 durch Betätigen der Kalanderwalzenantriebsmotor-Steuerungsschalttafel 18 auf der Grundlage des Erfassungswertes (Null). Danach, wenn die Menge des nachfolgenden Materials eine vorbestimmte Staumenge in dem Stauabschnitt 12 erreicht, betätigt der Prozessor 16 die Walzendüse 2 wieder.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerung in dem Prozessor 16. Fig. 8 zeigt eine Veränderung der Staumenge auf einer zeitlichen Basis.

In Fig. 7 dreht sich die Schraube 3 mit einer konstanten Drehzahl durch die Betätigung des Schraubenantriebsmotors 5. Das Material, das von dem Trichter 6 eingefüllt wurde, wird durch die Schrauben 3 von dem Auslaß 7 zu dem Stauabschnitt 12 extrudiert (Schritt S1).

Das extrudierte Material wächst allmählich in seiner Menge an. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Pegel durch den Detektor 14 erfaßt (Schritt S2), wenn der Pegel des Materials den Erfassungspegel des Staumengen-Detektors 14 erreicht.

Der Kalanderwalzenantriebsmotor 11 für die Walzendüse 2 wird automatisch aktiviert und das Paar oberer und unterer Walzen 9 beginnt sich mit einer linearen Drehzahl zu drehen (konstante Drehzahl)(Schritt S3).

Da ein anfangs eingestellter Ausstoß gemäß der Schraubendrehzahl größer als ein Ausstoß gemäß der linearen Drehzahl der Walzendüse 2 eingestellt ist, nimmt das Material in dem Stauabschnitt 12 kontinuierlich zu. Wenn das Material in dem Stauabschnitt 12 kontinuierlich über den vorbestimmten Erfassungspegel des Staumengen-Detektors 14 für eine vorbestimmte Zeit (um 4 bis 10 Sekunden)(Schritte S4 und S5) zunimmt, werden die Schrauben 3 sofort gestoppt (Schritt S6).

Wenn die Schrauben 3 wie vorstehend beschrieben gestoppt werden, nimmt die Staumenge ab und der Pegel des Materials erreicht in kurzer Zeit den Erfassungspegel des Staumengen- Detektors 14. Der Staumengen-Detektor 14 wird abgeschaltet (Schritt S7).

Der Staudruck wird zu dem Zeitpunkt, wenn der Staumengen- Detektor 14 abgeschaltet ist, durch den Drucksensor 13 erfaßt. Die Konstante der Proportion zwischen dem Staudruck und der Staumenge wird durch den Prozessor 16 bestimmt, wie in Fig. 6 gezeigt ist (Schritt S8).

Der Sollwert (der vorher festgelegt ist) der Staumenge des Stauabschnittes 12 wird unter Verwendung der festgestellten proportionalen Konstante in einen Druckwert umgewandelt. Der Druckwert wird als der festgelegte Solldruck festgelegt und die Differenz zwischen dem Solldruck und dem gemessenen Staudruck wird zurückgeführt, um die Schraubendrehzahl zu regeln (Schritte S9 und S10).

In dem vorstehenden Betrieb wird die Mengen-zu-Druck- Umwandlung ausgeführt, nachdem der Pegel des Materials in dem Stauabschnitt 12 den Erfassungspegel des Staumengen-Detektors 14 überschreitet, und wird anschließend gesenkt, um den Erfassungspegel zu erhalten. Alternativ kann die Mengen-zu- Druck-Umwandlung ausgeführt werden, wenn der Pegel des Materials den ersten Erfassungspegel (das heißt zur Zeit des S2) überschreitet.

Wenn jedoch der Pegel des Materials den Erfassungspegel zum ersten Mal übersteigt, wird die Oberfläche des Materials, das sich in dem Stauabschnitt 12 befindet, beträchtlich ungerade, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Deshalb ist es hinsichtlich einer Verbesserung der Regelungsgenauigkeit noch günstiger, die Druck-zu-Mengen-Umwandlung auszuführen, nachdem die Walzen 9 einmal auf der Oberfläche des Materials gedreht wurden, um auf vorstehende Abschnitte eine nach unten gerichtete Kraft aufzubringen, um die Oberfläche zu glätten, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn das Material nicht ausgetauscht wird, wird die Rückkopplungs-Regelung wiederholt.

Wenn das Material ausgetauscht wird, da das nachfolgende Material nicht an den Stauabschnitt 12 geliefert wird, bis das vorherige Material in dem Stauabschnitt 12 abnimmt, wird die Staumenge des vorherigen Materials reduziert, bis sie unter den Sollwert (Schritte S11 und S12) fällt.

Wenn der Erfassungswert des Drucksensors (Minimum-Staumengen- Detektor 21) der Seitenführung 20 Null wird (Schritt S13), wird die Walzendüse 2 gestoppt und das nachfolgende Material, das extrudiert werden soll, wird als nächster Schub in den Trichter 6 eingefüllt (Schritte S14 und S15).

In diesem Fall, da die Schrauben 3 noch drehen, wird das nachfolgende Material an den Stauabschnitt 12 geliefert, wobei die Menge des Kunststoffes in dem Stauabschnitt 12 zunimmt und die Staumenge kehrt in kurzer Zeit zu dem Sollwert zurück (Schritt S17). Wenn sich die Eigenschaften des nachfolgenden Materials sehr von denjenigen des vorherigen Materials unterscheiden, muß die proportionale Konstante zwischen dem Staudruck und der Staumenge, die erhalten wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist, auf jene des nachfolgenden Materials geändert werden.

Wenn die proportionale Konstante des nachfolgenden Materials in der Speichereinheit 19 gespeichert wird (Schritt S16), wird der Sollwert der Staumenge unter Verwendung der proportionalen Konstante eingestellt (Schritt S17) und die Walzendüse 2 wird wieder aktiviert (Schritt S18).

Andererseits, wenn die proportionale Konstante des nachfolgenden Materials nicht in der Speichereinheit 19 gespeichert ist (Schritt S16), muß die Verarbeitungsroutine zu dem Schritt S2 zurückkehren, um die proportionale Konstante durch den Prozessor 16 zu erhalten.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, in dem Staumengen-Detektoren 14 vorgesehen sind, um sowohl den Pegel bei der unteren Position, als auch den Pegel bei der höheren Position zu erfassen.

In diesem Fall kann die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck als eine polygonale Linie, die in Fig. 10 gezeigt ist, durch Erhalten des Staudruckes, wenn die Staumenge durch die jeweiligen Staumengen-Detektoren 14 erfaßt ist, erhalten werden.

Wenn die Staumengen-Detektoren 14 vorgesehen sind, um mehr als zwei Pegel zu erfassen, kann die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck als eine Kurve f(x) erhalten werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist.

Beide Korrelationen, die wie vorstehend beschrieben erhalten werden, können durch den Prozessor 16 als Umwandlungsformeln der Staumenge und des Staudruckes erhalten werden, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Der Sollwert der Staumenge in dem Stauabschnitt 12 wird unter Verwendung der Umwandlungsformel in den Druckwert umgewandelt. Der hergeleitete Druckwert wird als der eingestellte Solldruck verwendet. Der Unterschied zwischen dem Solldruck und dem tatsächlich gemessenen Staudruck wird zurückgeführt, wodurch die Drehzahl der Schrauben geregelt wird.

Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel in Bezug auf einen Punkt, daß durch den Drucksensor 13 festgestellt wird (Minimum-Staumengen-Detektor 21), daß die Menge des vorherigen Materials die Minimum­ staumenge wird, und danach das nachfolgende Material an den Stauabschnitt 12 geliefert wird, außer, wenn die Korrelation zwischen der Staumenge und dem Staudruck, der durch den Prozessor 16 bestimmt wird, auf jenen verändert wird, der in den Fig. 10 oder 11 gezeigt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt.

Beispielsweise kann ein Temperatursensor, der separat von dem Drucksensor 13 vorgesehen ist, als der Minimum-Staumengen- Detektor 21 verwendet werden.

In diesem Fall muß der Temperatursensor als Minimum- Staumengen-Detektor 21 in der Einbauposition P ähnlich zu jener in Fig. 3 in der Seitenführung 20 vorgesehen werden. Der Drucksensor 13 zum Erfassen des Staudrucks ist nicht auf jenen beschränkt, der in dem Stauabschnitt 12 vorgesehen ist. Eine Meßdose zum indirekten Erfassen des Staudruckes durch Erfassung der Belastung der Walze 9 der Walzendüse 2, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, kann auch als Drucksensor 13 verwendet werden.

Der Drucksensor 13 kann den Staudruck durch Erfassen des Druckes des Materials in der Kammer 4, in der die Extruderschrauben 3 sind, indirekt erfassen, solange er getrennt von dem Minimum-Staumengen-Detektor 21 vorgesehen ist.

Obwohl der Staumengen-Detektor 14 als ein Pegelsensor beschrieben wurde, der einen Lichtsender und einen Lichtempfänger zum Erfassen eines bestimmten Pegels aufweist, kann auch ein Sensor zum kontinuierlichen Erfassen des Pegels verwendet werden. Ein wie in der japanischen Patentveröffentlichung 57-26936 beschriebender Potentiometer vom Kontakttyp kann auch verwendet werden.

Der Staumengen-Detektor 14 kann die Staumenge nicht nur durch seinen Pegel, sondern auch durch das Volumen, das Gewicht oder dergleichen erfassen.

Die Staumenge in der Anmeldung bezeichnet nicht nur die Einheit des Pegels, sondern auch das Volumen, das Gewicht oder einen dimensionslosen Index.

Obwohl in den Ausführungsbeispielen die Schraubendrehzahl geregelt wird, kann desweiteren die Drehzahl der Walze 9 der Walzendüse 2 geregelt werden oder es können in der Erfindung auch beide Drehzahlen, die der Schraube 3 und die der Walze 9 geregelt werden.

Wie vorstehend erwähnt wurde, können die Materialien unterschiedlicher Arten kontinuierlich verarbeitet werden, ohne einem Einbrennen des nachfolgenden Materials oder einem Hervorrufen einer Veränderung in den physikalischen Eigenschaften, da erfindungsgemäß das vorherige Material von dem nachfolgenden Material gefolgt werden kann, ohne daß die dünne Platte ausläuft, wenn das Material ersetzt wird und ohne dem Zurückbleiben des vorherigen Materials in dem Stauabschnitt.

Bei der Verwendung des Minimum-Staumengen-Detektors auch als eine Druckerfassungsvorrichtung (Drucksensor) zum Erhalten des Staumengen-Sollwertes zur Vergleichmäßigung der Gestalt der dünnen Platte, kann der Extruder, der diese Wirkungen hat, am günstigsten erhalten werden.

Eine Regelungsvorrichtung und ein Verfahren für einen Extruder, der kontinuierlich Materialien unterschiedlicher Arten verarbeiten kann, ohne einem Einbrennen eines nachfolgenden Materials und ohne einem Hervorrufen einer Veränderung in den physikalischen Eigenschaften, indem dem nachfolgenden Material erlaubt ist, einem vorherigen Material nachzufolgen, ohne daß eine dünne Platte ausläuft, wenn die Materialien ausgetauscht werden. In einem Extruder, in dem eine Walzendüse 2 eine obere und eine untere parallele Walze 9 hat, die vor einem Auslaß eines Extruderkörpers 1 drehbar angeordnet sind, und der Schrauben 3 zum Extrudieren des Materials aufweist und einen Stauabschnitt 12, der von den oberen und unteren Walzen 9 und einer Seitenführung 20, die die rechte und linke Seite des Auslasses 7 abschließt, wird gebildet, wobei die Walzendüse 2 sofort gestoppt wird, wenn die Menge des Stauabschnittes 12 die Staumenge erreicht, die dem Minimum des vorherigen Materials, das extrudiert werden soll, entspricht, um von dem nachfolgenden unterschiedlichen Material, das extrudiert werden soll, gefolgt zu werden. Danach wird die Walzendüse 2 wieder betätigt, wenn das nachfolgende Material eine vorbestimmte Staumenge in dem Stauabschnitt 12 erreicht.

Claims (5)

1. Regelungsvorrichtung, die an einem Extruder angewendet wird, in dem eine Walzendüse (2), die ein Paar oberer und unterer paralleler Walzen (9) aufweist, vor einem Auslaß (7) des Extruderkörpers (1) drehbar angeordnet ist, der Schrauben (3) zum Extrudieren von Material hat, wobei ein Stauabschnitt (12) gebildet wird, der von den oberen und unteren Walzen (9) und einer Seitenführung (20) umgeben wird, die sowohl die rechte als auch die linke Seite des Auslasses (7) verschließt, die die folgenden Bauteile aufweist:
eine Minimum-Staumengen-Erfassungsvorrichtung (21), die für die Seitenführung (20) vorgesehen ist und eine vorbestimmte Staumenge erfaßt, die dem Minimum für ein vorheriges Material entspricht, das extrudiert wird, um von einem nachfolgenden Material gefolgt zu werden, das in den Stauabschnitt (12) extrudiert wird; und
eine Walzendüsenstop-Regelungsvorrichtung (15) zum Stoppen der Walzendüse (2), wenn die Minimum-Staumengen- Erfassungsvorrichtung (21) feststellt, daß die Staumenge auf die minimale Staumenge reduziert ist.

2. Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die desweiteren die folgenden Bauteile aufweist:
eine Staumengen-Erfassungsvorrichtung (14) zur Erfassung einer vorbestimmten Staumenge, mit der der Extruder betrieben werden kann; und
eine Walzendüsen-Betätigungsregelungsvorrichtung (16) zum Betätigen der Walzendüse (2), wenn die Staumengen- Erfassungsvorrichtung (14) feststellt, daß die Staumenge auf eine vorbestimmte Staumenge angehoben ist.

3. Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimum-Staumengen- Erfassungsvorrichtung (21) ein Drucksensor (13) zum Erfassen eines Druckes des Materials ist, das in den Stauabschnitt extrudiert werden soll.

4. Regelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Staumenge, die dem Minimum für das vorherige Material, das extrudiert werden soll, entspricht, um von dem nachfolgenden unterschiedlichen Material, das nachfolgend in den Stauabschnitt (12) extrudiert werden soll, gefolgt zu werden, innerhalb eines Bereiches von 5 bis 15% der Aufnahmekapazität des Stauabschnittes (12) liegt.

5. Regelungsverfahren, das an einem Extruder angewendet wird, in dem eine Walzendüse (2) obere und untere parallele Walzen (9) aufweist, die vor einem Auslaß (7) des Extruderhauptkörpers (1) drehbar angeordnet sind, der Schrauben (3) zum Extrudieren von Material hat, und in der ein Stauabschnitt (12) gebildet ist, der von den oberen und unteren Walzen (9) und einer Seitenführung (20) umgeben wird, die sowohl die rechten als auch die linken Seiten des Auslasses (7) abschließt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
einen Schritt zur Feststellung, daß eine Staumenge eine vorbestimmte Staumenge erreicht, die dem Minimum für ein vorheriges Material, das extrudiert werden soll, entspricht, um von einem nachfolgenden unterschiedlichen Material gefolgt zu werden, das in den Stauabschnitt (12) extrudiert werden soll;
einen Schritt zum Stoppen der Walzendüse (2), wenn festgestellt wird, daß-die Staumenge auf die minimale Staumenge reduziert ist;
einen Schritt zur Lieferung des nachfolgenden Materiales an den Stauabschnitt (12);
einen Schritt zur Feststellung, daß die Staumenge eine vorbestimmte Staumenge erreicht, in der der Extruder betrieben werden kann; und
einen Schritt zur Betätigung der Walzendüse (2), wenn festgestellt wird, daß die Staumenge auf eine vorbestimmte Menge ansteigt.