DE3412158A1 - Regelung einer im recyclingprozess arbeitenden extruderanlage und extruderanlage - Google Patents

Regelung einer im recyclingprozess arbeitenden extruderanlage und extruderanlage

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Description

  • Regelung einer ix Recyclingprozeß arbeitenden Extruderanlage
  • und Extruderanlage Gattung Die Erfindung betrifft eine Regelung einer im Recyclingprozeß arbeitenden Extruderanlage für plastifizierbare Kunststoffe mit einer durch einen Motor angetriebenen Austragsschnecke, der der Kunststoff zugeführt wird.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung eine Extrudervorrichtung mit einer motorisch angetriebenen Austragsschnecke.
  • Stand der Technik In der kunststoffherstellenden und verarbeitenden Industrie fallen ungeheure Mengen an zerkleinertem oder unzerkleinertem Kunststoff an, deren Aufbereitung und.Weiterverarbeitung schon aus energiepolitischen Gründen lohnend erscheint. Die bisher bekannten Extrudervorrichtungen arbeiten systemmäßig getrennt, und zwar a) als Stopfwerke für die Schnitzelverarbeitung, oder aber als b) direkteinziehende Schnecken konische oder nichtkonischer Bauart; oder c) als konische Schnecken mit Einlaufbremse über Spalt und Stifte gesteuert, oder d) als konische Schnecken mit regelbaren Einzugswalzen.
  • Alle diese Systeme funktionieren nur bei dünnen Folien, die dehnbar sind. Bei dicken und breiten Folien überfüttern die Schnecken sehr schnell, da das Einzugsvolumen besonders bei den vorstehend unter c) und d) beschriebenen Systemen nicht regelbar ist.
  • Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst eine Regelung zum gleichmäßigen Einziehen von plastifizierbaren Kunststoffen aller Art, zerkleinert oder unzerkleinert, im Recyclingprozeß zur Herstellung von Granulaten, Folien, Spritzgußteilen usw., zu schaffen.
  • Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Extrudervorrichtung zur Anwendung der erfindungsgemäß angestrebten Regelung zu schaffen, bei der die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile nicht vorhanden sind.
  • Losung betreffend die Regelung Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
  • Einige Vorteile Bei Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelung läßt sich ein gleichmäßiges Einziehen von plastifizierbaren Kunststoffen aller Art im Recyclingprozeß zur Herstellung von Granulaten, Folien, Spritzgußteilen usw. erreichen, und zwar ohne das die Gefahr einer Uberfütterung der Austragsschnecke besteht.
  • Auch ist die Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelung nicht auf eine bestimmte Dicke und/oder Breite des im Recyclingprozeß zugefügten plastifizierbaren Kunststoff begrenzt.
  • Die erfindungsgemäße Regelung besteht aus einer zur Grunddrehzahl der Austragsschnecke drehvariabel arbeitenden Einzugsschnecke, die in Abhängigkeit von Stromaufnahme, Drehmomentaufnahme oder Druckaufnahme zur mit konstanter Drehzahl arbeitenden Austragsschnecke zur Gewährleistung gleichbleibenden Füllungsgrades und damit Ausstoß, geregelt wird. Die Parameter können jeder für sich selbst als Regelgröße (Führungsgröße) zur Regelung der Drehzahl der Einzugsschnecke angewendet werden. Hierbei wird der Antriebsmotor der Einzugsschnecke solange herunter- oder heraufgeregelt, bis die jeweilige Parametervorgabe als Führungsgröße innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereiches gleichbleibend ist. Dies kann mittels eines Rechners oder eines einfachen Regelkreises erfolgen.
  • Bei einer zweiten Alternative erfolgt gewissermaßen eine Umkehrung der Verhältnisse, und zwar dadurch, daß die Drehzahl der Einzugschnecke konstant bleibt. Die Drehzahl der Austragsschnecke wird bei dieser Alternativlösung in Abhängigkeit der Stromaufnahme des Antriebsmotors der Einzugsschnecke oder des aufgenommenen Drehmomentes der Einzugsschnecke oder des innerhalb des Verdichtungsraumes der Einzugsschnecke gemessenen Druckes, wo der Kunststoff bereits plastifiziert ist, geregelt. Diese Parameter werden jeweils als Führungsgröße des jeweils hergestellten Regelkreises eingesetzt und der Antriebsmotor der Austragsschnecke solange herauf- oder untergeregelt, bis die jeweilige Parametervorgabe innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereiches gleichbleibend ist. Dies kann kahn ebenfalls mittels eines Rechners oder eines einfachen Regelkreises erfolgen (Patentanspruch 2).
  • Weitere Aus führungsforien In den Patentansprüchen 3 bis 5 sind vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Regelung beschrieben.
  • Losung betreffend die Fxtruder#orri#htung Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 6 wiederge gebenen Merkmale gelöst.
  • Einige Vorteile Durch die koaxiale Anordnung von Einzugs- und Austragsschnecke ergibt sich eine besonders kompakte Ausführungsform. Dadurch, daß die beiden Schnecken gewissermaßen auf der gleichen Achse liegen, ergibt sich außerdem eine gleichbeleibende Druckverteilung in Achsrichtung, was ebenfalls baugünstig ist.
  • Weitere Ausführung In den Patentansprüchen 7 bis 11 sind vorteilhafte Ausführungsformen beschrieben.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch -an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
  • Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Elektromotor oder Hydromotor bezeichnet, der über ein Getriebe 2 eine Austragsschnecke 3 mit konstanter Drehzahl antreibt.
  • Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor oder Hydromotor, der über ein Getriebe 5 eine Einzugsschnecke 6 antreibt. Der Hydromotor 4 kann als hydrostatischer Motor, beispielsweise als rohr- oder spiegelgesteuerter Achsialkolbenmotor, ausgebildet sein.
  • Der Einzugsschnecke 6 werden plastifizierbare Kunststoffe, beispielsweise Folien von der Rolle ~a", oder Kunststoffschnitzel ~b", oder Agglomerate c, oder sonstige plastifizierbare Kleinteile lldfl, und zwar jeweils zerkleinert oder unzerkleinert, zugeführt. In der Einzugsschnecke 6 wird der Kunststoff im Vorverdichter 7 vorverdichtet und in die Schnecken~ gänge 8 der Austragsschnecke 3 hineingedrückt.
  • Die Austragsschnecke 3 übernimmt also den plastifizierten, vorzerkleinerten und vorverdichteten Kunststoff. Mit steigendem Ausstoß steigt die Plastifizierleistung und damit die Stromaufnahme des Antriebsmotors 1 der Austragsschnecke 3 sowie das Drehmoment der Austragsschnecke 3 bzw. deren Motor 1 und der im Zylinder 9 vor der Mündung 10 durch eine bei 11 angeordnete Druckmeßdose. Diese Parameter - Stromaufnahme, Drehmoment oder Druck - können jeder für sich als Regelgröße (Führungsgröße) in einem noch zu beschreibenden Regelkreis eingesetzt werden, um die Drehzahl der Austragsschnecke 3 zu beeinflussen. Dabei wird der Motor 4 solange herauf- oder heruntergeregelt, bis die durch die jeweils eingesetzte Führungsgröße vorgegebene Vorgabe, z. B. die an einem Amperemeter 12 gemessene Stromaufnahme des Motors 1 gleichbleibend oder innerhalb vorgegebener Grenzen gleichbleibend ist. Dies kann mittels eines Rechners 13 oder eines einfachen Regelkreises 14 geschehen.
  • Aus der Mündung 10 lassen sich entweder wahlweise Folien, Spritzgußteile oder Granulate extrudieren.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind Austragsschnecke 3 und Einzugsschnecke 6 koaxial zueinander angeordnet, wodurch sich eine gleichbleibende Druckverteilung ergibt.
  • Bei einer Kaskadensteuerung gemäß der Erfindung füttert eine Schnecke eine andere Schnecke mit vorplastifiziertem Material. Beide Schnecken sind dabei unabhängig voneinander regelbar. Zum Beispiel können die Schnecken mit ihren Längsachsen parallel und nebeneinander angeordnet sein, wobei die eine Schnecke unmittelbar in das Gehäuse oder in einen Trichter der anderen Schnecke einspeisen kann.
  • Die in der Zusammenfassung, in der Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
  • II#ezugszeichenliste 1 Elektromotor, Hydromotor 2 Getriebe 3 Austragsschnecke 4 Elektromotor, Hydromotor 5 Getriebe 6 Einzugsschnecke 7 Vorverdichter 8 Schneckengänge 9 Zylinder 10 Mündung 11 Druckmeßdose 12 Amperemeter 13 Rechner 14 Regelkreis a Folien b Kunststoffschnitzel c Agglomerate d Kleinteile

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Regelung einer im Recycling arbeitenden Extruderanlage für plastifizierbare Kunststoffe, mit einer durch einen Motor angetriebenen Austragsschnecke, der der Kunststoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Austragsschnecke (3) durch den Motor (1) mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und b) mindestens eine der Austragsschnecke (3) den Kunststoff zuführende Einzugsschnecke (6) vorgesehen ist, deren Drehzahl zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Füllungsgrades der Austragsschnecke (3) und damit eines gleichbleibenden Ausstoßes derselben derselben in Abhängigkeit der Stromaufnahme des Antriebsmotors (1) der Austragsschnecke (3) oder des Drehmomentes der Austragsschnecke (3) oder des Druckes im Zylinder (3) der Austragsschnecke (3) geregelt wird.
  2. 2. Regelung einer im Recycling arbeitenden Extruderanlage für plastifizierbare Kunststoffe, mit einer durch einen Motor angetriebenen Austragsschnecke, der der Kunststoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß t a) die Einzugsschnecke (6) durch einen Motor (4) mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und i b) die Drehzahl der Austragsschnecke (3) zur Gewähr~ leistung eines gleichbleibenden Füllungsgrades der Austragsschnecke (3) und damit eines gleichbleibenden Ausstoßes derselben in Abhängigkeit der Stromaufnahme des Antriebsmotors (4) der Einzugsschnecke (6) oder des Drehmomentes der Einzugsschnecke (6) oder des im Vorverdichter (7) der Einzugsschnecke (6) gemessenen Druckes geregelt wird.
  3. 3. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Führungsgröße (Druck; Drehmoment; Stromaufnahme) des Regelkreises veränderbar und einstellbar ist.
  4. 4. Regelung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis ein Rechner (13) zugeordnet ist.
  5. 5. Regelung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebsmotors (1 bzw. 4) der Austragsschnecke (3) oder der Einzugsschnecke (6) solange herunter- oder heraufgeregelt regels wird, bis die Parametervorgabe (Führungsgrößevorgabe) innerhalb vorbestimmter Toleranzen - ggf. durch Einschaltung eines Rechners (13) - gleichbleibend ist.
  6. 6. Extrudervorrichtung mit einer motorisch angetriebenen Austragsschnecke, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Austragsschnecke (3) eine unabhängig von der Austrags schnecke (3) ebenfalls motorisch angetriebene Einzugsschnecke (6) angeordnet ist, wobei die Einzugsschnecke (6) oder die Austragsschnecke (3) durch einen drehzahl~ regelbaren Elektromotor oder einen drehzahlregelbaren hydraulischen Motor angetrieben sind.
  7. 7. Extrudervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß statt des drehzahlregelbaren Elektromotors bzw.
    des drehzahlregelbaren hydrostatischen Motors der Antrieb über ein drehzahlregelbares Getriebe erfolgt.
  8. 8. Extrudervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Austragsschnecke (3) oder der Einzugsschnecke (6) über eine Drehmomentenregelung mit Hydraulikantrieb erfolgt.
  9. 9. Extrudervorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschnecke (3) mit ihrem Antriebsmotor (1) ein getrenntes Antriebssystem von dem Antriebsmotor (4) der Einzugsschnecke (6) bilden und daß die Systeme als Kaskaden ausgebildet sind.
  10. 10. Extrudervorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschnecke (3) in Achsialrichtung im Zylinder (9) vor- und zurückbeweglich angeordnet ist, um über definiertes Volumen in eine Form pressen zu können.
  11. 11. Extrudervorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschnecke (3) einen durch verschiebbare Einsätze variablen bzw. veränderlichen Vorverdichter (7) aufweist.
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