KR20170101780A - 압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 또는 컴파운딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법 - Google Patents

압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 또는 컴파운딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법 Download PDF

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controller
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KR1020170018765A
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패트릭 미헬스
팀 카르스텐 폴
라파엘 헤르메스
얀 야코비
피터 지에빅테로스
Original Assignee
라이펜호이저 게엠베하 운트 코. 카게 마쉬넨파브릭
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Abstract

본 발명은 압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이중 스크류 압출기, 즉 이중 실린더와 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류를 갖는 압출기에 관한 것으로, 특히 필름 제조 플랜트, 및 이러한 필름 제조 플랜트의 작동 방법에 관한 것이다.
종래 기술에서, 압출기의 마모를 모니터링하기 위한 다른 방안이 알려져 있다. 많은 측정법과 측정값이 논의되었다.
본 발명에 따르면, 굽힘 모멘트 계산 및 특히 굽힘 모멘트의 주파수 계산에 의해 마모를 시험할 수 있고 또한 심지어는 이전에는 알려져 있지 않은 질로 예측할 수 있다.

Description

압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 또는 컴파운딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법{EXTRUDER, PLASTIC MOLDING PLANT OR COMPOUNDING PLANT AND METHOD FOR OPERATING SUCH A PLANT}
본 발명은 압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 또는 컴파운딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 이중 스크류 압출기, 즉 실린더, 보다 정확하게는 이중 실린더를 갖는 압출기, 및 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류, 및 특히 필름 제조 플랜트, 특히, 블로운(blown) 필름 플랜트 또는 평 필름 라인, 및 이러한 필름 제조 플랜트의 작동 방법에 관한 것이다.
EP 1 507 182 A1에는 압출 플랜트에서 마모를 확인하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이러한 목적으로, 일련의 관련된 기계 데이터, 즉 전달 거동, 전달 속도, 매스 처리량, 압출기 속도, 압출기 토크, 용융물 압력 및 실린더 압력 분포로부터 참조점이 결정된다. 압출 기계의 작동 중에, 현재 측정 값 데이터가 참조점과 비교된다. 상기 발명에서는, 미리 정해진 편차가 결정되면, 과도한 마모가 일어난 것으로 본다.
DE 10 2007 021 037 B4에도 압출 플랜트에서 마모를 확인하기 위한 방법이 개시되어 있다. 동일 출원인에 의해 개시된 전술한 방법의 일 개량예로서, 스크류와 실린더의 마모 상태의 자동적인 확인을 가능하게 해주고 또한 그 마모 상태를 빨리 연속적으로 알려줄 수 있는 방법이 소개되어 있다. 이러한 목적을 위한 파라미터로서, 작동 시간 및 가열/냉각 파워의 펄스 듀티 인자가 언급되어 있다.
DE 10 2011 103 810 A1에는 마모 측정 센서를 구비하는 플라스틱화 장치가 개시되어 있는데, 마모 측정 센서는 스크류와 실린더 사이의 거리을 연속적으로 측정하고 이 값으로부터 마모를 계산하게 된다.
다른 시스템이 본 출원인의 FR 2.148.970, US 4,604,251, US 2002/0083761 A1, DE 44 45 352 C1 또는 DE 100 48 826 A1에 알려져 있는데, 마지막의 문헌은 단지 다른 종류의 용례를 위한 센서 시스템을 제안하고 있다.
본 발명의 과제는, 종래 기술을 개량하거나 그에 대한 이용가능한 대안을 제시하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에서, 상기 과제는, 실린더 및 그 안에 배치되는 스크류, 특히, 이중 실린더 및 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류, 및 상기 스크류를 위한 구동 트레인을 갖는 압출기로 해결되며, 상기 구동 트레인은 상기 스크류와의 커플링을 가지며, 상기 압출기, 특히 상기 커플링은, 토크 및/또는 굽힘 모멘트로 이루어진 모멘트 하중을 기록하고 또한 기록된 모멘트 하중으로부터 전자 테이타를 발생시키기 위한 센서를 가지며, 상기 구동 트레인을 위한 구동기에 작동 연결되어 있는 제어기가 제공되어 있고, 상기 센서는 상기 제어기와 데이터 연결되어 있으며, 상기 제어기는 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 평가하고 또한 제어기에서 설정된 문턱값이 초과되면 보호 조치를 취하도록 되어 있으며, 상기 평가는 굽힘 모멘트 계산을 포함한다.
용어와 관련하여, 다음 설명이 주어진다.
본 발명자에 의해 수행되는 원형(prototype) 시험은 이중 스크류 압출기에서 이루어졌다. 여기서, 측정 값은 마모와의 상관 관계를 나타냈다. 본 발명자가 가정하는 기본적인 물리적 기구에 대해서는, 여기서 소개되는 본 발명은 다른 복수의 스크류 압출기에도 적용될 수 있다는 가정에서 시작해야 한다.
일반적으로, 본 발명의 출원에서, "정확히 하나의 ...", "정확히 2개의 ..." 등이 의도된 것임을 문맥이 당업자에게 암시하지 않는 다면, 또는 그러한 의도가 명확히 언급되어 있지 않다면 부정 관사 및 "하나", "둘" 등과 같은 숫자는 최소 값, 즉 "적어도 하나의 ...", "적어도 2개의..." 등으로 이해되어야 한다.
당업자라면 특징을 다른 수치 값에 어떻게 적응시킬지 알 것인데, 즉, 단일 스크류 압출기는 하나의 실제 실린더 표면 영역을 갖지만, 이중 스크류 압출기는 2개의 완전한 실린더를 갖지 않고 서로 연결된 2개의 부분 실린더 표면 영역을 가지고 있음을 알 것이다.
"구동 트레인"은 모터, 특히 전기 모터로 구동되는 압출 기계의 일 부분으로 이해해야 한다. 특히, 구동 트레인은 기어를 갖는 축 또는 복수의 축일 수 있다.
모터 자체는 구동 트레인의 일 부분일 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다.
구동 트레인에서 기어와 모터 사이에 있는 "커플링"은 순간적인 과부하로 인한 압출기 손상을 방지하기 위해 제공되는 것이다. 그래서, 예컨대, 안전 마찰 클러치가 제공될 수 있고, 이 클러치의 민감성은 이상적으로 조절될 수 있는데, 즉 미끄럼을 유발하는 모멘트의 크기가 변화될 수 있다. 예컨대, 용융 매스의 온도가 너무 낮아 스크류에서의 회전 저항이 너무 높으면, 안전 마찰 클러치가 미끄러지기 시작하여, 구동 트레인, 예컨대 스크류 또는 대응하는 기어에 대한 토크 과부하를 방지하게 된다. 물론, 쉽게 가역적이지 않은 커플링, 예컨대 작동 모드의 회복을 위해 수동 개입을 필요로 하는 파손을 받는, 전단 핀으로 연결된 축 또는 다른 안전 커플링도 가능하다.
"센서"는 다양한 종류의 상용 센서일 수 있다. 일반적으로, 더 좋은 센서가 사용되면 측정 결과는 더 좋게 된다. 그러나, 와이어 스트레인 게이지와 같은 매우 저렴한 센서로도 본 발명은 실시될 수 있는데, 기본적인 임무가, 정확한 기계적인 파라미터를 확인하고 또한 압출기의 작동을 위해 특히 그의 마모 측정 및 예측을 평가하는 것이기 때문이다.
본 발명자에 의해 수행된 원형 시험에 따르면, 센서는 다양한 곳, 특히 스크류와 기어 사이의 커플링에, 또는 직접 스크류에 또는 직접 기어 축에서 압출기에 부착될 수 있다.
센서는 스크류 또는 이 스크류에 연결되는 커플링 또는 구동 트레인, 필요한 경우에는 압출 기계의 다른 지점에서도 모멘트 하중을 측정하는데에 적합해야 한다.
특히, 센서는 굽힘 모멘트를 측정하는데에 적합해야 한다.
굽힘 모멘트를 측정하기 위한 센서는 일반적으로 굽힘 모멘트 그대로를 측정하지 않을 것이고, 회전 축선을 따른 또는 그에 평행한 요소의 기계적 신장 또는 단축을 측정하게 될 것이다. 센서 자체는 측정 값에 대응하는 전자 데이터를 발생시키고 이를 전송하도록 되어 있고 또는 데이터가 바람직하게는 전기적으로 불러오는 단순한 센서일 수 있고, 이어서, 그 불러와진 데이터로부터 전자 데이터가 발생된다. 예컨대, 와이어 스트레인 게이지의 전기 저항을 결정하고 이로부터 전자 데이터를 계산하는 것이 좋은 관행이다.
다른 측정법도 사용할 수 있다. 센서는 또한 앞으로 나올 측정법도 사용할 수 있다.
"제어기"는 일반적으로, 독립적으로 계산 단계를 수행하고 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 중앙 처리 유닛(CPU)을 구비한다. 바람직하게는, 제어기는 이러한 목적으로 컴퓨터 프로그램이 저장될 수 있는 메모리를 갖는다.
제어기는 내부 하드웨어의 일 부분일 수 있고, 또는 소프트웨어 솔루션일 수 있다. 소프트웨어 솔루션은 위치에 대해 독립적이다.
그와는 독립적으로, 제어기는 바람직하게는 데이터 자체를 채울 수 있고 그리고/또는 데이터를 얽어낼 수 있는 메모리를 갖는다.
케이블을 갖거나 갖지 않는 제어기의 신호 출력부, 예컨대 스위칭된 파워 출력부가 구동 트레인을 위한 구동기에 작동 연결된다. 이 연결은 직접적이거나 간접적일 수 있다. 예컨대, 제어기는 개루프 또는 폐루프 제어로 구동기를 직접 제어할 수 있으며, 대안적으로 또는 추가적으로, 제어기는 압출기에 있는 하나 이상의 커플링에 작용하여 커플링을 개폐할 수 있고, 또는 예컨대 커플링의 민감도를 조절할 수 있다.
이와 관련하여, 예컨대 디스플레이와 같은 순수하게 전자적인 장치에의 연결은, 구동 트레인을 위한 구동기에의 작동 연결로 이해해야 한다.
센서는 제어기와 데이터 연결되어 있다. 다시 말해, 제어기는 데이터를 더 처리하기 위해 센서로부터의 데이터를 기록할 수 있어야 한다.
작업 안전을 위해, 케이블 연결 수단이 데이터 연결에 바람직하다. 예컨대 무선 네트워크 또는 광학식 데이터 전송과 같은 무선 연결 수단도 사용할 수 있다.
제어기에 의해 촉발되는 "보호 조치"는 기계적이거나 비기계적인 것일 수 있다. 예컨대, 제어기는 압출기에 가해지는 모멘트에 직접 개입할 수 있고, 예컨대 구동기를 차단시키거나 더 느리게 가동시킬 수 있고, 그리고/또는 제어기는 커플링에 작용할 수 있고, 예컨대, 제어기는 커플링을 개방시킬 수 있거나 그 커플링의 민감도를 조절할 수 있으며, 그리고/또는 보호 조치는, 플랜트의 디스플레이 상의 예컨대 메시지를 플랜트에 의해 경보 빛 및/또는 음향 신호를 통해 그리고/또는 다른 지점에의 데이터 연결을 통해 플랜트 관리부에 전송하거나 또는 인터넷 또는 다른 데이터 네트워크를 통해 압출기 제조 업자, 판매자 또는 서비스 회사에 전송하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에서는 제어기가 전자 데이터를 평가한다. 이를 위해, 다른 가능한 처리 중에서도 적어도 "굽힘 모멘트 계산"이 수행된다.
굽힘 모멘트 계산은 주로 굽힘 모멘트 계산, 즉 계산의 최종 값으로서의 굽힘 모멘트의 계산을 포함할 수 있고, 또는 계산의 중간 값으로서 굽힘 모멘트만 사용되는 추가적인 계산이 수행될 수 있다.
간접적으로 굽힘 모멘트로 변환될 수 있는 값이 또한 사용될 수 있는데, 예컨대 축방향 신장 또는 축선에 평행한 신장, 또는 압출 기계의 축선에 평행한 적어도 하나의 성분을 갖는 신장이 사용될 수 있는데, 이 신장은 삼각 함수에 의해 축방향 신장으로 변환될 수 있고 그리고 이 축방향 신장은 굽힘 모멘트 하중으로 변환될 수 있기 때문이다.
본 발명자에 의해 수행된 실험 및 데이터 평가 시리즈의 결과에 따르면, 굽힘 모멘트와 압출기의 스크류 및/또는 실린더의 마모 사이에 상관 관계가 있다. 본 발명자의 견해로는, 굽힘 모멘트의 계산법은 선구적이라고 생각하는데, 종래 기술에서 지금까지 사용된 모든 측정 값은 본 발명자에 의해 수행되는 원형 시험에서 마모를 측정하는데에 부적합한 것으로 입증되었기 때문이다.
다른 측정 변수는 기본적으로 스크류의 마모 상태를 평가하는데에도 기본적으로 적합한데, 하지만 이들 변수는 압출기의 현재 작동 상태에 영향을 받게 되며, 그래서, 미모로 인한 신호 성분을 결정하기 위해서는 가공점에 의존하는 측정 신호의 비교가 필요하게 될 것이다.
본 발명의 일 바람직한 실시 형태에 따르면, 압출기는 제어기가 굽힘 모멘트의 평균 오프셋을 계산하도록 설정된다.
압출기의 스크류는 작동 중에 회전한다. 그러므로 ,모멘트를 전달하는 구동기 상의 일 지점, 예컨대 스크류 또는 그의 커플링(커플링은 또한 배타적인 측정 커플링일 수 잇음)에 작용하는 굽힘 모멘트 하중은 주기적인 거동을 하게 된다. 특히, 예컨대 국소적인 신장(종종 기계 공학에서 신장(ε)이라고 함)으로서 굽힘 모멘트가 와이어 스트레인 게이지에 의해 예컨대 회전 요소의 표면에서 결정될 수 있다.
굽힘 모멘트의 주기적인 측정 값을 시간에 대해 점철하면, 평균 값을 중심으로 진동하는 주기적인 곡선이 얻어진다. 이하 이 값을 "오프셋" 이라고 한다.
원형 시험에 의하면, 이 오프셋은 압출기에서의 마모 증가와 더불어 실질적으로 변한다. 이중 스크류 압출기에 있는 두 스크류 중의 하나에 대한 실험에서, 상기 오프셋은 대략 -200 Nm에서 대략 -100 Nm까지 변하였다.
마모 상태와 비마모 상태를 비교해 보면, 오프셋을 중심으로 하는 진동의 진폭이 또한 변한다. 그러나, 오프셋에서 더 강한 특징적 변화가 본 발명자에 의해 확인되었다.
흥미롭게도, 비틀림 토크는 적어도 대략 동일하게 유지된다. 관련된 특성 값의 변화는 처리되는 원료에 달려 있다.
물론, 측정 또는 계산되어 비교되어야 하는 것은 반드시 산술적인 평균일 필요는 없다. 중요한 것은, 주기적인 곡선에 특성 값이 사용된다는 것이다. 예컨대, 각 사이클의 국소 최대값 또는 국소 최소값 또는 예컨대 중간 값과 같은 다른 값도 사용될 수 있다.
다시 말해, 결정적으로 중요한 것은, 본 발명자에 의해 이루어진 이 유리한 관찰에 따르면, 압출기가 마모를 받고 있을 때, 굽힘 모멘트의 주기적 곡선의 진폭이 변하지만 오프셋 또는 일반적으로 위치 만큼은 크게 변하지 않는다는 것이다.
이미 언급한 바와 같이, 굽힘 모멘트의 진폭, 즉 굽힘 모멘트에서 발생되는 곡선의 진폭을 계산하는 것이 또한 유리할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에서, 상기 목적은, 실린더 및 그 안에 배치되는 스크류, 특히, 이중 실린더 및 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류, 및 상기 스크류를 위한 구동 트레인을 갖는 압출기로 해결되며, 상기 구동 트레인은 상기 스크류와의 커플링을 가지며, 상기 압출기, 특히 상기 커플링은, 토크 및/또는 굽힘 모멘트로 이루어진 모멘트 하중을 기록하고 또한 기록된 모멘트 하중으로부터 전자 테이타를 발생시키기 위한 센서를 가지며, 상기 구동 트레인을 위한 구동기에 작동 연결되어 있는 제어기가 제공되어 있고, 상기 센서는 상기 제어기와 데이터 연결되어 있으며, 상기 제어기는 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 평가하고 또한 제어기에서 설정된 문턱값이 초과되면 보호 조치를 취하도록 되어 있으며, 상기 평가는 주파수 계산, 특히 굽힘 모멘트 주파수 계산을 포함한다.
본 발명자에 의해 수행된 원형 시험에 의하면, 주파수 계산이 또한 마모에 관한 귀중한 데이터를 제공하는 것으로 나타났다. 특히 이는 굽힘 모멘트의 주파수에 관한 것이다. 주파수 스펙트럼을 결정하는 것이 매우 유용할 수 있다.
또한, 주파수 계산과 함께 곡선의 진폭을 평가하는 것이 유용할 수 있다.
구체적으로, 상이한 주파수, 예컨대 기존 주파수 및 복수의 조화 기본 주파수 또는 여러 개의 기본 주파수 및 그의 조화 배수에 대해 여러 개의 진폭 계산을 수행할 수 있다.
일반적으로, "주파수"가 언급될 때마다. "주파수 스펙트럼"도 나타나도록 되어 있다.
"제어기에서 설정되는 문턱값"은 예컨대 압출기 제조 업자에 의해 고정적으로 프로그램된 미리 정해진 값일 수 있다. 그러나, 상기 문턱값은 데이터 네트워크를 통해 또는 압출기 제조 업자의 허가를 받은 서비스 기술자에 의해 변경될 수있는 가변적인 값일 수 있고, 또는 상기 값은 실제 생산에서 이론적인 용량과 가능한 한 가깝도록 또는 예컨대 압출기의 마모를 가능한 한 최소화하기 위해 더 큰 안전 거리를 유지하도록 예컨대 기계의 사용자에 의해 설정될 수 있다.
예컨대 굽힘 모멘트 및/또는 비틀림 모멘트에 대한 문턱값이 도달되거나 초과되면, 보호 조치가 취해진다. 이 보호 조치는 주로 구동 트레인을 제동시키거나 멈추는 것일 수 있는데, 즉 이는 구동기에 영향을 줄 것이다. 기계적으로 가역적으로 또는 기계적으로 비가역적으로 커플링을 개방시키는 것도 가능하며, 그래서 압출기를 재시동시키기 위해서는 수동적인 개입이 필요하다.
압출기의 구조와 관련하여, 상기 압출기는 구동 트레인과 스크류 사이에서 제 1 커플링과 제 2 커플링, 특히 안전 마찰 클러치와 측정 커플링을 가지며, 상기 두 커플링은 바람직하게는 기어의 양 측에 배치되며, 특히 상기 안전 마찰 클러치는 상기 기어의 구동 트레인 측에 배치되고, 상기 측정 커플링은 상기 기어의 스크류 측에 배치되는 것이 바람직하다.
안전 마찰 클러치는 압출기를 과도한 모멘트 하중으로부터 보호해주는 것으로 이미 입증되었다. 안전 마찰 클러치는 통상적으로 기어의 구동기 측에 배치된다.
추가로, 측정에 사용되는 커플링이 제공되는 경우, 비슷하고 큰 정도로 재현가능한 측정 결과를 얻을 수 있다. 특히, 기어에서 발생하는 주파수는 측정치에 큰 영향을 주지 않는다. 기어와 스크류 사이의 커플링이 스크류의 모멘트 하중을 실질적으로 지탱한다.
기어는 심지어 스크류의 교체를 위해 개방될 필요는 없다. 기어와 스크류 사이의 카플링에 있는 또는 그 커플링 내부에 있는 측정점은 스크류의 교체시 손상될 필요가 없도록 구현될 수 있다.
굽힘 모멘트 평가의 아이디어 기초하여, 측정 커플링은 항상 가능한 한 스크류 축에 가깝게 스크류와 피동 축 사이에 부착되어야 한다.
상기 보호 조치는 또한 기계적 조치가 아닌 마모 경보를 출력하는 것일 수 있다.
이러한 마모 경보는 예컨대 광학적 또는 음향적 신호에 의해 압출기에서 국소적으로 출력될 수 있다. 마모 경보를 출력하기 위해 디스플레이를 또한 사용할 수 있.
바람직하게는, 제어기는 마모 경보의 확인을 요청하는데, 그러나, 적절한 설계로 생산이 유지될 수 있다.
무엇 보다도, 마모 경보를 확인해 주기 위한 허가가 필요할 수 있다. 이는 예컨대, 마모 경보를 확인하기 위해 플랜트의 제한된 기술 관리자에게만 허가를 줌으로써 행해질 수 있다. 허가는 종래 기술에서 알려져 있는 다양한 방식으로 일어날 수 있다.
압출기에서의 국소적인 마모 경보에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 마모 경보는 데이터 네트워크를 통해 바람직하게는 플랜트 관리부 및/또는 압출기 제조 업자에 전달될 수 있다.
여러 개의 서로 다른 문턱값을 제공하는 것이 제안되며, 이때 제어기는 그 문턱값에 상이한 보호 조치를 할당한다.
서로 다른 문턱값은, 동일한 파라미터, 예컨대 토크 또는 굽힘 모멘트에 대해, 다른 수준의 보호 조치 강화를 위한 여러 개의 다른 값이 정의되고 그리고/또는 스크류의 현재 비틀림 모멘트를 참조하여 다른 파라미터가 평가될 수 있음을 의미할 수 있는데, 예컨대, 마모가 임박했으면, 굽힘 모멘트로부터 계산되는 제 1 경보가 조기에 발해지고, 문턱값이 초과되면 긴급한 마모 경보가 추가적으로 발해져 압출기가 즉시 꺼지게 된다.
본 발명자가 수행한 원형 시험에서, 센서용으로 와이어 스트레인 게이지가 매우 유용한 것으로 밝혀졌다.
와이어 스트레인 게이지는 다양한 방식으로 상용화되어 있다. 이 게이지는 항상 이용가능하고 저렴하게 구입될 수 있다. 상기 게이지는 또한 매우 정확하게 작동한다. 저항의 변화로부터, 접착성 와이어 스트레인 게이지의 아래에 위치하는 경로, 예컨대 이 경우에는 스크류 및/또는 커플링의 길이의 변화가 정확하게 구해질 수 있다.
추가로, 와이어 스트레인 게이지는 매우 적은 공간을 차지하여, 예컨대 거기에 배치되어 있는 커플링에서 실린더에 연결된 플랜지의 내부에 용이하게 부착될 수 있다.
와이어 스트레인 게이지가 저렴하기 때문에, 이 와이어 스트레인 게이지는 예비적으로 용이하게 배치될 수 있는데, 예컨대 동일한 값에 대해 2개 이상의 와이어 스트레인 게이지가 배치될 수 있다.
센서에는, 광학 시스템, 특히 레이저 및 광 비임 기록 시스템이 또한 제공될 수 있다.
레이저에 의해, 예컨대 스크류 와인이딩의 특히 정확한 비접촉식 측정이 수행될 수 있다.
자기 센서 또는 유도 센서가 제공되는 경우, 스크류에 대한 추가적인 정보가 쉽게 얻어질 수 있다. 특히, 회전 중의 스크류의 평형 에러가 쉽게 확인될 수 있다.
상기 제어기는 외부에서 업데이트될 수 있는 데이터베이스에 데이터 연결되는 것이 제안된다.
데이터베이스는 압출기에서 국소적으로 제어기에 배타적으로 할당될 수 있고 또는 예컨대 공장에 있는 모두 국소적인 여러 대의 압출기에 의해 사용되는 데이터베이스일 수 있고, 또는 회사 차원의 데이터베이스 또는 예컨대 인터넷을 통해 데이터 네트워크에서 접근될 수 있는 다른 법적 구조를 갖는 데이터베이스일 수 있다.
그래서, 압출기의 제조 업자는 현재 이용가능한 압출기와 스크류 또는 심지어는 이전에 사용된 압출기와 스크류(더 이상 이용가능하지 않음)를 데이터베이스에 정기적으로 저장할 수 있고, 거기서 기계는 그에 특히 적합한 데이터를 불러올 수 있다. 이는 불러오기 과정에서 행해질 수 있고, 또는 데이터베이스에 의해 푸시 신호가 기계에 주어질 수 있다.
마모에 관한 더 정확하거나 새로운 정보가 특정 압출기 모델의 작동 시간에 걸쳐 얻어진다면, 이 정보는 사용자에 의해, 특히 압출기 제조 업자에 의해 연속적으로 업데이트될 수 있다.
마모에 대한 예측은 또한 가공될 재료의 적어도 하나의 파라미터에 접근할 수 있어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 제어기는 상기 스크류 및/또는 실린더에 관한 수동으로 입력되는 기하학적 측정치 및/또는 광학적 값을 기록하기 위한 입력 인터페이스를 갖는다.
예컨대, 점진적인 전자 모니터링으로도 압출기는 정기적으로 물리적으로 유지 보수를 받아야 함을 명심해야 한다. 이러한 목적으로, 스크류가 제거된다. 스크류와 실린더는 예컨대 정화되거나 측정될 수 있다.
실린더 및/또는 스크류의 실제 측정 값에 의해, 마모에 대한 예상 값이 조절될 수 있다. 이리하여, 예컨대, 주변 온도, 공기 질, 탄소 입자 또는 장입 재료의 질, 작동 정밀도 등과 같은 기계의 생산 조건에 대한 예측이 질적으로 개선된다.
작동 에러를 최대한 배제하기 위해서는, 압출기가 측정 값을 기록하는 것이 유리하다. 예컨대, 압출기에 카메라 또는 측정 유닛이 제공될 수 있고, 이에 의해 실린더와 스크류가 자동적으로 광학적으로 기록되거나 다른 식으로 측정되며 또는 유지 관리 직원에 의해 사진 찍힐 수 있다. 기록된 데이터로부터, 제어기는 마모, 예컨대 스크류 직경의 마멸의 실제 값을 직접 결정할 수 있다. 훈련되지 않은 직원으로도, 국소 마모를 고려하여 예상 값이 객관적으로 이상적인 방식으로 적합하게 될 수 있다.
제어기는 바람직하게는 문턱값 또는 다른 문턱값 또는 파라미터를 계산하기 위한, 또는 수동으로 입력되는 값 또는 광학적으로 또는 다른 식으로 자동적으로 기록된 값을 사용하여 (다양한) 문턱값(들)을 적합하게 하기 위한 조절 알고리즘을 갖는다.
전술한 압출기의 이점은, 노즐 유닛 및 바람직하게는 권취 유닛과 함께 전술한 바와 같은 압출기가 사용될 때 또한 직접 압출 또는 컴파운딩(compounding) 플랜트에 사용될 때, 플라스틱 몰딩 플랜트, 특히 필름 제조 플랜트, 특히 블로운(blown) 필름 플랜트 또는 평 필름 라인 또는 플리스(fleece) 또는 모노필라멘트 제조 플랜트까지 직접 확장됨을 이해할 것이다.
이러한 플랜트는 또한 여러 개의 압출기를 가질 수 있다. 모든 압출기가 전술한 바와 같이 구현될 필요는 없다. 그러나, 더 많은 압출기가 전술한 바와 같이 구현될 수록, 플랜트에는 더 좋게 된다.
본 발명의 제 3 양태에서, 상기 목적을 위해, 전술한 바와 같은 압출기를 갖는 전술한 바와 같은 플랜트의 작동 방법이 제공되는데, 이 방법은, (a) 센서를 이용하여 압출기에서 토크 및/또는 굽힘 모멘트를 기록하는 단계; (b) 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 제어기에 전달하는 단계; 및 (c) 상기 제어기를 이용하여 상기 데이터를 평가하는 단계를 포함하고, 상기 평가는, 주파수 계산, 특히 굽힘 모멘트 주파수 계산, 및/또는 굽힘 모멘트 계산을 포함한다.
이러한 방법으로 얻어질 수 있는 이점은, 본 발명의 제 1 및 2 양태와 관련하여 위에서 설명한 바와 같다.
상기 계산시에 데이터가 여러 부문으로 그룹화된다.
이는, 특정 값의 발생 빈도는 바로 그 값에 의해서만 결정되는 것이 아니라, 마치 동일한 값이 측정된 것처럼, 미리 정해진 부문 한계 내의 여러 유사한 값이 하나의 부문에 할당되는 것을 의미한다.
예컨대, 대략 50 Nm의 진폭이 굽힘 모멘트에서 측정될 수 있다. 그러면, 특정 값의 진폭 ± 5 Nm를 기본 값에 더하여 예시적인 부문화가 수행될 수 있으며, 그래서 ＞10.0 내지 20.0 Nm의 모든 측정 값이 15 Nm 주위의 부문에 더해진다.
부문이 현명하게 선택되면, 측정 값의 처리가 작업자에게 더욱 잘 이해될 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 진폭, 특히 굽힘 모멘트의 진폭이 모니터링될 수 있다. 원형 시험에서, 약 5 Hz 내지 6 Hz의 부문이 특히 중요한 것으로 밝혀졌다.
주파수 계산이 수행될 때, 적어도 0.2 Hz, 특히 적어도 0.5 Hz 또는 적어도 1 Hz의 주파수 대역폭의 데이터를 하나의 부문으로 그룹화하는 것이 의미 있는 것 같으며, 굽힘 모멘트의 계산에서는, 적어도 5 Nm, 특히 적어도 10 Nm의 굽힘 모멘트 대역폭의 데이터를 하나의 부문으로 그룹화하는 것이 의미 있는 것으로 보인다.
0 Hz 내지 1 Hz의 값 범위는 통계적 오프셋에 대응한다.
굽힘 모멘트의 오프셋에 대해서도 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
압출기의 마모를 기록하고 더 예측할 수 있도록, 특히 굽힘 모멘트의 오프셋을 변화에 대해, 특히 감소에 대해 모니터링하는 것이 제안된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 굽힘 모멘트의 진폭을 변화에 대해, 특히 감소에 대해 모니터링하는 것이 제안된다.
압출기의 수명을 연장시키기 위한 한 유용한 방안은, 상기 커플링, 특히 안전 마찰 클러치를 마모의 증가에 따라 더욱 민감하게 촉발되도록 설정하는 것이다.
도 1은 측정 커플링, 기어 및 안전 마찰 클러치를 통해 모터를 갖는 구동 트레인에 연결되어 있는 이중 리드 스크류를 갖는 이중 스크류 압출기의 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 측정 커플링을 더 잘 보여주는 도이다.
도 3은 마모된 반죽 블럭(우측) 및 새로운 반죽 블럭(좌측)을 나타낸다.
도 4는 마모된 전달 요소(우측) 및 새로운 전달 요소(좌측)를 나타낸다.
도 5는 원형(prototype)에 대한 좌측 토크의 진폭을 나타낸다.
도 6은 원형에 대한 우측 토크의 진폭을 나타낸다.
도 7은 원형에 대한 좌측 토크의 오프셋을 나타낸다.
도 8은 원형에 대한 우측 토크의 오프셋을 나타낸다.
도 9는 원형에 대한 좌측 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 10은 원형에 대한 우측 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 11은 원형에 대한 좌측 굽힘 모멘트의 오프셋을 나타낸다.
도 12는 원형에 대한 우측 굽힘 모멘트의 오프셋폭을 나타낸다.
도 13은 원형의 평균 토크 및 비처리량(specific throughput)의 변화를 나타낸다.
도 14는 원형의 토크 진폭 및 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 15는 원형의 스크류 팁에서의 토크 진폭 및 압력 변화를 나타낸다.
도 16은 원형의 토크 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 17은 원형의 평균 굽힘 모멘트 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 18은 우측 굽힘 모멘트의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.
도 19는 좌측 굽힘 모멘트의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.
도 20은 시험점의 토크를 나타낸다.
도 21은 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 22는 실린더 온도의 변화를 나타낸다.
도 23은 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 24는 시험점의 토크를 나타낸다.
도 25는 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 26은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 토크 진폭을 나타낸다.
도 27은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 평균 토크를 나타낸다.
도 28은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 29는 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 30은 토크 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 31은 평균 토크 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 32는 굽힘 모멘트의 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 33은 평균 굽힘 모멘트 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 34는 좌측 스크류의 토크(주파수 범위)를 나타낸다.
도 35는 좌측 굽힘 모멘트(주파수 범위)를 나타낸다.
도 36은 좌측 토크 및 굽힘 모멘트(시간 범위에 대한)를 나타낸다.
도 37은 시험점에 대한 굽힘 모멘트의 진폭 및 우측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 38은 대응하는 좌측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 39는 시험점에 대한 굽힘 모멘트의 오프셋 및 우측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 40은 대응하는 좌측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 41은 굽힘 모멘트, 비처리량의 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 42는 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 43은 토크 및 스크류 팁에서의 압력 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 44는 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 45는 굽힘 모멘트, 절대 처리량의 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 46은 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
이하, 본 발명을 실험 규약으로 보다 상세히 설명한다.
도 1은 측정 커플링(3), 기어(4) 및 안전 마찰 클러치(5)를 통해 모터를 갖는 구동 트레인(6)에 연결되어 있는 이중 리드(lead) 스크류(2)를 갖는 이중 스크류 압출기(1)의 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 측정 커플링을 더 잘 보여주는데, 이 측정 커플링은 기어(4)와 스크류 축(7, 8) 사이에 배치된다. 와이어 스트레인 게이지(예시적으로 나타나 있음)가 측정 커플링(3)에 부착되어 있다.
동시에, 고정자 안테나(11) 바로 위에 배치되어 있는 회전자 안테나(10)가 스크류 축(7, 8)과 함께 회전한다.
토크 측정 및 굽힘 모멘트는 측정 커플링(3)에 부착되어 있는 와이어 스트레인 게이지(9)에 의해 일어난다. 스크류 축(7, 8)의 비틀림 또는 굽힘이 일어나는 경우, 와이어 스트레인 게이지(9)의 옴 저항이 변하게 된다. 전(full) 브리지에 의해, 저항의 변화로 측정 전압이 발생되며, 이 전압은 토크 또는 굽힘 모멘트에 각각 비례한다. 그런 다음, 측정 전압은 신호 증폭기에 의해 증폭되어 아날로그/디지털 변환기에 의해 비트 시퀀스로 변환된다. 회전자 안테나(10)를 통해, 측정 커플링(3)에서 온 디지털화된 센서 값이 고정자 안테나(11)에 무선으로 전달된다.
고정자 안테나(11)로부터 데이터가 케이블을 통해 평가 유닛(여기서는 미도시)에 전송된다. 디지털/아날로그 변환기를 통해, 아날로그 출력 신호가 다시 출력되고, 이 출력 신호는 아날로그/디지털 변환기를 통해 PC에 전달될 수 있으며, 또는 여기서 사용되는 측정 시스템이 데이터를 직접 읽어들여 처리할 수 있다.
사용되는 측정 시스템은 독일의 78549 Spaichingen에 있는 Manner Sensortelemetrie GmbH의 시스템이다.
이하, 본 발명자에 의해 수행된 실험의 발췌가 주어질 것이며, 이는 당업자에게 본 발명을 더 잘 설명할 것이다.
실험 규약 발췌
실험 규약으로부터의 도면:
도 3은 마모된 반죽 블럭(우측) 및 새로운 반죽 블럭(좌측)을 나타낸다.
도 4는 마모된 전달 요소(우측) 및 새로운 전달 요소(좌측)를 나타낸다.
도 5는 원형(prototype)에 대한 좌측 토크의 진폭을 나타낸다.
도 6은 원형에 대한 우측 토크의 진폭을 나타낸다.
도 7은 원형에 대한 좌측 토크의 오프셋을 나타낸다.
도 8은 원형에 대한 우측 토크의 오프셋을 나타낸다.
도 9는 원형에 대한 좌측 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 10은 원형에 대한 우측 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 11은 원형에 대한 좌측 굽힘 모멘트의 오프셋을 나타낸다.
도 12는 원형에 대한 우측 굽힘 모멘트의 오프셋폭을 나타낸다.
도 13은 원형의 평균 토크 및 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 14는 원형의 토크 진폭 및 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 15는 원형의 스크류 팁에서의 토크 진폭 및 압력 변화를 나타낸다.
도 16은 원형의 토크 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 17은 원형의 평균 굽힘 모멘트 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 18은 우측 굽힘 모멘트의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.
도 19는 좌측 굽힘 모멘트의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.
도 20은 시험점의 토크를 나타낸다.
도 21은 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 22는 실린더 온도의 변화를 나타낸다.
도 23은 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 24는 시험점의 토크를 나타낸다.
도 25는 비처리량의 변화를 나타낸다.
도 26은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 토크 진폭을 나타낸다.
도 27은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 평균 토크를 나타낸다.
도 28은 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 29는 400 kg/h에서 스크류 플러그-인 마운트(1, 2, 3)의 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 30은 토크 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 31은 평균 토크 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 32는 굽힘 모멘트의 진폭 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 33은 평균 굽힘 모멘트 및 절대 처리량의 변화를 나타낸다.
도 34는 좌측 스크류의 토크(주파수 범위)를 나타낸다.
도 35는 좌측 굽힘 모멘트(주파수 범위)를 나타낸다.
도 36은 좌측 토크 및 굽힘 모멘트(시간 범위에 대한)를 나타낸다.
도 37은 시험점에 대한 굽힘 모멘트의 진폭 및 우측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 38은 대응하는 좌측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 39는 시험점에 대한 굽힘 모멘트의 오프셋 및 우측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 40은 대응하는 좌측 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 41은 굽힘 모멘트, 비처리량의 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 42는 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 43은 토크 및 스크류 팁에서의 압력 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 44는 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
도 45는 굽힘 모멘트, 절대 처리량의 변화 및 굽힘 모멘트의 진폭을 나타낸다.
도 46은 대응하는 평균 굽힘 모멘트를 나타낸다.
사용되는 센서 기술로 스크류의 현재 부하 상태를 알 수 있다. 마모를 조사하기 위해서는, 사용되는 센서 기술이 스크류 마모를 검출하는데에도 적합한지를 알아야 한다.
이러한 목적으로, 새로운 스크류의 토크 및 굽힘 모멘트 신호가 다음에 참조 신호로서 사용될 수 있도록 기록되어야 한다. 디음 측정에서, 개별 세그먼트에서의 마모(처음에는 비교적 강함)가 시뮬레이션된다. 이러한 목적으로, 규칙적으로 더 큰 마모를 받는 것으로 경험에 의해 밝혀진 개별 세그먼트가 기계적으로 재가공된다. 사용되는 반죽 블럭 및 스크류 세그먼트는 강한 마모 상태를 나타내기 위해 직경이 대략 10 mm 감소되어 있다(도 3 및 4 참조).
이어서, 결과를 비교할 수 있도록, 참조 측정시와 동일한 시험점이 측정된다. 그런 다음, 측정 값의 변화로 스크류 마모를 나타낼 수 있는지를 판단할 수 있도록 측정 값이 비교된다.
시험 절차
참조 측정 및 다음 시험 모두에 대해 PP-MF1-3이 원료로서 사용된다.
절대 처리량, 비처리량(specific throughput) 및 스크류 팁에 대한 압력이 변하는 시험 절차가 수립된다(표 1 참조). 다라서, 기계 파라미터의 변화로 인한 측정 값의 변화가 마모로 인한 변화와 직접 비교될 수 있다.
다음의 통계적 시험을 용이하게 하기 위해, 400 kg/h의 절대 처리량, 2.7 kg*min/h의 비처리량 및 60 bar의 압력을 갖는 시험점이 중심점으로서 정해진다(표 1의 1번 라인)). 이 시험점에서 시작하여, 절대 처리량, 비처리향 및 스크류 팁에서의 압력 모두가 변하게 될 것이다(비처리량은 라인 3 및 4에 있고, 압력은 라인 5 및 6에 있으며 절대 처리량은 라인 7 및 8에 있음). 마모에 대한 조사를 위한 시험점이 표 1에 나타나 있다. 또한, 한 시험점에서의 반복된 측정의 경우에 변화를 조사하기 위해 제 1 시험점과 동일한 파라미터를 갖는 제 2 시험점이 측정된다.
no. AD
[kg/h]		 SD
[kg*min/h]		 P
[bar]		 T
[°C]		 D
[rpm]
1 400 2,7 60 240 148,1
2 400 2,7 60 240 148,1
3 400 2,3 60 240 173,9
4 400 3,1 60 240 129,0
5 400 2,7 40 240 148,1
6 400 2,7 80 240 148,1
7 300 2,7 60 240 111,1
8 500 2,7 60 240 185,2
(표 1: 마모에 대한 조사를 위한 시험 계획)
AD: 절대 처리량
SD: 비처리량
P: 압력
T: 온도
D: 회전 속도
먼저, 각 시험점이 어떤 시간에 대해 안정화된다. 그런 다음, 5분의 시간에 걸쳐 토크 및 굽힘 모멘트가 Ganter 측정 시스템에 의해 기록된다. 측정 값은 500 Hz의 컷오프 주파수로 상기 측정 시스템에 의해 로우-패스(low-pass) 필터링되고, 5000 Hz의 스캐닝 주파수로 스캐닝된다. 그래서, 스캐닝 속도는 신호에서 일어나는 최대 주파수 보다 적어도 10 배 더 높으며, 그래서 에일리어싱(aliasing)이 가능한 한 최대한 방지된다.
에일리어싱 에러는 나이퀴스드(Nyquist) 주파수(스캐닝 주파수의 절반) 보다 높은 주파수가 신호 내에서 발생함으로 인해 생기는 에러이다. 이 에러로 인해 원래의 신호가 스캐닝 후에 왜곡된다. 선택된 스캐닝 속도가 높을 수록, 재구성된 디지털화된 신호의 정밀도가 더 높게 된다. 그러나, 이는 더 큰 계산 노력 및 더 많은 양의 데이터와도 관련 있다.
시험 시리즈로부터 얻어진 측정 결과는 먼저 고속 푸리에 변환(FFT; 고속 푸리에 변환은 계산 시간 면에서 최적화된 개별 푸리에 변환의 일 변종임)에 의해 주파수 범위로 전달된다. 주파수 스펙트럼에서, 신호 내에서 발생하는 주파수, 대응하는 진폭 및 토크와 굽힘 모멘트의 오프셋이 평가된다. 고속 푸리에 변환을 수행하기 위해, Scilab 프로그램 코드가 작성된다. FFT의 진폭은 표준화되어 있어, 개별 진동 성분의 진폭이 주파수 스펙트럼으로부터 직접 읽혀질 수 있다. 또한, 측정 값에는 Hanning 윈도우 함수가 곱해진다. 진동의 오프셋 및 기본 주파수의 진폭은 시뮬레이션 프로그램의 가변 브라우저로부터 직접 읽혀질 수 있고 시간 범위 내에서 큰 수고로 분석될 필요가 없다. 또한, 이렇게 해서, 대응하는 진폭을 갖는 주파수 스펙트럼으로부터 500 Hz의 컷오프 주파수 아래의 모든 다른 주파수 성분을 읽을 수 있게 된다.
시뮬레이션 프로그램 Scilab는 Matlab의 것과 매우 유사한 함수를 갖는 범용 개방 소스 소프트웨어 패키지이다. 프로그래밍 언어도 Matlab와 매우 유사하다.
먼저, 좌측 및 우측 스크류 축에서 8개의 시험점의 토크의 진폭 및 평균 값이 조사된다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 마모된 스크류의 우측 스크류 축은 새로운 스크류 축 보다 큰 진폭을 갖는다. 좌측 스크류 축의 경우(도 5 참조)에는 반대의 경우가 나타나는데, 새로운 스크류 축은 마모된 스크류 축 보다 큰 진폭을 갖는다. 이는 거의 모든 시험점에 해당되며, 그러므로, 도 5, 6 및 7에서 2번 시험점이 먼저 이탈 값으로서 간주된다. 또한, 새로운 스크류에서, 좌측 스크류 축은 우측 스크류 축 보다 큰 진폭을 가지고 있다. 마모된 스크류에서는 반대의 경우가 나타난다.
평균 토크 값에 관해서는, 마모된 스크류 축은 우측 및 좌측 모두에서 새로운 스크류 보다 높은 하중을 받게 된다(도 7 및 8 참조). 우측의 새로운 스크류 축의 평균 값은 좌측 보다 약간 더 높다. 이는 마모된 스크류에도 해당되는데, 그러나, 좌우측 스크류 축 간의 차이는 덜 현저하다.
모든 도에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 마모된 스크류와 새로운 스크류 간의 평균과 진폭의 변화는 비교적 작다. 개별 시험점 간의 진폭과 평균 값의 변화는 훨씬 더 커, 마모에 대한 진술을 줄 수 있도록 하기 위해서는 현재의 작동 상태를 참조하는 것이 항상 필요하다. 또한, 시험점이 반복적을 측정되는 경우 변화가 얼마나 큰지 처음에 여전히 알려져 있지 않다. 재료, 온도 분포, 처리량 등과 같은 작동 파라미터가 빈번히 변하면, 토크 값의 진폭 또는 평균의 변화로부터 스크류 마모를 신뢰적으로 결정할 수 있는 가능성이 비교적 작게 된다.
이어서, 굽힘 모멘트 신호의 진폭과 평균 값이 평가된다. 도 9 및 10에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 마모된 스크류 축의 진폭은 우측에서 크게 일어나고 반면 좌측에서는 약간 낮아진다.
굽힘 모멘트의 평균 값에 대해서는, 분명하게도, 우측 스크류 축의 오프셋은 거의 변하지 않고 마모된 좌측 스크류 축의 평균 값은 새로운 스크류의 단지 대략 50% 이다(도 11 및 12 참조). 이는 모든 시험점에 해당된다.
토크의 경우 처럼, 굽힘 모멘트의 경우에도, 우축 축의 경우에 진폭은 마모와 더불어 증가하며 좌측 축의 경우에는 감소한다.
일견, 우축 스크류 축의 굽힘 모멘트의 진폭이 마모 측정에 매우 잘 적합한 것으로 보인다. 스크류 마모로 인한 진폭의 변화는 개별 시험점 간의 변화와 비교하여 상대적으로 현저하다(도 10 참조). 그러나, 처음에, 이는 현재의 스크류 플러그-인 마운트 및 반죽 블럭과 전달 세그먼트의 미리 정해진 강한 마모에만 해당된다. 그러므로, 다른 스크류 플러그-인 마운트의 경우에, 마모된 세그먼트의 다른 위치 또는 다른 원료의 사용, 굽힘 모멘트의 진폭이 다시 유용하지 않다고 할 수 있다. 한편, 다른 플러그-인 마운트를 사용한 시험에 의하면, PET로 다른 원료가 처리되었지만, 모든 3개의 플러그-인 마운트에 대한 새로운 스크류를 사용한 측정의 결과와 유사한 결과가 나타난다. 그럼에도 불구하고, 역시 다른 조건에 대해서도 강한 진폭 변화를 확인하고 측정 에러를 배제하기 위해서는 추가적인 시험을 권장할 만하다.
좌측 스크류 축의 경우, 진폭은 덜 크다. 그러나, 굽힘 모멘트의 평균은, 새로운 스크류와 비교하여, 마모된 스크류에서 대략 50% 만큼 뚜렷히 감소되었음을 나타낸다(도 11 참조). 우축 스크류 축의 진폭 처럼 후자의 값은 상이한 시험점에 걸쳐 약간의 변화만 받는다. 한편, 좌측 스크류의 평균 값의 변화는 추가적인 시험으로 확인되어야 한다.
추가로, 앞의 실험에서 처럼, 온도 분포, 절대 처리량, 비처리량 및 압력과 같은 작동 파라미터에 대한 측정 값의 가능한 의존성을 조사해야 한다.
400 kg/h의 일정한 절대 처리량 및 스크류 팁에서의 60 bar의 일정한 압력에서 비처리량은 변한다. 도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 비처리량이 증가되면, 토크의 평균 값이 뚜렷히 거의 선형적으로 증가하게 된다. 진폭의 경우에는 뚜렷한 의존성을 볼 수 없다. 우측의 새로운 스크류 및 좌측의 마도된 스크류의 진폭은 비처리량의 증가와 더불어 연속적으로 증가하지만, 우측의 마모된 스크류 및 좌측의 새로운 스크류의 진폭은 낮아진다(도 14 참조). 그래서, 진폭의 변화에 대해서는 명확히 말하기가 어렵다. 굽힘 모멘트의 진폭의 경우에는, 토크의 진폭의 경우 처럼, 명확한 진술을 하기가 어렵다. 굽힘 모멘트의 평균 값은 비교적 일정하게 유지된다. 그 결과는 마모 측정에 대한 시험 규약에서 알 수 있는데, 이는 부록에 포함되어 있다.
또한, 실험에서, 스크류 팁에서의 압력은, 2.7 kg*min/h의 일정한 비처리량 및 400 kg/h의 일정한 절대 처리량에서 변하였다. 먼저 토크의 진폭은 40에서 60 bar로의 증가와 더불어 증가하고, 그런 다음, 압력이 60에서 80 bar로 더 증가하면, 최저점으로 낮아진다(도 15 참조). 한편, 토크의 평균 값은 압력의 증가와 더불어 연속적으로 증가한다.
굽힘 모멘트의 진폭은, 마모된 스크류인지 또는 새로운 스크류인지에 따라서 다른 거동을 보인다. 새로운 스크류의 경우, 압력이 40에서 60 bar로 증가할 때 진폭은 낮아지고 그런 다음 압력이 60에서 80 bar로 증가할 때 진폭은 다시 약간 증가한다. 한편, 마모된 스크류의 경우, 압력이 60 bar까지 증가할 때 진폭은 약간 증가하고 그런 다음 압력이 80 bar까지 더 증가할 때 진폭은 다시 약간 낮아진다. 굽힘 모멘트의 평균 값은 압력의 증가와 더불어 약간 증가한다. 좌측의 새로운 스크류의 평균 값은 60 bar에서 80 bar로의 증가와 더불어 약간 낮아지기 때문에 이탈 값이 된다.
압력 및 비처리량에 추가로, 60 bar의 일정한 압력 및 2.7 kg*min/h의 일정한 비처리량에서 절대 처리량이 또한 변하였다.
마모된 스크류의 경우, 모든 3개의 시험점이 측정될 수 있다. 압력 변화의 경우 처럼, 절대 처리량이 300 kg/h에서 400 kg/h으로 증가할 때 토크의 진폭도 약간 증가하고 그럼 다음에 절대 처리량이 500 kg/h까지 더 증가하면 크게 낮아지게 된다(도 16 참조). 굽힘 모멘트 신호의 진폭의 거동은 대략 비슷하다.
토크의 평균 값은 절대 처리량의 증가와 더불어 연속적으로 증가한다. 굽힘 모멘트의 평균 값은 모든 다른 도에서 처럼 비교적 일정하게 유지된다. 유일한 이탈 값은 좌측의 새로운 스크류의 평균 값이다(도 17 참조).
마지막으로, 다양한 시험점에서 토크 및 굽힘 모멘트 신호에서 발생하는 다른 주파수 성분이 조사된다. 참조 신호와 마모된 스크류 세그먼트의 신호의 기본 주파수의 다른 진폭이 뚜렷히 구별될 수 있다(도 18 참조).
다른 주파수 성분은 기본 주파수의 대체로 조화적인 진동 성분이다. 베어링 손상에서 처럼, 기본 주파수의 조화 진동이 아닌 진동이 마모된 스크류에서 발생할 것을 미리 바랬다. 그러나, 이는 측정 값으로 확인되지 않았다. 굽힘 모멘트만 대략 51 Hz의 주파수에서 낮은 진폭을 보이는데, 하지만 이는 참조 신호 및 마모된 세그먼트의 신호 모두에서도 부분적으로 관찰될 수 있다(도 19 참조). 또한, 50 Hz의 파워 라인 주파수가 굽힘 모멘트 신호에 영향을 줄 수 있다.
요약 및 견해
마모 조사에 대한 시험에 의하면, 사용되는 센서 기술에 의한 온라인 마모 측정이 가능할 수 있다.
토크에 대한 측정 데이터는 스크류 마모와 관련해서는 덜 중요하지만, 마모된 스크류 세그먼트의 사용으로 인한 굽힘 모멘트 신호의 측정 값의 뚜렷한 변화를 볼 수 있다.
그래서, 우측 스크류 축의 경우, 마모된 세그먼트를 사용하면, 참조 신호와 비교하여 대략 400% 내지 600%의 진폭 증가가 나타나며, 처리량, 압력 등에 대한 의존성은 비교적 낮다. 그러나, 이러한 진폭 변화는 좌측 스크류 축에서는 볼 수 없는데, 좌측 스크류 축에서 진폭은 마모된 세그먼트의 사용으로 심지어 약간 감소된다. 그러나, 좌측 스크류에 대해 비교적 명확한 것은 오프셋의 변화이다. 우측 스크류의 오프셋은 거의 변하지 않지만, 좌측 스크류의 오프셋은 대략 50% 감소된다. 우측 스크류 축의 진폭과 유사하게, 좌측 축의 오프셋은 설정된 기계 파라미터에 대해 약간의 의존성만 보인다.
원형에 대한 앞의 실험에서 처럼, 우측 스크류의 굽힘 모멘트는 변하는 하중을 보이며, 좌측 스크류의 굽힘 모멘트는 증가하는 하중을 보인다. 새로운 스크류 세그먼트에서, 좌측 스크류의 평균 값과 진폭 모두는 우축 스크류의 것 보다 상당히 더 높다. 마모된 세그먼트의 사용으로, 우측 스크류 축에 대한 하중은 증가하고, 좌측 스크류에 대한 하중은 뚜렷히 감소한다. 그러나, 우측 스크류에 대한 변하는 하중 및 좌측 스크류 축에 대한 증가하는 하중은 여전히 관찰될 수 있다.
굽힘 모멘트 외에, 토크는 마모된 세그먼트의 사용으로 측정 데이터에서 사소한 변화만 보인다. 또한, 처리량, 압력 등에 대한 강한 의존성을 볼 수 있는데, 이러한 의존성은 온라인 마모 측정을 위한 토크의 사용을 실질적으로 제한하게 된다.
그러므로 무엇 보다도 굽힘 모멘트의 거동은 마모 판단에 대한 근거로서 성공을 약속한다.
또한, 측정 값에 대한 다른 원료, 다른 스크류 플러그-인 마운트 및 마모된 세그먼트의 다른 위치의 영향도 조사해야 한다. 그러나, 원형에서 다른 PET 스크류 플러그-인 마운트를 사용한 시험은 굽힘 모멘트의 유사한 거동을 보인다. 그래서, 스크류 플러그-인 마운트는 굽힘 모멘트에 특별히 강한 영향을 주는 것 같지는 않다.
명심해야 할 점은, 시뮬레이션된 마모는 먼저 이상화된 것으로 생각해야 한다. 이 마모는 스크류 세그먼트의 원주에 걸쳐 대칭적이고 스크류 세그먼트의 길이에 걸쳐서는 일정하며 또한 양 스크류 축에서 동일하게 강하게 나타나는데, 이는 결코 현실적인 조건을 나타내는 것이 아니다. 그러므로, 실제 마모 거동은 시험시의 거동과 다를 것이므로 장시간의 실험이 필요할 수 있다.
그러나, 마모된 세그먼트가 사용되는 경우 장래의 시험에서 굽힘 모멘트의 유사하게 강한 변화가 나타난다면, 온라인 마모 측정을 이용하여 마모된 스크류를 신뢰적으로 빨리 확인하는 것이 기본적으로 가능함을 가정할 수 있다. 예컨대, 굽힘 모멘트의 진폭과 중앙값을 평가하는 측정을 주기적으로 수행할 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 문턱값이 초과되는 경우, 경보 신호를 발하여, 마모된 스크류 축을 알려 줄 수 있다. 이 경우에 대한 주된 어려움은, 마모된 스크류와 마모되지 않은 스크류 간의 의미 있는 구별을 하는 것이다.
추가 표:
RZE 70 PP-입상의 측정
저자 날짜 재료 - 플랜트
P. Michels 2014년 4월 10일 폴리프로필렌(PP) 입상 RZE 70
실험 설계:
시험. no. 스크류 온도 설정
[°C]		 처리량
[kg/h]		 비처리량
[kg*min/h]		 회전 속도
[rpm]
1 좌측 220 189 1,97 96
우측
2 좌측 220 399 2,04 196
우측
3 좌측 220 409 1,73 237
우측
4 좌측 220 391 2,34 167
우측
5 좌측 190 362 1,96 185
우측
6 좌측 250 387 2,02 192
우측
시험 결과
no. 평균
토크
[Nm]		 현재
모터
[%]		 현재
모터 토크
[%]		 편차
[%]		 토크
진폭		 토크
주기
[s]		 스크류
회전 주기
[s]
1 L 1170 55% 1225,5 4,5 67,5 0,32 0,625
R 1155 5,8 67,5 0,32
2 L 1408 66% 1503 6,3 76,5 0,16 0,31
R 1391 7,5 77,5 0,15
3 L 1296 60% 1387 6,6 81,5 0,127 0,25
R 1243 10,4 79,5 0,125
4 L 1578 72% 1665 5,2 86 0,175 0,36
R 1531 8 81,5 0,178
5 L 1507 70% 1618 6,9 88 0,171 0,32
R 1478 8,4 84,5 0,168
6 L 1338 61% 1443 6,6 77,5 0,16 0,31
R 1304 9 75 0,15
비처리량의 변화:
no. 비처리량

[kg*min/h]		 평균
토크
[Nm]		 변화
[Nm]		 변화
[%]		 현재
모터
토크
[Nm]		 진폭
[Nm]		 진폭
변화
[Nm]		 진폭
변화
[%]
2 L 2,04 1408 - - 1503 76,5 - -
R 1391 - - 77,5 - -
3 L 1,73 1296 -112,00 -7,95 1387 81,5 5,00 6,54
R 1243 -148,00 -10,64 79,5 2,00 2,58
4 L 2,34 1578 170,00 12,07 1665 86 9,50 12,42
R 1531 140,00 10,06 81,5 4,00 5,16
온도 변화:
no. 온도
[°C]		 평균
토크
[Nm]		 변화
[Nm]		 변화
[%]		 현재
모터
토크
[Nm]		 진폭
[Nm]		 진폭
변화		 진폭
변화
[%]
2 L 220 1408 - - 1503 76,5 - -
R 1391 - - 77,5 - -
5 L 190 1507 99,00 7,03 1618 88 11,50 15,03
R 1478 87,00 6,25 84,5 7,00 9,03
6 L 250 1338 -70,00 -4,97 1433 77,5 1,00 1,31
R 1304 -87,00 -6,25 75 -5,00 -3,23
절대 처리량의 변화:
no. 처리량
[kg/h]		 평균
토크
[Nm]		 변화
[Nm]		 변화
[%]		 현재
모터
토크
[Nm]		 진폭
[Nm]		 진폭
변화		 진폭
변화
[%]
1 L 189 1170 - - 1225,5 67,5 - -
R 1155 - - 67,5 - -
2 L 399 1408 238,00 20,34 1503 76,5 9,00 13,33
R 1391 236,00 20,43 76,5 10,00 14,81
PET 플레이크(flake)의 측정:
저자 날짜 재료 - 플랜트
P. Michels 2014년 8월 18일 폴리에틸렌 테레프탈레이트
(PET)		 플레이크 RZE 3.0
실험 설계:
시험
no.		 스크류 온도
설정
[°C]		 비처리량
[kg*min/h]		 절대 처리량
[kg/h]		 회전 속도
[rpm]
1 좌측 285/270 2,74 460 168
우측
2 좌측 285/270 2,74 494 180
우측
3 좌측 285/270 2,68 475 177
우측
4 좌측 285/270 2,25 477 212
우측
5 좌측 285/270 3,28 469 143
우측
6 좌측 285/270 2,67 800 300
우측
7 좌측 285/270 2,66 770 290
우측
8 좌측 285/270 2,65 795 300
우측
토크 시험 결과:
no. 온도
[°C]		 비처리량
[kg*min/h]		 절대
처리량
[kg/h]		 평균
토크
[Nm]		 현재
모터
[%]		 현재
모터
토크
[Nm]		 토크
주기
[s]		 스크류
주기
[s]
1 L 285/270 2,74 460 1757 67 2043,5 0,175 0,36
R 1796 0,175
2 L 285/270 2,74 494 1771 63 1921,5 0,16 0,33
R 1822 0,16
3 L 285/270 2,68 475 1785 66 2013 0,16 0,34
R 1807 0,16
4 L 285/270 2,25 477 1828 56 1693 0,15 0,28
R 2006 0,15
5 L 285/270 3,28 469 1956 71 2165,5 0,21 0,42
R 2052 0,21
6 L 285/270 2,67 800 1965 68 2059 0,09 0,20
R 2008 0,095
7 L 285/270 2,66 770 1966 70 2135 0,09 0,21
R 1988 0,093
8 L 285/270 2,65 795 1967 60 1830 0,107 0,20
R 1984 0,105
굽힘 모멘트 시험 결과:
no. 온도 설정
[°C]		 비처리량
[kg*min/h]		 절대
처리량
[kg/h]		 굽힘
모멘트
[Nm]		 굽힘
모멘트
진폭		 굽힘
모멘트
주기
[s]		 스크류
주기
[s]
1 L 285/270 2,74 460 -20/-160 70 0,35 0,36
R +40/-60 50 0,36
2 L 285/270 2,74 494 -20/-160 70 0,33 0,33
R +40/-60 50 0,33
3 L 285/270 2,68 475 -20/-160 70 0,33 0,34
R +40/-60 50 0,33
4 L 285/270 2,25 477 -40/-180 70 0,3 0,28
R +40/-60 50 0,3
5 L 285/270 3,28 469 0/-150 75 0,42 0,42
R +50/-60 55 0,42
6 L 285/270 2,67 800 +20/-130 75 0,19 0,20
R +50/-70 60 0,19
7 L 285/270 2,66 770 -20/-160 70 0,18 0,21
R +40/-70 55 0,19
8 L 285/270 2,65 795 -20/-160 70 0,21 0,20
R +40/-60 50 0,21
비처리량의 변화:
시험 no. 스크류 온도
설정
[°C]		 비처리량 [kg*min/h] 절대
처리량
[kg/h]		 회전
속도
[rpm]		 평균
토크
[Nm]		 굽힘
모멘트
[Nm]		 토크
변화
[%]
4 좌측 285/270 2,25 477 212 1828 -40/-180 -
우측 2006 +40/-60 -
3 좌측 285/270 2,68 475 177 1785 -20/-160 -2,35
우측 1807 +40/-60 -9,92
5 좌측 285/270 3,28 469 143 1956 0/-150 7,00
우측 2052 +50/-60 2,29
다른 플러그-인 마운트를 사용한 측정:
저자 날짜 재료 - 플랜트
P. Michels 2015년 2월 26일 (PET) 입상 RZE 3.0
실험 설계:
시험점 처리량 [kg/h] 비처리량 [kg*min/h] 온도 분포 [°C] 플러그-인
마운트
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
VP1 400 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (1) 7641001
VP1 400 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (2) 7641005
VP1 400 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (3) 7641006
VP2 600 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (1) 7641001
VP2 600 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (2) 7641005
VP3 800 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (1) 7641001
VP3 800 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (2) 7641005
VP4 1000 2,7 285 285 285 285 285 270 270 270 270 270 (1) 7641001
시험 결과:
시험점 처리량 플러그-인
마운트		 진폭 토크
R 		굽힘
모멘트
R		 토크
L		 굽힘
모멘트
L
[kg/h] 오프셋
VP1 400 (1) 7641001 진폭 51 24 61,7 51,3
오프셋 1736,7 5,8 1697,1 170,9
VP1 400 (2) 7641005 진폭 24,6 22,2 44,2 46
오프셋 1781,4 11,9 1733,5 82,3
VP1 400 (3) 7641006 진폭 40,75 23,89 36,44 50,69
오프셋 2095,9 17,15 2069,2 82,3
VP2 600 (1) 7641001 진폭 44,7 23,7 50,7 47,7
오프셋 1933 3,2 1911,8 148,1
VP2 600 (2) 7641005 진폭 30,6 16,4 34,9 35,5
오프셋 2074,5 11,8 2040,6 79,4
VP3 800 (1) 7641001 진폭 38,2 17,6 44,2 32,9
오프셋 2031,5 5,8 2046,1 125,26
VP3 800 (2) 7641005 진폭 24,5 17,4 28,6 28,4
오프셋 2124,9 13,3 2151,3 144,2
VP4 1000 (1) 7641001 진폭 42,9 16,9 48 32,1
오프셋 2016,1 8,1 2059,8 115,2
마모 측정에 대한 규약:
저자 날짜 재료 - 플랜트
P. Michels 2015년 2월 25일 폴리프로필렌(PP) MFI3 입상 RZE 3.0
실험 설계:
no. 절대
처리량 [kg/h]		 비처리량 [kg*min/h] 압력
[bar]		 온도 [°C] 토크
[rpm]
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
VP1 400 2,7 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 148,1
VP2 400 2,7 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 148,1
VP3 400 2,3 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 173,9
VP4 400 3,1 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 129,0
VP5 400 2,7 40 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 148,1
VP6 400 2,7 80 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 148,1
VP7 300 2,7 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 111,1
VP8 500 2,7 60 200 200 240 240 240 240 240 240 240 240 185,2
측정 결과:
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
1 이중 스크류 압출기
2 이중 리드 스크류
3 측정 커플링
4 기어
5 안전 마찰 클러치
6 구동 트레인
7 스크류 축
8 스크류 축
9 와이어 스트레인 게이지
10 회전자 안테나
11 고정자 안테나

Claims (25)

  1. 압출기로서,
    실린더 및 그 안에 배치되는 스크류, 특히, 이중 실린더 및 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류(2), 및 상기 스크류를 위한 구동 트레인(6)을 가지며,
    상기 구동 트레인(6)은 상기 스크류와의 커플링을 가지며,
    상기 압출기, 특히 상기 커플링은, 토크 및/또는 굽힘 모멘트로 이루어진 모멘트 하중을 기록하고 또한 기록된 모멘트 하중으로부터 전자 테이타를 발생시키기 위한 센서를 가지며,
    상기 구동 트레인(6)을 위한 구동기에 작동 연결되어 있는 제어기가 제공되어 있고,
    상기 센서는 상기 제어기와 데이터 연결되어 있으며,
    상기 제어기는 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 평가하고 또한 제어기에서 설정된 문턱값이 초과되면 보호 조치를 취하도록 되어 있으며,
    상기 평가는 굽힘 모멘트 계산을 포함하는, 압출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 굽힘 모멘트의 평균 오프셋이 계산되는, 압출기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 굽힘 모멘트의 진폭이 계산되는, 압출기.
  4. 압출기, 특히 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 압출기로서,
    실린더 및 그 안에 배치되는 스크류, 특히, 이중 실린더 및 그 안에 배치되는 이중 리드 스크류(2), 및 상기 스크류를 위한 구동 트레인(6)을 가지며,
    상기 구동 트레인(6)은 상기 스크류와의 커플링을 가지며,
    상기 압출기, 특히 상기 커플링은, 토크 및/또는 굽힘 모멘트로 이루어진 모멘트 하중을 기록하고 또한 기록된 모멘트 하중으로부터 전자 테이타를 발생시키기 위한 센서를 가지며,
    상기 구동 트레인(6)을 위한 구동기에 작동 연결되어 있는 제어기가 제공되어 있고,
    상기 센서는 상기 제어기와 데이터 연결되어 있으며,
    상기 제어기는 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 평가하고 또한 제어기에서 설정된 문턱값이 초과되면 보호 조치를 취하도록 되어 있으며,
    상기 평가는 주파수 계산, 특히 굽힘 모멘트 주파수 계산을 포함하는, 압출기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수 계산은 진폭 계산, 특히 상이한 주파수에 대한 여러 개의 진폭 계산을 포함하는, 압출기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조치는 구동 트레인을 제동시키거나 정지시키고 그리고/또는 상기 커플링을 개방시키는 것인, 압출기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압출기는 구동 트레인과 스크류 사이에서 제 1 커플링과 제 2 커플링, 특히 안전 마찰 클러치(5)와 측정 커플링(3)을 가지며, 상기 두 커플링은 바람직하게는 기어(4)의 양 측에 배치되며, 특히 상기 안전 마찰 클러치(5)는 상기 기어의 구동 트레인 측에 배치되고, 상기 측정 커플링(3)은 상기 기어의 스크류 측에 배치되는, 압출기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 조치는 마모 경보를 출력하는 것이고, 상기 제어기는 바람직하게는 특히 허가된 확인을 주는, 압출기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    여러 개의 서로 다른 문턱값이 제공되고, 상기 제어기는 상기 문턱값에 상이한 보호 조치를 할당하도록 되어 있는, 압출기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 와이어 스트레인 게이지(9)를 갖는, 압출기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 광학 시스템, 특히 레이저 및 광 비임 기록 시스템을 갖는, 압출기.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자기 센서 또는 유도 센서가 제공되어 있는, 압출기.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 외부에서 업데이트될 수 있는 데이터베이스에 데이터 연결되어 있는, 압출기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 스크류 및/또는 실린더에 관한 수동으로 입력되는 기하학적 측정치 및/또는 광학적 값을 기록하기 위한 입력 인터페이스를 갖는, 압출기.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 문턱값 또는 수동으로 입력되는 값을 사용하여 상기 문턱값을 계산하기 위한 파라미터를 적합하게 하기 위한 보정 알고리즘을 갖는, 압출기.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 압출기 및 노즐 유닛과 냉각/권취 유닛을 사용하는 플라스틱 몰딩 플랜트, 특히 필름 제조 플랜트, 특히 블로운(blown) 필름 플랜트 또는 평 필름 라인 또는 플리스(fleece), 또는 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 압출기를 갖는 컴파운딩(compounding) 플랜트.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 압출기를 갖는 제 16 항에 따른 플랜트의 작동 방법으로서,
    a. 센서를 이용하여 압출기에서 토크 및/또는 굽힘 모멘트를 기록하는 단계;
    b. 기록된 모멘트 하중에 관한 데이터를 제어기에 전달하는 단계; 및
    c. 상기 제어기를 이용하여 상기 데이터를 평가하는 단계를 포함하고,
    상기 평가는,
    ⅰ. 주파수 계산, 특히 굽힘 모멘트 주파수 계산, 및/또는
    ⅱ. 굽힘 모멘트 계산을 포함하는, 플랜트의 작동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 계산시에 데이터가 여러 부문으로 그룹화되는, 플랜트의 작동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 부문의 진폭이 모니터링되는, 플랜트의 작동 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    2개의 부문에 대해 진폭이 계산되고 모니터링되는, 플랜트의 작동 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    5 Hz 내지 6 Hz 주위에서 적어도 하나의 부문의 진폭이 계산되는, 플랜트의 작동 방법.
  22. 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    한 주파수 대역의 데이터가 하나의 부문으로 그룹화되는, 플랜트의 작동 방법.
  23. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압출기의 마모를 검출하기 위해 상기 굽힘 모멘트의 오프셋이 감소에 대해 모니터링되는, 플랜트의 작동 방법.
  24. 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압출기의 마모를 검출하기 위해 상기 굽힘 모멘트의 진폭이 감소에 대해 모니터링되는, 플랜트의 작동 방법.
  25. 제 17 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커플링, 특히 안전 마찰 클러치(5)가 마모의 증가에 따라 더욱 민감하게 촉발되도록 설정되어 있는, 플랜트의 작동 방법.
KR1020170018765A 2016-02-29 2017-02-10 압출기, 플라스틱 몰딩 플랜트 또는 컴파운딩 플랜트 및 이러한 플랜트의 작동 방법 KR20170101780A (ko)

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