JPS6321125A - スクリュ−押出し機の運転方法およびこの方法を実施するためのスクリュ−押出し機 - Google Patents

スクリュ−押出し機の運転方法およびこの方法を実施するためのスクリュ−押出し機

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JPS6321125A
JPS6321125A JP62124075A JP12407587A JPS6321125A JP S6321125 A JPS6321125 A JP S6321125A JP 62124075 A JP62124075 A JP 62124075A JP 12407587 A JP12407587 A JP 12407587A JP S6321125 A JPS6321125 A JP S6321125A
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Werner and Pfleiderer GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリュー押出し機の駆動モータの回転数が
制御される、スクリュー押出し機を運転するための方法
と、駆動モータを介して可変の回転数で連続的に駆動さ
れる、ケーシング内Ｚこ設置すられた少なくともｌＷＡ
のスクリュー、出発生成物、添加物等を供給するための
供給装置、およびスクリュー回転数を制御するための制
御装置を備えている、前記方法を実施するためのスフ１
ノ二−押出し機に関する。
〔従来の技術〕
このようなスクリュー押出し機は西独国特許出願公告公
報第２２６０７６８号によって知られてしする。
この公報には、連続的に作動するミキサのための制御装
置が記載しである。この場合、スフ１ツユー駆動モータ
が材料温度とミキサトルクに依存して制御される。行き
過ぎプロセスを回避するために、フィルターが接続配置
され、トルク変化の低い周波数部分だけが制御に用いら
れる。制御装置としてはＰＩＤ制御装置が使用される。
この公知の制御原理はその機能を発揮するためには正確
な温度測定が前提となる。
西独国特許公報第３３１０４８４号によって二軸スクリ
ュー押出し機が知られている。この場合、押出し機の出
力限界まで出力を上昇させるために、回転数制御が行わ
れる。この制御は二重制御系である。この二重制御系で
は、一方の制御回路“トルク−装入量°が装入量を最適
化する働きをし、他方の制御回路”材料温度−回転数”
が最高吐出温度を調整する働きをする。後者の制御回路
はそれ自体補助制御回路であり、できるだけ高い回転数
に調整することを可能にし、それによって発生する予備
トルクを装入量の一層の増大に利用することが可能であ
る。角制御回路が互いに影響し合うので、制御装置が少
なくとも高目転相で交互に作動するように連結解除が行
われる。
本発明は、溶融プロセスの際にスクリュー押出し機内で
発生する生成物特性の大部分が導入エネルギーによって
決まるという認識から出発している。変化しない一定の
生成物特性を達成するために、導入エネルギーを一定に
保持することが望ましい。これは、供給される熱エネル
ギーに関してはケーシング温度の制御によって達成可能
である。
これに対して、摩擦による機械的なエネルギー導入は従
来の方法では制御されないで行われる。この場合、押出
し機の回転数が固定された値に調整されるかあるいは押
出し機回転数が前記のように他の基準で制御されるがし
かし導入エネルギーを一定保持することによって制御さ
れない。しかし、大型のスクリューの場合には、機械的
な導入エネルギ一部分が多い。
〔発明の目的〕
上記から出発して、本発明の根底をなす課題は、生成物
の質をできるだけ均一にするために機械的な導入エネル
ギーを一定に保持するよう機械的導大エネルギーの制御
を行うことである。
〔発明の構成〕
この課題は本発明により、スクリュー押出し機を運転す
る方法において、エネルギー導入率がほぼ一定に保持さ
れるように、回転数がエネルギー導入率に依存して制御
されることによって解決され、そしてこの方法を実施す
るためのスクリュー押出し機において、駆動モータの駆
動出力を測定するための装置と、供給される生成物の時
間当たりの量すなわち装入量を測定するための少なくと
も１個の装置を具備し、駆動出力と装入量の商が実際値
として制御装置の入力部に供給され、制御装置の出力部
がエネルギー導入率を一定保持するために駆動モータに
接続されていることによって解決される。
〔発明の効果〕
制御量として、エネルギー導入率、すなわち装入量当た
りの導入駆動エネルギーまたは駆動出力が用いられる本
発明の上記構成により、装入量に依存するスクリュー押
出し機の運転方法が達成される。更に、従来の回転数制
御や回転数調整と比べて、エネルギー導入率が一定にな
り、その結果所定の生成物質が得られるという基本的な
利点がある。更に、考慮される種類のスクリュー押出し
機において生成物温度がほとんどエネルギー導入率によ
って決まるので、本発明による制御原理は、制御温度が
測定不可能であるかまたは比較的に大きなコストでのみ
測定することができる押出し機の場合にも有利に使用す
ることができる。更に、装入量に依存する運転方法の場
合には、測定量としてのエネルギー率すなわち比エネル
ギーが例えば生成物温度よりも迅速に装入量変化に応答
するので、装入量変化の際に生成物温度に関して、あた
かも回転数の補正が材料温度測定から直接的に導き出さ
れるように迅速な制御が達成されるという利点がある。
〔発明の実施態様とその効果〕
得ようとする制御を実現するために、特許請求の範囲第
４項に従ってＰ　Ｉ　Ｄ＠御装置を使用すると好都合で
ある。この上うなＰＩＤ制御装置は、操作量がＰ−制御
装置、■−制御装置およびＤ−制御装置の出力量を加算
したものに相当するという利点がある（　Ｄ　Ｉ　Ｎ　
１９２２６参照）。本発明による制御原理を実現するた
めのこのような制御装置は、作動範囲において駆動モー
タの回転数とエネルギー導入率の間にほぼ比例的な関係
が存在するときに常に使用可能である。
特許請求の範囲第５項に従って設けられた割り算装置に
より、エネルギー導入率に対応する制御量Ｓを形成する
ために、駆動モータの駆動出力と装入量の商が求められ
る。特許請求の範囲第６項により、割り算装置の後に、
高い周波数の信号成分をろ過するためのフィルター装置
が接続配置され、このフィルター装置は特許請求の範囲
第７項に従って特に約２０秒の時定数を有する。前記フ
ィルター装置は、特許請求の範囲第８項に従って制御装
置の後に設けられ特許請求の範囲第９項に従って特に約
１００秒の時定数を有するたフィルター装置と同様に、
短時間の外乱量を考慮に入れないので、不必要な操作運
動を回避する。これに対して、例えば出発生成物変動の
ようなゆっくりしだ外乱量は制御すべきである。このよ
うにして行われるディメンジョン化によって、装入量変
更の場合にも回転数のためのその都度新しい固定された
運転レベルが十分に迅速にかつトルクを大きくしすぎな
いで達成される。
特許請求の範囲第１０項記載の実施態様により、エネル
ギー制御回路に生成物温度をカスケード制御形式で重ね
合わせることができる。この場合、エネルギー導入率の
目標値が物質温度制御回路の操作量として使用される。
これによって、運転中と運転開始時に利点が生じる。な
ぜなら、エネルギー回路が温度制御回路に依存しないで
最適化可能であり、そのために機能することができるか
らである。温度センサが故障した場合にも、スクリュー
押出し機は生成物の質に対して大きな影響を与えないで
続けて運転することができる。すなわち、重ね合わされ
た生成物温度制御は、スクリュー押し出し機がエネルギ
ー導入率の目標値を介して、所望の生成物温度に属する
運転レベルの近くに制御されるように作動する。この場
合、温度制御装置は狭い作動範囲においてのみ、前記の
ようにして選択された予備調整を修正する。
〔実施例〕
本発明の他の特徴、効果および詳細は、図に基づく好ま
しい実施例の以下の説明から明らかになる。
第１ｒｇＪに示したスクリュー押出し機はケーシングｌ
を備えている。このケーシングは、軸方向において前後
に配置され互いに７ランノ止めされた複数の区間２，３
．４からなっている。このケーシングＩの中には、図示
していないスクリューが設けられている。スクリューは
伝動装置５を介してモータ６によって駆動される。ケー
シング１と伝動装置５並びにモータ６はスタンド７を介
して基礎８に支持されている。引き込み領域としてのｆ
ｊｊＪきをする第１のケーシング区間２には、入口ホッ
パ−９が開口している。この入口ホッパーには、加工す
べき材料が、例えばコンベヤスケールとして形成された
例えば粒用供給装置ｌＯおよび／まｆこは配量スクリュ
ーとして形成され１こ例えば粉末用供給装置ｌＯ′を経
て、供給される。最後のケーシング区間４の出口側の端
部１１のすぐ前には、略示した温度測定装置１２が設け
られている。この温度測定装置はケーシングｌの中を延
びている。
供給装置１０．１０’　には装入量測定装置１３゜１４
が付設されている。
第２図には、本発明に従って使用可能であるような制御
装置が略示しである。この制御装置は割り算装置１５を
含んでいる。この割り算装置には入力量として、駆動モ
ータ６の駆動出力Ｎと装入量Ｇが供給される。この駆動
出力は詳細に図示していない測定装置（２２）により公
知のごとく電流と電圧を測定することによって検出可能
である。
装入量Ｇは供給装置１０．１０’　に付設された装入量
測定装置１３．１４によって検出される。この場合、運
転中、供給される生成物量が排出される生成物量すなわ
ち装入量と同じであるということから出発している。時
間当たりの供給生成物量が装入量として定義される。
割り算装置１５において、駆動出力Ｎと装入量Ｇの商が
算出され、これによって制御＠Ｓが求められる。この制
ａｍはフィルター１６を経て制御装置Ｉ８の比較個所１
７に供給される。低域フィルターとして形成されたフィ
ルター装置１６は、同様に低域フィルターとして形成さ
れ制御装置１８の後に接続配置されたフィルター装置■
８と同様に、高い周波数の信号成分をろ過する。従って
、例えば出発生成物変更のようなゆっくり変化する外乱
量だけが制御に入力される。フィルター装置１９の時定
数は約１００秒で、フィルター装置１６の時定数は約２
０秒である。
引き算装置としての働きをする比較個所１７には、ろ過
された制御信号Ｓｍの外に、エネルギー導入率の目標値
５ｓｏｌｌが供給される。従って、制御装置１８の入力
部には、実際値と目標値の差に対応する信号ΔＳが入力
される。
フィルター装置１９によってろ過された制御装置Ｉ８の
出力信号はファクターに、によって重みづけされる。こ
の信号は加算装置として形成された他の比較個所２０に
供給される。この比較個所２０には更に、ファクターに
１によって重みづけされた基本回転数信号ｎｂ　が供給
される。この場合、これらの入力量の合計から出力信号
ｎ５　が、式ｎ５　　”　Ｋ　＋　Ｘ　ｎｂ十Ｋ　ｔ　
Ｘ　Ｘ５　によって算出される。こあ出力信号は、第１
図において全体を２１で示した押出し機を駆動する駆動
モータ６に供給される。すなわち、量ｎ、は主駆動装置
のための合成された目標値回転数を形成する。
前記の方式の制御は例えばポリエチレンやポリアミドの
ような合成物質を押し出すために用いることができる。
生成物質に関連づけられた導入エネルギーの特性値は例
えば０．１〜０．３ＫＴｈ／ｋｇである。
最高許容温度は、使用される材料に依存して、約２００
〜２８０℃である。本発明に従ってエネルギー導入率を
一定に保持することにより、当該装置の場合にこのエネ
ルギー率によって実質的に決定される温度も一定に保持
される。すなわち、最高許容ｆＡ度を上回ることがない
。
第３図には、前記のエネルギー制御にカスケード制御の
形式の温度制御が重ね合わされる実施例が示しである。
図示を簡略化するために、エネルギー制御回路に関して
、第３図では比較個所１７、制御装置１８およびモータ
６だけが示しである。
押出し機２１の出口側の端Ｉ１１における生成物温度は
信号νｎを発生する測定装置１２によって検出される。
この信号は、温度目標値信号νｎｓと共に、引き算装置
として形成された比較個所２３に供給される。比較装置
２３内で求められた信号は温度制御装置２４の入力部に
供給される。そして、温度制御装置２４の出力部には、
エネルギー導入率のための補正信号Ｓｋが発生する。こ
の信号は加算装置として形成された比較個所２５に供給
される。この比較個所２５には更に、エネルギー導入の
ための基本目標値である信号Ｓｂが供給される。この場
合、この基本目標値には補正信号Ｓｋが重ね合わされ、
その結果合成された目標値信号Ｓｓが求められる。この
目標値信号は、第２図の実施例における値５ｓｏｌｌの
代わりに、比較装置１７に供給される。信号ｓｂの値は
、生成物質が所望の所望温度に対応する運転レベルに達
するように選定される。この場合、前記制御により、信
号ｓｂを介して選定された予備調整の狭い作動範囲だけ
が制御される。
【図面の簡単な説明】
第１図はスクリュー押出し機の概略図、第２図は本発明
による制御装置の概略ブロック回路図、第３図は生成物
温度制御を重ね合わせた、第２図と同様なブロック回路
図である。 ！・・・ケーシング、　　６・・・駆動モータ、１０．
１０’　　・・・供給装置、　　１３．１４・・・装入
量測定装置、　　１８・・・制御装置、２！・・・スク
リュー押出し機、　　２２・・・駆動出力の測定装置、
　Ｎ・・・駆動モータの駆動出力、　Ｇ・・・装入量

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、スクリュー押出し機の駆動モータの回転数が制御さ
    れる、スクリュー押出し機を運転する方法において、エ
    ネルギー導入率がほぼ一定に保持されるように、回転数
    がエネルギー導入率に依存して制御されることを特徴と
    する方法。 ２、エネルギー制御がカスケード制御の形式で生成物温
    度に依存する制御に重ね合わされることを特徴とする、
    特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、スクリュー押出し機の駆動モータの回転数が制御さ
    れ、エネルギー導入率がほぼ一定に保持されるように、
    回転数がエネルギー導入率に依存して制御される、スク
    リュー押出し機を運転する方法を実施するためのスクリ
    ュー押出し機であって、駆動モータを介して可変の回転
    数で連続的に駆動される、ケーシング内に設けられた少
    なくとも１個のスクリュー、出発生成物、添加物等を供
    給するための供給装置、およびスクリュー回転数を制御
    するための制御装置を備えているスクリュー押出し機に
    おいて、駆動モータ（６）の駆動出力（Ｎ）を測定する
    ための装置（２２）と、供給される生成物の時間当たり
    の量すなわち装入量を測定するための少なくとも１個の
    装置（１３または１４）を具備し、駆動出力（Ｎ）と装
    入量（Ｇ）の商が実際値（Ｓ）として制御装置（１８）
    の入力部に供給され、制御装置（１８）の出力部がエネ
    ルギー導入率を一定保持するために駆動モータ（６）に
    接続されていることを特徴とするスクリュー押出し機。 ４、制御装置がＰＩＤ制御装置であることを特徴とする
    、特許請求の範囲第３項記載のスクリュー押出し機。 ５、駆動出力（Ｎ）と装入量（Ｇ）を測定するための装
    置の後に、割り算装置（１５）が接続配置されているこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第３項記載のスクリュ
    ー押出し機。 ６、割り算装置（１５）の後に、高い周波数の信号成分
    をろ過するためのフィルター装置（１６）が接続配置さ
    れていることを特徴とする、特許請求の範囲第５項記載
    のスクリュー押出し機。 ７、フィルター装置（１６）が約１０〜４０秒の時定数
    を有することを特徴とする、特許請求の範囲第６項記載
    のスクリュー押出し機。 ８、制御装置（１８）の後に、高い周波数の信号成分を
    ろ過するためのフィルター装置（１９）が接続配置され
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第３項記載の
    スクリュー押出し機。 ９、フィルター装置（１９）が約１００秒の時定数を有
    することを特徴とする、特許請求の範囲第８項記載のス
    クリュー押出し機。 １０、押出し機（２１）の出口範囲（１１）に生成物温
    度測定装置（１２）が設けられ、この生成物温度測定装
    置が温度制御装置（２４）の入力部に接続され、この温
    度制御装置の出力部がモータ回転数の制御装置（１８）
    の入力部に接続されていることを特徴とする、特許請求
    の範囲第３項記載のスクリュー押出し機。 １１、温度制御装置（２４）がＰＩＤ装置として形成さ
    れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項記
    載のスクリュー押出し機。
JP62124075A 1986-07-12 1987-05-22 スクリュ−押出し機の運転方法およびこの方法を実施するためのスクリュ−押出し機 Pending JPS6321125A (ja)

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DE19863623679 DE3623679A1 (de) 1986-07-12 1986-07-12 Verfahren zum betrieb eines schneckenextruders und schneckenextruder zur durchfuehrung des verfahrens
DE3623679.9 1986-07-12

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