DE2519207A1

DE2519207A1 - Schaltungsanordnung zum messen der viskositaet einer zaehfluessigen masse

Info

Publication number: DE2519207A1
Application number: DE19752519207
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Gleixner
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1976-11-11
Also published as: DE2519207C2

Description

8chaltungsanordnung zus Messen der Viskosität einer zähflüssigen Masse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der ii Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.
Zum Messen der Viskosität von zähflüssigen Massen sind verschiedens Ausführungsformen von Viskosimetern bekannt, beispielsweise Kapillar-, Struktur-, Rotations-, Fall-und Explosions-Viskosimeter. Diese Viskosimeter eignen sich indessen nicht als Istwertaufnehmer in Viskositäts-Regeleinrichtungen, beispielsweise für Schneckenspritzgießmaschinen, bei denen die Viskosität des darin plastifixierten Kunststoffs auf einen konstanten Wert geregelt werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche bei einen einfachen Aufbau und hoher Meßgenauigkeit in Viskositäts-Regeleinrichtungen verwendbar ist Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Xennzetchen des Patentanspruchs 1 anqegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 sind in den Patentansprtichen 2 bis 4 gekennzeichnet.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Regelung der Viskosität unter Vermeidung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in Patentanspruch 5 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gestattet in einfacher Weise auf elektrischem Wege die Messung der Viskosität eines strömenden zähflüssigen Mediums und kann daher als Viskositäts-Istwertgeber in Viskositäts-Regeleinrichtungen eingesetzt werden. Durch die Steuerung des Meßbeginns der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann erreicht werden, daß Unstetigkeitsstellen des Druck- und Geschwindigkeitsverlaufs des strömenden viskösen Mediums nicht in den Meßbereich fallen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere fUr Kunststoff-Schneckenspritzgießmaschinen, bei denen es fUr eine gleichbleibend gute Qualität des Spritzlings von Bedeutung ist, daß der in der Spritzgießmaschine plastifizierte Kunststoff mit konstanter Viskosität verarbeitet wird.
Mit Hilfe der Viskositäts-Istwerte wird sowohl der 8taudruck als auch die Zylindertemperatur der Schneckenspritzgießmaschine in vorteilhafter Weise derart beeinflußt, daß die Regelabweichung der Viskosität den betreffenden Sollwerten für die Staudrucksteuerung bzw. die Zylindertemperaturregelung überlagert wird.
Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Viskositätsmeßanordnung mit nachgeschaltetem Regelkreis; Fig. 2 ein Zeitdiagramm fflr den Verlauf der 8prittgeschwindigkeit und des Spritzdrucks eines von einer Schneckenspritzgießmaschine ausgestossenen plastifizierten Kunststoffs, wobei die gprltsgschwindigkeit in einem weiten Bereich konstant gehalten wird und Fig. 3 ein Diagramm ähnlich wie in Fig.2, wobei jedoch der Spritidruck in eines weiten Bereich konstant gehalten wird.
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Meßanordnung 1 weist ein Dividierglied 2 auf, das mit seinem einen Eingang an einen nicht näher dargestellten Druckaufnehmer fUr den Spritzdruck einer Kunststoff-Schneckenspritzgießnaschine und mit seinem anderen Eingang über ein Differenzierglied 3 an einen nicht dargestellten Wegaufnehmer für den Schneckenvorschub der Kunststoff-Schneckenspritzgießmaschine angeschlossen ist. Das Differenzierglied 3 ermittelt die der momentanen Spritageschwindigkeit ist entsprechende Steigung des von dem Wegaufnehmer gelieferten momentanen Weg-Istwertsignals xist In dem Dividierglied 2 wird der Quotient (p/v) ist aus den sosentanen Istwertsignalen der Spritzdrucks und der Spritzgeschwindigkeit gebildet und dem Signaleingang eines Integriergliedes 4 zugeführt. Das Integrierglied 4 bildet über das Zeitintervall #t - t2 - tl hinweg den geometrischen Mittelwert der Quotientensignale (p/v)ist am Ausgang des Dividiergliedes 2. Zur Einstellung des Integrationsbeginns ist das Integrierglied 4 über einen Steuereingang mit einem Zeitglied 5 verbunden, das wiederum von dem Ausgang eines Vergleichsgliedes 6 gespeist wird. Das Vcrqleichsglied 6 ist einerseits mit dein nicht dargestellten Wegaufnehmer für den 8chneckenvorschub und andererseits mit einer nicht dargestellten, einstellbaren Referenzsignalquelle für den Weg-Sollwert Xäoll verbunden und erzeugt an seinem Ausgang das Differenzeignal #x = xsoll - xist. Sobald #x gleich Null ist, wird das Zeitglied 5, beispielsweise ein stabiler Multivibrator, fllr die einstellbare Zeitdauer #t aktiviert (Zeitpunkt t1; vgl. Fig. 2 und 3?. Der auf diese Weise gesteuerte Integrationsbereich des Integriergliedes 4 ist in Fign. 2 und 3 durch jeweils eine schraffierte Fläche veranschaulicht. Wie aus den Zeitdiagrammen nach Fign. 2 und 3 ferner ersichtlich ist, ist der Intergrationgbeginn zum Zeitpunkt tl sowie die Integrationsdauer # #t in denjenigen Bereich der Spritzgeschwindigkeits- und Spritzdruckkennlinien verlegt, in den die Spritzgeschwindigkeit vist (Fig.2) bzw. der Spritzdruck Pist (Fig.3) über einen weiten Bereich konstant ist. Hierdurch wird ein genaues, zuverlässiges Meßergebnis für den Viskositäts-Istwert ti8t erzielt, der durch das signal al Ausgang des Integriergliedes 4 repräsentiert wird.
Zur Regelung der Viskosität des in einer Schneckenspritzgießmaschine plastifizierten Kunststoffes wird das Viskositäts-Istwertsignal #ist dem einen Eingang eines Vergleichzgliodes 7 zugeführt, das mit seinem anderen Eingang von einer nicht dargestellten Signalquelle mit dem Viskositäts-Sollwert soll beaufschlagt wird. Das am Ausgang des Vergleichsgliedes 7 gebildete Differenzsignal##= #soll - @ist wird sowohl einem Integralregler 8 als auch einem Proportionalregler 9 zugeführt.
Die Regler S und 9 sind hinsichtlich ihres oberen und unteren Grenzbereichs einstellbar, um bestimmte, nachstehend noch näher auf zuführende Wirkungen zu erzielen.
Das Ausgangssignal des Integralreglers 8 beeinflußt einen Regelkreis 10 für die Zylindertemperatur der Schneckenspritzgisßmaschine in der Weise, daß das genannte Augangssignal dem Temperatur-Sollwert Tsoll des Regelkreisos 10 überlagert bzw. aufaddiert wird. Das Ausgangssignal des Proportionalreglers 9 ist in ähnlicher Weise der St@uergröße Poll für die Staudrucksteuerung der Schnekkenspritzgießmaschine überlagert. Die Sollwerte Tsoll und P5011 werden von nicht dargestellten Signalquellen erzeugt Durch die Einstellung des oberen und unteren Grenzwerts des Integralreglers 8 kann die Obergrenze für die gerade noch zulässige Erwärmung des plastifizierten Kunststoffes bzw die Untergrenze fUr eine gerade noch ausreichende Plastifizierung eingestellt werden. Dagegen lassen sich mit dem oberen und unteren Grenzwert des Proportionalrglers 9 die Grenzen für die minimale Materialförderung durch die Schnecke (obere Grenze) bzw. für das Zurückgehen der Schnecke bei gerade noch ausreichender Plastifizierung (untere Grenze) einstellen. Darüber hinaus kann der Übertragungsfaktor des Proportionalreglers 9 in Abhängigkeit von da verwendeten Kunststoff eingestellt werden.
Der Auswahl des jeweiligen Regelverhaltens ftir die Regler 9 und 10 liegt die Überlegung zugrunde, daß ftr den Regler 9 ein proportion Regelverhalten sehr gut quelgnet ist, ul die außerordentlich raschen Xnderungen des Staudruckes auszuregeln. Für den Regler 8 ist dagegen infolge der sehr langsamen Änderungen der Zylindertemperatur und der erforderlichen höheren Regelgenauigkeit ein Integralverhalten günstig.
Bei der schaltungstechnischen Verwirklichung der in Fig.1 dargestellten Anordnung können die mit strichpunktierten Linien umrandeten Schaltungsteile Teile eines Prozeßrechners sein.

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zum Messen der Viskosität einer zähflüssigen Masse, insbesondere eines plastifizierten Kunststoffs, die mittels eines verschiebbaren Organs aus einer Ausgabevorrichtung mit zeitlich veränderlicht Druck und/oder Geschwindigkeit ausgestoßen wird, g e k e n n s e i c h n e t d u r c h folgende Bestandteile: a) ein zur Bildung von momentanen Druck/Geschwindigkeitsquotientensignalen ((p/v)ist) vorgeschenes Dividierglied (2), das eingangsseitig mit Druck-und Geschwindigkeitsfühlern verbunden litt b) ein steuerbares Integrierglied 14) zur g-onetrischein Mitte-lung der momentanen Druck/Geschwindigkeitsquotientensignale über eine bestimmte Zeitdauer (t t) hinweg und c> eine Einrichtung (5, 6) zur Steuerung des Beginns (t1) der Mittelwertbildung des Integriergliedes (4) in Abhängigkeit von dem Weg (xist) des Ausstoßorgans.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5, 6) folgende Bestandteile enthält: a? ein Vergleichsglied (6), das nit einem Aufnehmer für den Weg des Ausstoßorgans sowie mit einer Referen@@ignalquelle verbunden ist und b) ein dem Vorgleichsglied (6) nachgeschaltetes Zeitglied (5), das bei einem bestimmten Ausgangssignal des Vergleichsgliedes für eine vorgebbare Dauer aktivierbar ist und ausgangsseitig an einen Steuereingang des Integriergliedes (4) angeschlossen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (5) ein astabiler Multivibrator ist.
4. Schaltungsanordnung nach eina oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zur Messung der Ausstoßgeschwindigkeit der zähflüssigen Masse den Wegaufnehmer für den Weg des Ausstoßorgans und ein dem Wegaufnehmer nachgeschaltetes Differenzierglied (3) unfaßt.
5. Verfahren zur Regelung der Viskosität eines in einer Schneckenspritzgießmaschine plastifizierten Kunststoffs unter Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung des gemessenen Viskositätswertes von eina gewünschten Viskositätewert den Vorgabewerten für den Staudruck und/oder die Zylindertemperatur der Schneckenspritzgießmaschine überlagert wird.

L e e r s e i t e