DE102017006459A1 - System, in particular hot glue application system and method, in particular hot glue application method - Google Patents
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Abstract
System (100), insbesondere Heißleimauftragssystem (200), mit einer Volumenmesszelle (1, 1'), zur Messung eines Volumenstroms,wobei die Volumenmesszelle (1, 1') eine Heizung (2) aufweist und eine Temperaturregelvorrichtung (3) vorgesehen ist, zur Regelung der Temperatur der Volumenmesszelle (1, 1')und eine Sicherheitseinrichtung (4) vorgesehen ist, die so eingerichtet ist, dass sie eine Überhitzung der Volumenmesszelle (1, 1') verhindert.System (100), in particular hot glue application system (200), having a volume measuring cell (1, 1 ') for measuring a volume flow, wherein the volume measuring cell (1, 1') has a heater (2) and a temperature control device (3) is provided, for controlling the temperature of the volume measuring cell (1, 1 ') and a safety device (4) is provided, which is arranged so that it prevents overheating of the volume measuring cell (1, 1').
Description
Die Erfindung betrifft ein System, insbesondere ein Heißleimauftragssystem mit einer Volumenmesszelle, zur Messung eines Volumenstroms.The invention relates to a system, in particular a hot glue application system with a volume measuring cell, for measuring a volume flow.
Volumenmesszellen, zur Messung eines Volumenstroms sind beispielsweise aus der
Nachteilig an bekannten Volumenmesszellen ist, dass sie oft nicht in wünschenswerter Weise zuverlässig oder langlebig sind.A disadvantage of known volume measuring cells is that they are often not desirably reliable or durable.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein System sowie ein Verfahren zu schaffen, welche zumindest hinsichtlich eines der genannten Nachteile verbessert sind.The invention has set itself the task of creating a system and a method which are improved at least with regard to one of the disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Hauptanspruches sowie mit einem auf dem System basierenden Verfahren gelöst.This object is achieved by a system having the features of the main claim and a system based method.
Bei dem erfindungsgemäßen System kann es sich um ein beliebiges System für ein durch eine Volumenmesszelle erfassbares Fluid handeln.The system according to the invention may be any system for a fluid detectable by a volume measuring cell.
Das erfindungsgemäße System umfasst bevorzugt ein Heißleimauftragssystem.The system according to the invention preferably comprises a hot glue application system.
Es ist eine Volumenmesszelle vorgesehen, die eine Heizung aufweist.There is provided a volume measuring cell, which has a heater.
Zudem ist eine Temperaturregelvorrichtung, zur Regelung der Temperatur der Volumenmesszelle vorgesehen. Die Temperaturregelvorrichtung wird im Rahmen dieser Druckschrift auch kurz als Regelvorrichtung bezeichnet.In addition, a temperature control device is provided for controlling the temperature of the volume measuring cell. The temperature control device is also referred to as control device in the context of this document.
Das System umfasst zudem eine Sicherheitseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie eine Überhitzung der Volumenmesszelle verhindert.The system also includes a safety device that is designed to prevent the volume cell from overheating.
Die Regelvorrichtung umfasst mit Vorteil ein Messglied. Mit Vorteil erfasst das Messglied fortlaufend die Isttemperatur der Volumenmesszelle (insbesondere der Heizung). Das Messglied umfasst mit Vorteil einen Temperatursensor. Der Temperatursensor kann beispielsweise einen Platin Messwiderstand umfassen oder hierdurch gebildet sein, etwa einen PT-100 oder PT-1000. Der Temperatursensor ist mit Vorteil derart angeordnet, dass er die Temperatur des Körpers, etwa des Gehäuses, der Volumenmesszelle erfasst. Der Temperatursensor kann an einer Messbrücke angeschlossen sein, die eine dem Widerstandswert des Temperatursensors proportionale Spannung erzeugen kann. Es kann ein Präzisionswiderstand vorgesehen sein mittels dessen die Messbrücke, mit Vorteil in Zyklen, überprüfbar ist. Die Spannung kann über einen Analog-Digital-Wandler zum Regler der Temperaturregelvorrichtung geführt sein. Bevorzugt ist durch den Regler die aktuelle Temperatur am Temperatursensor berechenbar und mit einer gespeicherten Solltemperatur oder Grenztemperatur vergleichbar. Der Regler kann einen Mikrocontroller umfassen. Der Mikrocontroller kann einen integrierten Analog-Digital-Wandler umfassen.The control device advantageously comprises a measuring element. Advantageously, the measuring element continuously records the actual temperature of the volume measuring cell (in particular the heating). The measuring element advantageously comprises a temperature sensor. The temperature sensor may, for example, comprise or be formed by a platinum measuring resistor, such as a PT-100 or PT-1000. The temperature sensor is advantageously arranged such that it detects the temperature of the body, such as the housing, the volume measuring cell. The temperature sensor can be connected to a measuring bridge, which can generate a voltage proportional to the resistance value of the temperature sensor. A precision resistor can be provided by means of which the measuring bridge, with advantage in cycles, can be checked. The voltage can be passed via an analog-to-digital converter to the controller of the temperature control device. The controller can preferably calculate the current temperature at the temperature sensor and compare it to a stored desired temperature or limit temperature. The controller may include a microcontroller. The microcontroller may include an integrated analog-to-digital converter.
Die Regelvorrichtung umfasst mit Vorteil einen Regler, der die Isttemperatur mit der Solltemperatur vergleicht und der bei Abweichung der Isttemperatur von der Solltemperatur eine Stellgröße generiert. Der Regler kann als PID-Regler ausgeführt sein.The control device advantageously comprises a controller which compares the actual temperature with the setpoint temperature and which generates a manipulated variable when the actual temperature deviates from the setpoint temperature. The controller can be designed as a PID controller.
In der Regelvorrichtung kann ein Sollwert hinterlegt sein. In einer Ausführungsform erhält der Regler den Temperatursollwert von einem Sollwertgeber.In the control device, a setpoint can be stored. In one embodiment, the controller receives the temperature setpoint from a setpoint generator.
Die Regelvorrichtung umfasst mit Vorteil ein Stellglied, dem die Stellgröße zugeführt wird und welches eine Angleichung der Isttemperatur an die Solltemperatur bewirkt. Bei dem Stellglied kann es sich um die Heizung (oder einen Schalter des Heizkreises) handeln. Die Heizung kann durch einen Schalter angesteuert werden, mit Vorteil solange, bis die Solltemperatur erreicht ist. Dieser Schalter kann ein Relais oder ein Halbleiterrelais (also ein Solid-State-Relais) oder eine Zweirichtungs-Thyristortriode (englisch: „Triode for Alternating Current“, abgekürzt: Triac) umfassen oder hierdurch gebildet sein. Dieser Schalter kann auch als Regelschalter bezeichnet werden. Dieser Schalter ist bevorzugt in dem Heizkreis angeordnet. Das Anschalten der Heizung kann auch in festen Zeitintervallen erfolgen, nach denen ein Soll-Istwert-Abgleich erfolgt.The control device advantageously comprises an actuator to which the manipulated variable is supplied and which causes an approximation of the actual temperature to the desired temperature. The actuator may be the heater (or a switch of the heating circuit). The heater can be controlled by a switch, with advantage until the set temperature is reached. This switch may comprise or be formed by a relay or a solid state relay (ie a solid state relay) or a bidirectional thyristor triode (triode for alternating current, abbreviated triac). This switch can also be referred to as a control switch. This switch is preferably arranged in the heating circuit. The heating can also be switched on at fixed time intervals, after which a setpoint-actual value adjustment takes place.
Die Regelvorrichtung bzw. der Regler kann eine elektronische Datenverarbeitungsanlage umfassen und eine mit dieser zusammenwirkende Software. Diese Software wird im Folgenden auch als „Regelsoftware“ bezeichnet. Die Datenverarbeitungsanlage bzw. der Regler umfasst bevorzugt einen Mikrocontroller mit einem Mikroprozessor.The control device or the controller may include an electronic data processing system and cooperating with this software. This software is also referred to below as "control software". The data processing system or the controller preferably comprises a microcontroller with a microprocessor.
Die Volumenmesszelle weist bevorzugt ein Gehäuse auf, das weiter bevorzugt mittels der Heizung beheizt ist. Die Heizung kann als integrierte Heizung, mit Vorteil in das Gehäuse der Volumenmesszelle integrierte Heizung, oder als Begleitheizung ausgeführt sein. Die Heizung wandelt mit Vorteil elektrische Energie in Wärme. Die Heizung kann beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung umfassen. Bevorzugt dient die Heizung dazu, Schmelzen, wie Kunststoffschmelzen oder Schmelzklebstoffe fließfähig zu erhalten. Die Begriffe Schmelzklebstoffe und Heißleim werden im Rahmen dieser Druckschrift synonym verwendet.The volume measuring cell preferably has a housing, which is further preferably heated by means of the heater. The heater can be designed as an integrated heater, with an advantage in the housing of the volume measuring cell integrated heating, or as heat tracing. The heating advantageously converts electrical energy into heat. The heater may include, for example, an electrical resistance heater. Preferably, the heater is used to obtain meltable, such as plastic melts or hot melt adhesives flowable. The terms hot melt adhesives and hot melt are used interchangeably within the context of this document.
Die Volumenmesszelle kann bevorzugt auch als Durchflusssensor, als Durchflussmesser, als Volumenmesser und als Volumenstromsensor bezeichnet werden. Die Volumenmesszelle detektiert mit Vorteil die Durchflussmenge und/oder die Durchflussrichtung eines Fluids, bevorzugt eines Leims. Die Volumenmesszelle ermittelt mit Vorteil den Volumenstrom, also das Volumen an Fluid, bevorzugt Leim, welches pro Zeit strömt.The volume measuring cell may also be preferred as a flow sensor, as a flow meter, as Volume meter and be referred to as a volumetric flow sensor. The volume measuring cell advantageously detects the flow rate and / or the direction of flow of a fluid, preferably a glue. The volume measuring cell advantageously determines the volume flow, ie the volume of fluid, preferably glue, which flows per time.
Die Volumenmesszelle kann die Form eines Zahnrad-Durchflussmessers haben, bei dem ein Zahnradpaar durch eine Strömung in Rotation versetzt wird. Ein Sensor kann die Bewegung der Zähne detektieren und beim Vorbeilauf eines Zahnes jeweils einen Signalimpuls abgeben. Die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit kann ein Maß für die Strömung darstellen. Pro Zahn eines Zahnrades können auch mehrere Impulse abgegeben werden. Die Impulse können importiert werden, so dass auch Zwischenschriften auswertbar sind. In einer anderen Ausführung kann die Achse durch einen Sensor abgetastet werden, wobei die Achse vorzugsweise mit mindestens einem Magneten bestückt ist, der unterschiedliche Orientierungen aufweist. Es kann ein Sensor im Umfangsbereich eines der Zahnräder angeordnet sein. Der Durchfluss, welcher durch die Zahnradanordnung strömt und diese antreibt, kann auf Grundlage der vom Sensor je vorbeilaufenden Zahn abgegebenen Impulse ermittelt werden. Die Volumenmesszelle kann einen Feldplattendifferentialfühler aufweisen. Zur Übertragung des magnetischen Flusses des Fühlers können zwei Polstifte in einer gespreizten Anordnung vorgesehen sein, um auch bei breiten Zähnen Signale zu ermöglichen. Zur Gewährleistung von Signalen bei hoher Messfrequenz und hoher Betriebstemperatur kann der Sensor auf Platten in einer Bohrung gelagert sein, die mit Vergussmasse gefüllt sein kann. Die Volumenmesszelle kann eine induktive oder kapazitive Erfassung der Zahnradzähne aufweisen. Der abtastende Sensor kann mit dem Fluid in Kontakt stehen oder durch eine Gehäusewand oder eine andere Abtrennung von dem Fluid getrennt sein. Zur Wärmeisolierung kann der Sensor von einem Material geringerer Wärmeleitung umgeben sein.The volume measuring cell may be in the form of a gear flow meter in which a gear pair is rotated by a flow. A sensor can detect the movement of the teeth and deliver a signal pulse each time a tooth passes by. The number of pulses per unit time can be a measure of the flow. Per tooth of a gear several pulses can be delivered. The impulses can be imported, so that also interim scripts can be evaluated. In another embodiment, the axle may be scanned by a sensor, wherein the axle is preferably equipped with at least one magnet having different orientations. There may be a sensor in the peripheral region of one of the gears. The flow which flows through and drives the gear arrangement can be determined on the basis of the pulses emitted by the sensor per passing tooth. The volume measuring cell may have a field plate differential sensor. To transmit the magnetic flux of the probe, two pole pins can be provided in a spread arrangement to enable signals even with wide teeth. To ensure signals at high measurement frequency and high operating temperature, the sensor can be mounted on plates in a bore that can be filled with potting compound. The volume measuring cell may include inductive or capacitive sensing of the gear teeth. The scanning sensor may be in contact with the fluid or separated from the fluid by a housing wall or other partition. For thermal insulation of the sensor may be surrounded by a material of lower heat conduction.
Die Volumenmesszelle kann anstelle eines Zahnrad-Durchflussmessers auch eine Turbinen- oder Spindeldurchflussmesszelle umfassen. Die Volumenmesszelle dient mit Vorteil dazu, den Durchfluss von viskosen Flüssigkeiten, wie Pasten, Klebstoffen oder Dichtmassen zu bestimmen. In der Volumenmesszelle ist mit Vorteil eine Sensorik verbaut, zur Erfassung der Umdrehungen von beweglichen Elementen (etwa Zahnrädern und/oder Spindeln).The volume measuring cell may also include a turbine or spindle flow cell instead of a gear flow meter. The volume measuring cell is advantageously used to determine the flow of viscous liquids, such as pastes, adhesives or sealants. In the volume measuring cell, a sensor system is advantageously installed, for detecting the revolutions of moving elements (such as gears and / or spindles).
Das System umfasst bevorzugt eine Auftragseinrichtung, bevorzugt zum Auftrag von Heißleim auf ein Substrat. Weiter bevorzugt umfasst es eine Fluid-Leitung, mit Vorteil eine Heißleimleitung, mittels welcher mit Vorteil Heißleim, etwa von einem Leimreservoir, der Auftragseinrichtung zuleitbar ist. Mit Vorteil umfasst das System eine Förderpumpe.The system preferably comprises an application device, preferably for applying hot glue to a substrate. More preferably, it comprises a fluid conduit, advantageously a hot glue line, by means of which advantageously hot glue, for example from a glue reservoir, can be supplied to the application device. Advantageously, the system comprises a feed pump.
Die Heißleimleitung umfasst mit Vorteil einen Hauptstrang, bevorzugt genau einen Hauptstrang. Dieser entspringt mit Vorteil in Leimflussrichtung betrachtet hinter der Förderpumpe. Die Heißleimleitung umfasst mit Vorteil mehrere Einzelstränge, von denen bevorzugt jeder zu genau einem Auftragsventil führt. Die Heißleimleitung, mit Vorteil jeder Einzelstrang der Heißleimleitung, umfasst bevorzugt einen Förderschlauch, etwa einen Heißleimschlauch.The hot glue line advantageously comprises a main strand, preferably exactly one main strand. This arises with advantage in Leimflussrichtung considered behind the feed pump. The hot glue line advantageously comprises a plurality of individual strands, of which preferably each leads to exactly one order valve. The hot glue line, with advantage each individual strand of the hot glue line, preferably comprises a delivery hose, such as a Heißleimschlauch.
Die Volumenmesszelle kann im Hauptstrang der Heißleimleitung angeordnet sein. In diesem Fall misst sie die gesamte Leimdurchflussmenge bevor diese mit Vorteil auf die Einzelstränge aufgeteilt wird. Die Volumenmesszelle kann beispielsweise auch zwischen dem Leimreservoir und der Heißleimleitung angeordnet sein. Die Volumenmesszelle ist bevorzugt in Fließrichtung des Leims gesehen hinter der Förderpumpe angeordnet, in einer Ausführungsform unmittelbar. Die Volumenmesszelle kann in den Einzelsträngen der Heißleimleitung angeordnet sein. Die Volumenmesszelle kann zwischen der Heißleimleitung und der Auftragseinrichtung angeordnet sein. Die Volumenmesszelle kann Bestandteil der Auftragseinrichtung sein und etwa in einen Auftragskopf integriert sein.The volume measuring cell can be arranged in the main strand of the hot glue line. In this case, it measures the total glue flow before it is advantageously split among the single strands. The volume measuring cell may for example also be arranged between the glue reservoir and the hot glue line. The volume measuring cell is preferably arranged in the flow direction of the glue behind the feed pump, in one embodiment directly. The volume measuring cell can be arranged in the individual strands of the hot glue line. The volume measuring cell can be arranged between the hot glue line and the application device. The volume measuring cell can be part of the application device and be integrated into an application head, for example.
Die Auftragseinrichtung kann mindestens einen Auftragskopf umfassen. Die Auftragseinrichtung kann ein Auftragsventil umfassen und umfasst mit Vorteil mehrere Auftragsventile oder ist hierdurch gebildet. Die Auftragsventile können bevorzugt auch als Leimauftragsventile bezeichnet werden. Die Auftragseinrichtung ist mit Vorteil zumindest im Wesentlichen ortsfest angeordnet und gibt weiter bevorzugt Leim auf ein an ihr - bevorzugt zumindest im Wesentlichen geradlinig - vorbeigeführtes Substrat ab. Die Auftragsventile können elektrisch, elektropneumatisch oder piezoelektrisch betätigbar sein, bevorzugt um den Leim intermittierend oder kontinuierlich auf ein an den Ventilen vorbeigeführtes Substrat abzugeben. Die Temperatur, unter welcher der Leim typischweise abgegeben wird, kann 160° bis 200° C betragen.The applicator may include at least one applicator. The application device may comprise an order valve and advantageously comprises a plurality of application valves or is thereby formed. The order valves may preferably also be referred to as glue application valves. The application device is advantageously arranged at least substantially stationary and further preferably gives glue to a substrate which has been passed past it, preferably at least substantially rectilinearly. The application valves may be electrically, electropneumatically or piezoelectrically actuated, preferably in order to deliver the glue intermittently or continuously to a substrate passed by the valves. The temperature at which the glue is typically delivered may be from 160 ° to 200 ° C.
Die Heizung umfasst bevorzugt eine elektrische Heizung, vorzugsweise mit einer Stromversorgung und weiter bevorzugt mit einer Stromleitung. Die Heizung umfasst mit Vorteil einen Stromkreis, der auch als Heizkreis bezeichnet werden kann.The heater preferably comprises an electric heater, preferably with a power supply and more preferably with a power line. The heater advantageously includes a circuit, which may also be referred to as a heating circuit.
Bevorzugt umfasst das System ein Steuergerät, das vorzugsweise mit der Volumenmesszelle wirkverbunden ist. Das Steuergerät kann auch als elektronische Steuerung oder als Auswerteeinheit bezeichnet werden. Es ist denkbar, dass das Steuergerät eine speicherprogrammierbare Steuerung umfasst. Das Steuergerät weist mit Vorteil ein Anzeigeelement, etwa einen Bildschirm, auf. Das Anzeigeelement kann Teil eines Bedien- und Anzeigegeräts, etwa eines Touchscreens, sein. Die Temperaturregelvorrichtung kann zumindest teilweise in das Steuergerät integriert sein.Preferably, the system comprises a control unit, which is preferably operatively connected to the volume measuring cell. The control unit can also be referred to as an electronic controller or as an evaluation unit. It is conceivable that the control unit is a programmable logic controller includes. The controller advantageously has a display element, such as a screen on. The display element may be part of a control and display device, such as a touch screen. The temperature control device may be at least partially integrated in the control unit.
Die Sicherheitseinrichtung umfasst mit Vorteil eine Sicherheitsabschaltvorrichtung. Die Sicherheitsabschaltvorrichtung umfasst mit Vorteil eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass durch sie eine Sicherheitsabschaltung bewirkbar ist. Die Sicherheitsabschaltung kann das Trennen des Systems von dem Stromnetz und/oder das Öffnen des Heizkreises bewirken. Mit dem Öffnen des Heizkreises ist gemeint, dass die Stromversorgung der Heizung unterbrochen wird. Die Sicherheitsabschaltung führt bevorzugt dazu, dass die Heizung nicht mehr mit Strom versorgt ist.The safety device advantageously includes a safety shutdown device. The safety shutdown device advantageously comprises a device which is configured such that a safety shutdown can be effected by it. The safety shutdown can cause the disconnection of the system from the power grid and / or the opening of the heating circuit. By opening the heating circuit is meant that the power supply to the heating is interrupted. The safety shutdown preferably leads to the heating no longer being supplied with power.
Die Sicherheitsabschaltvorrichtung kann einen Schalter umfassen. Der Schalter ist bevorzugt fernbetätigbar und kann ein Relais umfassen. Der Schalter ist in einer Ausführungsform in dem Heizkreis angeordnet. Der Schalter kann in der Stromversorgung des Systems angeordnet sein und beispielsweise als Schütz ausgeführt sein. Der Schalter kann mit Vorteil durch die Sicherheitseinrichtung und/oder die Temperaturregelvorrichtung und/oder das Steuergerät geöffnet werden. In einer Ausführungsform kann der Schalter durch den Mikrocontroller der Temperaturregelvorrichtung geöffnet werden. Dieser Schalter kann auch als Sicherheitsschalter bezeichnet werden.The safety shutdown device may comprise a switch. The switch is preferably remotely operable and may include a relay. The switch is arranged in one embodiment in the heating circuit. The switch can be arranged in the power supply of the system and be designed, for example, as a contactor. The switch can be opened with advantage by the safety device and / or the temperature control device and / or the control unit. In one embodiment, the switch may be opened by the microcontroller of the temperature control device. This switch can also be called a safety switch.
Die Sicherheitseinrichtung kann dazu beitragen, dass, etwa im Falle eines Versagens der Temperaturregelvorrichtung, beispielsweise durch einen Kurzschluss im Temperatursensor etwa der Volumenmesszelle, einem Kurzschluss in dem Regelschalter oder einem anderen Fehler verhindert wird, dass die Volumenmesszelle über den Sollwert oder einen Grenzwert hinaus erhitzt wird.The safety device can contribute to preventing, for example in the event of a failure of the temperature control device, for example by a short circuit in the temperature sensor of the volume measuring cell, a short circuit in the control switch or another error, that the volume measuring cell is heated above the setpoint or a limit ,
Hierdurch können bevorzugt eine Vielzahl von negativen Folgen, die eine Überhitzung nach sich ziehen kann, verhindert werden. Die negativen Folgen der Überhitzung können bis zur Zerstörung der teuren Volumenmesszelle reichen. Eine negative Folge ist beispielsweise, dass eine Schmelze, etwa ein Heißleim, die durch die Volumenmesszelle transportiert wird, verharzen und verbrennen kann. Diese Verbrennung- oder Verhärtungsprodukte lassen sich oft kaum wieder entfernen und können zu einer Zerstörung der Volumenmesszelle führen. Auch die Lagerungen etwaiger Zahnräder oder Spindeln der Volumenmesszelle sind meist temperaturempfindlich und nur für eine bestimmte Temperatur ausgelegt. Eine Übertemperatur kann zur Beschädigung der Lager und zu einem Festsitzen der bewegten Elemente (etwa Zahnräder und/oder Spindeln) führen. Selbst, wenn diese sich wieder losreißen, kann der Anlauf verzögert oder verlangsamt erfolgen. Störungen des Durchflusses und Schwankungen im Fluidtransport können die Folge sein. Auch eine etwa vorhandene Sensorik zur Erfassung der Umdrehungen von beweglichen Elementen (etwa Zahnrädern und/ oder Spindeln) kann bei einer Übertemperatur zerstört werden.As a result, a large number of negative consequences, which can lead to overheating, can be prevented. The negative consequences of overheating can extend to the destruction of the expensive volume cell. A negative consequence is, for example, that a melt, such as a hot melt, which is transported through the volume measuring cell, can resin and burn. These combustion or hardening products are often difficult to remove and can lead to destruction of the volume cell. The bearings of any gears or spindles of the volume measuring cell are usually temperature sensitive and designed for a specific temperature. Overtemperature can cause damage to the bearings and cause the moving elements (such as gears and / or spindles) to become stuck. Even if these break away again, the start-up can be delayed or slowed down. Flow disturbances and fluctuations in fluid transport can be the result. Even an existing sensor for detecting the revolutions of moving elements (such as gears and / or spindles) can be destroyed at an overtemperature.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sicherheitseinrichtung einen Temperaturbegrenzer auf. Dieser ist mit Vorteil so konfiguriert, dass er die Stromversorgung der Heizung - mit Vorteil eigenständig - unterbricht. Der Temperaturbegrenzer ist mit Vorteil so konfiguriert, dass er die Stromversorgung der Heizung bei Überschreiten einer Grenztemperatur unterbricht. Die Sicherheitsabschaltung erfolgt in dieser Ausführungsform bevorzugt durch den Temperaturbegrenzer selbst. Ein Sicherheitsschalter ist in dieser Ausführungsform entbehrlich. Anders ausgedrückt kann die Sicherheitsabschaltvorrichtung in dieser Ausführungsform durch den Temperaturbegrenzer gebildet sein. Der Temperaturbegrenzer ist mit Vorteil in die Stromleitung der Heizung eingeschliffen. Der Temperaturbegrenzer umfasst mit Vorteil eine Schmelzsicherung oder einen Bimetallschalter. Der Temperaturbegrenzer steht bevorzugt in einem direkten Kontakt mit dem Gehäuse der Volumenmesszelle und ist vorzugsweise in das Gehäuse integriert. Integration bedeutet insbesondere, dass der Temperaturbegrenzer in das Volumen des Gehäuses eingebracht ist. Der Temperaturbegrenzer kann in einer Bohrung oder einer Fräsung des Gehäuses angeordnet sein. Zur besseren Wärmeübertragung kann der Temperaturbegrenzer mit einer Wärmeleitpaste oder mit einer anderen gut wärmeleitenden Masse umhüllt sein.In a preferred embodiment, the safety device has a temperature limiter. This is advantageously configured so that it interrupts the power supply of the heater - with advantage independently. The temperature limiter is advantageously configured so that it interrupts the power supply of the heater when a limit temperature is exceeded. The safety shutdown is preferably carried out in this embodiment by the temperature limiter itself. A safety switch is dispensable in this embodiment. In other words, the safety shutdown device in this embodiment may be formed by the temperature limiter. The temperature limiter is advantageously ground into the power line of the heater. The temperature limiter advantageously comprises a fuse or a bimetallic switch. The temperature limiter is preferably in direct contact with the housing of the volume measuring cell and is preferably integrated in the housing. Integration means in particular that the temperature limiter is introduced into the volume of the housing. The temperature limiter can be arranged in a bore or a milling of the housing. For better heat transfer, the temperature limiter can be enveloped with a thermal paste or with another good heat-conducting compound.
Die Sicherheitseinrichtung umfasst in einer Ausführungsform nicht das Messglied der Regelvorrichtung. Hierdurch wird erreicht, dass die Sicherheitseinrichtung nicht von einem ordnungsgemäßen Funktionieren des Messglieds der Regelvorrichtung abhängt.In one embodiment, the safety device does not comprise the measuring element of the regulating device. This ensures that the safety device does not depend on the proper functioning of the measuring element of the control device.
In einer Ausführungsform umfasst die Sicherheitseinrichtung eine - bevorzugt in der Temperaturregelvorrichtung hinterlegte - Einschaltprüfsoftware, bei der es sich um die Regelsoftware handeln kann oder die in die Regelsoftware integriert sein kann. Die Einschaltprüfsoftware ist mit Vorteil so konfiguriert, dass sie einen Temperaturanstiegs-Plausibilitätstest durchführt. Die Einschaltprüfsoftware ist mit Vorteil so konfiguriert, dass sie einen Plausibilitätstest der Temperaturerfassung innerhalb der Regelungssoftware durchführt. Mit Vorteil ist in der Datenverarbeitungsanlage, vorzugsweise in dem Mikrocontroller der Datenverarbeitungsanlage, ein Temperaturanstieg hinterlegt, der nach Einschalten der Heizung - etwa mittels des Regelschalters - zu erwarten ist. Die Einschaltprüfsoftware vergleicht bevorzugt einen tatsächlich - bevorzugt mithilfe des Messglieds der Temperaturregelvorrichtung - erfassten Temperaturanstieg der Volumenmesszelle nach dem Einschalten der Heizung - etwa mittels des Regelschalters - mit dem erwarteten Temperaturanstieg. Mit Vorteil findet dieser Vergleich nach jedem Einschalten der Heizung statt. Mit Vorteil findet dieser Vergleich in einer geeigneten Phase nach jedem Einschalten der Heizung im Prozess statt. Durch diesen Plausibilitätstest werden bevorzugt auch Kabelbrüche und Kurzschlüsse in den Bauteilen des oder der Temperatursensoren und einer etwaigen Messbrücke, an die der Temperatursensor angeschlossen ist, erkannt. In dem Steuergerät ist mit Vorteil ein Toleranzwert hinterlegt, für eine Abweichung des tatsächlich erfassten Temperaturanstiegs von dem erwarteten Temperaturanstieg. Bei einer durch den Plausibilitätstest festgestellten Abweichung über diesen in dem Steuergerät hinterlegten Toleranzwert, wird mit Vorteil eine Sicherheitsabschaltung, etwa in der Temperaturregelung, herbeigeführt.In one embodiment, the safety device comprises a switch-on test software, preferably stored in the temperature control device, which may be the control software or which may be integrated in the control software. The power-on test software is advantageously configured to perform a temperature rise plausibility test. The power-on test software is advantageously configured to perform a plausibility test of temperature sensing within the control software. Advantageously, a temperature rise is stored in the data processing system, preferably in the microcontroller of the data processing system, which after switching on the Heating - about using the control switch - is expected. The switch-on test software preferably compares a temperature increase of the volume measuring cell actually detected, preferably by means of the measuring element of the temperature control device, after the heating has been switched on-for instance by means of the control switch-with the expected temperature rise. Advantageously, this comparison takes place after each turn on the heater. Advantageously, this comparison takes place in a suitable phase each time the heating is switched on in the process. Through this plausibility test cable breaks and short circuits in the components of the or the temperature sensors and a possible measuring bridge, to which the temperature sensor is connected, are preferably detected. A tolerance value is advantageously stored in the control unit for a deviation of the actually detected temperature increase from the expected temperature rise. In the case of a deviation determined by the plausibility test above this tolerance value stored in the control unit, a safety shutdown, for example in temperature control, is advantageously brought about.
In einer Ausführungsform umfasst die Sicherheitseinrichtung einen Überwachungstemperatursensor. Mithilfe des Überwachungstemperatursensors erfolgt bevorzugt die Überwachung des Messglieds der Temperaturregelvorrichtung. Das Messglied wird mit Vorteil auf einen etwaigen Defekt, bzw. einen Lageverlust überwacht. In dieser Ausführungsform sind in die Volumenmesszelle bevorzugt zwei unabhängige Temperatursensoren eingebracht. Diese können sich in genau einem oder in zwei getrennten Gehäusen befinden. Ein Lageverlust eines Temperatursensors - insbesondere des Messglieds - kann zu einem Verschieben der Abschalttemperatur, also der Temperatur, bei deren Überschreiten die Sicherheitsabschaltung erfolgt, führen. Ein Temperatursensor wird mit Vorteil mithilfe eines anderen Temperatursensors in einer geeigneten Phase, vorzugsweise nach jedem Abschalten der Heizung im Prozess getestet. Ist die Temperaturdifferenz zu diesen Zeitpunkten zwischen den Temperatursensoren größer, als ein in dem Steuergerät hinterlegter Wert, wird mit Vorteil eine Sicherheitsabschaltung, etwa in der Temperaturregelung, ausgelöst.In one embodiment, the safety device comprises a monitoring temperature sensor. By means of the monitoring temperature sensor, the monitoring of the measuring element of the temperature control device preferably takes place. The measuring element is advantageously monitored for any defect or positional loss. In this embodiment, two independent temperature sensors are preferably introduced into the volume measuring cell. These can be located in one or two separate housings. A loss of position of a temperature sensor - in particular of the measuring element - can lead to a shift of the switch-off temperature, ie the temperature at which the safety shutdown is exceeded. A temperature sensor is advantageously tested using another temperature sensor in a suitable phase, preferably after each shutdown of the heater in the process. If the temperature difference at these times between the temperature sensors is greater than a stored value in the control unit, a safety shutdown, for example in the temperature control, is triggered with advantage.
In einer Ausführungsform umfasst die Sicherheitseinrichtung eine Vorrichtung oder eine Software, die den Programmlauf der Temperaturregelung bzw. der Temperaturregelvorrichtung, mit Vorteil also den Programmlauf der Regelsoftware, überwacht. Dies erfolgt bevorzugt mithilfe eines sogenannten „Watchdog“. Mithilfe des „Watchdog“ wird mit Vorteil kontinuierlich eine zeitliche Programmlaufüberwachung realisiert. Die zeitliche Programmlaufüberwachung wird mit Vorteil innerhalb eines definierten Zeitfensters realisiert. Bevorzugt muss der „Watchdog“ innerhalb des Zeitfensters ein Triggersignal von dem Mikroprozessor erhalten, der die Temperaturregelung steuert. Mit Vorteil darf die Regelungssoftware selbst die Triggerung nicht vornehmen. Wird der „Watchdog“ innerhalb des Zeitfensters nicht getriggert, zum Beispiel wegen eines Programmlauffehlers, etwa der Regelsoftware, so bewirkt der „Watchdog“ mit Vorteil eine Sicherheitsabschaltung, etwa in der Temperaturregelung. In einer Ausführungsform ist der „Watchdog“ als so genannter Hardware-Watchdog ausgeführt. Der „Watchdog“ kann einen Mikroelektronikbaustein oder eine externe Mikroelektronikkomponente umfassen, die in dem Mikrocontroller der Temperaturregelung integriert oder auf dessen Platine verbaut sein kann. Der „Watchdog“ kann auch eine externe Mikroelektronikkomponente umfassen. Der „Watchdog“ steht mit Vorteil in Kommunikation zum Mikrocontroller der Temperaturregelung. In einer Ausführungsform ist der „Watchdog“ als so genannter Software-Watchdog ausgeführt. In dieser Ausführungsform umfasst der „Watchdog“ eine Software oder ist hierdurch gebildet, mit Vorteil im Mikrocontroller der Temperaturregelung.In one embodiment, the safety device comprises a device or software that monitors the program run of the temperature control or the temperature control device, with advantage thus the program run of the control software. This is preferably done by means of a so-called "watchdog". With the help of the "watchdog", a temporal program run monitoring is advantageously realized continuously. The temporal program run monitoring is advantageously implemented within a defined time window. Preferably, the "watchdog" within the time window must receive a trigger signal from the microprocessor which controls the temperature control. Advantageously, the control software itself must not make the triggering. If the "watchdog" is not triggered within the time window, for example because of a program error, such as the control software, the "watchdog" advantageously effects a safety shutdown, for example in temperature control. In one embodiment, the "watchdog" is designed as a so-called hardware watchdog. The "watchdog" can comprise a microelectronic component or an external microelectronic component which can be integrated in the microcontroller of the temperature control or installed on its circuit board. The watchdog may also include an external microelectronic component. The "watchdog" is advantageously in communication with the microcontroller of the temperature control. In one embodiment, the "watchdog" is designed as a so-called software watchdog. In this embodiment, the "watchdog" comprises a software or is thereby formed, with advantage in the microcontroller of the temperature control.
In einer Ausführungsform umfasst die Sicherheitseinrichtung eine - bevorzugt in der Temperaturregelvorrichtung hinterlegte - Abschaltprüfsoftware, bei der es sich um die Regelsoftware handeln kann oder die in die Regelsoftware integriert sein kann. Die Abschaltprüfsoftware ist mit Vorteil so konfiguriert, dass sie einen Plausibilitätstest der Temperaturerfassung innerhalb der Regelungssoftware durchführt. Die Abschaltprüfsoftware ist mit Vorteil so konfiguriert, dass sie einen Plausibilitätstest darauf hin durchführt, ob ein Temperaturanstieg erwartungsgemäß endet. Mit Vorteil ist in der Datenverarbeitungsanlage, vorzugsweise in dem Mikrocontroller der Datenverarbeitungsanlage, ein Zeitfenster hinterlegt, nach dessen Ablauf nach Abschalten der Heizung - etwa mittels des Regelschalters - ein Ende des Temperaturanstiegs der Volumenmesszelle zu erwarten ist. Bevorzugt prüft die Abschaltprüfsoftware - bevorzugt mithilfe des Messglieds der Temperaturregelvorrichtung - ob der Temperaturanstieg nach Ablauf dieses Zeitfensters tatsächlich beendet ist. Mit Vorteil findet diese Prüfung nach jedem Abschalten der Heizung - etwa mittels des Regelschalters - statt. Steigt die Temperatur weiterhin an, könnte ein Kurzschluss des Schalters vorliegen. Die Abschaltsoftware erkennt dies anhand dieses Plausibilitätstest. Die Abschaltsoftware bewirkt in diesem Falle bevorzugt eine Sicherheitsabschaltung, etwa in der Temperaturregelung.In one embodiment, the safety device comprises a shutdown test software, preferably stored in the temperature control device, which may be the control software or which may be integrated in the control software. The shutdown test software is advantageously configured to perform a plausibility test of temperature sensing within the control software. The shutdown test software is advantageously configured to perform a plausibility test as to whether an increase in temperature ends as expected. Advantageously, a time window is stored in the data processing system, preferably in the microcontroller of the data processing system, after its expiry after switching off the heater - for example by means of the control switch - an end of the temperature rise of the volume measuring cell is expected. The shutdown test software preferably checks-preferably with the aid of the measuring element of the temperature control device-whether the temperature rise after the end of this time window has actually ended. Advantageously, this test takes place after each shutdown of the heater - for example by means of the control switch. If the temperature continues to increase, the switch may short circuit. The shutdown software recognizes this on the basis of this plausibility test. The shutdown software causes in this case preferably a safety shutdown, such as in the temperature control.
Der Sicherheitsschalter umfasst in einer Ausführungsform einen Schalter für große Stromlasten, bevorzugt ein Schütz, mittels dem die Sicherheitsabschaltung durchführbar ist. In einer Ausführungsform umfasst das Heißleimauftragssystem einen Optokoppler, mittels dem der Schalter für große Stromlasten auslösbar ist, vorzugsweise durch den Mikrocontroller der Temperaturregelvorrichtung. Bevorzugt bewirkt die Sicherheitseinrichtung, dass ein etwa vorhandener Watchdog bei einer Sicherheitsabschaltung nicht mehr angetriggert wird. Die Sicherheitseinrichtung ist mit Vorteil so konfiguriert, dass eine Sicherheitsabschaltung auch nach dem Aus- und wieder Einschalten des Geräts, bzw. des Heißleimauftragssystems, erhalten bleibt. Zu diesem Zweck umfasst sie mit Vorteil einen Fehlerspeicher, etwa in dem Mikrocontroller der Temperaturregelvorrichtung, zum Speichern des Fehlers.The safety switch comprises in one embodiment a switch for large current loads, preferably a contactor, by means of which the safety shutdown is feasible. In one embodiment, the hot glue application system comprises an optocoupler, by means of which the switch for large current loads can be triggered, preferably by the Microcontroller of the temperature control device. Preferably, the safety device causes an existing watchdog is no longer triggered in a safety shutdown. The safety device is advantageously configured so that a safety shutdown is maintained even after switching off and on again the device, or the hot glue application system. For this purpose, it advantageously comprises a fault memory, for example in the microcontroller of the temperature control device, for storing the fault.
In einer Ausführungsform ist bevorzugt eine Diagnosefunktion für eine Leimdruckentlastung - etwa der Heißleimleitung - mittels einer Bypassanordnung mithilfe der Volumenmesszelle realisiert. Diese beruht mit Vorteil auf einer Drehrichtungsauswertung der Spindel oder Zahnräder der Volumenmesszelle. In dieser Ausführungsform kann die Sicherheitseinrichtung eine Erhöhung der Sicherheit eines Bedieners gegen Verletzungen, die durch unter hohem Druck austretenden Heißleim drohen, bewirken.In one embodiment, a diagnostic function for a glue pressure relief, such as the hot glue line, is preferably realized by means of a bypass arrangement with the aid of the volume measuring cell. This is advantageously based on a direction of rotation evaluation of the spindle or gears of the volume measuring cell. In this embodiment, the safety device can increase the safety of an operator against injuries threatened by high pressure hot melt exiting.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, insbesondere ein Heißleimauftragsverfahren, bei dem ein Fluid, insbesondere ein Heißleim, mit dem vorstehenden System aufgetragen wird, wobei das System eine Volumenmesszelle umfasst und mit dieser Volumenmesszelle ein Volumenstrom des Fluids gemessen wird. Die Volumenmesszelle weist eine Heizung auf und wird mittels dieser Heizung beheizt. Es ist eine Temperaturregelvorrichtung vorgesehen, mittels derer die Temperatur der Volumenmesszelle geregelt wird. Zudem ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, mittels derer eine Überhitzung der Volumenmesszelle verhindert wird.The invention also relates to a method, in particular a hot glue application method, in which a fluid, in particular a hot glue, is applied with the above system, wherein the system comprises a volume measuring cell and with this volume measuring cell a volume flow of the fluid is measured. The volume measuring cell has a heater and is heated by means of this heater. There is provided a temperature control device by means of which the temperature of the volume measuring cell is controlled. In addition, a safety device is provided by means of which overheating of the volume measuring cell is prevented.
In einer Ausführungsform umfasst das System eine Regelvorrichtung, die die von der Volumenmesszelle ermittelte Istmenge des Fluiddurchflusses mit einer Sollmenge vergleicht und bei einer ermittelten Differenz die Förderpumpe und/oder die Auftragseinrichtung im Sinne einer Verringerung der Differenz beeinflusst.In one embodiment, the system comprises a control device which compares the actual quantity of the fluid flow rate determined by the volume measuring cell with a desired quantity and, with a determined difference, influences the delivery pump and / or the application device in the sense of reducing the difference.
Eine Überhitzung der Volumenmesszelle kann durch einzelne der oben beschriebenen Merkmale bzw. Verfahrensschritte oder eine Kombination der oben beschriebenen Merkmale bzw. Verfahrensschritte erfolgen.Overheating of the volume measuring cell can be effected by means of individual features or method steps described above or a combination of the features or method steps described above.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen schematisch und ausschnittsweise:
-
1 eine Übersichtsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; -
2 eine Darstellung eines Details des in1 gezeigten Systems; -
3 eine Detaildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; -
4 eine Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; -
5 eine Detaildarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; -
6 eine Detaildarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems.
-
1 an overview view of a first embodiment of a system according to the invention; -
2 a representation of a detail of in1 shown system; -
3 a detailed view of a second embodiment of a system according to the invention; -
4 a detailed view of a third embodiment of a system according to the invention; -
5 a detailed view of a fourth embodiment of a system according to the invention; -
6 a detailed representation of a fifth embodiment of a system according to the invention.
Alle in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems
Alle in den Figuren gezeigten Heißleimauftragssysteme
- - Ein Schmelzgerät
17 miteinem beheizbaren Tank 18 , indem der Heißleim 10 in festem Aggregatszustand als Granulat oder in Blockform eingegeben und auf eine Temperatur, bei welcher er einen schließfähigen Zustand aufweist, erhitzt wird.Der Tank 18 dient somit als Leimreservoir, also zur Bevorratung desHeißleims 10 . Er dient auch der Verflüssigung des Leims. Hierzu umfasst derTank eine Tankheizung 19 die eine oder mehrere Heizzonen aufweisen kann. Zur Ermittlung der Isttemperatur des Heißleims10 und zur Ansteuerung der Heizung im Sinne des Aufheizens auf einen vorgewählten Sollwert sind Tanktemperatursensoren20 vorgesehen. - -
Eine Förderpumpe 21 , die den aufgeschmolzenen Leim zu den angeschlossenen Verbrauchern fördert. - -
Eine Heißleimleitung 22 , die in den gezeigten Ausführungsbeispielen genau einen Hauptstrang23 und genau zwei Einzelstränge24 ,24' umfasst, wobei Letztere jeweils durch einen Förderschlauch25 ,25' gebildet sind. - -
Einen Leimfilter 26 , der verhindert, dass Partikel mit einer Größe, die zur Verstopfung der Auftragsventile führen könnten, zur Verbraucherseite gelangen (in1 nicht gezeigt). - -
Einen Leimverteiler 27 , der über mehrere Hydraulikanschlüsse verfügt, andie beheizbare Förderschläuche 25 ,25' zur Versorgung mit Leim angeschlossen werden können. - -
Eine Steuergerät 11 mit einerSteuerungselektronik 28 , die eine Mehrzonen-Temperaturregelung und -überwachung umfasst und einem Bedien-und Anzeigegerät 29 . Die Mehrzonen-Temperaturregelung und -überwachung sorgt für die Erreichung und Einhaltung der Solltemperatur der Tankheizzonen und über mehrere externe Anschlüsse für die Erreichung und Einhaltung der Solltemperatur für angeschlossene beheizbare Förderschläuche25 ,25' und beheizbare Auftragsventile30 ,30' sowie für deren Überwachung. - - Zwei Volumenmesszellen
1 ,1' , mit denen der Volumenstrom des durch dieFörderschläuche 25 ,25' strömenden Heißleims10 gemessen wird.
- - A melter
17 with aheated tank 18 in which thehot glue 10 in a solid state aggregate as granules or in block form and heated to a temperature at which it has a closable state, is heated. TheTank 18 thus serves as a glue reservoir, ie for storing thehot glue 10 , It also serves to liquefy the glue. For this purpose, the tank includes atank heater 19 which may have one or more heating zones. To determine the actual temperature of thehot glue 10 and to control the heater in the sense of heating to a preselected setpoint aretank temperature sensors 20 intended. - - A
feed pump 21 which promotes the melted glue to the connected consumers. - - a
hot glue line 22 , which in the embodiments shown exactly onemain strand 23 and exactly twosingle strands 24 .24 ' The latter each by adelivery hose 25 .25 ' are formed. - - a
glue filter 26 which prevents particles of a size that could block the application valves from reaching the consumer side (in1 Not shown). - - A
glue distributor 27 , which has several hydraulic connections, to theheated delivery hoses 25 .25 ' can be connected to the supply of glue. - - A
control unit 11 with acontrol electronics 28 , which includes multi-zone temperature control and monitoring and a control anddisplay unit 29 , The multi-zone temperature control and monitoring ensures that the target temperature of the tank heating zones is reached and maintained and that several external connections are used to achieve and maintain the setpoint temperature for connectedheatable delivery hoses 25 .25 ' andheatable application valves 30 .30 ' as well as for their monitoring. - - Two volume measuring cells
1 .1' , with which the volume flow through thedelivery hoses 25 .25 ' pouringhot glue 10 is measured.
Die beheizbaren Förderschläuche
Auch die Förderschläuche
Bei allen gezeigten Heißleimauftragssystemen
Es ist eine Temperaturregelvorrichtung
Es ist ein Regelschalter
Zudem weisen alle gezeigten Ausführungsbeispiele eine Sicherheitseinrichtung
Bei dem in den
Bei dem
Bei dem in
Bei dem in
Bei dem in
Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Ausgestaltungen der Sicherheitseinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19516236 A1 [0002]DE 19516236 A1 [0002]
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