DE102019127708A1 - Method and device for sorting and / or measuring the amount of foam particles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln. Hierbei werden die Schaumstoffpartikel mittels eines optischen Sensors abgetastet und deren Qualität automatisch bewertet und/oder die einzelnen Schaumstoffpartikel gezählt. Schaumstoffpartikel, welche dem vorbestimmten Qualitätskriterium nicht genügen, werden ausgeschleust und/oder die Menge der Schaumstoffpartikel wird anhand der gezählten Anzahl von Schaumstoffpartikeln portioniert.The invention relates to a device and a method for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles. Here, the foam particles are scanned by means of an optical sensor and their quality is automatically assessed and / or the individual foam particles are counted. Foam particles which do not meet the predetermined quality criterion are discharged and / or the amount of foam particles is apportioned on the basis of the counted number of foam particles.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Schäumvorrichtung oder eine Vorrichtung zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen, welche mit einer Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln kombiniert sind.The present invention relates to a method and a device for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles. The present invention further relates to a foaming device or a device for producing particle foam parts, which are combined with a device for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles.
Partikelschaumstoffteile werden durch Verschweißen von Schaumstoffpartikeln hergestellt. Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren sind seit Jahrzehnten im industriellen Gebrauch. Derartige Partikelschaumstoffteile werden unter anderem als Verpackungsmaterial eingesetzt. Hierfür werden vor allem Schaumstoffpartikel aus expandierbarem thermoplastischen Polystyrol (ePS) verwendet. Weiterhin werden Partikelschaumstoffteile aus Schaumstoffpartikeln aus expandierbaren thermoplastischen Polypropylen (ePP) in großem Umfang hergestellt.Particle foam parts are produced by welding foam particles together. Corresponding devices and methods have been in industrial use for decades. Such particle foam parts are used, among other things, as packaging material. Foam particles made of expandable thermoplastic polystyrene (ePS) are mainly used for this. Particle foam parts are also produced on a large scale from foam particles made of expandable thermoplastic polypropylene (ePP).
Partikelschaumstoffteile sind vor allem Massenartikel, die in großen Stückzahlen zu einem geringen Stückpreis hergestellt werden. Eine typische Anwendung sind zum Beispiel Wärmeisolationsplatten für Gebäude.Particle foam parts are primarily mass-produced items that are manufactured in large numbers at a low unit price. A typical application is, for example, thermal insulation panels for buildings.
Partikelschaumstoffteile werden in zunehmendem Maße auch als technische, insbesondere mechanische Funktionsteile eingesetzt. Zum Beispiel ist es bekannt, Zwischensohlen von Schuhen aus Partikelschaumstoffteilen aus expandiertem thermoplastischen Polyurethan (ETPU) herzustellen. Diese Partikelschaumstoffteile zeichnen sich durch bestimmte mechanische (bei Schuhen: elastische) Eigenschaften aus.Particle foam parts are also increasingly being used as technical, in particular mechanical, functional parts. For example, it is known to manufacture the midsoles of shoes from particle foam parts made of expanded thermoplastic polyurethane (ETPU). These particle foam parts are characterized by certain mechanical (in the case of shoes: elastic) properties.
Weiterhin sind von anderen Industriezweigen Sortiermaschinen bekannt, mit welchen kleinteilige Waren, insbesondere kleinteilige Lebensmittel, automatisch vermessen und sortiert werden können. Derartige Sortiermaschinen gehen beispielsweise aus der
Aus der
Aus dem Katalog
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln zu schaffen, um Partikelschaumstoffteile mit hoher Qualität herstellen zu können.The invention is based on the object of creating a method and a device for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles in order to be able to produce high quality particle foam parts.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous refinements are specified in the respective subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln umfasst folgende Schritte:
- - optisches Abtasten von Schaumstoffpartikeln mittels eines optischen Sensors,
- - automatisches Bewerten der Qualität der einzelnen Schaumstoffpartikel nach einem vorbestimmten Qualitätskriterium und/oder automatisches Zählen der Schaumstoffpartikel, und
- - Ausschleusen von Schaumstoffpartikeln, welche dem vorbestimmten Qualitätskriterium nicht genügen, und/oder Portionieren der Menge der Schaumstoffpartikel anhand der gezählten Anzahl von Schaumstoffpartikeln.
- - optical scanning of foam particles by means of an optical sensor,
- - automatic evaluation of the quality of the individual foam particles according to a predetermined quality criterion and / or automatic counting of the foam particles, and
- - Removal of foam particles that do not meet the predetermined quality criterion, and / or portioning the amount of foam particles on the basis of the counted number of foam particles.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die Qualität von Partikelschaumstoffteilen, welche aus Schaumstoffpartikeln hergestellt werden, deren Qualität automatisch überwacht und kontrolliert wird und/oder deren Menge automatisch bestimmt wird, erheblich gesteigert werden kann. Zum einen besteht bei der Herstellung von Partikelschaumstoffteilen oftmals das Problem, dass Schaumstoffpartikel nicht ausreichend aufgeschäumt sind bevor sie dem Formwerkzeug zum Verschweißen zugeführt werden. Derartige Schaumstoffpartikel sind klein und schrumpelig und vergleichsweise hart. Sie führen im fertigen Partikelschaumstoffteil zu Fehlstellen. Durch das Aussortieren derartiger nicht ausreichend aufgeschäumter Schaumstoffpartikel kann die Qualität eines Partikelschaumstoffteils erheblich verbessert werden. Andererseits ist es möglich, Partikelschaumstoffteile mit im Vergleich zu herkömmlichen Partikelschaumstoffteilen wesentlich besseren mechanischen Eigenschaften herzustellen, wenn vor dem Verschweißen die Größenverteilung der einzelnen Schaumstoffpartikel und/oder der Feuchteanteil und/oder die Oberflächenbeschaffenheit kontrolliert und innerhalb vorbestimmter Bereiche eingehalten wird. Beispielsweise hängt die Elastizität und/oder Steifigkeit auch von der Größe der verschweißten Schaumstoffpartikel ab. Die Umhüllung bzw. Haut der einzelnen Schaumstoffpartikel bildet im fertigen Partikelschaumstoffteil ein dreidimensionales Netzwerk, das das Partikelschaumstoffteil stabilisiert. Jedes Schaumstoffpartikel bildet in diesem Netzwerk eine Zelle. Die Zellengröße hat einen erheblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des so hergestellten Partikelschaumstoffteils. Dies kann durch Messen und Sortieren der Schaumstoffpartikel vor dem Verschweißen sichergestellt werden.The inventors of the present invention have recognized that the quality of particle foam parts which are produced from foam particles, the quality of which is automatically monitored and controlled and / or the quantity of which is automatically determined, can be increased considerably. On the one hand, when producing particle foam parts there is often the problem that foam particles are not sufficiently foamed before they are fed to the molding tool for welding. Such foam particles are small and wrinkled and comparatively hard. They lead to defects in the finished particle foam part. By sorting out such insufficiently foamed foam particles, the quality of a particle foam part can be significantly improved. On the other hand, it is possible to produce particle foam parts with significantly better mechanical properties compared to conventional particle foam parts if the size distribution of the individual foam particles and / or the moisture content and / or the surface quality is checked and maintained within predetermined ranges before welding. For example, the elasticity depends and / or Rigidity also depends on the size of the welded foam particles. The envelope or skin of the individual foam particles forms a three-dimensional network in the finished particle foam part, which stabilizes the particle foam part. Each foam particle forms a cell in this network. The cell size has a significant influence on the mechanical properties of the particle foam part produced in this way. This can be ensured by measuring and sorting the foam particles before welding.
Ein weiteres Problem, das bei der Herstellung von Partikelschaumstoffteilen besteht, ist, dass einzelne Schaumstoffpartikel des Partikelschaumstoffteils verfärbt sind. Derartige Partikelschaumstoffteile bilden einen Ausschuss. Bei der Produktion der Schaumstoffpartikel und bei der Vorbereitung, insbesondere dem Aufschäumen der Schaumstoffpartikel, können einzelne Partikel sich verfärben. Diese verfärbten Schaumstoffpartikel werden erfasst und ausgeschleust.Another problem that exists in the production of particle foam parts is that individual foam particles of the particle foam part are discolored. Such particle foam parts form a reject. During the production of the foam particles and during the preparation, in particular the foaming of the foam particles, individual particles can become discolored. These discolored foam particles are captured and discharged.
Durch das Messen und Sortieren ist es möglich, Partikelschaumstoffteile mit bestimmten, definierten Qualitätseigenschaften herzustellen. Dies ermöglicht den Einsatz von Partikelschaumstoffteilen nicht nur in den bekannten Massenprodukten für Verpackungen und Dämmplatten, bei welchen die Anforderung an die Qualität der Verschweißung der einzelnen Schaumstoffpartikel eher gering ist, sondern auch die Verwendung von Partikelschaumstoffteilen in technisch anspruchsvollen Anwendungen, bei welchen die Partikelschaumstoffteile bestimmte mechanische Anwendungen erfüllen müssen. Zudem werden die seit langem bekannten Vorteile vom Partikelschaumstoffteil beibehalten, welche vor allem im geringen Gewicht der Partikelschaumstoffteile und der kostengünstigen Fertigung liegen.By measuring and sorting it is possible to produce particle foam parts with certain, defined quality properties. This enables the use of particle foam parts not only in the well-known mass products for packaging and insulation boards, in which the quality of the welding of the individual foam particles is rather low, but also the use of particle foam parts in technically demanding applications in which the particle foam parts have certain mechanical properties Applications must meet. In addition, the long-known advantages of the particle foam part are retained, which are primarily the low weight of the particle foam parts and the cost-effective production.
Das optische Überwachen und Aussortieren bzw. automatische Bestimmen der Menge der Schaumstoffpartikel vor dem Verschweißen desselben zu einem Partikelschaumstoffteil führt somit zu einem erheblichen Qualitätssprung bei den hierdurch hergestellten Partikelschaumstofftei len.The optical monitoring and sorting out or automatic determination of the amount of foam particles before welding them together to form a particle foam part thus leads to a considerable leap in quality in the particle foam parts produced in this way.
Durch das Bestimmen der Menge der Schaumstoffpartikel ist es möglich, bei einem Crackspalt-Werkzeug beim Füllen den Crackspalt weniger weit zu öffnen als dies notwendig wäre, wenn die Menge der Schaumstoffpartikel nicht so exakt abgemessen wäre. Ein geringerer Crackspalt beim Füllen bedeutet auch, dass aus dem Crackspalt weniger Dampf austritt und damit der Dampfverlust und der Energieverbrauch geringer ist.By determining the amount of foam particles, it is possible, when filling a cracking gap tool, to open the cracking gap less than would be necessary if the amount of foam particles were not measured so precisely. A smaller crack gap during filling also means that less steam escapes from the crack gap, which means that steam loss and energy consumption are lower.
Vor dem optischen Abtasten werden die Schaumstoffpartikel vorzugsweise vereinzelt, so dass im Wesentlichen ein jedes Schaumstoffpartikel separat optisch abgetastet wird. Hierdurch wird eine sehr präzise Überwachung der einzelnen Schaumstoffpartikel erzielt.Before the optical scanning, the foam particles are preferably separated so that essentially each foam particle is optically scanned separately. In this way, very precise monitoring of the individual foam particles is achieved.
Es ist jedoch auch grundsätzlich möglich, ohne Vereinzelung mehrere Schaumstoffpartikel auf einmal optisch abzutasten und gemeinsam auszuwerten, wobei auch einzelne Schaumstoffpartikel durch andere Schaumstoffpartikel verdeckt sein können, so dass nicht alle Schaumstoffpartikel abgetastet werden. Eine solche statistische Abtastung kann Sinn machen, um festzustellen, wie hoch der Anteil der den vorbestimmten Qualitätsanforderungen nicht genügenden Schaumstoffpartikeln ist. Bei einer solchen Abtastung kann die Bewertung der Qualität der Schaumstoffpartikel nicht einem einzelnen Schaumstoffpartikel sondern lediglich einem Strom von Schaumstoffpartikeln zugeordnet werden. Dieser ist dann in seiner Gesamtheit auszuschleusen, wenn er nicht den gewünschten Qualitätsanforderungen entspricht.In principle, however, it is also possible to optically scan several foam particles at once and evaluate them together without isolation, whereby individual foam particles can also be covered by other foam particles, so that not all foam particles are scanned. Such statistical scanning can make sense in order to determine how high the proportion of foam particles that do not meet the predetermined quality requirements is. With such a scan, the evaluation of the quality of the foam particles cannot be assigned to an individual foam particle but only to a stream of foam particles. This is then to be ejected in its entirety if it does not meet the desired quality requirements.
Es ist jedoch auch möglich, die Schaumstoffpartikel vor dem optischen Abtasten so stark zu vereinzeln, dass ein jedes Schaumstoffpartikel separat abgetastet und analysiert wird, so dass für ein jedes Schaumstoffpartikel einzeln entschieden werden kann, ob es auszuschleusen ist.However, it is also possible to separate the foam particles so strongly before the optical scanning that each foam particle is scanned and analyzed separately, so that it can be decided individually for each foam particle whether it is to be ejected.
Das Vereinzeln der Schaumstoffpartikel kann mit einem oder mehreren der folgenden Schritte ausgeführt werden:
- - Brechen von Klumpen von Schaumstoffpartikeln mittels einer Zellradschleuse und/oder Förderschnecke,
- - Rühren der Schaumstoffpartikel mit einem Rührer,
- - Rütteln der Schaumstoffpartikel mit einem Rüttler,
- - Bewegen der Schaumstoffpartikel mit einer Luftströmung, welche als Fluidisierluft bezeichnet wird, und/oder
- - Zuführen zu einem Abtastbereich auf einer schräg verlaufenden Schütte.
- - Breaking lumps of foam particles by means of a rotary valve and / or a screw conveyor,
- - stirring the foam particles with a stirrer,
- - shaking the foam particles with a vibrator,
- - Moving the foam particles with an air flow, which is referred to as fluidizing air, and / or
- - Feeding to a scanning area on an inclined chute.
Die einzelnen Schritte zum Vereinzeln der Schaumstoffpartikel können einzeln oder auch in Kombination in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Es kann auch sinnvoll sein, bestimmte Schritte gleichzeitig auszuführen, wie z.B. das Rütteln der Schaumstoffpartikel mit einem Rüttler und das Bewegen der Schaumstoffpartikel mit Fluidisierluft. Das Zuführen zu einem Abtastbereich auf einer schräg verlaufenden Schütte ist vorzugsweise der letzte Schritt im Vereinzeln der Schaumstoffpartikel, da mehrere Schaumstoffpartikel auf der Schütte gleichzeitig optisch abgetastet werden.The individual steps for separating the foam particles can be carried out individually or in combination in any order. It can also be useful to carry out certain steps at the same time, such as vibrating the foam particles with a vibrator and moving the foam particles with fluidizing air. The feeding to a scanning area on an inclined chute is preferably the last step in the isolation of the foam particles, since several foam particles are optically scanned on the chute at the same time.
Eine solche Schütte ist beispielsweise aus der
Die Sortiervorrichtung kann auch mehrere Ausschleusstationen aufweisen, in welchen Schaumstoffpartikel nach unterschiedlichen Kriterien ausgeschleust werden. Hierdurch können die Schaumstoffpartikel in unterschiedlichen Klassen sortiert werden. Die ausgeschleusten Schaumstoffpartikel müssen nicht notwendigerweise eine schlechtere Qualität darstellen. Werden die Schaumstoffpartikel beispielsweise nach Farbe sortiert, dann können bei bestimmten Anwendungen Schaumstoffpartikel der einen Farbe und bei anderen Anwendungen Schaumstoffpartikel der anderen Farbe bevorzugt sein. Durch ein mehrstufiges Ausschleusen können Schaumstoffpartikel unterschiedlicher Qualität sortiert und dann später entsprechend verarbeitet werden.The sorting device can also have several discharge stations in which foam particles are discharged according to different criteria. This allows the foam particles to be sorted into different classes. The discharged foam particles do not necessarily have to be of poor quality. If the foam particles are sorted by color, for example, foam particles of one color may be preferred for certain applications and foam particles of the other color may be preferred for other applications. With a multi-stage discharge, foam particles of different quality can be sorted and then later processed accordingly.
Die Schaumstoffpartikel können zumindest bereichsweise durch Leitungen transportiert werden. Vorzugsweise wird den Schaumstoffpartikeln beim Transport durch solche Leitungen flüssiges oder dampfförmiges Wasser zugesetzt. Hierdurch sind die Schaumstoffpartikel an ihrer Oberfläche benetzt, wodurch einem Verklumpen entgegengewirkt wird. Bei Verwendung von dampfförmigem Wasser können die Schaumstoffpartikel gezielt aktiviert werden, da sie durch den Dampf erwärmt werden. Unter dem Aktivieren von Schaumstoffpartikeln versteht man einerseits das Aufschäumen der Schaumstoffpartikel, da sich die darin befindliche Luft oder ein darin befindliches Treibgas unter Wärmeeinwirkung ausdehnt, und andererseits das Weichwerden bzw. Anschmelzen der Oberfläche der Schaumstoffpartikel. Die Zuführung von Dampf wird hierbei jedoch so gesteuert, dass die Schaumstoffpartikel nicht derart aufgeschmolzen werden, dass sie sich bereits während des Transportes miteinander verbinden. Der Dampf wird deshalb vorzugsweise derart dosiert zugeführt, dass die Oberfläche der Schaumstoffpartikel erst unmittelbar vor dem Eintritt in ein Formwerkzeug so weich wird, dass sich die Schaumstoffpartikel erst im Formwerkzeug verschweißen. Durch die Zuführung von Wärme mittels Dampf im Formraum soll ein Aufschäumen der Schaumstoffpartikel bewirkt werden und deren Oberfläche weich gemacht werden, so dass sie sich im Formraum zu einem Partikelschaumstoffteil verbinden.The foam particles can be transported through lines at least in some areas. Preferably, liquid or vaporous water is added to the foam particles during transport through such lines. As a result, the foam particles are wetted on their surface, which counteracts clumping. When using water in vapor form, the foam particles can be activated in a targeted manner because they are heated by the steam. Activation of foam particles is understood to mean, on the one hand, the foaming of the foam particles, since the air or a propellant contained therein expands under the action of heat, and on the other hand, the softening or melting of the surface of the foam particles. However, the supply of steam is controlled in such a way that the foam particles are not melted in such a way that they bond with one another during transport. The steam is therefore preferably metered in such that the surface of the foam particles only becomes so soft immediately before entering a molding tool that the foam particles only weld together in the molding tool. By supplying heat by means of steam in the mold space, foaming of the foam particles should be effected and their surface should be made soft so that they combine in the mold space to form a particle foam part.
In solchen Leitungen werden die Schaumstoffpartikel vorzugsweise zumindest mittels Treibluft geblasen oder mittels Unterdruck angesaugt.In such lines, the foam particles are preferably blown at least by means of propellant air or sucked in by means of negative pressure.
Beim optischen Abtasten der Schaumstoffpartikel kann die Helligkeit und/oder die Farbe und/oder die Form der Schaumstoffpartikel erfasst werden.When the foam particles are optically scanned, the brightness and / or the color and / or the shape of the foam particles can be detected.
Die Schaumstoffpartikel können bei der optischen Abtastung mit sichtbarem Licht und/oder Infrarotlicht und/oder Lumineszenz erzeugendem Licht bestrahlt werden. Es kann auch eine sehr breitbandige Lichtquelle, wie zum Beispiel eine Halogenlichtquelle, mit zum Beispiel einem Spektrum von zum Beispiel 400 nm bis zu 1000 nm verwendet werden, wobei den Sensoren ein oder mehrere Farbfilter zugeordnet sind, so dass die einzelnen Sensoren nur für bestimmte Farbbereiche spezifisch sind. Diese Farbfilter können auch bereits in einer Kamera, wie zum Beispiel in einer RGB-Kamera, integriert sein, bei welcher jedem Sensorpunkt ein separater Farbfilter in einer der drei Farben Rot, Grün oder Blau zugeordnet ist. Durch Auslesen der einzelnen Punkte können farbspezifische Sensorwerte ermittelt werden. Es ist auch möglich, mittels eines oder mehrerer Strahlteiler das von den Schaumstoffpartikeln reflektierte Licht mehreren Sensoren gleichzeitig zuzuführen, welche für unterschiedliche Spektren sensitiv sind.During the optical scanning, the foam particles can be irradiated with visible light and / or infrared light and / or light which generates luminescence. It is also possible to use a very broadband light source, such as a halogen light source, for example with a spectrum of, for example, 400 nm to 1000 nm, with one or more color filters being assigned to the sensors so that the individual sensors are only used for certain color ranges are specific. These color filters can also already be integrated in a camera, for example in an RGB camera, in which each sensor point is assigned a separate color filter in one of the three colors red, green or blue. Color-specific sensor values can be determined by reading out the individual points. It is also possible, by means of one or more beam splitters, to supply the light reflected by the foam particles to several sensors at the same time, which sensors are sensitive to different spectra.
Die Schaumstoffpartikel können auch gleichzeitig mit Licht aus zwei unterschiedlichen Lichtquellen mit jeweils einem unterschiedlichen Spektrum bestrahlt werden. Eine oder beide Lichtquellen strahlen vorzugsweise Licht mit einer engen Bandbreite von einigen 10 nm bis maximal 200 nm ab. Hierdurch kann eine bestimmte Eigenschaft der Schaumstoffpartikel, deren Reflexionseigenschaft in Abhängigkeit vom Zustand dieser Eigenschaft für dieses Spektrum spezifisch ist, abgetastet werden.The foam particles can also be irradiated simultaneously with light from two different light sources, each with a different spectrum. One or both light sources preferably emit light with a narrow bandwidth of a few 10 nm to a maximum of 200 nm. As a result, a certain property of the foam particles, the reflection property of which is specific for this spectrum as a function of the state of this property, can be scanned.
Die Schaumstoffpartikel können nach einer vorbestimmten Eigenschaft der Schaumstoffpartikel optisch abgetastet werden, um zu prüfen, ob die Schaumstoffpartikel einem bestimmten Qualitätskriterium genügen. Diese optischen Eigenschaften und die entsprechenden Qualitätskriterien sind zum Beispiel:
- - Optisches Abtasten der Helligkeit und/oder der Farbe des jeweiligen Schaumstoffpartikels, wobei Schaumstoffpartikel mit einer vorbestimmten Helligkeit und/oder mit einer Farbe, welche innerhalb eines vorbestimmten Farbbereichs liegt, als dem Qualitätskriterium genügend beurteilt werden, wobei hiermit die Glattheit und/oder die Oberflächenbeschaffenheit und/oder der Feuchtezustand der Schaumstoffpartikel und/oder die Art des Schaumstoffpartikels bei einem Gemisch unterschiedlicher Schaumstoffpartikel beurteilt werden.
- - Bestimmen der Anzahl der Schaumstoffpartikel, wobei als Qualitätskriterium eine vorbestimmte Mindestanzahl und/oder eine vorbestimmte Maximalanzahl verwendet werden. Zum Bestimmen der Anzahl der Schaumstoffpartikel können unterschiedliche optische Eigenschaften verwendet werden. Typischerweise wird eine optische Eigenschaft (Farbe, Helligkeit, etc.) verwendet, welche sich vom Hintergrund unterscheidet, um die Partikel zu detektieren. Die Partikel können auch mittels einer Lichtschranke detektiert werden, welche als optische Eigenschaft die Lichtundurchlässigkeit der Partikel verwendet.
- - Bestimmen der Schaumstoffpartikel mittels einer Objekterkennung, wobei die Größe und/oder die Form der Schaumstoffpartikel beurteilt werden kann, und Schaumstoffpartikel, welche eine vorbestimmte Mindestgröße und/oder welche eine vorbestimmte Maximalgröße aufweisen, als dem Qualitätskriterium genügend beurteilt werden, und /oder Schaumstoffpartikel, welche von einer Kugelform um ein bestimmtes Maß abweichen als dem Qualitätskriterium genügend oder nicht genügend beurteilt werden. Verfahren zur Objekterkennung sind an sich bekannt. Sie verwenden unterschiedliche optische Eigenschaften, insbesondere welche, die sich vom Hintergrund unterscheiden. Es können auch mehrere optische Eigenschaften in Kombination verwendet werden, um die einzelnen Objekte zu klassifizieren.
- - Abtasten der Schaumstoffpartikel mittels einer Strahlung, welche Fotolumineszenz an den Schaumstoffpartikeln bewirkt, und Messen der Intensität des Lichtes der einzelnen Schaumstoffpartikel, wobei die Intensität des Lichtes etwa proportional zur Größe der einzelnen Schaumstoffpartikel ist und Beurteilen der Größe der Schaumstoffpartikel anhand der Intensität dahingehend, ob die Schaumstoffpartikel eine vorbestimmte Mindestgröße und/oder eine vorbestimmte Maximalgröße aufweisen, um dem Qualitätskriterium zu genügen.
- - Abtasten der Schaumstoffpartikel mittels Infrarotlicht und Bestimmen der Helligkeit und/oder Farbe der mit Infrarotlicht bestrahlten Schaumstoffpartikel, wobei der Feuchtezustand der Schaumstoffpartikel etwa umgekehrt proportional zur Helligkeit der mit Infrarotlicht bestrahlten Schaumstoffpartikel ist oder etwa proportional zu einer vorbestimmten Farbskala ist.
- Optical scanning of the brightness and / or the color of the respective foam particle, whereby foam particles with a predetermined brightness and / or with a color which lies within a predetermined color range are assessed as sufficient for the quality criterion, with the smoothness and / or the surface texture and / or the moisture status of the foam particles and / or the type of foam particle can be assessed in the case of a mixture of different foam particles.
- - Determination of the number of foam particles, a predetermined minimum number and / or a predetermined maximum number being used as the quality criterion. Different optical properties can be used to determine the number of foam particles. Typically will uses an optical property (color, brightness, etc.) that differs from the background to detect the particles. The particles can also be detected by means of a light barrier, which uses the opacity of the particles as an optical property.
- - Determination of the foam particles by means of object recognition, wherein the size and / or the shape of the foam particles can be assessed, and foam particles which have a predetermined minimum size and / or which have a predetermined maximum size are assessed as being sufficient for the quality criterion and / or foam particles, which deviate from a spherical shape by a certain amount are judged to be sufficient or insufficient for the quality criterion. Methods for object recognition are known per se. They use different optical properties, especially those that differ from the background. Several optical properties can also be used in combination to classify the individual objects.
- - Scanning the foam particles by means of radiation, which causes photoluminescence on the foam particles, and measuring the intensity of the light of the individual foam particles, the intensity of the light being roughly proportional to the size of the individual foam particles and assessing the size of the foam particles based on the intensity to determine whether the foam particles have a predetermined minimum size and / or a predetermined maximum size in order to meet the quality criterion.
- - Scanning the foam particles by means of infrared light and determining the brightness and / or color of the foam particles irradiated with infrared light, the moisture state of the foam particles being approximately inversely proportional to the brightness of the foam particles irradiated with infrared light or being approximately proportional to a predetermined color scale.
Durch das Abtasten der Helligkeit und/oder der Farbe kann auf die Glattheit und/oder die Oberflächenbeschaffenheit und/oder den Feuchtezustand der Schaumstoffpartikel und/oder die Art der Schaumstoffpartikel geschlossen werden. Beim Gemisch unterschiedlicher Schaumstoffpartikel kann anhand der Helligkeit und/oder Farbe das Mischungsverhältnis der unterschiedlichen Schaumstoffpartikel bestimmt und gegebenenfalls korrigiert werden. Auch kann die Rauheit der Oberfläche optisch anhand der Helligkeit und/oder Farbe erkannt werden.By scanning the brightness and / or the color, conclusions can be drawn about the smoothness and / or the surface properties and / or the moisture status of the foam particles and / or the type of foam particles. When mixing different foam particles, the mixing ratio of the different foam particles can be determined and, if necessary, corrected on the basis of the brightness and / or color. The roughness of the surface can also be recognized optically on the basis of the brightness and / or color.
Mittels der Objekterkennung können die einzelnen Schaumstoffpartikel bezüglich ihrer Größe und ihrer Form analysiert werden. Dies erlaubt es, Schaumstoffpartikel auszusortieren, deren Form und/oder Größe nicht vorbestimmten Qualitätsanforderungen entspricht.By means of object recognition, the individual foam particles can be analyzed with regard to their size and shape. This makes it possible to sort out foam particles whose shape and / or size do not correspond to predetermined quality requirements.
Die Schaumstoffpartikel können auch gleichzeitig mit zumindest zwei oder mehr Sensoren bzw. Kameras aus unterschiedlichen Richtungen abgetastet werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die vollständige Form der Schaumstoffpartikel erkannt wird. Es sind z. B. Schaumstoffpartikel bekannt, welche länglich ausgebildet sind. Werden sie mit lediglich mit einer Kamera von einer Stirnseite betrachtet, dann werden sie kreisförmig abgebildet. Hieraus könnte man schließen, dass die Schaumstoffpartikel kugelförmig sind, obwohl sie eine langgestreckte, zigarrenähnliche Form aufweisen.The foam particles can also be scanned simultaneously with at least two or more sensors or cameras from different directions. This can ensure that the complete shape of the foam particles is recognized. There are z. B. foam particles known which are elongated. If they are viewed from one face with only one camera, then they are shown in a circle. From this one could conclude that the foam particles are spherical, although they have an elongated, cigar-like shape.
Anstelle von mehreren Sensoren bzw. Kameras kann auch eine Kamera mit einem katadioptrischen Objekt verwendet werden. Katadioptrische Objektive sind ringförmige Objektive, welche eine 360°-Abtastung von einem Objekt erlauben, das sich innerhalb des ringförmigen Objektives befinden. Solche katadioptrischen Objektive werden beispielsweise von der Firma Opto Engineering S.r.l., Italien, angeboten. Ein solches katadioptrisches Objektiv wird in der Sortiervorrichtung so angeordnet, dass sich die Flugbahn der vereinzelten Schaumstoffpartikel durch das ringförmige Objektiv hindurch erstreckt. Hierdurch kann eine vollständige Abtastung der Oberfläche und der Form eines jeden Schaumstoffpartikels mittels einer einzigen Kamera ausgeführt werden.Instead of several sensors or cameras, a camera with a catadioptric object can also be used. Catadioptric lenses are ring-shaped lenses that allow 360 ° scanning of an object that is located inside the ring-shaped lens. Such catadioptric objectives are offered, for example, by Opto Engineering S.r.l., Italy. Such a catadioptric objective is arranged in the sorting device in such a way that the trajectory of the isolated foam particles extends through the annular objective. As a result, a complete scanning of the surface and the shape of each foam particle can be carried out by means of a single camera.
Zum Abtasten von Schaumstoffpartikeln, welche von der Kugelform abweichen, kann es auch zweckmäßig sein, diese vor dem optischen Abtasten auszurichten, so dass mit einer definierten Position entlang dem Sichtbereich der Kamera bewegt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Schaumstoffpartikel auf einem Förderband entlang dem Sichtbereich der Kamera bewegt werden, wobei sie vor dem Abtasten mittels einer Führungseinrichtung, wie z.B. einem Besen oder Leitblech auf dem Förderband ausgerichtet werden.For scanning foam particles which deviate from the spherical shape, it can also be expedient to align them before the optical scanning so that they can be moved with a defined position along the field of view of the camera. This can be done, for example, by moving the foam particles on a conveyor belt along the field of view of the camera, whereby they are aligned on the conveyor belt by means of a guide device, such as a broom or baffle plate, before scanning.
Durch Bestrahlen der Schaumstoffpartikel mit speziellen Lichtquellen, welche beispielsweise Photolumineszenz an den Schaumstoffpartikeln bewirken oder Infrarotlicht aussenden, können bestimmte Eigenschaften der Schaumstoffpartikel gezielt erfasst werden. Es hat sich gezeigt, dass die Bestrahlung mittels Infrarotlicht besonders geeignet ist, um den Feuchtezustand der Schaumstoffpartikel zu detektieren. Ein feuchtes Schaumstoffpartikel reflektiert Infrarotlicht wesentlich stärker als ein trockenes Schaumstoffpartikel. Deshalb ist ein feuchtes Schaumstoffpartikel, das mit Infrarotlicht bestrahlt wird, in der bildlichen Darstellung wesentlich heller als ein trockenes Schaumstoffpartikel. Die Abtastung der Schaumstoffpartikel mittels Infrarotlicht kann durch Bestrahlung mit einer entsprechenden Lichtquelle und/oder Abtastung mittels einer Infrarotkamera erfolgen. Wenn eine Infrarotlichtquelle und eine Infrarotkamera verwendet werden, dann wird eine sehr hohe Sensivität erzielt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Bestrahlung des Schaumstoffpartikels mittels eines Infrarotlichts und Verwendung einer handelsüblichen Kamera genügt, da diese in der Regel im Infrarotbereich ausreichend sensitiv ist, um das reflektierte Infrarotlicht zu erfassen. Gleichermaßen kann Tageslicht oder eine breitbandige Lichtquelle verwendet werden, um die Schaumstoffpartikel mittels einer Infrarotkamera abzutasten. Bei den beiden letzten Messsystemen mit entweder einer Infrarotlichtquelle oder einer Infrarotkamera ist die Empfindlichkeit etwas geringer als bei Verwendung sowohl einer Infrarotlichtquelle als auch einer Infrarotkamera, aber dies genügt trotzdem in der Regel, um die Schaumstoffpartikel zuverlässig im Infrarotbereich abzutasten.By irradiating the foam particles with special light sources which, for example, cause photoluminescence on the foam particles or emit infrared light, certain properties of the foam particles can be recorded in a targeted manner. It has been shown that irradiation by means of infrared light is particularly suitable for detecting the moisture status of the foam particles. A moist foam particle reflects infrared light much more strongly than a dry foam particle. Therefore, a moist foam particle that is irradiated with infrared light is in the pictorial representation much lighter than a dry foam particle. The foam particles can be scanned by means of infrared light by irradiation with a corresponding light source and / or by means of an infrared camera. If an infrared light source and an infrared camera are used, then a very high sensitivity is achieved. However, it has been shown that when the foam particle is irradiated by means of infrared light and a commercially available camera is used, it is sufficient, since this is usually sufficiently sensitive in the infrared range to detect the reflected infrared light. Daylight or a broadband light source can equally be used to scan the foam particles by means of an infrared camera. With the last two measuring systems with either an infrared light source or an infrared camera, the sensitivity is slightly lower than when using both an infrared light source and an infrared camera, but this is still usually sufficient to reliably scan the foam particles in the infrared range.
Das Ausschleusen bestimmter Schaumstoffpartikel erfolgt vorzugsweise mittels eines gesteuerten Luftstrahls, um die Bewegung einzelner Schaumstoffpartikel gesteuert abzulenken. Dies ist beispielsweise aus der
Zum Portionieren einer vorbestimmten Menge von Schaumstoffpartikeln können diese in eine Schleusenkammer einer Schleuse eingeleitet werden, wobei die Zufuhr der Partikel zur Schleusenkammer in Abhängigkeit der gezählten Partikelschaumstoffteile gesteuert wird. Ist in der Schleuse die vorbestimmte Anzahl an Schaumstoffpartikeln enthalten, dann wird diese Portion von Schaumstoffpartikeln einem Formwerkzeug zugeleitet. Hierdurch wird sichergestellt, dass immer die gleiche Menge bzw. die gleiche Anzahl an Schaumstoffpartikeln zu einem Partikelschaumstoffteil verschweißt wird. Eine solche Schleuse kann eine oder mehrere Schleusenkammern aufweisen. Vorzugsweise sind mehrere Schleusenkammern vorgesehen, so dass ein Strom von Schaumstoffpartikeln der Schleuse kontinuierlich zugeführt werden kann und bei vollständiger Füllung einer Schleusenkammer der Strom lediglich zu einer anderen Schleusenkammer umgeleitet wird.To portion a predetermined amount of foam particles, these can be introduced into a lock chamber of a lock, the supply of the particles to the lock chamber being controlled as a function of the counted particle foam parts. If the lock contains the predetermined number of foam particles, then this portion of foam particles is fed to a molding tool. This ensures that the same amount or the same number of foam particles is always welded to form a particle foam part. Such a lock can have one or more lock chambers. A plurality of lock chambers are preferably provided so that a flow of foam particles can be continuously fed to the lock and, when one lock chamber is completely filled, the flow is merely diverted to another lock chamber.
Eine solche abgemessene Menge an Schaumstoffpartikeln kann einem Formwerkzeug zugeführt werden, das zwei Formhälften aufweist, wobei der Füllungszustand am Formwerkzeug mittels eines Sensors erfasst wird. Der Sensor ist deshalb vorzugsweise derart angeordnet, dass er die Schaumstoffpartikel im Bereich einer Füllöffnung des Formwerkzeuges erfasst. Falls mit dem Sensor ein von einem Soll-Befüllungsstand abweichender Befüllungsstand detektiert wird, dann werden einer oder mehrere der folgenden Schritte ausgeführt:
- - Bei einer Überfüllung werden die Formhälften des Werkzeuges ein Stück auseinandergefahren und/oder der Füllluftdruck an einem Füllinjektor, der Druck in einer Zuführleitung und/oder der Druck in einem Materialbehälter, aus dem die Schaumstoffpartikel abgezogen werden, erhöht, um alle Schaumstoffpartikel im Formwerkzeug aufzunehmen, und/oder ein Füllinjektor mit einer Nachdrückfunktion verwendet, mit welchem Schaumstoffpartikel in das Formwerkzeug gedrückt werden, und/oder
- - bei einer Unter- oder Überfüllung wird im nachfolgenden Füllvorgang eine entsprechend größere oder kleinere Menge an Schaumstoffpartikeln abgemessen.
- - In the event of overfilling, the mold halves of the tool are moved apart a little and / or the filling air pressure on a filling injector, the pressure in a feed line and / or the pressure in a material container from which the foam particles are withdrawn is increased in order to accommodate all the foam particles in the mold , and / or a filling injector with a hold-down function is used, with which foam particles are pressed into the mold, and / or
- - In the event of underfilling or overfilling, a correspondingly larger or smaller amount of foam particles is measured in the subsequent filling process.
Der Füllinjektor mit Nachdrückfunktion weist einen Verschlusskolben auf, welcher derart betätigbar ist, dass in dem Füllinjektor befindliche Schaumstoffpartikel in das Formwerkzeug mit dem Verschlusskolben gedrückt werden können. Der Verschlusskolben kann pneumatisch oder elektrisch, bspw. mittels einer Spindel, betätigt werden.The filling injector with hold-down function has a sealing piston which can be actuated in such a way that foam particles located in the filling injector can be pressed into the molding tool with the sealing piston. The sealing piston can be actuated pneumatically or electrically, for example by means of a spindle.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln vorgesehen, umfassend
- - einen optischen Sensor zum optischen Abtasten von Schaumstoffpartikeln,
- - eine Steuereinrichtung zum automatischen Bewerten der Qualität der einzelnen Schaumstoffpartikel nach einem vorbestimmten Qualitätskriterium und/oder zum automatischen Zählen der Schaumstoffpartikel, und
- - eine Einrichtung zum Ausschleusen von Schaumstoffpartikeln, welche dem vorbestimmten Qualitätskriterium nicht genügen, und/oder zum Portionieren der Menge der Schaumstoffpartikel anhand der gezählten Anzahl von Schaumstoffpartikeln.
- - an optical sensor for the optical scanning of foam particles,
- a control device for automatically evaluating the quality of the individual foam particles according to a predetermined quality criterion and / or for automatically counting the foam particles, and
- a device for discharging foam particles which do not meet the predetermined quality criterion and / or for portioning the amount of foam particles on the basis of the counted number of foam particles.
Mit dieser Vorrichtung wird eine Auswahl der Schaumstoffpartikel erzeugt, wodurch Partikelschaumstoffteile mit hoher Qualität hergestellt werden können, wie es oben ausführlich erläutert ist. Der Ausschuss kann erheblich verringert werden. Partikelschaumstoffteile sind Massenprodukte. Eine Reduktion des Ausschusses bedeutet eine erhebliche Kosteneinsparung.With this device, a selection of the foam particles is produced, whereby particle foam parts can be produced with high quality, as explained in detail above. The scrap can be reduced significantly. Particle foam parts are mass products. A reduction in rejects means considerable cost savings.
Das Qualitätskriterium, nach dem die Schaumstoffpartikel bewertet werden, kann auch eine Kombination von mehreren Qualitätskriterien sein, welche gleichzeitig angewandt werden.The quality criterion according to which the foam particles are evaluated can also be a combination of several quality criteria which are applied simultaneously.
Diese Vorrichtung kann mit einer Vereinzelungseinrichtung kombiniert werden, welche in Strömungsrichtung vor dem optischen Sensor angeordnet ist. Die Vereinzelungseinrichtung kann beispielsweise eine schräg angeordnete Schütte aufweisen, auf welcher die Schaumstoffpartikel herabrutschen können. Die Vereinzelungsvorrichtung kann jedoch auch ein kontinuierlicher Luftstrom sein, der quer zur Strömungsrichtung der Schaumstoffpartikel bläst, wodurch gleichzeitig eine Vereinzelung als auch eine Sortierung der Schaumstoffpartikel nach deren Dichte erfolgen kann. Große Schaumstoffpartikel mit geringer Dichte werden stärker abgelenkt als kleine Schaumstoffpartikel mit hoher Dichte. Hierdurch kann man eine grobe Vorab-Sortierung durchführen, wobei insbesondere kleine, schwere Schaumstoffpartikel aussortiert werden können, welche nicht ausreichend aufgeschäumt sind. Gleichzeitig können durch einen solchen Luftstrahl die einzelnen Schaumstoffpartikel voneinander separiert werden, so dass sie mittels eines Trichters aufgefangen und in einer schmalen Rutsche weitergleitet werden können, durch welche lediglich einzelne Schaumstoffpartikel passen.This device can be combined with a separating device which is arranged upstream of the optical sensor in the direction of flow. The separating device can, for example, have an inclined chute on which the foam particles can slide down. The separating device can, however, also be a continuous air flow that blows transversely to the direction of flow of the foam particles, whereby the foam particles can be separated and sorted according to their density at the same time. Large, low-density foam particles deflect more than small, high-density foam particles. This allows a rough preliminary sorting to be carried out, in which case, in particular, small, heavy foam particles which are not sufficiently foamed can be sorted out. At the same time, the individual foam particles can be separated from one another by such an air jet, so that they can be caught by means of a funnel and passed on in a narrow chute through which only individual foam particles can fit.
Die Schaumstoffpartikel können der Vereinzelungseinrichtung mittels einer Förderschnecke bzw. Förderspindel zugeführt werden, so dass eine kontinuierlich definierte Menge an Schaumstoffpartikeln vereinzelt und/oder sortiert werden.The foam particles can be fed to the separating device by means of a screw conveyor or conveyor spindle, so that a continuously defined amount of foam particles can be separated and / or sorted.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schäumvorrichtung zum Vorschäumen von Schaumstoffpartikeln vorgesehen. Diese Schäumvorrichtung weist einen Schäumbehälter auf, in dem zum Vorschäumen von Schaumstoffpartikeln diesen Wärme zugeführt wird. Diese Wärme kann mittels Dampf, Infrarotstrahlung und/oder elektromagnetischer Wellen, wie z.B. RF-Strahlung oder Mikrowellen, zugeführt werden. Dieser Schäumvorrichtung ist eine solche Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln nachgeordnet. Hierdurch ist es möglich, die Qualität der vorgeschäumten Schaumstoffpartikel zu überwachen und sie entsprechend zu sortieren. Darüber hinaus kann durch die Überwachung der Qualität der vorgeschäumten Schaumstoffpartikel automatisch die im Schäumbehälter zugeführte Wärmemenge gesteuert werden, so dass die Schäumvorrichtung derart betrieben werden kann, um Schaumstoffpartikel mit einer bestimmten Größe und/oder bestimmten Dichte herzustellen und die Wärmezufuhr hierdurch automatisch eingestellt wird. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Wärmezufuhr nicht mit Dampf, sondern mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere RF-Strahlung, Infrarotstrahlung und/oder Mikrowellen erfolgt, da die Dosierung der Wärmezufuhr mittels elektromagnetischer Wellen ohne eine solche Rückkopplung oftmals schwierig ist. Dies stellt einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar, der auch ohne Sortieren oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln ausgeführt werden kann.According to a further aspect of the present invention, a foaming device for pre-foaming foam particles is provided. This foaming device has a foaming container in which heat is supplied to pre-foaming foam particles. This heat can be supplied by means of steam, infrared radiation and / or electromagnetic waves such as RF radiation or microwaves. This foaming device is followed by such a device for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles. This makes it possible to monitor the quality of the pre-expanded foam particles and to sort them accordingly. In addition, by monitoring the quality of the pre-expanded foam particles, the amount of heat supplied in the foam container can be automatically controlled so that the foaming device can be operated to produce foam particles with a certain size and / or certain density and the supply of heat is thereby automatically adjusted. This is particularly useful if the heat is supplied not with steam but by means of electromagnetic waves, in particular RF radiation, infrared radiation and / or microwaves, since the metering of the heat supply by means of electromagnetic waves is often difficult without such feedback. This represents an independent concept of the invention, which can also be carried out without sorting or measuring the amount of foam particles.
Die elektromagnetischen Wellen sind vorzugsweise elektromagnetische RF-Strahlung. Die elektromagnetische RF-Strahlung weist vorzugsweise eine Frequenz von zumindest 30 KHz bzw. zumindest 0,1 MHz, insbesondere zumindest 1 MHz bzw. zumindest 2 MHz und vorzugsweise zumindest 10 MHz auf.The electromagnetic waves are preferably electromagnetic RF radiation. The electromagnetic RF radiation preferably has a frequency of at least 30 KHz or at least 0.1 MHz, in particular at least 1 MHz or at least 2 MHz and preferably at least 10 MHz.
Die elektromagnetische RF-Strahlung weist vorzugsweise eine Frequenz von maximal 300 MHz auf.The electromagnetic RF radiation preferably has a frequency of at most 300 MHz.
Die elektromagnetischen Wellen können auch Mikrowellen im Frequenzbereich von 300 MHz bis 300 GHz sein.The electromagnetic waves can also be microwaves in the frequency range from 300 MHz to 300 GHz.
Die mittlere Größe der vorgeschäumten Schaumstoffpartikel kann bspw. mittels eines volumetrischen Dosiersystems bestimmt werden. Zur Bestimmung der mittleren Dichte der Schaumstoffpartikel kann das volumetrische Dosiersystem mit einer Waage kombiniert werden.The mean size of the pre-expanded foam particles can be determined, for example, by means of a volumetric metering system. The volumetric dosing system can be combined with a scale to determine the average density of the foam particles.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen mit einem Formwerkzeug vorgesehen, das eine Heizeinrichtung zum Verschweißen von Schaumstoffpartikeln innerhalb eines Formnestes des Formwerkzeuges zu einem Partikelschaumstoffteil aufweist. Diese Vorrichtung ist mit einer Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikeln und/oder Abmessen der Menge von Schaumstoffpartikeln kombiniert, welche in Strömungsrichtung vor dem Formwerkzeug angeordnet ist.According to a further aspect of the present invention, a device for producing particle foam parts with a molding tool is provided which has a heating device for welding foam particles within a mold cavity of the molding tool to form a particle foam part. This device is combined with a device for sorting foam particles and / or measuring the amount of foam particles which is arranged upstream of the molding tool in the direction of flow.
Das Formwerkzeug ist vorzugsweise horizontal angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Schaumstoffpartikel gleichmäßig im Formnest des Formwerkzeuges verteilen. Bei einer vertikalen Anordnung des Formwerkzeuges besteht die Gefahr, dass sich vor allem im unteren Bereich des Formnestes die Schaumstoffpartikel mit einer höheren Dichte als im oberen Bereich ansammeln und hierdurch nicht gleichmäßig verteilt sind.The molding tool is preferably arranged horizontally. This ensures that the foam particles are evenly distributed in the mold cavity of the mold. If the molding tool is arranged vertically, there is the risk that the foam particles will collect with a higher density than in the upper area, especially in the lower area of the mold cavity, and are therefore not evenly distributed.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
-
1 schematisch eine Vorrichtung zum Sortieren von Schaumstoffpartikel während des Transportes von einem Vorratsbehälter zu einem Formwerkzeug, -
2 schematisch eine zweistufige Sortiereinrichtung für Schaumstoffpartikel, -
3 schematisch eine Vorrichtung zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen mit mehreren Formwerkzeugen und einer Sortiervorrichtung, und -
4a -4c eine Zähleinrichtung und einen Füllinjektor mit Nachdrückfunktion in einer seitlichen Schnittansicht.
-
1 schematically a device for sorting foam particles during transport from a storage container to a molding tool, -
2 schematically a two-stage sorting device for foam particles, -
3 schematically a device for producing particle foam parts with several molding tools and a sorting device, and -
4a -4c a counting device and a filling injector with hold-down function in a side sectional view.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
Der Vorratsbehälter
Der Vorratsbehälter
Die Förderschnecke
An die Förderleitung
Die hier zugeführte Druckluft dient zur Beförderung der Schaumstoffpartikel
Die Förderleitung
Sofern die Bewegung der Schaumstoffpartikel
Die Sortiervorrichtung
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die optischen Sensoren
Eine zweite Beleuchtungseinrichtung
Die dritte Kamera
Eine Ausschleusedüse
Im Betrieb werden die Schaumstoffpartikel vom Vorratsbehälter
Erfüllt ein bestimmtes Schaumstoffpartikel nicht das gewünschte Qualitätskriterium, dann wird es mittels der Ausschleusedüse
Die Förderung der Schaumstoffpartikel
Eine genaue Bemessung der Menge der Schaumstoffpartikel erhöht die Qualität der so hergestellten Partikelschaumstoffteile und verringert den Ausschuss.A precise measurement of the amount of foam particles increases the quality of the particle foam parts produced in this way and reduces rejects.
Weiterhin können Partikel mit einer Verfärbung und/oder nicht ausreichend expandierte Partikel automatisch aussortiert werden. Auch dies führt zu einer erheblichen Qualitätssteigerung der Partikelschaumstoffteile. Bei bestimmten Produkten gilt ein Partikelschaumstoffteil bereits als Ausschuss, wenn ein einziges Partikel an der Oberfläche des Partikelschaumstoffteils verfärbt ist oder wenn ein oder mehrere Partikel an einer beliebigen Stelle des Partikelschaumstoffteils nicht ausreichend expandiert ist und so die gleichmäßige Struktur des Partikelschaumstoffteils unterbricht.Furthermore, particles with a discoloration and / or insufficiently expanded particles can be sorted out automatically. This also leads to a considerable increase in the quality of the particle foam parts. In the case of certain products, a particle foam part is already considered to be scrap if a single particle on the surface of the particle foam part is discolored or if one or more particles have not expanded sufficiently at any point on the particle foam part, thus interrupting the uniform structure of the particle foam part.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel werden die Schaumstoffpartikel, während sie sich auf einer parabelförmigen Flugbahn bewegen, abgetastet und ausgesondert. Die Sortiervorrichtung kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Das zweite Ausführungsbeispiel ist eine zweistufige Sortiervorrichtung
Der erste Abschnitt der Förderleitung kann auch mit einer Schäumvorrichtung verbunden sein, mit welcher die Schaumstoffpartikel vorgeschäumt werden, bevor sie einem Vorratsbehälter zugeführt werden, von dem sie zum Zuführen eines Formwerkzeuges abgezogen werden.The first section of the conveying line can also be connected to a foaming device with which the foam particles are pre-foamed before they are fed to a storage container from which they are withdrawn for feeding a molding tool.
Die erste Sortierstufe
Die Schütte
Angrenzend an der oberen Schmalseitenkante
Am oberen Abschnitt der unteren Längsseitenkante
Da die Schütte
Auf der Schütte
An der unteren Schmalseitenkante
Es ist ein Leitblech
Eine Kamera
Im Bereich unterhalb der Klappen
Mit der ersten Sortierstufe
In der zweiten Sortierstufe
Mit einer solchen zweistufigen Sortiervorrichtung
Hierdurch lassen sich Partikelschaumstoffteile für spezielle technische Anwendungen gezielt herstellen. Dies erlaubt völlig neue Anwendungen von Partikelschaumstoffteilen. Die Art der Schaumstoffteile, die dem Formwerkzeug zugeführt werden, können auch zeitlich variieren, wobei dem Formwerkzeug beispielsweise zunächst mehr Schaumstoffpartikel eines ersten Typs und mit der Zeit zunehmend mehr vom zweiten Typ zugeführt werden. Hierdurch kann das herzustellende Partikelschaumstoffteil eine sich entlang einer bestimmten Richtung verändernde mechanische Eigenschaft und/oder optische Eigenschaft aufweisen.This allows particle foam parts to be specifically manufactured for special technical applications. This allows completely new applications of particle foam parts. The type of foam parts that are fed to the mold can also vary over time, with the mold, for example, initially being fed more foam particles of a first type and, over time, increasingly more of the second type. As a result, the particle foam part to be produced can have a mechanical property and / or optical property that changes along a specific direction.
Im Formwerkzeug
Das Formwerkzeug
Die erste Sortierstufe
Die erste Sortierstufe
Eine Vorrichtung zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen weist oftmals gleichzeitig mehrere Formwerkzeuge
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Bereich zwischen dem Vorratsbehälter
Die Sortiervorrichtung
Weiterhin ist ein Auffangbehälter
Der Zwischenbehälter
In Förderrichtung vor den Zählern
Die Schaumstoffpartikel werden in der Förderleitung
Die Zähler
Wird mittels des jeweiligen Zählers
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sortiervorrichtung
Die Zähler
Anstelle eines Zählers
Der Füllinjektor
Der Verschlusskolben
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist jedem Formwerkzeug
Es kann auch zweckmäßig sein, mehreren Formwerkzeugen einen gemeinsamen Zähler zuzuordnen, wobei die Leitung zum Leiten der Schaumstoffpartikel vom Zähler zu den einzelnen Formwerkzeugen verzweigt ist und mit entsprechenden Schaltventilen versehen ist, so dass immer nur eines dieser Formwerkzeuge mit Schaumstoffpartikeln gefüllt wird. Die einzelnen Formwerkzeuge werden somit abwechselnd mit Schaumstoffpartikeln gefüllt, wobei jeweils die Anzahl der Schaumstoffpartikel mit dem Zähler exakt bestimmt wird.It can also be useful to assign a common counter to several molds, whereby the line for guiding the foam particles from the counter to the individual molds is branched and is provided with corresponding switching valves so that only one of these molds is filled with foam particles. The individual molds are thus alternately filled with foam particles, with the number of foam particles is determined exactly with the counter.
Werden an einem Ort mehrere Vorrichtungen zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen betrieben, dann ist es zweckmäßig, dass eine oder einige wenige Sortiervorrichtungen mit hoher Kapazität unabhängig von den Vorrichtungen zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen vorgesehen werden und die einzelnen Vorrichtungen zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen mit einem oder mehreren Zählern versehen sind, um die Schaumstoffpartikel, die den jeweiligen Formwerkzeugen zugeführt werden, zu zählen. Mit den Sortiervorrichtungen werden die Schaumstoffpartikel vorzugsweise nach mehreren unterschiedlichen Kriterien sortiert, so dass den Vorrichtungen zum Herstellen der Partikelschaumstoffteile Schaumstoffpartikel unterschiedlicher Qualität zugeführt werden können.If several devices for producing particle foam parts are operated at one location, then it is advisable that one or a few sorting devices with high capacity are provided independently of the devices for producing particle foam parts and that the individual devices for producing particle foam parts are provided with one or more counters are to count the foam particles that are fed to the respective molds. With the sorting devices, the foam particles are preferably sorted according to several different criteria, so that foam particles of different quality can be fed to the devices for producing the particle foam parts.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SortiervorrichtungSorting device
- 22
- SchaumstoffpartikelFoam particles
- 33
- VorratsbehälterStorage container
- 44th
- FormwerkzeugForming tool
- 55
- FörderschneckeAuger
- 66th
- FörderrohrDelivery pipe
- 77th
- Schneckeslug
- 88th
- Motorengine
- 99
- FörderleitungDelivery line
- 1010
- DruckluftleitungCompressed air line
- 1111
- EinspeisedüseFeed nozzle
- 1212th
- DruckluftquelleCompressed air source
- 1313th
- AuffangtrichterCollecting funnel
- 1414th
- EinspeisedüseFeed nozzle
- 1515th
- FüllinjektorFilling injector
- 1616
- FormhälfteMold half
- 1717th
- FormhälfteMold half
- 1818th
- Optischer SensorOptical sensor
- 1919th
- Optischer SensorOptical sensor
- 2020th
- Optischer SensorOptical sensor
- 2121
- Erste BeleuchtungseinrichtungFirst lighting device
- 2222nd
- Zweite BeleuchtungseinrichtungSecond lighting device
- 2323
- AusschleusedüseDischarge nozzle
- 2424
- AuffangbehälterCollecting container
- 2525th
- Erste SortierstufeFirst sorting level
- 2626th
- Zweite SortierstufeSecond sorting level
- 2727
- SchütteChute
- 2828
- Platteplate
- 2929
- BegrenzungswandungBoundary wall
- 3030th
- SchmalseitenkanteNarrow side edge
- 3131
- SchmalseitenkanteNarrow side edge
- 3232
- LängsseitenkanteLong side edge
- 3333
- LängsseitenkanteLong side edge
- 3434
- AufnahmeplatteMounting plate
- 3535
- LeitblechBaffle
- 3636
- QuerstromdüseCross-flow nozzle
- 3737
- FörderrichtungConveying direction
- 3838
- Klappeflap
- 3939
- LeitblechBaffle
- 4040
- AuffangbehälterCollecting container
- 4141
- Kameracamera
- 4242
- Zentrale SteuereinrichtungCentral control device
- 4343
- FörderbandConveyor belt
- 4444
- FörderrichtungConveying direction
- 4545
- Kameracamera
- 4646
- AusschleusedüseDischarge nozzle
- 4747
- AuffangbehälterCollecting container
- 4848
- ZwischenbehälterIntermediate container
- 4949
- Zählercounter
- 5050
- SchaltventilSwitching valve
- 5151
- LichtquelleLight source
- 5252
- Sensorsensor
- 5353
- VerschlusskolbenSealing piston
- 5454
- Rohrförmiger AbschnittTubular section
- 5555
- FüllluftdüseFilling air nozzle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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