DE2446023A1 - Direkte digitale steuerung von formpressen fuer gummiwerkstoff - Google Patents
Direkte digitale steuerung von formpressen fuer gummiwerkstoffInfo
- Publication number
- DE2446023A1 DE2446023A1 DE19742446023 DE2446023A DE2446023A1 DE 2446023 A1 DE2446023 A1 DE 2446023A1 DE 19742446023 DE19742446023 DE 19742446023 DE 2446023 A DE2446023 A DE 2446023A DE 2446023 A1 DE2446023 A1 DE 2446023A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- mold
- time
- computer
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C2037/90—Measuring, controlling or regulating
- B29C2037/903—Measuring, controlling or regulating by means of a computer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
26. September Ί974
FEDERAL-MOGUL CORPORATION
26555 Northwestern Highway
Southfield, Michigan U.S.A.
26555 Northwestern Highway
Southfield, Michigan U.S.A.
Patentanmeldung
Direkte digitale Steuerung von Formpressen für Gummiwerkstoff
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer
Formpresse für Gummi- oder Elastomerwerkstoff unter Verwendung eines digitalen Rechners. Sie betrifft eine genaue und automatische
Steuerung der Formzeit für vorzugsweise Gummiwerkstoffe und eine automatische Öffnung der Formpresse wenn die Aushärtung
bzw. Vulkanisation als beendet errechnet ist.
Es sind eine große.Anzahl von zeit-temperaturabhängigen Aushärtebzw.
Vulkanisierdaten für Gummiwerkstoffe bekannt. Jeder Hersteller
von Gummiteilen hat üblicherweise einige derselben zur Auswahl. Die übliche Weise zum Betrieb von Formpressen für
Gummiwerkstoff ist die, daß die Bedienungsperson die Form von Hand füllt und diese dann schließt. Mit dem Schließen der Form
wird ein Zeitgeber in Gang gesetzt, der auf eine bestimmte Zeit eingestellt ist, nach der die Aushärtung bzw. Vulkanisation
vollendet sein sollte, und zwar unter Berücksichtigung einer angenommenen Temperatur der Form. Jedoch ist die Temperatur der
Form, obgleich diese thermostatisch geregelt wird, nicht ohne weiteres identisch mit der angenommen Temperatur. " Die tatsächliche
Temperatur der Form kann relativ weit abweichen und
50981 4/0.893
Korrekturen der Temperatur durch den Thermostaten "benötigen
einige Zeit. Zum Beispiel ist die Zeitdauer verschieden, während der die Form für das Beladen derselben durch die Bedienungsperson
offen ist. Je langer die Form offen ist, umso kälter ist die Form wenn sie geschlossen wird und wieder erwärmt wird. Auf
diese Weise kann die Form viele Temperatürgrade kälter als ihre
Nominaltemperatür sein, wenn die Form erstmals geschlossen wird.
Es kann eine erhebliche Zeit dauern, bis die Form ihre Nominaltempera tür erreicht. Thermostaten arbeiten üblicherweise in
einem Bereich von plus/minus 2 %, um die Einrichtung aufzuheizen,
bis diese die Noniinaltemperatur erreicht. Dies genügt aber nicht,
sicherzustellen, daß die Temperatur während des gesamten Formprozesses einen Mittelwert erreicht hat.
Wegen dieser Üngenauigkeiten ist es industrielle Praxis, für die
Aushärtezeit die kürzeste Zeit zu berechnen, bei der man absolut sicher sein kann, daß alle Teile bei einer vernünftigen Zeitdauer
für das Offenstehen der Form während des Entladens und Beladens der Form ausgehärtet sein werden. Das bedeutet natürlich, daß
der Gummi in praktisch allen Fällen mehr als ausgehärtet bzw. mehr als vulkanisiert ist, da die Aushärtung nur selten mit der
ungünstigsten Aushärtezeit zusammenfallen wird. Das bedeutet auch, wenn zeitweise die Form langer geöffnet ist, als dies berücksichtigt
war, oder wenn die Formtemperatur aus irgendeinem anderen Grund nicht innerhalb des Zeitraumes wie vorgesehen angestiegen
ist, daß sogar die nominal schlechteste Zeit noch nicht ausreichend lang war und daß einzelne Chargen unvollständig
ausgehärtet bzw. vulkanisiert sind.
Die bekannte Praxis hat zwei ernst^wirtsehaftliche Auswirkungen.
An erster Stelle steht, daß viele Chargen nach Testuntersuchungen auszuscheiden sind, wenn festgestellt worden ist, daß
diese bezogen auf die Toleranzgrenzen zu wenig oder zu stark vulkanisiert sind. Dies ist ein ernstes Problem in vielen Fabriken,
wo synthetischer Gummi ausgehärtet wird. An zweiter Stelle steht, daß die Formen viel langer geschlossen bleiben
als dies notwendig wäre, um beste Ergebnisse zu erreichen.
6098U/0893
Es können dementsprechend nur weniger große Stückzahlen pro Zeiteinheit hergestellt werden. Die Produktion ist also geringer,
als dies möglich wäre, wenn die tatsächlich erforderliche Aushärtezeit "bekannt wäre und mit ihr die Form betrieben werden
würde.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine genauere Aushärtung bzw. Vulkanisation von Gummi oder anderen Elastomeren
oder dergleichen, die mittels einer Form zu verarbeiten sind, zu erreichen, irisbesondere um den Ausschuß zu verringern. Diese
Aufgabe wird mit einem wie eingangs umrissenen Verfahren gelöst, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist, wie dies im Patentanspruch
1 angegeben ist. Aus den Unteransprüchen gehen weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hervor.
Mit der Erfindung wird weiter der Vorteil erreicht, daß die Zeitdauer, während der die Form geschlossen ist, nicht länger
als notwendig ist. Durch genaue Berechnung und Wiederberechnung der richtigen Aushärtezeit abhängig von der in der Form gegenwärtig
herrschenden Temperatur kann das Material genau ausgehärtet werden und eine Produktion mit sehr geringem Ausschuß durchgeführt
werden. Es kann Ausschuß, der auf falscher Aushärtung beruht, nahezu vollständig ausgeschlossen werden. Weiterer Vorteil
der Erfindung ist, daß die Form und die Bedienungsperson mit bestmöglichem Wirkungsgrad verwendet bzw. beschäftigt werden.
■
Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre werden Rechner bekannter Art mit Datenspeichern verwendet. In diese Speicher werden die
zeit-temperaturabhängigen Aushärtewerte für den einen oder die
mehreren zu verwendenden Werkstoffe eingegeben. In einzelnen Fällen umfassen die eingespeicherten Daten zusätzliche Aushärtewerte,
wie z. B. Veränderungen der Chargeneigenschaften. Es ist ein Überwachungssystem für die Form vorgesehen, um die tatsächliche
Temperatur der Form im wesentlichen andauernd festzustellen, z. B. alle 10 Sekunden. Diese Information wird in den Rechner
zusammen mit den dauernd gespeicherten Daten und zusammen
CJHQQI/, / Π Q Q ^
mit der Information über die verstrichene Zeit zugeführt. Der Rechner berechnet dann andauernd von neuem auf der Grundlage
der Temperaturveränderungen, der verstrichenen Zeit und der zeit-temperaturabhängigen Aushärtedaten. Alle 10 Sekunden kommt
der Rechner auf eine neue Kurve für zeit-temperaturabhängige Aushärtung, und zwar für die jeweilige Charge, die zu verarbeiten
ist. Der Rechner vergleicht alle Sekunde mit der verstrichenen Zeit und dann, wenn die errechnete Aushärtezeit gleich
der verstrichenen Zeit ist, gibt der Rechner ein Signal zur Öffnung der Form. Das Signal wird beispielsweise an eine elektromagnetische
Einrichtung zum sofortigen Öffnen der Form gegeben.
Moderne Rechner arbeiten so schnell, daß die Wiederberechnung keine Belastung ist und mit Leichtigkeit jede Sekunde durchgeführt
werden kann. In der Tat kann ein Rechner viel schneller arbeiten, so daß eine Anzahl von Formen in derselben Weise
überwacht werden können, z. B. 50 bis 60 Formen. Alle 10 Sekunden kann dietatsächliche Temperatur einer jeden in Frage kommenden
Form in den Rechner eingegeben werden. Dieser errechnet zusammen mit den verfügbaren zeit-temperaturabhängigen Daten
die genaue Aushärtezeit für eine jede Form und öffnet eine jede Form unabhängig von den anderen.
Darüber hinaus kann weitere Genauigkeit erreicht werden, indem man dem Rechner Widerstandsmeßwerte zuführt, die von einer
jeden Charge, die zu verarbeiten ist, erhalten werden. Der Rechner hat dann noch genauere Information, die auf die zeittemperaturabhängigen
Aushärtedaten Einfluß haben.
Bei der Erfindung wird also die Aushärtezeit mittels eines Rechners aus den angegebenen Werten in engen Zeitabständen
neu berechnet und mit der verstrichenen Aushärtezeit verglichen. Das Betriebsverfahren wird beispielsweise mittels
eines Intervallzeitgebers in Gang gesetzt bei Schließen der Form. Die Temperatur im Hohlraum der Form wird oft gemessen,
z. B. alle 10 Sekunden. Die Temperatur wird dem Rechner ebenso
r\ rs r\ a I I r\ r\ f\ *\
wie die zeit-temperaturabhängigen Aushärtedaten für den zu verarbeitenden
Werkstoff eingegeben. Durch andauernde Wiederberechnung wird ein Gesamtbild für die Zeit und die Temperatur erhalten,
aus dem der Rechner angibt, wann das Material vollständig ausgehärtet ist. Vom Rechner aus wird das automatische Öffnen
der Form veranlasst. Änderungen der Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials können z. B. durch Verwendung eines
Rheometers und Auswertung der von ihm gemessenen Werte im Rechner zusätzlich berücksichtigtwerden.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor und es zeigen:
Fig. 1 ein Fließbild eines einfachen Systems zur Steuerung einer einzelnen Form für einen einzelnen Werkstoff;
Fig. 2 ein Fließbild für ein komplexeres System mit mehreren Formen, die durch ein und denselben Rechner gesteuert
werden, wobei ein Widerstandsmeßtest für jede Charge des Werkstoffes vorgesehen ist;
Fig. 3 aufgeteilt in zwei Blätter 3A und 3B das Flußdiagramm für das Fließbild nach Fig. 2.
Im folgenden wird als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, bei dem eine einzelne Form verwendet ist.
An diesem einfachen Beispiel mit der einzelnen Form läßt sich die Erfindung am besten verstehen, wobei die Informaüon relativ
statisch ist.
Die Erfindung ist für einen weiten Bereich synthetischer Elastomere
anwendbar, die ausgehärtet werden und für viele Verwendungszwecke geformt sind. Viele derjenigen Daten der Erfindung
sind erhalten worden bei der Herstellung und dem Aushärten von aus synthetischem Elastomer bestehenden Dichtungen
für Radialwellen. Butylgummi, Acrylgummi und andere Gummisorten
5098 U/0893
sind dabei erfaßt worden. Die Tests haben gezeigt, daß das Verfahren
auf alle diese Werkstoffe anwendbar ist.
Für dieses Verfahren kann ein standardisierter Digitalcomputer verwendet werden. Dieser hat einen Datenspeicher geeigneter
Größe, der natürlich verschieden sein kann, je nachdem wieviele
Formen verwendet werden und wenn größere Feinheiten angewendet werden. Fig. 1 zeigt jedoch einen relativ einfachen Fall, der
bereits Ergebnisse erreicht, die erhebliche Verbesserungen dessen sind, was bisher erreicht worden ist. Einige tatsächlich
erreichte Werte zeigen, daß durch Anwendung der Erfindung, in der Herstellung von Öldichtungen aus synthetischem Elastomer
ungefähr 12,2 % Zeit eingespart werden konnte. Mit anderen Worten,
die Formen konnten gegenüber vorher 12,2 ^ häufiger benutzt werden. Diese Daten zeigen auch, daß der Prozentanteil
des Ausschußes um ungefähr 45 1° in dem betreffenden Fabrikationsbetrieb
gesenkt werden konnte.
Der Datenspeicher des Rechners ist mit einem digitalen Eingang versehen, in den die Zeit-Temperatur-Aushärtewerte für den
Werkstoff eingegeben werden, wie dies Fig. 1 zeigt. Alle diese Daten sind für den Rechner in beliebigem Zugriff verfügbar.
Der Abruf kann automatisch ausgebildet sind, und zwar in Abhängigkeit von der tatsächlich vorliegenden Temperatur. Mit anderen
Worten, vom Rechner wird der Speicher immer wieder abgefragt, und. zwar daraufhin, welches die günstige Zeit für die Aush-ärtung
auf der Basis der Summation der Temperaturwerte ist. Das Abfragen kann in Sekundenabstand erfolgen und die Antwort ist stets
vorliegend.,
Wie dies allgemein üblich ist, wird die Form von Hand geschlossen, da dies der beste Weg ist, sicherzustellen, daß alles
seinen richtigen Platz in der Form hat. Die Bedienungsperson hat jedoch nichts weiter zu tun, als den ausgehärteten Gegenstand
aus der Form herauszunehmen, das Werkstoffstück, das anschließend zu formen und auszuhärten ist, hereinzulegen, um sicherst ugehen,
daß jeder Hohlraum in geeigneter Weise gefülLt lot und
B η η 3 1 a / π β q 3
dann die Form zu schließen. Die Bedienungsperson braucht nicht auf die Temperaturwerte und die Aushärtezeit zu achten, weil
diese automatisch gesteuert werden.
Wenn einmal die Form von Hand geschlossen worden ist, beginnt
in dem Rechner ein Zeitgeber zu laufen. Ein entsprechendes digitales Signal wird dabei in den Rechner gegeben, der diesem
die verstrichene Zeit seit Schließen der Form eingibt. Die Eingabe kann konstant oder in digitaler Form erfolgen. Auf diese
Weise kann der Rechner alle Sekunde die verstrichene -Zeit registrieren.
Soweit erwünscht, kann dies auch häufiger erfolgen. Zum Unterschied gegenüber dem Stand der Technik betätigt jedoch
der Zeitgeber die Öffnung der Form nicht direkt und die Ausformungszeit ist keine festgesetzte Zeit. . ■
In den Rechner wird die tatsächliche Temperatur in der Form im wesentlichen kontinuierlich eingegeben. Zum Beispiel erfolgt
die Eingabe alle 10 Sekunden. Die Temperatur an der Oberfläche, an der der zu formende Werkstoff an der Form anliegt, kann
durch Thermoelemente oder andere temperaturanzeigende Einrichtungen, die direkt in dem Hohlraum der Form angeordnet sind,
festgestellt werden. Auf diese Weise erhält man die Temperatur des Werkstoffes an der Oberfläche desselben. Der Rechner führt
dann eine Reihe von Integrationen aus, um aus einer Reihe von Temperaturmessungen und aus Zeit-Temperatur-Aushärtedaten
eine passende, günstige Aushärtezeit zu errechnen und um diese Aushärtezeit mit der bereits verstrichenen Zeit zu vergleichen.
Neuberechnungen werden fortgesetzt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die seit Schließen der Form -verstrichene Zeit mit der errechneten
Zeit übereinstimmt. Dann betätigt der Rechner die Einrichtung zur Öffnung der Form und die Form wird automatisch geöffnet.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß der Rechner nicht einfach auf der Basis einer Zeit-Temperatur-Kurve arbeitet. Er
arbeitet vielmehr mit einer ganzen Reihe solcher Kurven, so
50981 A/0893
-8- 2A46023
daß passende Kompensationen mit Rücksicht auf Änderungen der Temperaturwerte, die in der Form auftreten, erfolgen. Auf
diese Weise ist es möglich, eine wesentlich genauere Aushärtezeit zu erreichen. Wenn die Aushärtung als vollständig errechnet
ist, wird diese abgeschlossen.
In Fig. 2 ist ein mehr komplexes System gezeigt. Dabei ist das relativ einfache System nach Fig. 1 in Bezug auf die Fähigkeit
vieler heutiger Rechner erweitert. Zum Beispiel kann der Rechner dazu verwendet werden, eine ganze Serie von Formen, z. B.
50 oder 60 Formen, zu steuern, wobei eine jede derselben vom Rechner alle Sekunde auf denjenigen Zeitpunkt hin geprüft
wird, zu dem die verstrichene Aushärtezeit und die errechnete Aushärtezeit gleich groß geworden sind.
Die Datenspeicherung kann dadurch erweitert werden, daß in den Datenspeicher der zeit- und temperaturabhängige Aushärtewert
für alle Werkstoffe bzw. Zusammensetzungen und für vorangehende Chargen verschiedener Zusammensetzungen eingegeben
werden. Wahlfreier Zugriff ermöglicht es, den jeweiligen Wert, der für den Rechner auf Abfragen hin verfügbar gemacht ist,
für einen jeglichen speziellen Werkstoff bzw. Zusammensetzung zu erhalten, wobei dem Rechner eingegeben wird, welcher Werkstoff
gerade verwendet wird.
Des weiteren kann der Widerstandsmeßtest für eine jede Charge
des Werkstoffes angewendet werden, um für die Torsionskraft bzw. den Torsionswiderstand den Minimalwert und den Maximalwert
als auch Zwischenwerte und Temperatur zu bestimmen. Alle diese Meßwerte werden dazu verwendet, die Aushärtezeit entsprechend
der Arrhenius-Gleichung, wie sie unten beschrieben ist, zu bestimmen. Das bedeutet, daß eine jede Charge differenziert
behandelt werden kann und Korrekturen auf der Grundlage in dem Datenspeicher gespeicherter Daten, zu denen der Rechner
Zugriff hat, vorgenommen werden können. Die Widerstandsmeßwerte für die Charge werden in den Rechner jeweils dann
eingegeben, wenn eine neue Charge in dem System verarbeitet
5098U/0893
wird. Dementsprechend wird die unten noch näher erläuterte Konstante C für jede spezielle Charge des auszuhärtenden
Werkstoffes bestimmt. Dieses Prinzip kann sogar für verschiedene Chargen, die in verschiedenen Teilen desselben Fabrikationsbetriebes,
d. h. in verschiedenen Formen, verarbeitet werden,angewendet werden. Der Rechner kann im Rahmen seiner
Möglichkeiten auch solchen Umständen Rechnung tragen.
Ein anderer Paktor, durch den die Zeit-Temperatur-Abhängigkeit
der Aushärtung beeinflusst wird, ist die Geometrie der Form. Von speziellem Einfluß ist die maximale Dicke des zu formenden
Elementes bzw. Gegenstandes. Dieser Faktor wird als Konstante x, wie noch nachfolgend erläutert, eingesetzt. Für
eine jede Form und einen jeden Werkstoff kann ein entsprechender Wert in den Rechner eingegeben werden, um diesen in die
Lage zu versetzen, die Arrhenius-Gleichung auszurechnen. Es ist hier die Regel, daß der dickste Anteil des zu formenden
Werkstoffes vollständig ausgehärtet sein muß. Wenn man den dicksten Anteil und seine Abmessung kennt, sind die erreichbaren
Ergebnisse sehr viel genauer.
Beim System nach Fig. 2 wird immer dann, wenn eine Form geschlossen
worden ist, unabhängig davon, ob dieser Zeitpunkt verschieden ist von dem Zeitpunkt der Schließung irgend einer
anderen Form, eine Registrierung der verstrichenen Zeit im Vergleich zur Zeit-Temperatur-Kurve und in Übereinstimmung mit
der tatsächlichen Temperatur in der Form für eine jede Form in Gang gesetzt. Mit dieser Information und mit der anderen
schon erwähnten Information, berechnet der Rechner fortlaufend, z. B. alle 10 Sekunden, die günstige zeit-temperaturabhängige
Aushärtefunktion neu aus und kommt zu der wie voranstehend erläuterten Aushärtezeit. Wenn diese Aushärtezeit für
die integrierten Folgen gleich der verstrichenen Zeit ist, wird eine jede Form unabhängig von anderen Formen geöffnet,
und zwar bei passender verstrichener Zeit auf ein Signal des Rechners hin.
5 09814/089 3
-ίο- . 2AA6023
Fig. 3 zeigt ein Rechnerprogramm-Plußschema, für das in Pig. 2
gezeigte System. In Fig. 3 sind die Funktionsschritte des Rechners mit Rechtecken angedeutet. Die logischen Schritte
oder Abfrageprozesse sind dagegen mit rautenförmigen Parallelogrammen angedeutet. Ein Zeitgeber-Unterbrecher 11 setzt das
Rechnerprogramm alle Sekunde in Gang. Auf dieses Ingangsetzen hin erfolgt vom Rechner eine Abfragen von bestimmten Betriebsdaten
für eine erste Presse bzw. Porm einer Polge von Pressen
bzw. Formen, die von dem Rechner zu steuern sind, aus dem Datenspeicher des Rechners. Dieser Punktionsschritt, der
durch das Bezugszeichen 12 angedeutet ist, läßt Werte verfügbar werden, die die Gestalt- bzw. Formkonstante der Preßform,
die Konstante der Aktivierungsenergie für den auszuhärtenden Werkstoff, den Sollwert der Temperatur der Form, die Proportionalitätskonstante,
die erforderlich ist, um einen Temperatursteuerbereich zu bestimmen, und die gesamte verstrichene
Zeit seit dem Schließen der Form bis zum augenblicklichen Zeitpunkt dieses Schrittes berücksichtigt bzw. erfaßt. Infolge Verfügbarkeit
der vorangehend erwähnten Information fällt der Rechner eine logische Entscheidung 21, ob die Form geschlossen
ist. Falls die Form nicht geschlossen ist, d. h. die Form offen ist, geht der Programmablauf direkt zu einer Berechnung 41 des
Wertes für den Temperatursteuerbereich, wie nachfolgend zu erörtern. Wenn die Form geschlossen ist, läuft das Unterprogramm
für die Steuerung der Aushärtezeit ab.
In diesem Unterprogramm bringt der Rechner zunächst bei 31 den Zeitbetrag, für den die betreffende Form bereits geschlossen
ist, auf den neuesten Stand bzw. Wert. Dann wird bei 32 der laufende Temperaturwert der Form, der durch ein
Thermoelement oder eine andere temperaturmessende Einrichtung in der Form festgestellt wird, in digitale Information
umgewandelt und vom Rechner ausgelesen. Die gesamte abgelaufene Zeit, in der die Form bis dahin geschlossen war, und die
laufende Temperatur, zusammen mit den zuvor aus dem Datenspeicher entnommenen Werten, werden dann vom Rechner in 33
609814/0893
ausgewertet, um die gesamte Aushärtezeit, in der die Form geschlossen
zu halten ist, als Punktion der nachfolgenden Arrhenius-Gleichung auszurechnen:
In τ = C Z + χ (Arrhenius-Gleichung).
In dieser Gleichung "bezeichnet
In den natürlichen Logarithmus,
ν die gesamte erforderliche Aushärtezeit und damit den Endzeitpunkt für das Schließen der Form,
C die Konstante der Aktivierungsenergie, die eine
einheitliche'Zahl für eine jede Charge einer jeden Zusammensetzung, die zu verarbeiten ist, ist, wobei
diese Zahl entsprechend der vorliegenden Erfindung durch die oben erwähnte Widerstandsmessung der
Charge ermittelt wird,
Z die vorliegende Temperatur der Form bei 32 und
χ eine Konstante , die von der Geometrie der jeweiligen Form abhängt.
Die Arrhenius-Gleichung wird numerisch gelöst: (cz + x)
ν = e
+ Χ) (CZ + X) (CZ + XK
Wenn einmal ein Wert v, der Endzeitpunkt, errechnet worden ist, bestimmt der Rechner bei 34, ob die gesamte verstrichene
Zeit, wie sie bei 31 auf den neuesten Stand gebracht ist, gleich oder größer als der errechnete Wert des Endzeitpunktes ist.
Wenn der neueste Zeitwert bei 31 gleich ist oder die bei 33 errechnete Zeit überschreitet, wird ein Steuersignal bei 35
erzeugt, das die Form automatisch öffnet. Damit wird ein Ablauf
des Unterprogramms für die Steuerung des Geschlossenhaltens
der Form vollendet. Wenn diese Zeit nicht erreicht ist,
509814/0893
ist das Unterprogranm für den Augenblick vollendet und das
Programm läuft fort, wobei das Unterprogramm wiederholt wird, üblicherweise ungefähr alle Sekunde.
Gleich ,ob die gesamte- Aushärtezeit erreicht ist oder nicht erreicht
ist, ist der nächste Schritt 41 die Berechnung der Werte des Temperatursteuerbereiches der Form. Dieser Schritt kann als
Unterprogramm in einer jeden Abfragung der Form durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie jede zehnte Abfragung oder alle
10 Sekunden durchgeführt. Die Berechnung der Werte des Form- und Temperatursteuerbereiches wird im Verfolg des nachfolgenden
Algorithmus durchgeführt:
Zustand des Heizers an/aus = Signum le(t) * K J .
Darin ist e(t) die Differenz zwischen dem Sollwert der Temperatur und ihrem tatsächlichen Temperaturwert und K eine Proportionalitätskonstante,
um eine gewünshte proportionale Steuerung des Heizers zu haben.
Des weiteren bestimmt der Rechner bei 42 ob die laufende Temperatur
des Heizers der Form jenseits des errechneten Temperatursteuerbereiches ist. Wenn die laufende Temperatur zu hoch ist,
wird ein Signal bei 43 erzeugt, das den Heizer ausschaltet. In gleicher Weise wird ein Signal bei 43 dann erzeugt, wenn
die laufende Formtemperatur zu niedrig ist, um den Heizer einzuschalten. Auf diese Weise erfolgt durch den Rechner eine strenge
Steuerung der Formtemperatur, um diese in einem Temperaturbereich zu halten, der nahe oder gMch der Solltemperatur ist.
Das Programm bewirkt dann, daß der Rechner bei 51 sich vergewissert,
ob irgendeine Änderung des von der Widerstandsmessung erhaltenen Wertes für die Charge vorliegt, wobei das Widerstandsmeßgerät
mit dem Rechner zum Übertragen in den Speicher verbunden ist. Wenn neue Chargenwerte anstehenu.um den Dateispeicher auf den neuesten Stand zu bringen, läßt der Rechner
diese neuen Werte bei 62 hindurchlaufen, um die Speicher-
5098H/0893
adresse im Rechner zu berichtigen.
Von Zeit zu Zeit werden neue Daten über die Form der Preßform, die Chargeneigenschaften und über andere Systemparameter von
der für den Rechner vorgesehenen Überwachungsperson von Hand in den Rechner an einem Steuerpult eingegeben. Auf diese Weise
bestimmt der Rechner bei jedem Programmzyklus bei 61 ob irgendwelche neuen Daten betreffend die Presse bzw. Form zur Eingabe
von dem Steuerpult her anstehen. Im Falle neuer Daten von dem Steuerpult betätigt der Rechner 62, um den Datenwert zu
übernehmen und die Speicheradresse im Speicher zu berichtigen.
Im Rahmen des Programms wird der Rechner schließlich abgefragt, um bei 71 anzugeben, ob die im Augenblick gesteuerte Form bzw.
Presse die letzte des gesamten Steuerprogramms ist. Wenn dies
die letzte ist, wartet der Rechner bei 73 auf die nächste Programmsteuerfolge,
die mittels des Zeitgeber-Unterbrechers 11 in Gang zu setzen ist. Mit anderen Worten, die Formen sind
zur Herausnahme des fertigen Produkts und zum Yüßderb es chicken
offen. Wenn jedoch eine andere Form in der vorliegenden Programmsteuerfolge zu steuern ist, fährt der Rechner bei 72 fort,
für alle solche Pressen bzw. Formen zu arbeiten und wiederholt den oben beschriebenen Programmablauf für diese Formen, beginnend
mit dem Schritt 12. Die Geschwindigkeit und Kapazität gegenwärtig verfügbarer Rechner ermöglicht es, bis zu 60 verschiedene
Formen mit 1-Sekunden-Takt der Programmsteuerfolge zu steuern.
Ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen, lassen sich vom Fachmann ohne erfinderisches Zutun Varianten des beschriebenen
Verfahrens, das ein bevorzugtes Beispiel für die Erfindung darstellt, auffinden.
5098 1470893
Claims (4)
1. Verfahren zum Betrieb einer Formpresse für die Formung
Von Gummi- bzw. Elastomer-Werkstoff oder dergleichen unter Verwendung
eines digitalen Rechners, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rechner zeit-temperaturabhängige Aushärtewerte für den
in der Form zu verarbeitenden Werkstoff eingegeben werden, daß ein Intervallzeitgeber (11) verwendet wird, der auf Schließen
der Form hin in Gang gesetzt wird, daß die Temperatur in dem Hohlraum der Form in jedem Augenblick während des Formvorganges
bestimmt wird' (32), daß die festgestellten Temperaturwerte der Form vom Rechner festgehalten werden, daß in dem Rechner gemäß
der Arrhenius-Gleichung In ν = G Z + χ für die Reaktionszeit
während des Aushärtens ausgewertet wird (33), in der In ν der natürliche Logarithmus der gesamt erforderlichen
Aushärtezeit,
C die Konstante für die Aktivierungsenergie, die für
C die Konstante für die Aktivierungsenergie, die für
jede zu verarbeitende Charge einheitlich ist, Z die augenblickliche Temperatur der Form und
χ eine Konstante ist, die abhängig ist von der Geometrie der speziellen Form,
daß vom Rechner in aufeinanderfolgenden Zeitabständen während des Aushärtens die gesamt erforderliche Aushärtezeit, berechnet
nach der Arrhenius-Gleichung, und die verstrichene Zeit miteinander verglichen werden (34), und daß die Form bei Feststellung
der vollständigen Aushärtung automatisch geöffnet wird (35).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeit-temperaturabhängige Aushärtewert für den zu verarbeitenden
Werkstoff mittels eines Widerstandsmessers (Rheometer) gemessen und dieser Wert automatisch im Rechner im Falle von
Veränderungen des in der Form zu verarbeitenden Werkstoffes bzw. Zusammensetzung entsprechend der Messung durch den Widerstandsmesser
auf neuesten Stand gebracht wird (51,52).
5098U/0893
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rechner ein Temperatursollwert für eine jede
Form und eine Proportionalitätskonstante, mit der ein Bereich zulässiger Temperaturänderung der Form berechnet v/erden kann,
eingegeben werden, daß in aufeinanderfolgenden periodischen Zeitintervallen im Rechner der Bereich der Temperaturabweichungen
der Form vom Sollwert berechnet wird (41) und in aufeinanderfolgenden
periodischen Zeitintervallen im Rechner der Bereich der Temperaturen der Form mit der tatsächlichen Temperatur
verglichen wird (42) und daß mit dem Heizer der Form die Temperatur der Form im errechneten Bereich des SdLwertes
gehalten wird (43).
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden periodischen Zeitintervalle
ungefähr 10 Sekunden betragen.
.5. Verfahren nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß es gleichzeitig auf eine Vielzahl von Formen angewendet wird, wobei dem einen Rechner für alle
einzelnen Formen die Werte der Werkstoffe in der jeweiligen Form eingespeichert und fortlaufend die Temperaturwerte
und die Werte für die verstrichene Zeit eingegeben werden und im Rechner für jede der einzelnen Formen die Berechnung
der Aushärtezeit und der Vergleich mit der verstrichenen Zeit bis zur Öffnung der jeweiligen Form vorgenommen wird.
Der Patentanwalt
509814/0893
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US40112773A | 1973-09-26 | 1973-09-26 | |
US47259574A | 1974-05-23 | 1974-05-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2446023A1 true DE2446023A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2446023C2 DE2446023C2 (de) | 1984-08-09 |
Family
ID=27017305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742446023 Expired DE2446023C2 (de) | 1973-09-26 | 1974-09-26 | Verfahren zum Betrieb mindestens einer Formpresse |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5722010B2 (de) |
BR (1) | BR7407942A (de) |
CA (1) | CA1028023A (de) |
DE (1) | DE2446023C2 (de) |
FR (1) | FR2257414B1 (de) |
GB (1) | GB1479700A (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0057566A1 (de) * | 1981-01-29 | 1982-08-11 | MONSANTO public limited company | Vorrichtung und Vorrichtung zur Kontrolle von vulkanisiertem Gummi |
EP0063824A2 (de) * | 1981-04-28 | 1982-11-03 | Sumitomo Rubber Industries Limited | Methode zur Kontrolle des Standes der Vulkanisierung von Radreifen und zugehörige Vorrichtung |
DE3302327A1 (de) * | 1983-01-25 | 1984-07-26 | Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover | Verfahren zum vernetzen chemischer substanzen unter waermeeinwirkung in einer geschlossenen form |
DE3320963A1 (de) * | 1983-06-10 | 1984-12-13 | Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover | Verfahren und vorrichtung zum vulkanisieren von luftreifen |
CN109080189A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-25 | 重庆艾格赛汽车用品有限公司 | 一种压机的控制方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5950508B2 (ja) * | 1977-07-13 | 1984-12-08 | 住友ゴム工業株式会社 | 加硫可能な物品の加硫制御方法 |
JPS56137944A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-28 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Vulcanizing method for preheated tire |
JPS57146124A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Measuring device for temperature during vulcanization of elastoma product |
DE3278458D1 (en) * | 1981-08-05 | 1988-06-16 | Sumitomo Rubber Ind | Apparatus for automatically measuring and controlling chemical reaction amount |
US4633954A (en) * | 1983-12-05 | 1987-01-06 | Otis Engineering Corporation | Well production controller system |
DE4420198A1 (de) * | 1994-06-09 | 1995-12-14 | Sp Reifenwerke Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen |
CN105538564B (zh) * | 2016-02-26 | 2018-01-16 | 清华大学 | 轮胎智能硫化的控制系统 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2005493A1 (de) * | 1969-02-06 | 1970-11-26 | The Dunlop Company Ltd., London | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisierzustandes vulkanisierbarer Artikel |
-
1974
- 1974-09-10 GB GB3952874A patent/GB1479700A/en not_active Expired
- 1974-09-25 FR FR7432348A patent/FR2257414B1/fr not_active Expired
- 1974-09-25 BR BR794274A patent/BR7407942A/pt unknown
- 1974-09-25 CA CA210,015A patent/CA1028023A/en not_active Expired
- 1974-09-26 JP JP11096474A patent/JPS5722010B2/ja not_active Expired
- 1974-09-26 DE DE19742446023 patent/DE2446023C2/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2005493A1 (de) * | 1969-02-06 | 1970-11-26 | The Dunlop Company Ltd., London | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisierzustandes vulkanisierbarer Artikel |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0057566A1 (de) * | 1981-01-29 | 1982-08-11 | MONSANTO public limited company | Vorrichtung und Vorrichtung zur Kontrolle von vulkanisiertem Gummi |
EP0063824A2 (de) * | 1981-04-28 | 1982-11-03 | Sumitomo Rubber Industries Limited | Methode zur Kontrolle des Standes der Vulkanisierung von Radreifen und zugehörige Vorrichtung |
EP0063824A3 (en) * | 1981-04-28 | 1983-11-16 | Sumitomo Rubber Industries Limited | Method for controlling the state of vulcanization of wheel tires and apparatus therefor |
DE3302327A1 (de) * | 1983-01-25 | 1984-07-26 | Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover | Verfahren zum vernetzen chemischer substanzen unter waermeeinwirkung in einer geschlossenen form |
DE3320963A1 (de) * | 1983-06-10 | 1984-12-13 | Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover | Verfahren und vorrichtung zum vulkanisieren von luftreifen |
EP0128421A2 (de) * | 1983-06-10 | 1984-12-19 | Continental Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Vulkanisieren von Luftreifen |
US4608218A (en) * | 1983-06-10 | 1986-08-26 | Continental Gummi-Werke Ag | Method for the vulcanization of pneumatic tires |
EP0128421A3 (de) * | 1983-06-10 | 1987-01-07 | Continental Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Vulkanisieren von Luftreifen |
CN109080189A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-25 | 重庆艾格赛汽车用品有限公司 | 一种压机的控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1479700A (en) | 1977-07-13 |
JPS5060580A (de) | 1975-05-24 |
FR2257414A1 (de) | 1975-08-08 |
CA1028023A (en) | 1978-03-14 |
JPS5722010B2 (de) | 1982-05-11 |
FR2257414B1 (de) | 1978-03-31 |
DE2446023C2 (de) | 1984-08-09 |
BR7407942A (pt) | 1975-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2446023A1 (de) | Direkte digitale steuerung von formpressen fuer gummiwerkstoff | |
DE3827285C2 (de) | ||
DE69125725T2 (de) | Temperaturregelungssystem, verfahren und vorrichtung | |
DE69127065T2 (de) | Verfahren zum bestimmen des wartungszeitpunktes einer spritzgiessmaschine | |
DE102017223300A1 (de) | Temperaturabschätzungsverfahren und Thermische-Verlagerung-Korrekturverfahren für Werkzeugmaschinen | |
DE2440661A1 (de) | Vulkanisieren von gegenstaenden aus gummi, verfahren und vorrichtung zum steuern und regeln des vulkanisierungsvorganges | |
DE69221424T2 (de) | Vorrichtung zur analyse der betriebsstunden einer spritzgiessmaschine | |
EP0201677B1 (de) | Vorrichtung zum Regeln der Temperatur von Schweissbändern | |
DE3830570A1 (de) | Berechnungsverfahren fuer die stroemungsanalyse beim spritzgiessen | |
EP0316035B1 (de) | Verfahren zur Steuerung des Nachdruckzeitverlaufes einer Spritzgiessmaschine | |
DE102014001667B4 (de) | Anzeigevorrichtung und Anzeigeverfahren für eine Spritzgussmaschine | |
DE2826060A1 (de) | Metallformungs-betriebsregelverfahren und -vorrichtung bei niederdruckguss | |
DE2431974A1 (de) | Prozessteuerung | |
DE102015008371A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Formwerkzeugs | |
DE102012019736B4 (de) | Regelungssystem | |
DE69009412T2 (de) | Einrichtung zur Temperaturregelung. | |
DE112018003981T5 (de) | Herstellungsanlage und herstellungsverfahren für ein sinterprodukt | |
DE69006448T2 (de) | Verfahren zum Steuern von Spritzgiessmaschinen. | |
DE2605037A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum zyklischen spritzgiessen von kunststoff- formteilen | |
WO2013050237A1 (de) | Verfahren zum steuern einer giessanlage | |
DE2322838A1 (de) | Verfahren zum temperieren von kakaobutterhaltigen massen, insbesondere von schokoladenmassen, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE3616369C2 (de) | ||
DE3230124A1 (de) | Verfahren zur schnellen, belastungsarmen temperaturmessung | |
DE102008050328A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung eines in einem Lotbad enthaltenen Lotvolumens | |
EP0235324B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Temperatur von elektrischen Betriebsmitteln |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B29H 5/24 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |