DE2446023A1

DE2446023A1 - Direkte digitale steuerung von formpressen fuer gummiwerkstoff

Info

Publication number: DE2446023A1
Application number: DE19742446023
Authority: DE
Inventors: James Richard Diehr; Theodore Albert Lutton
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 1973-09-26
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1975-04-03
Also published as: FR2257414B1; FR2257414A1; JPS5060580A; CA1028023A; DE2446023C2; BR7407942A; JPS5722010B2; GB1479700A

Description

26. September Ί974

FEDERAL-MOGUL CORPORATION
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

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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 N_oniinaltemperatur 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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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

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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,

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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-

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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.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

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

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).

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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

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