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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruches.
Es ist schon bekannt, zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses von Komponenten
Dosierpumpen einzusetzen. Aufgrund des Durchmessers des Kolbens und des Kolbenhubes
ist das Verhältnis der Komponenten zueinander gut festlegbar. Diese Anordnung hat
jedoch den Nachteil, daß ein einwandfreies Arbeiten der Dosierkolben oder das Fehlen
von einer oder mehreren Komponenten nicht feststellbar sind.
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So ändert sich beispielsweise das Jischungsverhältnis, wenn der Vorratsbehälter
von einer Komponente entleert oder sich im Zylinder der Dosierpumpe Ablagerungen
gebildet haben, die das zu fördernde Volumen der Pumpe verändern. Dies führt zu
einem falschen Mischungsverhältnis der einzelnen Komponenten, so daß der daraus
gebildete Stoff entweder nur beschränkt brauchbar oder unbrauchbar ist.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein fehlerhaftes
Arbeiten der Dosierpumpen oder das Fehlen einer Komponente leicht erkannt und Maßnahmen
zur Beseitigung des Fehlers ermöglicht werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, den Druck mittels Druckfühlern zu messen und in einer
Auswerteschaltung die Zeitdifferenz zwischen dem Erreichen eines vorgegebenen Druckes
in den verschiedenen Zuleitungen zu ermitteln. Besonders vorteilhaft ist es dabei,
diese Zeit mit einem Zähler zu messen und mit einem eingestellten Sollwertbereich
zu vergleichen. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Schaltungsanordnung vorzusehen,
durch die ein Signal abgegeben wird, wenn der vorgegebene Druck in einer bestimmten
Zuleitung nicht erreicht ist, während andere
Zuleitungen bereits
den vorgegebenen Druck aufweisen, so daß auch Störungen in der Referenzleitung erfaßbar
sind.
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Günstig ist es auch weiterhin, einen Ereignis zähler vorzusehen, der
die Zahl der Fehlmischungen aufnimmt und bei einer einstellbaren Zahl von Fehlmischungen
ein Signal abgibt, damit bei leichten Störungen des Mischungsverhältnisses kein
Alarm ausgelöst wird.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 eine Mischungsanordnung mit Dosierpumpen für ein 2-Komponenten-Reaktionsharz,
Fig. 2 ein Beispiel einer Auswerteeinrichtung, Fig. 3 ein weiteres Beispiel einer
Auswerteeinrichtung.
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Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Kontrolle
des Mischungsw verhältnisses für 2-Komponenten-Reaktionsharze dargestellt.
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In den Vorratsbehältern 1 und 2 sind die einzelnen Komponenten aufbewahrt.
Über Rohrleitungen 3 gelangen die Komponenten zu den Dosierpumpen 4 und 5. Als Dosierpumpen
sind.handelsübliche Ausführungen, z.B. Kolben-Dosierpumpen, wie sie in den Anlagen
der Fa. Hübers, Bocholt verwendet werden, einsetzbar. Die von der Dosierpumpe geförderte
Menge der Komponenten ist abhängig vom Kolbenhub der Dosierpumpe und dem Zylinderdurchmesser.
Die geförderten Komponenten gelangen über weitere Zuleitungen und die Rückschlagventile
6 und 7 zum Mischbehälter 8, von dem eine weitere Leitung 9 zur Auftragsstation
für die gemischten Komponenten führt.
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Zwischen Dosierpumpe 4 und Rückschlagventil 6 sowie Dosierpumpe 5
und Rückschlagventil 7 ist jeweils ein Druckfühler 10 und 11 in die Rohrleitung
eingefügt, der zur Aufnahme des Druckes in der entsprechenden Rohrleitung dient.
Den Druckfühlern 10 und 11 sind Impulsformer 12 und 13 nachgeschaltet,
die
beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckes in der Leitung einen Impuls an ihrem
Ausgang abgeben. Die Impulse des Verstärkers 12 gelangen über elektrische Leitungen
14 und die Impulse des Verstärkers 13 über elektrische Leitungen 15 an eine Auswerteschaltung.
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Die Kontrolle des Mischungsverhältnisses beruht nun auf dem Effekt,
daß bei ungenügendem Nachfließen einer Komponente in den Zylinder der Dosierpumpe
der Druckaufbau für diese Komponente bei Dosierbeginn wesentlich verzögert eintritt.
Der Druckaufbau geschieht entweder durch eine Leitungsverengung vor dem Mischbehälter
8, wenn keine Rückschlagventile in den Leitungen vorgesehen sind, andernfalls durch
den Strörnungswiderstand der durch die Rückschlagventile 6 und 7 bewirkt wird. Die
elektronische Auswerteschaltung mißt nun diejenige Zeit, die nach Erreichen eines
Druckes von beispielsweise 1 bar der Komponente 1 benötigt wird, um auch von der
Komponente 2 diesen Druck aufzubauen. Die Zeitdifferenz zwischen dem Erreichen des
Druckes der Komponente 1 und des Druckes der Komponente 2 ist u.a. von der Temperatur
der Komponente, vom Mischungsverhältnis und der zu fördernden Ilenge der einzelnen
Komponenten abhängig.
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Weiterhin gehen der Leitungsquerschnitt der Zuleitung 3 und die Leitungsverengung
bzw. die Gestaltung der Rückschlagventile 6 und 7 bei der Ermittlung der Zeitdifferenz
ein. Die einzuhaltende Zeitdifferenz muß experimentell ermittelt werden.
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Eine Auswerteschaltung zur Ermittlung des Mischungsverhältnisses ist
in Fig. 2 dargestellt. An den Eingang 20 ist die Leitung 14, an den Eingang 21 die
Leitung 15 angeschlossen. Voraussetzung ist, daß mit der im Vorratsbehälter 1 befindlichen
Komponente der vorgegebene Druck durch die Dosierpumpe 4 zuerst aufgebaut wird,
während mit der im Vorratsbehälter 2 befindlichen Komponente der Druckaufbau durch
die Dosierpumpe 5 langsamer vonstatten geht. Bei ordungsgemäßen Funktionieren der
Anordnung wird daher durch
den Druckfühler 10 zuerst ein Impuls
abgegeben werden, während durch den Druckfühler 11 bei Erreichen des vorgegebenen
Druckes der Impuls zu einem späteren Zeitpunkt folgt.
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Der Eingang 20 steht mit dem Setzeingang des Flipflops 22 in Verbindung,
während der Rücksetzeingang des Flipflops 22 mit dem Eingang 21 in Verbindung steht.
Weiterhin führt der Eingang 21 zu einem Eingang eines UND-Gatters 23, während der
weitere Eingang des UND-Gatters 23 über ein Negierglied 24 mit dem Ausgang des Flipflops
22 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 23 führt zum Setzeingang des Flipflops
25. Der Ausgang des Flipflops 25 wiederum steht mit dem Eingang einer Schalt- und
Anzeigeeinheit 26 in Verbindung. Der Ausgang des Flipflops 22 ist neben dem Eingang
des Negiergliedes 24 noch mit dem Toreingang eines Zählers 27 verbunden. Der Ausgang
des Zählers 27 steht mit der Vergleichseinheit 28 in Verbindung. Zwei Vergleichssignale
gelangen durch den Vorwahlschalter 29 an die Vergleichseinheit 28. Ein Taktgenerator
30 liefert die Zählimpulse für den Zähler 27. Dem Zähler 27 ist ein Ereigniszähler
31 nachgeschaltet, der die vom Zähler 27 abgegebenen Überlaufimpulse zählt. Mittels
eines weiteren Vorwahlschalters 32, der mit dem Ereignis zähler 31 in Verbindung
steht, ist der maximale Zählerstand des Ereigniszählers 31 einstellbar. Der Überlaufausgang
des Zählers 31 wiederum wirkt auf eine Schalt- und Anzeigeeinheit 33 ein.
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Im folgenden sei die Wirkungsweise der Schaltanordnung nach Fig. 2
erläutert. Bei einem ordnungsgemäßen Arbeiten der Mischeinrichtung wird zuerst am
Eingang 20 und danach am Eingang 21 ein Impuls anliegen. Durch den Eingang 20 wird
das Flipflop 22 gesetzt, so daß die vom Generator 30 abgegebenen Impulse in den
Zähler 27 eingezählt werden können. Erfolgt nun ein Impuls am Eingang 21, wird das
Flipflop
22 zurückgesetzt und der Zähler beendet seine Zählung. In der Vergleichseinheit
28 wird nun der Zählerstand des Zählers 27 mit den beiden vorgegebenen Zählerständen
des Vorwahlschalters 29 verglichen. Liegt der Zählerstand des Zählers 27 unter dem
durch den Vorwahlschalter gegebenenoberen und über dem unteren gegebenen Wert, so
wird von der Vergleichseinheit 28 ein Rücksetzimpuls zum Rücksetzen der Flipflops
22 und 25 und der Zähler 27 und 31 abgegeben. Liegt jedoch der Zählerstand des Zählers
27 außerhalb der durch den Vorwahl-Schalter 29 eingestellten Zählerwerte, so werden
nicht nur die Flipflops 22 und 25 zurückgesetzt, sondern es wird ein Impuls vom
Zähler 27 abgegeben. Beim Ausführungsbeispiel gelangt dieser Zählimpuls zum Ereignis
zähler 31, dessen Zählerstand um 1 erhöht wird. Es ist jedoch auch denkbar, eine
Scha-lt- und Anzeigeeinrichtung direkt anzusteuern, die eine Fehleranzeige liefert
oder Eingriffe in der Mischeinrichtung vornimmt. Ein Fehlerimpuls am Ausgang des
Zählers 27 bedeutet, daß entweder am Eingang 20 das Signal zu früh oder am Eingang
21 ein Signal zu spät angelegen hat. Für die Zischeinrichtung bedeutet dies, daß
entweder die Dosierpumpe 4 eine zu große Menge der Komponente 1 oder die Dosierpumpe
5 eine zu kleine Menge der Komponente 2 gefördert hat, so daß das Mischungsverhältnis
nicht mehr stimmt. Die Förderung einer zu großen Menge der Komponente 1 kann beispielsweise
durch einen einstellungsbedingten falschen Füllgrad der Dosierpumpe 4 verursacht
werden, während die zu geringe Förderleistung der Dosierpumpe 5 durch ein Fehlen
der Komponente 2 im Vorratsbehälter 2 oder durch ein Verschmutzen der Dosierpumpe
5 hervorgerufen werden kann. Weitere Ursachen sind eine falsche Temperatur der Komponenten
1 oder 2.
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Ein einmaliges Versagen der Mischeinrichtung und damit Auslösen eines
Zählimpulses am Ausgang des Zählers 27 kann jedoch auch zufallsbedingt sein und
wird bei einem entsprechend großen Mischbehälter 8 noch nicht zu gravierenden
Störungen
des Miscnverhältnisses führen. Aus diesem Grunde ist ein Ereignis zähler 31 vorgesehen,
der an seinem Ausgang nur dann ein Signal abgibt, wenn eine durch den Vorwahlschalter
32 eingestellte Zahl von Mischungen in direkter Folge fehlerhaft durchgeführt wurde.
In diesem Falle wird von der Schalt- und Anzeigeeinheit 33 ein Warnsignal abgegeben
oder je nach Umfang der Störung die Mischeinrichtung stillgelegt.
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Weiterhin kann es geschehen, daß eine Störung im Bereich der Komponente
1 vorliegt, die es der Dosierpumpe 4 nicht gestattet, einen Druck in der Leitung
aufzubauen, die zum Ansprechen des Druckfühlers 10 genügt. In diesem Falle gelangt
an den Eingang 20 ein verspätetes oder überhaupt kein Signal. Das bedeutet jedoch,
daß am Eingang 21 zuvor ein Rücksetzimpuls abgegeben wird, ohne daß am Eingang 20
ein Setzimpuls eingetroffen ist. In diesem Fall liegt am Ausgang des Flipflop 22
wegen des Fehlens des Setzimpulses kein Signal an, das durch den Negierer 24 in
ein Signal umgeformt wird. Ein Signal am Eingang 21 wird daher über das UND-Glied
23 an den Setzeingang des Flipflops 25 weitergeleitet, das seinerseits die Schalt-und
Anzeigeeinheit 26 in Betrieb setzt . Auch in diesem Falle muß es möglich sein, ein
Warnsignal aus-zulösen oder die Maschine stillzusetzen. Weiterhin ist es möglich,
durch die Schalt- und Anzeigeeinheit 26 dem Ereignis zähler 31 einen Impuls zuzuführen,
so daß erst nach einer bestimmten Anzahl von aufeinander folgenden Störungen eine
Warnung durch die Schalt- und Anzeigeeinheit 33 erfolgt. Selbstverständlich ist
die Auswerteschaltung nach der Abgabe des Fehlerimpulses wieder in den Ursprungszustand
zurückzusetzen.
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Neben der Abgabe der Rücksetzimpulse durch die Vergleichseinheit 28
ist es denkbar, daß die Rücksetzimpulse beispielsweise durch einen Abgriff an der
Dosierpumpe 4 oder 5 beim Heben des Kolbens der Pumpe abgegeben werden.
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In der Fig. 3 ist eine Auswerteschaltung dargestellt, die es ermöglicht,
die Zeitdifferenz betragsmäßig zu erfassen.
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Dies ist dann notwendig, wenn sowohl der Druck am Druckfühler 10 als
auch der Druck am Druckfühler 11 zu etwa der gleichen Zeit aufgebaut werden soll.
In diesem Falle sind beide Signale gleichzeitig zu erwarten, und ein Fehlersignal
ist nur dann abzugeben, wenn zwischen dem Eintreffen beider Signale eine vorgegebene
Zeitdifferenz überschritten ist.
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An den Eingang 140 ist beispielsweise die Leitung 14, an den Eingang
41 die Leitung 15 anzuschließen. Der Eingang 40 führt zu dem Setzeingang des Flipflops
42, der Eingang 41 zu dem Setzeingang des Flipflops 143. Die Ausgänge der Flipflops
42 und 143 stehen mit je einem Eingang eines Antivalenzgliedes 414 in Verbindung.
Der Ausgang 45 des Antivalenzgliedes wird direkt mit dem Eingang des Zählers 27
verbunden. Am Ausgang 45 des Antivalenzgliedes 44 wird dann ein Signal abgegeben,
wenn entweder am Eingang 40 oder am Eingang 41 ein erstes Signal abgegeben wird
und dadurch entweder das Flipflop 42 oder 43 gesetzt wird. Der Ausgang 45 gibt dann
kein Signal mehr ab, wenn auch das andere noch nicht gesetzte Flipflop durch ein
Eingangssignal an einem der Eingänge 40 oder 41 gesetzt wird. Während des Anliegens
eines Signals am Ausgang 45 des Antivalenzgliedes 44 zählt der Zähler 27 die Impulse
des Taktgenerators 30.
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Der anliegende Zählerstand wird in der Vergleichseinheit 28 mit dem
am Vorwahlschalter 29 eingestellten Wert verglichen. Beim Überschreiten des eingestellten
Wertes wird ein Signal an den Ereignis zähler 31 abgegeben. Der weitere Ablauf entspricht
dem im vorigen Abschnitt beschriebenen Verfahren. Die Schaltungsanordnung zur Ermittlung
der richtigen Reihenfolge der Impulse mit dem Negierer 24, dem UND-Glied 23, dem
Flipflop 25 und der Schalt- und Anzeigeeinheit 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel
nicht erforderlich. Die Rücksetzimpulse für die Flipflops 42 und 43 und die Zähler
27 und 31 sind beispielsweise der Vergleichseinheit 28 oder Kontakten an den Kolben
der Dosierpumpen 4 oder 5 entnehmbar.
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Durch geeignete Wahl der Taktfrequenz des Taktgenerators 30 ist der
Zählerstand des Zählers 27 beispielsweise auch direkt in Sekunden auslesbar. Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, die Taktfrequenz so zu wählen, daß beim Erreichen
der maximal zulässigen Zeitdifferenz durch den Überlaufimpuls des Zählers 27 ein
Signal abgegeben wird. In diesem Falle ist die Vergleichseinheit 28 und der Vorwahlschalter
29 nicht nötig. Ein Ändern der maximalen Zeitdifferenz ist dann durch eine Anderung
der Taktfrequenz des Taktgenerators 30 möglich. Selbstverständlich ist die Auswerteeinrichtung
auch analog aufzubauen.
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Statt des Zählers finden dann Integriereinrichtungen Verwendung, die
beim Erreichen einer vorgegebenen Spannung, die in einer bestimmten Integrationszeit
entspricht, Auslösesignale abgeben.