DE29515725U1 - Vorrichtung zum chargenweisen Dosieren von Ausgangssubstanzen in einen Mischer auf einer kunststoffverarbeitenden Maschine - Google Patents

Description

Belegexemplar

:.. Darf nicht geändert werden

pöftä Patentanwälte

Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. fechn. Waldemar Leitner Dr. phi/, not. Rudolf Bauer-1990 Dipl. ing. Helmut Hubbuch-1991 European Patent Attorneys

05.10.1995 TW/Be/Be95S28

Koch Maschinentechnik GmbH., D-75228 !springen

Vorrichtung zum chargenweisen Dosieren von Ausgangssubstanzen in einen Mischer auf einer Kunststoff verarbeitenden Maschine

Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaien. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-22 43 298 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden zwei oder mehr als zwei für Erzeugnisse aus thermoplastischem Kunststoff bestimmte Ausgangssubstanzen in wählbaren Gewichtsanteilen aus Speicherbehältern in einen Mischer dosiert, weicher sich auf einer Kunststoff verarbeitenden Maschine befindet. Bei den Ausgangssubstanzen handelt es sich typisch um ein thermoplastisches Kunststoff-Rohmaterial in Form eines Granulates, um Kunststoffregenerat, um Hilfs- und Füllstoffe sowie um Farbstoffe. Damit das auf der Kunststoff verarbeitenden Maschine hergestellte Erzeugnis gleichbleibende Qualität hat, ist es erforderlich, daß die Ausgangssubstanzen in gleichbleibenden Mengenanteilen, d.h. Gewichtsanteilen, in den Mischer dosiert werden, welcher sich auf der Maschine

WestlicheKarl-FriedrichStraße29-31 D-751Z2täteheiiK *...* "^: *";föstbank Karlsruhe 168 52-750 (BLZ 660 WO 75) Telefon (07231) 39840 Telefax (07231JU28&4...'' .·....: \ .:'„ Sparkasse Pforzheim 803 812 (BIZ666 500 85)

VAT Registration No. DE 144 180005

befindet. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Ausgangssubstanzen chargenweise zu wiegen und die gewogenen Mengen in den Mischer zu geben. Zu diesem Zweck ist gemäß der DE-22 43 298 A1 unter dem Auslaß des Speicherbehälters einer jeden Ausgangssubstanz eine Wiegezelie vorgesehen, die an einem Waagebalken angebracht ist und samt Inhalt gewogen wird. Man läßt die Wiegezeiie aus dem Vorratsbehälter so weit vollaufen, bis das gewünschte Gewicht erreicht ist und stoppt dann den Zulauf. Danach kann eine Absperrklappe oder dergleichen Absperrorgan geöffnet werden, so daß sich die Wiegezelle in den darunter angeordneten Mischer entleert. Die Hauptkomponenten der Ausgangssubstanzen fließen in freiem Fall aus dem Vorratsbehälter in die Wiegezellen, die in kleineren Anteilen eingesetzten Zusatzkomponenten, insbesondere Farbstoffe, werden nach der DE 22 43 298 A1 mittels einer Dosierschnecke in die Wiegezelle gefördert.

Obwohl mit Waagen die Mengenanteile im Prinzip sehr genau ausgewogen werden können, sind die bekannten chargenweise arbeitenden Dosiervorrichtungen leider doch recht störanfällig, was vor allem daran liegt, daß die Umgebungsbedingungen für exakte Wiegebedingungen ungünstig sind. So können die am Waagebalken aufgehängten Wiegezeilen nicht nur durch die einfließenden Ausgangssubstanzen in Schwingungen versetzt werden, sondern auch durch Erschütterungen, die beim Betrieb der kunststoffverarbeitenden Maschine selbst erzeugt werden oder durch in der Nachbarschaft stehende Maschinen erzeugt und über den Fußboden übertragen werden. Sogar vorbeifahrende Gabelstapler, auf einer benachbarten Straße vorbeifahrende Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeuge können Erschütterungen auf die Waage übertragen, die zu erheblichen Fehlanzeigen und damit zu fehlerhaften Dosierungen führen.

Aus der DE-22 47 518 ist die Einzefverwiegung von Substanzen durch Taktwaagen für kleinere Mengen und durch eine Bandwaage für größere Mengen bekannt. Hier ist die Störanfälligkeit noch größer als im Falle der DE-22 43 298.

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Aus den DE 28 06 103 C2, 28 57 739 C2 und 28 57 740 C2 ist es bekannt, granulatförmige und pulverförmige Ausgangssubstanzen mit Hilfe von Zellenrädem in den Mischer einer Kunststoff verarbeitenden Maschine zu dosieren. Solche volumetrisch dosierenden Dosiervorrichtungen sind weniger empfindlich gegen Erschütterungen, haben aber den Nachteil, daß die Dosiergenauigkeit nicht besser sein kann ais das Volumen einer Kammer der Dosierroüe und daß Änderungen der Schüttdichte und des Rieseiverhaitens Änderungen der dosierten Masse nach sich ziehen.

Aus der DE-21 49 242 ist es bekannt, einer Kunststoff verarbeitenden Maschine eine Hauptkomponente gravimetrisch mittels einer Bandwaage und eine Nebenkomponente volumetrisch dosiert zuzuführen. Hierbei hat jede der verwendeten Dosierarten die oben angeführten Nachteile.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die beim gravimetrischen Dosieren von Ausgangssubstanzen für Erzeugnisse aus thermoplastischem Kunststoff auftretende Störanfälligkeit verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung hat für jede in die Kunststoff verarbeitende Maschine zu dosierende Ausgangssubstanz einen Speicherbehälter, aus weichem die betreffende Ausgangssubstanz in eine Wiegezelle einer Waage gelangt. Die Wiegezeiie hat einen Auslaß mit einem steuerbaren Absperrorgan. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, an welcher die wählbaren Mengenanteile (Gewichtsteile) der verschiedenen Ausgangssubstanzen einstellbar sind. Die Waagen übermitteln der Steuereinrichtung die Wiegeergebnisse und die Steuereinrichtung steuert nach Erreichen der gewählten Mengenanteile in

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die Steuereinrichtung steuert nach Erreichen der gewählten Mengenanteile in den jeweiligen Wiegezeüen deren Absperrorgan auf. im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Steuereinrichtung die Absperrorgane ausschließlich auf der Grundlage der Wiegeergebnisse aufsteuert, ist erfindungsgemäß die Steuereinrichtung auch mit den volumetrisch arbeitenden Dosiereinrichtungen verknüpft, und zwar in der Weise, daß das jeweilige Absperrorgan nicht aufgesteuert wird, solange die Steuereinrichtung nicht festgestellt hat, daß die betreffende volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung ein vorgegebenes Volumen in die zugehörige Wiegezeüe dosiert hat.

Dadurch werden wesentliche Vorteile erzielt:

Durch Erschütterungen oder dergleichen Störeinflüsse verursachte Fehlwägungen, die das Erreichen des vorgewählten Gewichtes vortäuschen, bevor es tatsächlich erreicht ist, bleiben unberücksichtigt, wenn man von der volumetrisch arbeitenden Dosiereinrichtung weiß, daß diese das vorgewählte Volumen noch nicht vollständig dosiert hat, die vorgewählte Menge also noch nicht erreicht sein kann.

Sollte die volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung im Einzelfall fehlerhaft dosieren, z.B. dadurch, daß sie zwischendrin ein Leervoiumen fördert oder ihre Dosierkammer einmal nicht vollständig gefüllt oder entleert wird, dann wird das dadurch entdeckt, daß die Waage einen Fehlbestand anzeigt, der dann nachdosiert werden kann. Der Fall, daß die Dosierwaage und die zugehörige volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung gleichzeitig fehlerhaft arbeiten, ist unwahrscheinlich. Die Wahrscheinlichkeit dieses Falls kann weiter dadurch reduziert werden, daß die Wiegung für jede Füllung der Wiegezelle mehrmals aufeinanderfolgend durchgeführt wird, z.B. dreimal aufeinander folgend. Normale Schwankungen des Wiegeergebnisses können dabei durch Mittelwertbildung ausgeglichen werden. Abweichungen eines Wiegeergebnisses, die so groß sind, daß säe durch normale Wiegeungenauigkeit nicht erklärt werden können, werden vorzugsweise äußeren

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Störeinfiüssen, z.B. Erschütterungen, zugeschrieben, welche auf die Dosiervorrichtung einwirken; solche "Ausreißer" unter den Meßwerten werden vorzugsweise ausgeschieden und beim Vergleich des Wiegeergebnisses mit der volumetrisch arbeitenden Dosierung außer Betracht gelassen.

Abweichungen zwischen dem Wiegeergebnis und der volumetrisch arbeitenden Dosierung führen nicht in jedem Fall zu einer Anpassung der Vorgaben an der Steuereinrichtung. Die Vorgaben an der Steuereinrichtung werden vorzugsweise erst dann angepaßt, wenn in mehreren aufeinanderfolgenden Dosierzyklen Abweichungen zwischen der volumetrischen Dosierung und den Wiegeergebnissen in gleicher Richtung festgestellt werden, so daß eine systematische Abweichung unterstellt werden kann, die z.B. auf eine Änderung der Schüttdichte, auf eine Nuüpunktsdrift der Waage oder auf eine Änderung der Empfindlichkeit der Waage hinweisen könnte. Eine Nullpunktsdrift kann einfach dadurch ausgeschlossen werden, daß man die Waage nach jedem Entleeren der Wiegezelle auf Null zurückstellt. Eine Änderung der Empfindlichkeit der Waage kann durch Auswahl einer geeigneten Wiegetechnik und durch von Zeit zu Zeit erfolgende Eichungen ausgeschlossen werden. Waagen, die mit Dehnungsmeßstreifen (DMS) arbeiten, eignen sich im vorliegenden Fall besonders. Es verbleibt ais Hauptquelle für systematische Fehler das Zusammenwirken der Ausgangssubstanzen mit der volumetrisch arbeitenden Dosiereinrichtung; solchen systematischen Fehlern kann man dadurch begegnen, daß man die Voreinstellung des zu dosierenden Volumens in Abhängigkeit von der festgestellten Abweichung vom Wiegeergebnis schrittweise an das Wiegeergebnis anpaßt.

Mit der Erfindung erreicht man auf einfachste Weise eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Dosierung von Ausgangssubstanzen in eine Kunststoff verarbeitende Maschine und damit eine gleichmäßigere Qualität der mit der Maschine hergestellten Kunststoff-Erzeugnisse. Die Erfindung eignet sich sowohl für Extrusionsmaschinen als auch für Spritzgießmaschinen, besonders aber für letztere, weil diese das Material chargenweise

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verarbeiten. Sie haben darüberhinaus den Vorteil, daß bei ihnen der Wiegevorgang in eine Arbeitsphase mit geringsten Erschütterungen gelegt werden kann, z.B. in die Phase des Nachdrückens bzw. Druckhaltens nach dem Einspritzvorgang; die Spritzgießmaschine könnte auch ohne weiteres kurzzeitig für den Wiegevorgang stillgesetzt werden; z.B. könnte der Wiegevorgang nach dem Auswerfen des durch Spritzgießen hergestellten Formteils vor dem erneuten Schließen der Spritzgießform erfolgen.

Wird eine Kunststoff verarbeitende Maschine erstmals auf die Herstellung eines bestimmten Erzeugnisses eingestellt, dann werden die Voreinstellungen für das Dosieren der Ausgangssubstanzen am Steuergerät vorzugsweise vorweg in Testläufen ermittelt, zweckmäßigerweise dadurch, daß man die Gewichtsanteile der einzelnen Ausgangssubstanzen am Steuergerät voreinstellt und dann ausprobiert, wieviele Kammervolumina oder wieviel Dosierzeit die gewählte Dosiereinrichtung unter Standardbedingungen benötigt, um eine Menge der Ausgangssubstant mit dem vorgegebenen Gewicht in die Wiegezelle zu dosieren. Dieser vorab experimentell ermittelte Wert wird dann als Votumenvorgabe oder Anzahl von Kammervolumina, Umdrehungszahl am Dosiergerät oder als Dosierzeit der Steuereinrichtung eingegeben mit der Folge, daß der jeweilige Dosiervorgang nicht vor Erreichen dieser Vorgabe beendet werden kann.

Die Erfindung eignet sich besonders für rieselfähige, pulverförmige oder granulatförmige Substanzen. Diese werden vorzugsweise mit Hilfe eines Zellenrades, wie aus den DE 28 06 103 C2, DE 28 57 739 C2 und DE 28 57 740 C2 bekannt, aus ihrem Speicherbehälter volumetrisch in die zugehörige Wiegezelie dosiert. Die Zellenräder haben eine Anzahl von untereinander gleichen, in regelmäßigen Abständen um das Zellenrad herum verteilte Kammern oder Zellen, in welche die Ausgangssubstanz schwerkraftbedingt aus dem Speicherbehälter hineinrieselt und aus welchen sie bei nach unten weisenden Zellen herausfällt in die Wiegezelle. Das gleichmäßige Füllen der Zellen kann durch die in den erwähnten drei Patentschriften genannten Mittel begünstigt werden, insbesondere durch

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Abstreifer, welche oberhalb dies ZeJlenrades angeordnet sind und eine Überfüliung der Zellen verhindern; das Austragen von Ausgangssubstanzen, welche zum Zusammenbacken neigen, kann durch in die Zellen eingreifende Auskratzer begünstigt werden, welche auf den unteren Bereich der Zellenräder einwirken.

Flüssige bis pastöse Substanzen können ebenfalls volumetrisch in eine Waage dosiert werden, insbesondere mit einer Kolbenpumpe mit vorgegebenem Hubraum. Die volumetrische Dosierung ist um so genauer, je größer die Anzahl der Einzelvolumäna ist, die zum Erreichen des vorgegebenen Gewichtes der Ausgangssubstanz in die Wiegezelle gegeben werden müssen. Das Volumen einer Zelle des Zellenrades und der Hubraum einer verwendeten Kolbenpumpe sollten deshalb klein sein gegen das Fassungsvermögen der zugehörigen Wiegezeile, vorzugsweise weniger als 1/100, noch besser weniger als 1/500 des Fassungsvermögens der zugehörigen Wiegezelle betragen.

Flüssige und pastöse Substanzen lassen sich unter Umständen nicht ohne weiteres durch Abfließen aus der Wiegezeile entfernen; um den Abfluß zu begünstigen, kann es sich empfehlen, wie in der DE 22 42 298 vorgeschlagen, eine der rieselfähigen Hauptkomponenten des Kunststoff durch die Wiegezeile für die flüssige oder pastöse Ausgangssubstanz hindurch in den Mischer zu entleeren.

Für rieselfähige Ausgangssubstanzen sind die Wiegezellen vorzugsweise Trichter, für flüssige oder pastöse Ausgangssubstanzen zweckmäßigerweise Zylinder, aus denen die Ausgangssubstanzen besonders leicht abfließen.

Die Wiegezelle kann einen Boden enthalten, welcher als Waagschale dient und von den Umfangswänden der Wiegezelle entkoppelt ist, so daß die Umfangswände nicht mit gewogen werden müssen. Allerdings kann es dann zu Reibungen und sogar Klemmungen zwischen dem Boden und den Umfangswänden kommen, die das Wiegeergebnis verfälschen. Es wird deshalb bevorzugt, die Wiegezelle insgesamt mitzuwiegen. Im Interesse einer hohen Wiegeempfindlichkeit sollte die

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Wiegezeile möglichst leicht sein, damit nicht ihr Gewicht, sondern das Gewicht der Substanz vorherrscht. Die Wiegezelle sollte deshalb frei sein von Konstruktionsteilen, die an der Wiegezelle nicht unbedingt angebracht sein müssen. Das gilt insbesondere für das Betätigungsorgan, welches benötigt wird, um das Absperrorgan der Wiegezelle zu öffnen und ggfs. zu schließen. Zweckmäßigerweise nimmt man dafür einen Druckluftzylinder, der aber nicht an der Wiegezelle angebracht sein muß, sondern z.B. am Träger der Dosiervorrichtung oder an dem Mischer angebracht sein kann, in welchen die Wregezelie entleert wird. Es genügt, wenn der Druckluftzylinder das Absperrorgan, z.B. eine Klappe, aufstößt. Der Druckluftzylinder muß dann nicht mitgewogen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum chargenweisen Dosieren von drei verschiedenen Ausgangssubstanzen in einen Mischer auf einer Kunststoff verarbeitenden Maschine in einer Ansicht, teilweise im Schnitt,

Figur 2 zeigt als Detail einen Ausschnitt aus der Vorrichtung gemäß Figur 1, nämlich eine Wiegezelle auf dem Mischer und über der Wiegezelle eine volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung für eine der Ausgangssubstanzen, bei abgesperrter Wiegezelle, teilweise im Schnitt, und

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt ähnlich der Figur 2, jedoch mit einer von dem Mischer abgezogenen Dosiervorrichtung.

Figur 1 zeigt eine Kunststoff verarbeitende Maschine 1, symbolisch dargestellt durch ein Gehäuse 1 mit einer darin angeordneten Schnecke 2. Das Gehäuse 1 hat auf seiner Oberseite eine Einfüllöffnung 3, auf welcher sich ein trichterförmiger Mischer 4 befindet, in welchem ein Rührer 5 angeordnet ist, der durch einen

Motor 6 angetrieben wird, welcher sich auf einem Deckel 7 des Mischers 4 befindet. Nahe dem oberen Rand des Mischers 4 sind an seiner Umfangswand Paare von Führungsstangen 8 angebracht, welche ungefähr radial vom Mischer abstehen. Auf je einem Paar dieser Führungsstangen 8 ist ein Schuh 9 gleitend gelagert und in Arbeitsstellung mit Flügelmuttern 10 an einer Montageplatte 11 befestigt, weiche außen am Mischer 4 angebracht ist.

Der Schuh 9 weist eine Tragplatte 12 auf, aufweicher eine mit einem Dehnungsmeßstreifen arbeitende Waage 13 angebracht ist. An der Waage 13 ist mittels eines abgeknickten Montagebleches 14 eine trichterförmige Wiegezelle 15 bzw. 16 vorgesehen, von denen in Figur 1 zwei Exemplare dargestellt sind, wohingegen eine dritte Wiegezelle sich hinter dem Motor 6 befindet und durch diesen verdeckt wird. Die Wiegezellen 15 und 16 bestehen aus dünnem Blech und haben am unseren Ende einen Auslaß 17, welcher durch ein Absperrorgan 18 in Gestalt einer Klappe absperrbar ist, welche um eine waagerechte Achse 19 schwenkbar an der Wiegezelle 15 bzw. 16 angebracht ist. Zum Öffnen der Klappe 18 ist am Schuh 9 ein Druckluftzylinder 20 vorgesehen, dessen Kolbenstange 21 gegen einen Fortsatz 18a der Klappe gerichtet ist und bei geschlossener Wiegezelle (siehe Figur 2) einen Abstand von diesem Fortsatz hat. Wird der Druckluftzylinder 20 betätigt und dadurch seine Kolbenstange 21 ausgefahren, trifft sie gegen den Fortsatz 18a der Klappe, so daß diese verschwenkt wird und den Auslaß 17 freigibt (siehe Figur 3). Das Schließen der Klappe 18 kann dadurch bewirkt werden, daß das vom Fortsatz 18a ausgeübte Drehmoment größer ist als das von der Klappe 18, welche mit dem Gewicht der Füllung der Wiegezelle belastet ist. Das Schließen der Klappe 18 kann durch eine Rückholfeder unterstützt werden, welehe in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.

Der Auslaß 17 befindet sich über einem Loch 22 im Deckel 7 des Mischers (siehe Figur 2).

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Oberhalb der Wiegezelle 15 ist ein Speicherbehälter 23 für eine der Ausgangssubstanzen angeordnet. Ein weiterer Speicherbehälter 24 ist oberhalb der Wiegezeile 16 angeordnet und ein dritter Speicherbehälter 25 für eine dritte Ausgangssubstanz ist oberhalb der vom Motor 6 verdeckten Wiegezelle angeordnet. Auf den Speicherbehältem 23 und 25 befindet sich als Aufsatz eine Saugfördereinrichtung 26 bzw. 27, mit welcher die Speicherbehälter 23 und 25 aus Vorratsbehältem 28 und 29 nachgefüllt werden können. Der dritte Speicherbehälter 24 ist der kleinste der Speicherbehälter und enthält beispielsweise ein Farbpigmentpuiver, welches nur in kleinen Mengen zudosiert wird. Der Speicherbehälter 24 kann nach Bedarf von Hand nachgefüllt werden.

Die Speicherbehälter 23, 24 und 25 haben jeweils einen Sockel 30, 31 und 32, in welchem als volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung eine Zellenradschleuse 33 bzw. 34 angeordnet ist, weiche beispielhaft anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben wird.

Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Zellenradschleuse 33 besteht aus einer überwiegend zylindrischen Ausnehmung 35 im Sockel 30, in welcher ein Zellenrad 36 drehbar gelagert ist. Für den Antrieb des Zellenrades ist ein Elektromotor 37 (Figur 1) vorgesehen. Das Zellenrad 36 hat eine Anzahl von untereinander gleichen, über den Umfang des Zellenrades verteilten Zellen 38. In die Ausnehmung 35 mündet von oben her seitlich neben dem Scheitel der Ausnehmung 35 ein Auslaß 39 des Speicherbehälters 23. Auf der gegenüberliegenden Seite des unteren Scheitels der Ausnehmung 35 ist diese mit einer Auslaßöffnung 40 versehen, welche dicht oberhalb der Einlaßöffnung 41 der Wiegezelle 15 liegt.

In der Darstellung der Figur 2 dreht sich das Zellenrad 36 im Uhrzeigersinn. Die Wand der Ausnehmung 35 liegt - in Drehrichtung gesehen - im Abschnitt zwischen der Auslaßöffnung 40 und dem Auslaß 39 des Speicherbehälters 23 so nahe bei den Wänden des Zellenrades 36, daß die im Speicherbehälter 23 befindliche Ausgangssubstanz, dargestellt als ein Granulat 42, nicht unter Umgehung

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des Zellenrades 36 im freien Fall in die Wiegezelle gelangen kann, sondern nur infolge der Förderwirkung des Zellenrades 36, welche dadurch zustande kommt, daß die Zellen 38 unterhalb des Auslasses 39 mit der Ausgangssubstanz 42 gefüllt werden, wobei eine Überfüllung durch einen den Auslaß 29 begrenzenden Abstreifer 46 verhindert wird, und die gefüllten Kammern 38 in Richtung der Auslaßöffnung 40 rotieren, wo sie sich durch Schwerkraft, erforderlichenfalls unterstützt durch einen Auskratzer (wie in den DE 28 06 103 C2, DE 28 57 739 C2 und DE 28 57 740 C2 offenbart) entleeren. Damit es durch die in die Zellen 36 eingefüllte Ausgangssubstanz 42 nicht zu einer Klemmung kommt, ist der - in Drehrichtung gesehen - sich zwischen dem Auslaß 39 und der Auslaßöffnung 40 erstrekkende Abschnitt 35a der Innenwand der Ausnehmung 35 von den Wänden des Zeilenrades 36 zurückversetzt (siehe Figur 2).

In den Deckel 7 des Mischers ist femer ein beispielsweise kapazitiv arbeitender Füllstandssensor 43 eingebaut.

Schließlich ist ein Steuergerät 44 vorgesehen, welches über nicht weiter bezeichnete elektrische Leitungen mit den Antriebsmotoren 37 der Zellenräder 33, 34, mit dem Füllstandssensor 43, mit den DMS-Waagen 13 und mit einem Magnetventil in einer Druckluftzuieitung zum Druckluftzylinder 20 verbunden ist.

Mit der dargestellten Dosiervorrichtung arbeitet man wie folgt:

Vor dem erstmaligen Herstellen eines bestimmten Kunststofferzeugnisses auf der Maschine 1 werden die gewünschten Mengenanteile (Gewichtsanteile) der einzelnen Ausgangssubstanzen zahlenmäßig in das Steuergerät 44 eingegeben. Dann werden die mit den Zellenradschleusen 33 und 34 gebildeten, volumetrisch arbeitenden Dosierernrichtungen gravimetrisch geeicht. Dazu zieht man nach Lösen der Flügelmuttern 10 die Schuhe 9 mit den darauf angeordneten Einrichtungen vom Mischer 4 ab in die in Figur 3 dargestellte Stellung, in welcher der Auslaß 17 der Wiegezelle 15 nicht mehr über dem Mischer 4, sondern daneben liegt.

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Man bestimmt nun in einigen Probeläufen, wieviele Umdrehungen des Zellenrades 36 man benötigt, um eine Menge der im Speicherbehälter 23 enthaltenden Ausgangssubstanz mit dem zuvor in das Steuergerät eingegebenen Gewicht pro Charge in die Wiegezeile 15,16 einzufüllen. Bei einem mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Zellenrad 36 kann man statt dessen auch die Zeitspanne ermitteln, welche das Zellenrad benötigt, um eine Menge mit dem gewünschten Gewicht in die Wiegezelle 15 bzw. 16 zu dosieren. Das Erreichen des gewünschten Gewichtes wird mit Hilfe der Waage 13 unter kontrollieren Bedingungen in Ruhe ermittelt, damit man sicher sein kann, daß die Waage korrekt anzeigt. Die jeweils in die Wiegezelle 15 eingefüllte Charge der Ausgangssubstanz entleert man durch den Auslaß 17 und fängt sie mit einem Eimer 45 auf. Das aufgefangene Material kann dem Produktionsprozeß wieder zugeführt werden. Hat man aus einigen Messungen und unter Mittelwertbildung die Anzahl der Umdrehungen oder die Laufzeit des Zellenrades 36, welche man für das gewünschte Gewicht benötigt, ermittelt, gibt man diesen Wert ebenfalls in das Steuergerät 44 ein und bringt die Anordnung wieder in die Arbeitsposition, wie in Figur 2 dargestellt.

Unter Betriebsbedingungen wird dann das Zellenrad 36 mit der voreingestellten Zeitspanne oder mit der voreingestellten Anzahl von Umdrehungen gedreht und damit die Ausgangssubstanz aus dem Speicherbehälter 23 in entsprechender Menge in die Wiegezelle 15 gefüllt, welche samt Inhalt zusätzlich mittels der Waage 13 gewogen wird. Stimmt das ermittelte, vorzugsweise aus drei hintereinander durchgeführten und gemittelten Wägungen bestimmte Gewicht innerhalb einer vorgegebenen Fehlerbreite mit dem voreingestellten Gewicht überein, steuert das Steuergerät das Absperrorgan 18 auf, vorausgesetzt, der Niveausensor 43 zeigt an, daß das Niveau im Mischer 4 unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist.

Weicht das Ergebnis der Wägung um mehr, als die vorgegebene Fehlerbreite erlaubt, vom voreingestellten Gewicht ab, erfolgt eine Nachdosierung mittels der Zellenradschleuse 33, bis das Ergebnis der Wiegung innerhalb der

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vorgegebenen Fehierbreite mit dem voreingestellten Gewicht übereinstimmt. Dann wird durch das Steuergerät 44 mit Hilfe des Druckluftzylinders 20 die Klappe 18 geöffnet und die Wiegezelle 15 in den Mischer 4 entleert, sobald der Niveausensor 43 Nachfüllbedarf signalisiert hat.

Kommt es bei drei aufeinanderfolgenden Füllungen zu einer systematischen Abweichung des gemessenen Gewichts vom voreingesteilten Gewicht, dann wird die Eichung der volumetrisch dosierenden Zeilenschleuse 33 schrittweise angepaßt, und zwar in der Weise, daß sie stets nur um einen Teil des gemessenen Fehlbedarfs, z.B. um die Hälfte des Fehlbedarfs, nachgestellt wird, um Regelschwingungen zu vermeiden.

Einzelne Meßwerte der Waage 13, die so stark von den übrigen Meßwerten abweichen, daß die Abweichung durch normale Meßungenauigkeiten nicht erklärt werden kann, werden als "Ausreißer" gewertet, z.B. hervorgerufen durch Erschütterungen, und werden bei der Mittelwertbildung des gemessenen Gewichtes nicht berücksichtigt.

Claims (9)

-14-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum chargenweisen Dosieren von zwei oder mehr als zwei für Erzeugnisse aus thermoplastischem Kunststoff bestimmte Ausgangssubstanzen aus Speicherbehältem (23, 24, 25) in wählbaren Mengenanteilen in einen Mrscher (4) zum Anbringen auf einer kunststoffverarbeitenden Maschine (1), insbesondere Spritzgießmaschine,
wobei

jeder Speicherbehälter (23, 24, 25) einen Auslaß (39) hat, weichem eine Waage (13) mit einer Wiegezeile (15,16) zugeordnet ist, welche einen mit dem Auslaß des Speicherbehälters (23, 24, 25) kommunizierenden Einlaß

(41) hat und weiche einen durch ein Absperrorgan (18) absperrbaren Auslaß

(17) hat, welcher mit einem Einlaß (22) des Mischers (4) kommuniziert, und

eine Steuereinrichtung (44) vorgesehen ist, an welcher die wählbaren Mengenanteile einstellbar sind und welcher von den Waagen (13) die Wiegeergebnisse übermittelt werden und welche nach Erreichen der gewählten Mengenanteile in den jeweiligen Wiegezellen (15,16) deren Absperrorgan (18) aufsteuert,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Speicherbehältem (23, 24, 25) und der zugehörigen Wiegezeile (15,16) zusätzlich jeweils eine volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung (33, 34) vorgesehen ist, welche mit der Steuereinrichtung (44) in der Weise verknüpft ist, daß die Steuereinrichtung (44) das jeweilige Absperrorgan (18) nicht aufsteuert, solange sie nicht das Dosieren eines vorgewählten Volumens durch die betreffende volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung (33, 34) feststellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die volumetrisch arbeitenden Dosiereinrichtungen (33, 343) für rieselfähige Substanzen Zellenradschleusen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die volumetrisch arbeitenden Dosiereinrichtungen für pastöse sowie für flüssige Substanzen Kolbenpumpen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen einer Zelle (38) des Zellenrades (36) bzw. der Hubraum der Kolbenpumpe klein ist gegen das

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Zelle (38) eines Zellenrades (36) bzw. der Hubraum der Kolbenpumpe weniger als 1/100, vorzugsweise weniger als 1/500 des Fassungsvermögens der zugehörigen Wiegezelle (15,16) beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegezellen (15,16) Trichter sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (18) durch ein Betätigungsorgan (20) betätigt wird, welches nicht an der Wiegezelle (15,16) angebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewählte Volumen gleich dem gewählten Mengenanteil (Gewichtsanteil) geteilt durch die Schüttdichte der jeweiligen Ausgangssubstanz ist.

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9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Speicherbehälter (23, 24, 25), volumetrischer Dosiereinrichtung (33, 34) und zugehöriger Wiegezelie (15, 16) verschieblich auf Führungen (8) ruht, die vom Mischer (4) abstehen.