DE3438925A1

DE3438925A1 - Verfahren zur ueberwachung von automatisch arbeitenden dosiervorrichtungen

Info

Publication number: DE3438925A1
Application number: DE19843438925
Authority: DE
Inventors: Albert Ing.(grad.) 2800 Bremen Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1986-04-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von automatisch arbeitenden Dosiereinrichtungen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art souiie eine nach dem Verfahren arbeitende Einrichtung.

Die Verwendung van Dosiereinrichtungen für hochviskoae Medien, wie sie z.B. in der DE-PS 26 42 889 beschrieben sind, zur feindosierten Befettung von Bauteilen und Lagerstellen oder zur LBtfettauftragung in kleinsten Mengen auf miteinander zu verlötende Teile, erfordert, wenn der Arbeitsablauf automatisch mit hoher Dosierfrequenz erfolgen soll, eine ebenfalls automatisch arbeitende Überwachungseinrichtung, die vor allem das Ausbleiben der Fettabgabe signalisiert, um eine weitgehend auschußfreie Produktion der zu befettenden Teile zu gewährleisten.

Insbesondere bei in einer Fertigungskette eingeschalteten Lötstationen, denen eine Dosiervorrichtung vorgeschaltet ist, um die zu verlötenden Teile mit Lötfett zu versorgen, werden sehr hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit solcher Dosiereinrichtungen gestellt. So kann z.B. bei Fahrradrahmen eine mangelhafte V/erlötung der Muffen und Rohre zu schwerwiegenden Unfällen führen, wenn sich die Lötverbindungen bei der hohen Beanspruchung im Straßenverkehr zu lösen beginnen.

Schließlich sind die produktspezifischen chemischen und physikalischen Eigenschaften der Fette Parameter, die auf den Dosier- und Überwachungsvorgang von erheblichen Einfluß sind.

Als Mittel zur Überwachung ist es bekannt Lichtschranken zu verwenden, wobei bei gleichseitiger Anordnung von Sender und Empfanger der Lichtstrahl vom Fett reflektiert bzw. bei gegenüberliegender Anordnung von Sender und Empfänger der Lichtstrahl vom Fett unterbrochen wird. Eine derartige Lichtschranke ist jedoch für die Erfassung feindosierter tröpfchehförmiger Kleinstmengen wenig geeignet, da die Fettmasse zu winzig ist, um nach diesem bekannten Verfahren eindeutige Signale zu erhalten, die eine brauchbare Überwachung ergeben.

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Auch die Erfassungsmethode, das feindosierte Fett mit Ultra-Schall abzutasten, ist nicht sehr zuverlässig, da auch hier die abgegebene Fettmenge zu gering ist, um immer eine eindeutige Signalauslösung zu erhalten. Eine Anwendung dieser bekannten Methoden zur Überwachung von Dosiereinrichtungen, die mit hohen Dosierfrequenzen Kleinstmengen abgeben ist daher wegen ihrer unzuverlässigen Meßwerterfassung nicht zu empfehlen.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung der automatischen Fettabgabe bei Dosiergeräten anzugeben, mit dem sich auch die Abgabe von Kleinstmengen in hoher Dosierfrequenz und mit hoher Genauigkeit erfassen läßt. Das Überwachungsverfahren soll sich dabei mit im Aufbau einfachen, wenigen und betriebssicheren Mitteln realisieren lassen und die nach dem Verfahren arbeitende Einrichtung genau und störungsunanfällig die Fettabgabe überwachen und auch mit den verschiedenen Parametern des zu verarbeitenden Fettes fertig werden.

Belöst wird die gestellte Aufgabe durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Verfahren sowie durch die nach dem Verfahren arbeitende Einrichtung.

Mit der beanspruchten Lösung läßt sich die Fettabgabe und damit auch des Ausbleiben derselben genau erfassen und in ein eindeutiges Signal zur entsprechenden Auswertung umsetzen. In dem Moment, wo das Fett aus der Dosiereinrichtung austritt bzw. auf das Bauteil auftrifft, wird die Wärmestrahlung des aufgeheizten Fettes berührungslos von einem pyroelektrischen Infrarot-Detektor erfaßt, der die Strahlleistung des Fettes über entsprechende Schaltungen in eine auswertbare elektrische Signalspannung umsetzt.

Fällt jedoch die Fettabgabe aus irgendwelchen Gründen aus, so wird, da keine hohe Wärmestrahlung abgegeben wird, eine AufIadung des Detektors verhindert. Der Detektor gibt eine unter dem Sollwert liegende Spannung ab, die sofort ein akustisches ader optisches Störsignal auslöst.

Besonders zweckmäßig kann es hierbei sein, wenn die mit dem zu überwachenden Dosiergerät verknüpften Einrichtungen, wie z.B. die die zu befettenden Bauteile zu- und abführenden Förderbänder, so in die Überwachungsschaltung mit einbezogen werden, daß bei Aussetzung

der Fettabgabe zur Vermeidung von Ausschuß sowohl das Dosiersystem als auch die mit Ihm verknüpften Einrichtungen automatisch abgeschaltet werden. Es kann in diesem Fall auch von Vorteil sein, wenn das nicht mit Fett beaufschlagte Bauteil automatisch über eine Weiche ausgeschleust wird.

Auch die erfolgte Fettabgabe kann durch ein besonderes Erfolgssignal zur Anzeige gebracht werden.

Die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht in erster Linie aus einer das Fett aufheizenden elektrischen Heizquelle und einem pyroelektrischen Infrarot-Detektor als Meßwertaufnehmer, dessen Ausgangsspannung über einen Verstärker einem Signalumsetzer zugeführt wird. Entsprechend der aufgenommenen Wärmestrahlung, wird bei Überschreitung eines vorgegebenen Sollwertes (also bei erfolgter Fettabgabe) ein Erfolgssignal und bei Unterschreitung des Sollwertes (also bei Aussetzung der Fettabgabe) ein Störsignal abgegeben.

Die Heizquelle kann unmittelbar am Dosierventil aber ehenso auch an der Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Dosierventil vorgesehen sein. Auch eine Beheizung des Vorratsbehälters kann in besonderen Fällen von Vorteil sein. Schließlich können auch mehrere der vorgenannten Einrichtungsteile gleichzeitig beheizt sein.

Um bei Dosiereinrichtungen, bei denen sich aus bestimmten Gründen die Heizquelle nicht unmittelbar am Dosierventil anordnen läßt, ein Absinken der Fettemperatur während der Dosierpausen oder Stillstandszeiten zu verhindern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Rücklaufleitung vorgesehen, welche mit der Verbindungsleitung zwischen Vorratsbehälter und Dosierventil eine geschlossene, das Dosierventil und die Heizquelle einschließende Ringleitung bildet. Eine in die Ringleitung eingeschaltete Förderpumpe sorgt dafür, daß das Fett in einem geschlossenen Kreis ununterbrochen an der Heizquelle vorbeigeführt wird, sd daß in den Dosierpausen keine Abkühlung des Fettes erfolgt.

Sofern der Detektor so angeordnet ist, daß er die Wärmestrahlung des auf das Bauteil aufgetragenen Fettes aufnimmt, wird, 3c-, urn eine vom Fett emittierte noch ausreichend meßfähige Strahlung

zu erhalten, eine höhere Aufheizung des Fettes empfohlen, um so den schnellen Wärmeentzug durch das Bauteil zu kompensieren. Die Heizquelle ist zu diesem Zweck auf unterschiedliche Temperaturen einstellbar.

Der Vorteil der Erfindung uird vor allem darin gesehen, daß nunmehr exakt die Fettabgabe durch Erfassung der Wärmestrahlung des aufgeheizten Fettes bzw. das Ausbleiben der Strahlung bei einem Defekt oder Aussetzer festgestellt werden kann, wobei die Signalspannung ein Erfolgs- bzuj. ein Störsignal abgibt oder die Anlage

1G bei einer Störung selbsttätig stillsetzt. Das unbefettete Bauteil kann dann der Anlage entnommen oder automatisch ausgeschleust werden. Schließlich udrd auch an Bedienungspersonal eingespart, da im Gegensatz zu den bekannten Dosiereinrichtungen ohne Überwachungseinrichtungen, nunmehr eine größere Anzahl Dosierstationen von einer einzigen Person beaufsichtigt werden können.

Schließlich bringt die Erfindung gewissermaßen als Nebeneffekt noch einen Vorteil bei der Befettung von feinmechanischen Kleinteilen. Hier konnte die Befettung bisher wegen der sehr hohen Anforderung bezüglich der punktuell aufzutragenden Fettmenge nur manuell durchgeführt werden. Durch die Beheizung des Fettes wird dessen Viskosität so stark herabgesetzt, daß sich jetzt auch mit der Dosiereinrichtung geringste Mengen hauchdünn automatisch auftragen lassen.

Über die Intensität der Wärmestrahlung läßt sich ferner die Menge des bei der Dosierung abgegebenen Fettes feststellen. So kann zu diesem Zweck z.B. ein elektrisches Meßgerät vorgesehen sein, das die jeweilige Signalspannung zur Anzeige bringt, die dann als Maß für die abgegebene Fettmenge je Dosiertakt dient.

In der Zeichnung ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Einrichtung in Form von zwei Blockschaltbildern schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Dosiergerät mit Überwachungseinrichtung und Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Der Einfachheit halber ist bei den beiden Ausführungsbeispielen von einer bekannten Dosiereinrichtung nur das Dosierventil 1 mit Abgabedüse 2 gezeigt, aus welcher das abzugebende Medium,z.B.

Lötfett 3, mittels Druckluft auf die zu befettenden Bauteile k in Kleinstmengen feindasiert aufgetragen wird. Dem Dosierventil 1 uiird das Lötfett über eine Verbindungsleitung 5 aus einem über eine Druckleitung 6 mit Druckluft beaufschlagten Vorratsbehälter 7 zugeführt. Druckluft und Fett sind durch einen Kalben B voneinander getrennt. Die Bauteile k werden über ein Förderband 9 an. der Abgabedüse 2 vorbei geführt.

Zur Feststellung, ob die Dosiereinrichtung Fett abgegeben hat oder nicht, dient die nachfolgend beschriebene Überuiachungseinrichtung.

Für die pyroelektrische Erfassung des vom Dosierventil abgegebenen Fettes ist eine Heizquelle 10 vorgesehen, die gemäß den beiden Ausführungsbeispielen in die Verbindungsleitung 5 zwischen Vorratsbehälter 7 und Dosierventil 1 als Heizschlauch eingeschaltet ist und das vom Behälter 7 kommende Fett aufheizt.

Nahe der Abgabedüse 2 ist ein auf die Wärmestrahlung des aus der Düse 2 austretenden Fettes ansprechender Pyroelektrischer Infrarot-Detektor 11 angeordnet, der über integrierte Schaltglieder 12 bis 15 (Bandpaßfilter 12, Verstärker 13, Gleichrichter 1*f und Mono-flop-Zeitglied 15) die Strahlleistung des Fettes in eine auswertbare elektrische Signalspannung umsetzt, die in einem Komparator 16 mit dem in einem Beber 17 vorgegebenen Sollwert verglichen uiird. Beim Überschreiten des Sollwertes ergeht über die Leitung 1Ö ■ ein Erfolgssignal, das z.B. durch eine grüne Lichtquelle 19 die erfolgte Befettung zur Anzeige bringt, lilird der Sollwert beim Aussetzen der Fettabgabe unterschritten, so gibt der Komparator 16 über die Leitung 20 ein Störsignal ab, das z.B. durGh eine rote Lichtquelle 21 zur Anzeige gebracht wird. Die nicht weiter dargestellte Gesamtanlage kann beispielsweise bei einer Störung über einen Magnetschalter 22, der die Stromzuführung 23 zur Anlage unterbricht, stillgesetzt werden. Die von einem Aussetzer verursachte Störung kann dann vom Bedienungspersonal leicht beseitigt werden.

Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, das bei einer Störung vom Fett nicht beaufschlagte Bauteil automatisch über eine nicht näher dargestellt Weiche aus der Förderreihe auszuschleusen und den nach nicht befetteten Bauteilen auf dem Förderband wieder

zuzuführen. Zwischen dem Dosierventil 1 und der Überwachungseinrichtung ist eine elektrische Leitungsverbindung Zk vorgesehen, die zur Übermittlung eines Referenzsignals an den Komparator 16 dient, um exakt im Moment des Dosiertaktes die Durchführung des Sollwert-Istwert-l/ergleichs sicher zu stellen.

In bestimmten Fällen, so z.B. bei Dosierpausen oder bei längeren Taktzeiten, uienn z.B. größere Bauteile zu befetten sind, wird nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ein Abkühlen des aufgeheizten Fettes dadurch vermieden, daß an das Dosierventil 1 gegenüber

1D der Einlaßbohrung 1a der das Fett zuführenden Uerbindungsleitung 5 eine Auslaßbohrung 1b vorgesehen ist, an welcher eine Rücklaufleitung 25 Anschluß hat, die bei 26 in die Leitung 5 einmündet und mit dieser eine Ringleitung bildet. Vor der Heizquelle 10 die zweckmäßigerweise, u&e dargestellt, als Heizschlauch in der Verbindungsleitung 5 zwischen Vorratsbehälter 7 und Dosierventil 1 angeordnet ist, befindet sich eine das Fett kontinuierlich durch die Ringleitung im Kreislauf umpumpende Förderpumpe 27, sodaß das Fett immer wieder an der Heizquelle 10 vorbeibewegt wird. Sobald an der Düse Fett abgegeben wird, erfolgt aus dem Vorratsbehälter 7 eine Fettnachspeisung, die bei 26 der Ringleitung zugeführt wird.

Die Wärmestrahlung des Fettes ist in der Zeichnung durch drei parallel nebeneinanderliegende Pfeile angedeutet.

AO- - Leerseite -

Claims

Albert Zimmer -*":;. -; ;""; -"-- 27.O8.198«t Verfahren zur Überwachung von automatisch arbeitenden Dosiereinrichtungen Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung von automatisch arbeitenden Dasiereinrichtungen, bei denen vor allem Fette hochviskoser Konsistenz aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter über eine Verbindungsleitung einem Dosierventil zugeführt und mittels Düsen feindosiert auf

5 Oberflächen von Bauteilen aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Fett auf dem Weg vom Vorratsbehälter zum Düsenausgang aufheizt,

b) die Wärmestrahlung des aus der Düse austretenden bzui. auf das Bauteil aufgetragenen Fettes durch einen Meßwertaufnehmer berührungslos erfaßt^

c) die erfaßte Wärmestrahlung verstärkt in eine elektrische Signalspannung umsetzt und

d) die Signalspannung der erfolgten oder unterbliebenen Fettabgabe der Auswertung zuführt.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

a) eine elektrische Heizquelle (10) für das aufzuheizende Fett,

b) einen pyroelektrischen Infrarot-Detektor (11) als Meßwertaufnehmer für die Wärmestrahlung des Fettes,

c) einen dem Infrarot-Detektor nachgeschalteten Verstärker (13) und d) einen Signalumsetzer.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (1) beheizt ist.

k. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (5) zwischen Vorratsbehälter (7) und Dosierventil beheizt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (7) beheizt ist.

S. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr der Bauelemente (1,5,7) beheizt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeheizte Fett zur Aufrechterhaltung seiner Temperatur innerhalb eines geschlossenen Kreislaufes ununterbrochen an der Heizquelle vorbeigeführt wird.

a. Vierfahren nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil mit in den geschlossenen Kreislauf einbezogen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung bei jedem Dosiertakt ein Referenzsignal an die Überwachungseinrichtung zur Auslösung der Istwerterfassung abgibt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aussetzen der Fettabgabe und somit beim Ausbleiben der Wärmestrahlung die vom Infrarot-Detektor abgegebene Ausgangsspannung den vorgegebenen Sollwert unterschreitet und in ein Störsignal umsetzt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aussetzen der Fettabgabe die Dosiereinrichtung sich allein oder zusammen mit den verknüpften Anlageteilen selbsttätig abschaltet.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis ß, zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 urid 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Dosierventil (1), das für den Anschluß der Verbindungsleitung (5) mit einer Einlaßbohrung (1a) versehen ist, auf der gegenüberliegenden Seite eine Auslaßbohrung (1b) aufweist,
b) an die Auslaßbohrung (1b) eine bei (26) in die Verbindungsleitung

(5) einmündende Rücklaufleitung (25) angeschlossen ist,

c) beide Leitungen (5,25) zusammen eine Ringleitung bilden und

d) die Heizquelle (10) auf der Zulaufseite zwischen der Einmündung (26) und der Auslaßbohrung (1b) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung (5,25) eine das Fett umpumpende Förderpumpe (27) vorgesehen ist.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, 12, 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der elektrischen Heizquelle einstellbar ist.

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis und 12 bis 1^, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11) auf die Strahlung der unmittelbar vor-her auf das Bauteil (4) aufgetragenen Fettdosis ausgerichtet ist, uobei das Fett zur Erzielung einer ausreichenden Strahlleistung mit erhöhter Temperatur gefahren udrd.