DE3923241C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von aus mehreren primären Eingangskomponenten mit unterschiedlichen Anteilen bestehenden Kunststoff-Granulaten mit vorgegebenen und konstanten Eigenschaften definierter Genauigkeit, wobei die Eingangskomponenten aus Eingangs­ behältern über Waagebehälter und zentral gesteuerten Dosier­ einrichtungen einem Extruder, aus diesem und einem sich an­ schließenden Granulator und aus dem Granulator Ausgangs­ behältern zugeführt werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Fertigung von Kunststoffteilen mit bestimmten Merkmalen und Eigenschaften, wie beispielsweise Farbe und Festigkeit, ist es bekannt, Granulate herzustellen, welche nach einer vorgegebenen Rezeptur aus verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Anteilen bestehen. Insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffteilen in einer bestimmten und genau einzuhaltenden Farbe, sind die Mengenanteile der Komponenten sehr unterschiedlich, so daß deren Einhaltung besonders kritisch ist. Dies gilt entsprechend auch für andere Merkmale und Eigenschaften.

Für die kontinuierliche Herstellung eines Granulats zur Fertigung von Kunststoffteilen mit äußerst genau einzuhaltenden Rezepturen müssen daher die einzelnen aus Silos oder Behältern entnommenen Komponenten in sehr genauer Dosierung gemischt und einem Extruder zugeführt werden.

Während eines solchen Verfahrens kann es vorkommen, daß bei den Dosiereinrichtungen oder anderen Arbeitsgeräten Störungen auftreten, welche Abweichungen in der Rezeptur zur Folge haben. Besonders in der Anlaufphase der Produktion läßt es sich nicht vermeiden, daß die genaue Rezeptur bzw. die exakten Mischungs­ verhältnisse sich erst nach einer bestimmten Zeit einstellen, und daß in dieser Zeit gefertigte Granulat notwendigerweise Abweichungen von den gewünschten Eigenschaften aufweist.

Ein solches Granulat, welches aushochwertigen Komponenten be­ stehen kann, läßt sich dann nur noch für Ausweichprodukte oder Produkte einer "zweiten Wahl" verwenden. Dies ist insbesondere deswegen sehr nachteilig, weil die Abweichungen von der Rezep­ tur nicht gleichmäßig sind, sondern sich in jeder zeitlichen Phase einer Störung oder der Anlaufphase ändern. Die Ausweich­ produkte oder die Produkte einer zweiten Wahl, fallen daher auch noch unterschiedlich aus. Die Abweichungen lassen sich nur dadurch "vereinheitlichen", daß das Granulat mit ab­ weichenden Eigenschaften gesammelt und gemischt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Produktion von Ausweichprodukten oder Produkten einer "zweiten Wahl" aus einem Granulat, welches von der Rezeptur abweicht und in der Anlauf- oder in einer Störungsphase hergestellt wurde, vollständig zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabebe steht nach dem Verfahren der Erfin­ dung darin, daß die Eigenschaften der Granulate in einer Ana­ lysenstation fortlaufend gemessen und die Meßwerte einem Rech­ ner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Dosier­ einrichtungen eingegeben werden, und daß eine Transportweg­ steuerung der Granulate vom Rechner ansteuerbar ist, derart, daß bei einer vorgegebenen Sollwertabweichung der Meßwerte die vom Sollwert abweichenden Granulate gesondert aufgefangen, mengenmäßig und mit ihren vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und über Rückführungsbehälter als eine sekundäre Eingangskomponente parallel zu den primären Eingangskomponenten dem Extruder über einen Waagebehälter und eine Dosierein­ richtung rechnergesteuert zugeführt werden.

Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird jedes vom Sollwert abweichende Granulat gesondert aufgefangen und dem Eingang des Verfahrens erneut zugeführt. Da die Größen der Abweichungen und die Mengen, welche diese Abweichungen aufweisen, gemessen wurden, können diese Werte für die Steuerung der Dosierein­ richtung verwendet werden.

Nach der Erfindung führt die vom Rechner angesteuerte Trans­ portwegsteuerung das rezeptmäßig und mit vorgegebener Ge­ nauigkeit hergestellte Granulat, bei dem daher die Sollmeßwerte genau eingehalten wurden, einem Ausgangsspeicher zur bestim­ mungsgemäßen Verwertung zu.

In vorteilhafter Weise ist dem Ausgangsspeicher zur Aufnahme des rezeptmäßig hergestellten Granulats ein Mischer zugeordnet, welcher als statischer Mischer ausgebildet ist.

Die primären Eingangskomponenten bestehen aus Grund- und Zu­ schlagsstoffen in flüssiger Form, pulver- und/oder granulat­ form, wobei jede Eingangskomponente einem Waagebehälter mit einer rechnergesteuerten Dosiereinrichtung zugeordnet ist.

Die Messungen der Analysenstation werden während des gesamten Produktionsablaufs durchgeführt und Chargen mit unterschied­ lichen Sollwertabweichungen werden jeweils gesondert gelagert, mengenmäßig und mit ihren vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und als weitere sekundäre Eingangskomponenten parallel zu den primären Eingangskomponenten dem Eingang jeweils über einen Waagebehälter und einer Dosiereinrichtung rechner­ gesteuert zugeführt.

Nach der Erfindung ist ein mit definierter Genauigkeit einzuhaltendes Merkmal des Granulats seine Farbe, welche in der Analysenstation fortlaufend gemessen wird, wobei die Meßer­ gebnisse einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Transportwegsteuerung und der Dosiereinrichtungen zugeführt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Extruder auf, dem eine Reihe Waagebehälter mit jeweils einer nachgeordneten rechnergesteuerten Dosiereinrichtung parallel zueinander vorgeschaltet sind, wobei für jede primäre Eingangs­ komponente und die sekundäre Eingangskomponente ein Waage­ behälter mit Dosiereinrichtung vorhanden ist, und sich dem Extruder ein Granulator anschließt, aus welchem die von ihm hergestellten Granulate einer pneumatisch arbeitenden Trans­ portanlage zuführbar sind, mit der die Granulate über eine Analysenstation und mindestens eine rechnergesteuerte Trans­ portwegsteuerung einer Reihe von Ausgangsbehältern oder Rückführungsbehältern zuführbar sind. Zwischen dem Granulator und der ersten Transportwegsteuerung ist vorteilhaft eine Analysenstation angeordnet.

Jeder Rückführungsbehälter weist vorteilhaft einen Waagebehäl­ ter auf, dessen Ausgang über eine Dosiereinrichtung mit einer pneumatischen Transportanlage verbunden ist, welche über eine Transportwegsteuerung zu mindestens einem Eingangsbehälter führt.

Die Erfindung wird anhand der Figur, in der eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Form dargestellt ist, näher beschrieben.

Mit Hilfe transportabler Gefäße 1 und 2 oder auch anderer Transportmittel werden die parallel zueinander angeordneten Behälter 4, 5 und 6 in Richtung des Pfeiles 3 mit Grund- und Zuschlagsstoffen zur Herstellung eines Kunststoffproduktes beschickt.

Jedem Behälter 4, 5 und 6 ist ein Waagebehälter 7, 8 und 9 nachgeschaltet, welcher jeweils mit einer automatisch arbeiten­ den rechnergesteuerten Dosiereinrichtung 10, 11 und 12 ausgerüstet ist. Die Steuerung der Dosiereinrichtungen und Registrierung der Dosierwerte erfolgt mittels eines nicht näher dargestellten Rechners.

Die aus den Dosiereinrichtungen gelangenden Grund- und Zuschlagsstoffe werden einem Extruder 14, gegebenenfalls über einen Mischer 13, zugeführt, dem sich ein Granulator 15 anschließt. Das hier aus den Grund- und Zuschlagsstoffen erzeugte Granulat wird über einen Zwischenbehälter 16 mit Hilfe einer pneumatisch arbeitenden Transporteinrichtung 17 über eine Transportwegsteuerung 18 entweder einem Vorbehälter 20 mit einem sich anschließenden Waagebehälter 21 oder über eine weitere Transportwegsteuerung 19 den Ausgangsbehältern 22 und 23 zugeleitet.

Vor der ersten Transportwegsteuerung 18 befindet sich eine Ana­ lysenstation 24, von der aus fortlaufend Proben des Granulats aus der Transportvorrichtung entnommen werden.

Von dem Ausgang des Waagebehälters 21 führt eine Transportlei­ tung 25 über eine Transportwegsteuerung 26 zu den Behältern 27 und 28, welche zu den Behältern 4, 5 und 6 parallel geschaltet sind. Der Behälter 27 ist ebenfalls mit einem Waagebehälter 28 ausgerüstet, dem sich eine Dosiereinrichtung anschließt, welche ebenfalls rechnergesteuert ist.

Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet danach wie folgt. Die in den Behältern 4, 5 und 6 befindlichen Stoffe, nämlich Naturgranulate als Grundstoffe sowie Zuschlagstoffe werden über die Behälter 7, 8 und 9 und über die sich anschließenden Dosiereinrichtungen dem Extruder 14 zugeführt. Die Dosierein­ richtungen werden hierbei von einem nicht näher dargestellten Rechner aufgrund des eingegebenen Rezepts gesteuert. In dem Extruder 14 wird ein Granulat hergestellt, welches anschließend über einen Granulator 15 ein Produkt abgibt, welches über den Behälter 16 in die pneumatisch betriebene Transportvorrichtung 17 eingeschleust wird. Diese pneumatische Tansportvorrichtung 17 fördert das Gut in einen Zwischenbehälter 20, wo das Produkt verwogen und gelagert werden kann. Auf dieser Zwischenstrecke erfolgt bei der Analysenstation eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Probenkontrolle des Materials. Die Kon­ trollwerte werden zu jedem Zeitpunkt an den Rechner übertragen, so daß dieser den Zustand des Produktes kontrolliert und die Zusammensetzung über die ihm ebenfalls eingegebenen Rezepte selbständig ändert. Dieses im Behälter 20 aufgefangene Vormaterial, was noch nicht dem Sollzustand entspricht, wird solange im Behälter 20 oder in noch weiteren Behältern abge­ füllt, bis der Rechner das Produkt als gut und brauchbar beurteilt. Dieser Rechner wird durch einen Farbcomputer unterstützt, der während der Kontrolle auch die Farbzusammen­ setzung mißt und speichert und die Werte an den übergeordneten Rechner weitergibt. Dieser übergeordnete Rechner stellt nunmehr eine Mischung mit dem Anfahrmaterial oder den primären Eingangskomponenten so zusammen, daß ein Endprodukt produziert werden kann, was den vorgegebenen Vorschriften entspricht. Hierbei errechnet er die Steuergrößen für alle Dosierein­ richtungen und bewirkt deren Betätigung.

Wenn die Produktion ein als gut erkanntes Produkt herstellt, wird dieses durch die Ansteuerung der Transportwegsteuerungen 18 und 19 in die Behälter 22 und 23 gefördert, dort registriert und anschließend einem Homogenisier-Mischsilo 30 zugeführt, welcher als statischer Mischer ausgebildet ist.

Sollte aus irgendwelchen Gründen während der Produktion durch Ausfall von Waagen oder anderen Aggregaten ein Produkt erzeugt werden, welches von der Analysenstation als schlecht angesehen wird, so wird dieses Material durch Beaufschlagung der Trans­ portwegsteuerung wieder dem Behälter 20 und 21 zugeführt, der es den Eingangsbehältern 27 und 28 oder an deren Pufferbehältern über die Transportleitung zuleitet. Der Rechner verfügt über alle hierzu erforderlichen Daten, insbesondere die Merkmale und Eigenschaften der aus dem Prozeß herausgeführten Anteile, ihre Menge und ihren Lagerplatz, so daß er hiervon ausgehend sämtliche Dosiereinrichtungen derart steuert, daß mit der rückgeführten sekundären Eingangskomponente und den primären Eingangskomponenten ein Endprodukt herstellbar ist, welches dem Sollzustand voll entspricht. Damit wird das gesamte dem Eingang zugeführte Material für die Erzeugung eines rezeptgemä­ ßen Endproduktes verwendet.

Claims (4)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von aus mehreren primären Eingangskomponenten mit unterschied­ lichen Anteilen bestehenden Kunststoff-Granulaten mit vorgegebenen und konstanten Eigenschaften definierter Genauigkeit, wobei die Eingangskomponenten aus Eingangs­ behältern über Waagebehälter und zentral gesteuerten Dosiereinrichtungen einem Extruder, aus diesem und einem sich anschließenden Granulator und aus dem Granulator Ausgangsbehältern zugeführt werden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Eigenschaften der Granulate in einer Ana­ lysenstation (24) fortlaufend gemessen und die Meßwerte einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steue­ rung der Dosiereinrichtungen (10-12) eingegeben werden, und daß eine Transportwegsteuerung (17) der Granulate vom Rechner ansteuerbar ist, derart, daß bei einer vorgegebe­ nen Sollwertabweichung der Meßwerte die vom Sollwert ab­ weichenden Granulate gesondert aufgefangen, mengenmäßig und mit ihren vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und über Rückführungsbehälter (27, 28) als eine sekundäre Eingangskomponente parallel zu den primären Eingangskompo­ nenten dem Extruder (14) über einen Waagebehälter (21) und eine Dosiereinrichtung rechnergesteuert zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangsbehältern (22, 23) Mischer zugeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eigenschaft der Granulate ihre Farbe ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Extruder (14) eine Reihe Waagebehälter (7-9) mit jeweils einer nach­ geordneten rechnergesteuerten Dosiereinrichtung (10-12) parallel zueinander vorgeschaltet sind, wobei für jede primäre Eingangskomponente und die sekundäre Eingangskom­ ponente ein Waagebehälter mit Dosiereinrichtung vorhanden ist, und daß sich dem Extruder (14) ein Granulator (15) anschließt, aus welchem die von ihm hergestellten Granula­ te einer pneumatisch arbeitenden Transportanlage (17) zuführbar sind, mit der die Granulate über eine Analysen­ station und mindestens eine rechnergesteuerte Trans­ portwegsteuerung (18) einer Reihe von Ausgangsbehältern oder Rückführungsbehältern (20-23) zuführbar sind.