JPH03181350A - 発泡材料のガス含量を制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発泡材料分与システムに係り、特に加圧下でガ
スと高粘度液体材料を混合すると共に混合材料を分与し
て発泡体を形成するシステムに、かつ分与された発泡体
のガス・材料比を制御する方法と装置に関する。

〔従来の技術および解決しようとする課題〕発泡材料は
、これらの材料の結合強度、弾性、特性保持およびその
他の特性が望まれる多くの用途に使用されている。液体
接着剤やシーラント、およびその他のこのような高粘度
材料などの一連の液体材料は、発泡体の形成に使用され
るとき特性が増強される。例えば、発泡体接着剤は包装
分野で、またある種の製品の組立に広く使用されている
。これらの接着剤は包装ラインや生産ラインでの使用に
特に適している。発泡接着剤システムおよびこのような
システムに使用する装置は、本出願の譲渡穴に共通に割
り当てられた、ショル（Ｓｃｈｏｌｌ）らに対する米国
特許第４．０５９．４６６号、第４、０５９．７１４号
、およびアカーズ（Ａｋｅｒｓ）らに対する米国特許第
４．２００．２０７号に詳細に示されている。

これらの開示内容はここに引用により取り込まれる。

例えば、発泡体シーラントやコーキング材は、空気を、
または好適には窒素などの酸素フリーガスを、分与装置
に送出する前に材料に注入することにより与えられる。

通常、発泡シーラントまたはコーキング材に使用する材
料は、材料分与装置に供給されるバルク材料から形成さ
れることの覆い中程度から高程度の粘度を有する物質で
ある。

このようなシステムにおいては、材料は時に適切に加熱
されてその流動性および硬化特性を増強され、また時に
加熱されて、バルクでシステムに供給される固体状熱可
塑性材料からホットメルト流動性材料を生成している。

発泡材料は、例えば一部分に接着剤を分与する前に、こ
の材料が発泡性形態で分与される前に液体材料を圧縮ガ
スと混合することにより発泡材料分与システムで配合さ
れる。発泡分与システムにおいては、ガスおよび材料は
加圧され、これにより、接着剤混合物の１重量パーセン
トのほぼｌ／１０であるガスは、体積変化が材料のみの
ものに比べて殆んど省路可能なように、混合物中に溶解
され、あるいは含有される。しかしながら、大気圧で分
与される、混合物中のガスは膨張し、付加された膨張ガ
スの体積増加により低下されている密度の発泡材料を生
成する。材料を発泡させるプロセスおよびそれを得るた
めの装置はコツブス（Ｃｏｂｂｓ）らに対する共通に譲
渡された米国特許第４、７７８．６３１号に示されてお
り、ここに引用により取り込まれる。

標準温度および圧力で膨張されたとき材料が所望の密度
を有するように材料を発泡させるには混合物での発泡材
の濃度を正確に制御する必要がある。通常は、発泡体シ
ーラント分与システムにおが望まれる。このようにして
、シーラントに対するガスの質量比は１０００分の１程
度である。従って、混合材料中のガス量の監視と制御に
は、溶液の質量が桶くわずかずれても、大気圧で材料が
発泡するとき所望の材料密度に大きな誤差が生じるとい
う問題点がある。

このような発泡材料のガス・材料比は、制御された質量
流量で低減密度ガスをミキサーに付加し、ここで材料の
測定された体積流を噴射することにより実現される。従
来技術の多くの用途において、発泡体の分与および液体
材料のミキサー中への流れの分与はかなり定常的である
。従って、ガスおよび液体材料が混合物中で所望の−様
な比を実現するのに適した時間が存在する。

ホットメルト接着システムにおいては、例えば、ここに
引用により取り込まれ、クライン（Ｋｌｅｉｎ）らに対
する共通に譲渡された米国特許第４．７７９．７６２号
に示されるように、上記の比は、流れ制御装置の設定を
変化させてミキサーに供給されるガスおよびホットメル
トの相対量を調節する帰還信号を、混合発泡接着剤のパ
ラメータを測定して、発生する制御装置により維持され
ている。ホットメルトシステムにおける混合接着剤の粘
度は通常は中程度であるため、吐出ガンからミキサーに
戻る混合接着剤の主要部分の再循環は、混合物のガス濃
度を−様に維持し、従って補正ガス流がシーラントのミ
キサー中への流れに容易には従わない、ホットメルトシ
ステムの能力を増強するように作用する。

ロボット制御ガンなどの、例えば接着剤を分与するもの
のようなプログラム化した分与装置の使用が増加するに
従って、分与ガンのオン・オフ切替えおよび吐出速度の
変化がより迅速に発生するようになっている。このよう
な自動式ガンは大きく広範な速度でワークピースに沿っ
て移動し、方向を突然変えると共にオン・オフ切替えを
頻繁に行っている。このような状況の下では、発泡材料
の急速に変化する分与速度には、組成液体材料のミキサ
ー中への急速に変化する流れ、および噴射ガスの対応し
て変化する流れが必要になる。従って、ガス流を制御す
る標準の制御機構では、混合体のガス濃度または密度の
減少を正確に維持するようにこれらの変化に応すること
はできない。かくして、混合物のガス・材料比または密
度の減少、従って接着剤などの発泡材料が各部分に堆積
されたとき持つ特性は−様にならず、従って急速に変化
する液体および発泡材料の流れが要求されることになる
。

分与発泡体の−様なガス・材料比またはガス濃度の発生
には、ミキサー中に噴射される、被発泡液体材料とガス
の両者、または発泡剤の正確な計量か要求される。現在
、発泡体分与システムにおける液体流量を測定する適切
な流量計は歯車式装置か使用され、これらの装置は、こ
れらを通る材料流に応答して、各々が計量器を通しての
一定体積の液体材料流を表わすディジタル方形波または
パルス流信号を発生するものである。

一方、このようなシステムにおける発泡材またはガスの
流れは、ガスが非常に圧縮性であることによりガス体積
を直接測定する装置の場合より標準温度および圧力にお
ける体積を決定するより正確な手段を構成する質量流速
計により適切に実現される。これらの質量流速計は通常
、単位時間あたり流速計を通してのガスの質量流量を表
わすアナログ信号を発生する。このようなアナログ信号
の時間に対する積分は噴射ガスの全質量の測定値を与え
る。

一方のトランスジューサはディスクリートな量子単位で
測定される量を表わすディジタル信号を発生し、他のト
ランスジューサは単位時間当りのガス流量に比例するア
ナログ信号を発生するため、直接比較は不可能である。

この問題は、従来、回転速度計または周波数・電圧変換
器を使用して矩形波信号をアナログ信号に変換すること
により解決されている。次に、得られたアナログ信号は
、単位時間あたりの液体材料流を表わすが、これはガス
流量計からのアナログ信号と直接比較され、液体材料と
ガスがミキサーに噴射されて所望の比を発生する比を決
定することができる。

回転速度計式装置を使用することによるデイジチル信号
の変換は、プロセスが連続適な場合、またはオンタイム
の材料流が液体材料流の滞留時間またはオフ時間と比較
して大きい場合に受容できるものである。しかし、この
ような方法においては、流動の開始、停止時点、または
急速な流量変化の直後の時点で誤りが発生する。このよ
うな誤りはディジタル信号をアナログ信号に変換するの
に必要な時定数およびシステムの要素に固有の他の遅延
時間に起因して生じるものである。これらの時定数は、
注入ガスの流量を安定に制御する場合に適したアナログ
信号にパルス速度信号を変換するのに必要である。この
ような時定数または減衰因子は、正常動作時の出力リッ
プルを最小にするのに必要である。しかし、このような
リップル（ｒｉｐｐｌｅ）を低減させると、最終的には
応答時間が増加することになる。

質量流の開始時には、その後の流量を一定と仮定すると
、回転速度計はディジタル信号を時間的に積分すると共
に平均化し、更にゼロから一定出力値に連続的に増加す
る出力信号を発生する。この信号は、液体材料に対する
ガスの比の設定を表わすものを含む変換因子によりスケ
ール化されたときは、ガスの現在の所望の流量を表わす
ものである。このスケール化された信号はガスの、混合
物中への流量を制御するガス流量制御弁を制御するため
に使用される。ミキサーに対する液体流が終了すると、
回転速度計の出力は同様に直ちにゼロにはならず連続的
にゼロ出力値に減衰する。従って、液体流の開始および
終了時には出力信号応答に遅延が発生する。これらの遅
延はミキサーへのガス流に誤りをもたらす。流動の開始
時に生じる誤りは流動の終了時に生じる誤りを必らずし
も相殺するものではない。これらの理由から、従来のシ
ステムはガスの流量を正確に制御することはできない。

このようなシステムに伴う問題は、例えば、分与プロセ
スの流量およびパターンが急激に変化し、材料がある時
点で連続的に分与され他の時点で間欠的に分与される接
着剤またはシーラント分与動作において見られる。定常
状態の連続流が生じると、回転速度計は、最終的には、
システムを通して移動している開始時に生じる全ての誤
りと共に、実際の液体流に比例する出力信号を正確に発
生する。

パターンが、例えば５０％デユーティサイクルに変化す
るとき、シーラント流を正確に追跡するシステムの機能
は減少する。各々の流動サイクル毎に始動時に、また停
止時に誤りが発生する。デユーティサイクルが更に減少
すると、誤りも更に大きくなる。流量計からのパルス毎
に、回転速度計の出力は正しい出力レベルに増加し始め
るが、このレベルが得られる前にパルスが停止すると、
出力信号は逆にゼロに減衰し始め、実際の液体材料流に
対して正しい関係をとることは決してない。

短期間の広く離れたパルスの最悪の場合には、回転速度
計に対する単一パルスにより、回転速度計は、例え発泡
材料がミキサーから分与されているときでも、ゼロのガ
ス流量を求めるようになる。

同様に、大きな滞留時間を持つ広い間隔の単一パルスは
、発泡材料が分与されており、また成分液体材料かミキ
サーに流れているときでも、ガス流か少しもないことを
求める信号を発生する。このような場合には、最大限に
起こりつる誤りが存在することになる。

従って、ガス・材料比を正確に維持する発泡体分与シス
テムにおいて、特に発泡体の分与速度および液体の供給
速度がかなりまたは頻繁に変化する場合に上記の比を制
御する方法と装置を提供する必要が生じる。

本発明の目的は、発泡材料分与システムにおいて、また
特に分与された発泡体の流れが頻繁にオン・オフ切り替
えが行なわれ、または急速に変化する場合に、ガス・材
料比を正確に維持することにある。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の原理
によれば、発泡体分与システムにおける高粘度液体材料
流に比例する信号が発生されると共に分与発泡体のガス
濃度を維持するのに必要なガスの累積量を表わす情報か
収集される。

この収集された情報は被発泡液体材料と実際に混合され
るガス流のみにより低減される。残留する差は、混合物
の所望のガス・液体比に従って、混合物へのガス流を制
御する制御信号を発生するために使用される。

本発明の好適な実施例によれば、発泡接着剤およびシー
ラント材料は所定のガス・液体比で加圧ガスを高粘度液
体材料と混合することにより生成される。液体流は正確
に測定され、測定された液体流量値が集積される。この
集積された値から比率を維持するのに必要な全ガス量が
導出される。

混合物に注入されるガス量も測定され、この測定値は正
しいガス・液体比を維持するのに必要な全量から減算さ
れる。生じた差は誤り信号となり、記憶される。この誤
り信号は、液体の測定量か与えられたときの所望の比を
発生するのに必要なガス量の計算値とミキサーに実際に
噴射される測定ガス量との累積差を表わすものである。

ガスの噴射は、上記累積誤り信号に応じて、制御信号に
対するガス流の応答の遅延が、誤りか排除されると共に
所望の比が得られるまで、ミキサーに対する付加的なガ
ス流を求めるように制御信号に連続的に影響を与えるよ
うに制御される。誤り信号に対する制御信号の利得また
は感度は、システムか記憶された誤差を低減または排除
するのに必要なガスを噴射するように迅速で安定に応答
するように与えられる。

更に、本発明の好適な実施例によれば、ガス流量制御弁
に対する制御信号は、液体材料の現在の流量と累積誤り
項の大きさの両者に関係して変化する大きさを有するア
ナログ信号である。

特に、本発明の好適な実施例により、各々の時間区間に
ミキサーに流入する液体材料流は、各々のパルスが、ミ
キサーへの、例えば液体シーラントと同じ液体材料中の
一定量を表わす方形波出力信号を発生するディジタル流
量計を使用して直接測定される。これらのパルスは計数
され、計数値は、所望の比を乗じられ、当該時間中に測
定されるシーラント流の測定された増分量に対して所望
のガス・液体比を維持するようにミキサーへの被噴射ガ
ス量に比例する値を生成する。これと同時に、対応する
時間区間にミキサーに流入する実際のガス量も測定され
、噴射されるべき計算された所望のガス量から減算され
る。次に、この差はこれを集積または積分するように誤
り項に加算され、従ってこの差は噴射される液体材料を
適切に希釈するように、更にミキサー中に注入されるべ
き全ガス量を表すことになる。従って、この誤り項は、
ミキサーに配送されている測定された全液体材料量から
発泡接着シーラントを生成するのに必要な全ガス量を表
わす記憶値である。この誤り項はミキサーに配送された
実際のガス量に等しい量だけ単に低減される。

本発明の制御により、流量計からのパルスは、その後各
々のパルスが作用され得るように計数され、記憶される
。液体材料流量計から受信された各々のパルスに対して
、制御装置は最終的に適切な質量のガスを噴射し、これ
は、標準的な温度と圧力の場合は、ディジタルパルスに
より表わされる液体材料の単位の体積に整合するもので
ある。

噴射か要求されるガス量と実際に噴射されるガス量との
差は誤り項として集積され、これは、誤りを減らすのに
必要な全てのガスが噴射されるまでガス噴射器制御弁に
対する制御信号に連続的に作用する。従って、本方法に
より、配送速度とは関係なく最終的な誤りはゼロになる
。

動的な密度制御時には、即ち発泡接着剤、シーラントま
たはその他のこのような発泡体が分与され、また液体が
速度を変えてミキサーに注入される場合は、ガスの注入
速度の変化は常に液体流量変化を遅延させる。ガス流量
をアナログサーボにより制御する従来のシステムでは上
記の誤りに対処することはできない。本発明によれば、
上記のような遅延が密度制御の精度を低下させることは
ない。その理由の一部は、遅れにより生じた誤差は、こ
の誤差が排除されるまでは制御信号に絶えず影響し続け
ることにある。更に、混合装置に存在する逆混合現象に
より発泡接着剤の一部は再循環して新鮮な液体材料とミ
キサーに新たに注入されたガスとを混合する。従って、
注入されるガスは、わずかに遅延されてはいるが、なお
比率設定のわずかなパーセント内で−様なガス・液体比
を維持できることになる。

本発明の好適な実施例によれば、流量計からの単一パル
スは一定体積の液体を表わしている。適切な混合比を得
るために、対応する一定体積のガス（標準温度および圧
力における）が仮想的にゼロから無限大までの任意の時
間幅にわたって噴射可能である。制御装置が、ミキサー
への他の液体増分量の噴射を表わす次のパルスの発生前
に、要求されるガスの全量を供給するときは、ミキサー
内の新しい溶液は、丁度ミキサーを噴出したばかりの材
料と同様に密度が低減される。生じる誤差を急速に減ら
そうとする速度でガスが噴射される限りは、逆混合によ
り接着剤密度はほぼ一様に維持される。従来のシステム
の問題点であった小さな間欠的に印加された流れは本発
明の制御装置によれば何らの問題ももたらさない。従っ
て、本発明は、流量が急速に変化するかオン・オフ切り
替えによる発泡材料分与動作においてガス・液体材料比
またはガス濃度を一様にするという効果を有する。

本発明の上記の目的および効果、およびその他の目的お
よび効果は添付した図面による以下の詳細な説明から容
易に明らかになろう。

〔実施例〕

第１図は発泡接着剤混合・分与システム１ｏを示したも
のである。この図示された実施例は、高粘度液体シーラ
ント・接着材料が高圧下でガスと所定の比で混合されて
所望のガス濃度または材料密度の発泡接着剤シーラント
を生成し、一部分に分与する通常のシステムを与える。

本発明において、システム１０は既に引用により取り込
まれたコツブス（Ｃｏｂｂｓ）の米国特許第４．７７８
．６３１号に示されたような高粘度ポリマー接着材料分
与システムにおいて最も有用である。本発明は更に、加
熱またはホットメルト発泡材料分与システムにおいて、
またクライン（に１ｅｉｎ）の米国特許第４．７７９．
７６２号に示されたような発泡性混合加圧材料に対する
外部再循環ループ付システムにおいても効果的に使用さ
れる。多くのホットメルトシステム、例えば、クライン
（Ｋｌｅｉｎ）の特許に示されたようなものでは、混合
物のガス・材料比の補正に大きな時間を要する、ミキサ
ーの外部に設けた再循環ループが使用されている。しか
し、コツブス（Ｃｏｂｂｓ）の特許に示されたようなシ
ステムでは、このようなシステムで得られる圧力によっ
ては有効に再循環できない５０．０００センチポアズか
ら１．０００．０００センチポアズ以上の範囲における
ような高粘度のシーラントが使用される。「デッド　エ
ンド」システム、即ち混合物の再循環のための戻りルー
プのないシステムにおいては、材料流に対するガス噴射
速度の急速な応答は一層厳しくなるが、本発明はこれに
対して最大の効果を有するものである。

システム１０はバルク接着剤シーラント材料の供給源１
２を備えており、この供給源から上記の材料は高粘度状
態で出力ホースまたはパイプ１４に送出され、このホー
スまたはパイプにより液体シーラント材料はディジタル
流量計１６を通して流される。ディジタル流量計１６は
制御装置２０への信号ライン１８上に出力パルスを発生
する。

制御装置２０は、マイクロプロセッサに基づく装置で、
第２図のフローチャートに従って動作するようにプログ
ラムされており、対応する説明は以下に与えられる。出
力パルスはそれぞれ、ディジタル流量計１６を通し、こ
こからライン２１を通してミキサー２４に流れるシーラ
ントの一定増分体積を表わす。ミキサー２４でこのシー
ラントはガス、好適には窒素と混合される。

上記ガスはガスライン２５を通してミキサー２４中に噴
射され、ここでシーラントと混合されて圧縮発泡性シー
ラント接着材料を生成する。このように混合された発泡
接着剤は、ホース２８を通してミキサー２４に接続され
た分与ガン２６に送出される。ガスまたは発泡剤は加圧
ガス源または供給装置４０からライン４１および圧力調
節器４２、更にライン４３を通して質量流量計４５の入
力に供給される。圧縮ガス供給装置４０からガン２６へ
のシステム１０内のガスはミキサー２４からガン２６へ
のシーラント内のガスをほぼ溶解するのに十分な圧力下
に維持される。このようにして、ガスはガン２６から解
放される前の混合物の質量の約１　／１０００程度にな
る。

流量計４５はミキサー２４に流入するガスの質量を測定
すると共にミキサーを流れるガス流を制御する。また、
この流量計４５の流出口はミキサー２４へのガス流入口
ライン２５に接続されている。この流量計４５は、制御
装置２０のアナログ信号入力に接続された信号ライン４
７上に流量計４５を通してのガス流量に比例するアナロ
グ出力信号を発生する。制御装置２０は流量計４５への
出力ライン４８上にアナログ出力信号を発生する。

この流量計４５はサーボ弁を有しており、これは、以下
に示すように、制御装置２０からのライン４８上のアナ
ログ入力信号に応答し、制御装置２０の論理に従ってミ
キサー２４へのライン２５上に噴射されるガス量を変化
させるように作用する。

制御装置２０は１組の人力５０を備えており、これらの
入力は、好適には標準温度および圧力に補正された全混
合物に対するガスの体積パーセントにおけるシーラント
に対するガスのプログラム化された比に対する設定値を
含んでいる。更に、制御装置２０はシーラント計レンジ
設定値およびガス計レンジ設定値を有している。

システムｌＯの動作は先ずバルクシーラント源１２内の
図示しないピストンポンプが作動され、これにより流量
計１６へのライン１４上に一定圧力でシーラントが供給
される。同様に、供給装置４０からの窒素またはその他
の適切なガスが調節器４２の流出口４３において一定圧
力でガス流量計４５に供給される。シーラントは更に一
定圧力でミキサー２４の流入口ライン２１に供給される
。

シーラント流は、分与システムの図示しないプログラム
式ロボット制御装置に応じて接着剤かガン２６から分与
されるときに生じるミキサー２４におけるシーラントに
対する需要により影響される。

しかし、ミキサー２４の流入口２５で送出されるガス量
は、制御装置２０からのライン４８上の制御信号に応じ
てガス流量計４５のサーボ弁の動作により制御される。

更に、システム１０の動作は、ガン２６を開いて混合接
着発泡体を分与する制御信号によりガン２６から接着剤
をシステムが要求することにより開始される。接着剤の
分与により付加的な組成シーラントが流量計１６を通し
て、ライン２１によりミキサー２４に流入する。流量計
１６を通してのシーラントの流れにより一連のパルスが
流量計１６により制御装置２０へのライン１８上に出力
され、各々のパルスは流量計１６を通しての一定増分体
積のシーラント流を表わすものである。制御装置はこれ
に応答してガス流量計４５からのアナログ入力ライン４
７上のアナログ信号を読み取って流量計４５を通して流
れているガス量を必要に応じて決定する。次に、制御装
置は、ライン１８と４７上の集積信号に応答して、流量
計４５の弁への制御装置出力ライン４８上に信号を発生
する。

流量計４５の弁はライン４８上の信号に応じて動作し、
これによりミキ、サー２４へのライン２５上の制御信号
に応じた速度のガス流か発生する。

ミキサー２４においてガスはライン２１からミキサーに
流入するシーラントと混合される。この混合物は、これ
がプログラムされている比をなして−様な密度を実現す
るようにミキサー２４内で再循環される。

ここで、制御装置２０の動作は第２図のフローチャート
により示される。この制御装置は制御論理により使用さ
れるある定数のための値を記憶する。これらの値には、
流量計１６．４５が行う流量測定の頻度を決定するタイ
マーの時間幅Ｔ（好適には１／２秒に等しい）や、接着
剤のガス比率設定値Ｒ（例えば５０％）、流量変換定数
Ｃ（シーラント流量計１６からのパルス当り立方センナ
メートルでのシーラント流量を表わす）、および以下に
示す制御信号式の利得Ａがある。

装置の始動時にはある初期値が設定される。これらの初
期値には、ｌに設定される時間区間カウンタＩのもの、
および以下に説明するが、ゼロに設定される変数Ｓ、Ｈ
，Ｇ、Ｗ、ＥおよびＦの全ての初期値が含まれる。これ
らの変数Ｉ、ＧおよびＷは制御装置２０内で割り当てら
れた一価の変数である。変数Ｈ，ＥおよびＦはそれぞれ
２つの値を有しており、１つは最後の増分Ｉの最後の値
を表わし、他の１つは区間Ｉ−１の最後における直ぐ前
の値を表わす。従って、Ｈ７は流量計４５からライン４
７上に信号現示された現在の流量を表わし、またＨ　Ｉ
−１は過去における時間増分子でなされた前回の測定に
おけるライン４７上で測定された流量を表わす。Ｅｌお
よびＦｌは区間Ｉの最後における計算された誤差と制御
信号を表わし、Ｅｌ−９およびＦｌ−８は過去の時間増
分子において計算されたＥおよびＦのそれぞれの値を表
わす。

変数Ｓは、それぞれ現在の時間区間Ｉと共に終了する６
０時間区間における６０の値のそれぞれのシーラント流
量Ｓ　１−６１からＳ、の測定値を表わす。

各々の時間区間Ｉにおける始動後、最後の１／２秒時間
増分子にわたって読取りがなされ、また制御装置２０へ
の時間増分の間にライン１８に現われるパルス数が値Ｓ
ｌとして記憶される。はぼ同時に、現在流れているガス
のアナログ値が制御装置２０へのライン４７上で読み取
られ、値Ｈ１として記憶される。次に、シーラントの全
体積値が計算され、先行する３０秒の間にまたはｌ−５
９から１までの最後の６０時時間分子の間に流量計１６
から制御装置２０により受信された全パルス数により表
わされる体積に等しい値が得られる。この体積は、式 に従って計算される。但し、Ｃは流量計１６からのパル
ス当りのシーラントの立方センナメートルの数に等しい
。■が６０以下の場合は（即ち、始動後の初めの６０時
時間分の間に）、Ｗは６０を乗じられると共に１で除算
され、制御信号の値が始動条件に対して適切にスケール
化される。（この始動後の初めの６０時間区間の間の補
正は第２図のフローチャートには図示してない。）Ｗに
対する式においてこの値（Ｃ）は定数である。Ｗが計算
された後、比率Ｒがテストされ、Ｒがゼロのときは、誤
りＥおよび制御信号Ｆがゼロに設定され、また制御信号
Ｆが流量計４５の制御弁に出力される。比率Ｒがゼロに
等しくないときは、制御装置２０内の制御プログラムは
制御信号の計算に進む。

区間Ｉの間のガス流Ｇの体積は弐〇＝１／２Ｘ（Ｈ＋−
＋　＋Ｈ＋　）に従って区間ＩＳＨ，−，の始めにおけ
る流量および区間ＩＳＨ，の終了時の流量を平均化する
ことにより計算される。流量Ｇは立方センナメートル７
分で表わされ、またシーラントの流量を表わす信号Ｗと
同じスケールを有する。

次に、動作始動時から積分されたシーラント流とガス流
との差の累積値を表わす誤差Ｅ１が計算される。この誤
差は、区間■に流されたシーラントを適切に希釈するた
めに噴射されるべきガスに（これはＲＸＳＩ　ＸＣに等
しい）最後の増分１−１　（またはＥ　、−、）の最後
における累積誤りを加算し、次に区間Ｉの間に噴射され
たガス体積（これはＧＸＴとして計算される。）を減算
することにより、即ち式 ％式％（） に従って計算される。但し、Ｔは区間■の時間幅または
好適にはｌ／１２０分に等しく、またＣはシーラント流
量計１６からのパルス当りのシーラント体積に等しい。

誤差か許容できないときは、プログラムは誤差処理モー
ドに入る。そうでないときは、プログラムは制御装置２
０からガス流量計４５の弁に出力される制御信号の値の
計算に進む。

制御信号の計算は、シーラント流量Ｗに比率設定値Ｒを
乗じ、これに、この好適な実施例で上記の、好適には６
に等しい値を使用した利得因子Ａを乗じられた誤差項Ｅ
１を加算することにより実施される。このようにして、
制御信号の式はＦ＋＝　（ＲｘＷ）＋　（ＡｘＥ＋　）
になる。

この式に従って計算された制御信号がゼロ以下の場合は
、それはゼロに設定される。そうでないときは、制御信
号Ｆ１の値は制御動作の安定に供する信号Ｆの変化率に
課される所定の制限に対してチエツクされる。この制限
はガス流量計４５の弁の応答時間に従って選択される。

変化（Ｆ。

Ｆ　１−＋）が、流量計４５のサーボ弁が追随できる変
化速度以上のときは、Ｆ、は弁が追随できる最大量内で
のみ増減される。更に、ガス弁に出力されるＦ、の最小
値は、Ｆｌのゼロ値が要求されないときは、流量計４５
の弁が応答するフルスケール信号の少なくとも２％に設
定され、この場合ゼロ値は流量計４５の弁に送出される
。

本発明の好適な実施例によるシステムの性能は第３Ａ図
、第３Ｂ図および第４Ａ図、第４Ｂ図の計算例により示
される。これらの例において、密度減少比は、制御動作
を最良に示すために、５０％として、またはシーラント
とガスの等体積（標準温度および圧力における）として
取られる。しかし、以下の説明から明らかなように、第
３Ａ図、第３Ｂ図、第４Ａ図、第４Ｂ図のシーラントを
表わす曲線はガスを表わすものとは異なってスケール化
される。

第４Ａ図および第４Ｂ図はシーラントのゼロ流量からの
始動後の一定シーラント流の場合を表わしたものである
。第３Ａ図のグラフにおいて、シーラント流はゼロから
ライン７１により表わされる値に瞬時にステップするこ
とが示しである。このようなシーラント流により、シー
ラント流量計１６は制御装置２０へのライン１８上に規
則的な間隔のパルスの連続流を発生する。これらのパル
スが現われると直ちに、誤差項Ｅ、はガス流量計４５に
より測定されるべきガス量（ＧＸＴ）だけ単に低減され
るように流量計１６を通過したシーラント量に等しい値
を集積する。誤差信号Ｅ、またはシーラント流信号（Ｒ
ＸＷ）が存在する限りは、制御信号Ｆ、はガス流量計４
５の弁に送出される。この信号により、流量Ｇの増加ガ
ス流か第３Ａ図のグラフ上のライン７２により表わされ
るように流量計４５を通して流動する。

第３Ａ図に示されたように、曲線７１と７２の間の領域
はミキサー２４へのシーラント流とガス流との累積差を
表わす。このようにして、ガス流量Ｇがシーラント流量
Ｓ、に等しくなると、これは先ず交点７３で生じるが、
比率はシーラントに富むようになる。この条件は、累積
シーラント流と累積ガス流をそれぞれ表わす第３Ｂ図の
曲線７５および７６の値の不等式により表わされる。

シーラント流量およびガス流量Ｓ１およびＧが等しくな
ると（７３て表わされる時点で）、項（ＲＸＳＩ　ＸＣ
）と（ＧＸＴ）が等しくナルノテ、誤差項Ｅ１は最後の
時間区間Ｉ　　１　（Ｅｌ−＋）の終りでの誤差項に等
しくなる。この条件において、出力信号の値は集積され
た誤差項（ＡＸＥ、）により影響され続け、また第３Ａ
図の曲線７２の部分７７で示したようにガス流量を引き
続き増加させる。これにより、ミキサー２４に送出され
る全ガス量は、これが第３Ａ図および第３Ｂ図の点７８
におけるシーラント量に近づくまで増加することになる
。時点７８およびそれ以降は、シーラントか定流量で流
動し続ける限り、誤差Ｅ１の値はゼロになり、同様に（
ＡＸＥ、）の値もゼロになり、制御信号は項（ＲＸＷ）
により制御される定常状態値に達する。

本発明による制御の主要値は第４Ａ図および第４Ｂ図で
例示した用途から更に容易に明らかになる。この例にお
いて曲線８１．８２．８５および８６は上記と同様にシ
ーラント流量Ｓ　ｌ　、ガス流ｆｆ１Ｇ、ミキサー２４
への累積シーラント流、およびミキサー２４への累積ガ
ス流をそれぞれ示すものである。これらの図は、ガス流
量が、シーラント流量の複数の変化に応じてミキサー２
４へのシーラント流量に近づく様子を示している。

以上に示したシステムは本発明の原理に従って上記の目
的を実現すると共に上記の効果を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理による発泡接着剤混合システムの
好適な実施例を示すブロック図、第２図は本発明の原理
に従って制御される第１図のシステムのフローチャート
、第３Ａ図および第３Ｂ図は定常状態動作の下での第１
図のシステムに対するシーラントおよびガスの流量およ
び累積体積を示すグラフ、第４Ａ図および第４Ｂ図は接
着剤流が急速に変化する状態の下での動作を示す、第３
Ａ図および第３Ｂ図に類似のグラフである。 図面参照符号 １０−・・・発泡接着剤混合・分与システム１２・−・
・バルク接着・シーラント材料源１４・・−出力ホース
またはパイプ １６・・・−ディジタル流量計 １８、４７−・信号ライン ２０・・−制御装置 ２１、４１．４３・・−ライン ２４−・・ミキサー ２５　・−ガスライン ２６−　分与ガン ２８・−・ホース ４０・−圧縮ガス源または供給装置 ４２・・−圧力調節器 ４５・・・流量計 ４８−出力ライン ＦＩＧ、３Ｂ 流量 ＦＩＧ、４Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発泡体分与システムであって、 発泡性材料を分与する手段と、 該発泡性材料分与手段に液体材料を供給す る手段と、 前記発泡性材料分与手段に加圧ガスを供給 する手段と、 前記液体材料供給手段に接続されて、各々 が前記液体材料供給手段からの一定量の液体材料の流量
   を表わす一連のパルスからなるディジタル液体材料流信
   号を発生する手段と、前記ガス供給手段内に接続され、
   該ガス供 給手段から供給されるガス量に関わるガス流信号を発生
   する手段と、 前記ガス供給手段に接続され、制御信号に 応じて前記ガス供給手段からのガス流を変化させる可変
   ガス流弁手段と、 該ガス流弁手段に出力が接続され、前記ガ ス供給手段からのガス流量を制御する制御手段とを備え
   、前記制御手段は、 発泡性材料の所望のガス含量の所定の設定 情報を受けると共に記憶する手段と、 前記所定の設定情報、液体材料流信号、お よびガス流信号に応じて、前記ガス供給手段から供給さ
   れて分与される発泡性材料の所望のガス含量を維持する
   のに必要なガス量と前記ガス供給手段から供給されるガ
   ス量との差に関わる情報を集積する手段と、更に、 少なくとも部分的に前記集積された情報に 関係して当該制御手段出力に制御信号を発生する手段と
   を備える発泡体分与システム。 ２、前記ガス供給手段に接続されたガス供給口と、前記
   液体材料供給手段に接続された液体材料流入口と、更に
   前記分与手段に接続された流出口とを有して、前記液体
   材料供給手段により供給される液体材料と前記ガス供給
   手段により供給されるガスを混合して発泡性材料を形成
   しその流出口から前記分与手段に送出する手段を更に備
   える請求項１記載のシステム。 ３、前記ディジタル液体材料流信号発生手段は液体材料
   流量計であって、これを通して前記混合手段に流れる液
   体材料の体積を測定する流量計を備える請求項２記載の
   システム。 ４、前記ガス流信号発生手段はガス流量計であって、こ
   れを通して前記混合手段に流れるガスの質量を測定する
   流量計を備える請求項３記載のシステム。 ５、前記情報集積手段は、 第１時間区間に前記ディジタル液体材料流 信号のパルスを計数する手段と、 前記第１時間区間に前記パルス計数手段に より計数されたパルス数と、前記第１時間区間に供給さ
   れる液体材料量に対して発泡性材料の所望のガス含量を
   維持するために供給される必要のあるガス量の所定の設
   定情報とに応じる手段と、 前記第１時間区間に前記ガス供給手段から 供給されるガス量を前記ガス流信号から決定する手段と
   、 パルス計数値、供給ガスの決定量、および 前記第１時間区間に供給される必要のあるガスの決定量
   から供給されるガス量と前記第１区間に供給される必要
   のあるガスの決定量との差に比例した値を計算する手段
   と、更に、計算された差を記憶する手段とを備える請 求項１記載のシステム。 ６、前記情報集積手段は更に、 前記第１時間区間に連続する第２時間区間 に前記ディジタル液体材料流信号のパルスを計数する手
   段と、 前記第２区間に前記パルス計数手段により 計数されたバルス数に応答すると共に、前記第２区間に
   供給される液体材料量に対して発泡体の所望のガス含量
   を維持するために供給される必要があるガス量の前記所
   定の設定情報に応じる手段と、 前記ガス流信号から、前記第２時間区間に 前記ガス供給手段から供給されるガス量を決定する手段
   と、 前記パルス計数値と決定されたガス量およ び前記所定の設定情報から、供給されるガス量と前記第
   ２時間区間に供給される必要のあるガス量との差に比例
   する値を計算する手段と、更に、 前記第２時間区間に計算された差を記憶さ れた差に加算する手段とを備える請求項５記載のシステ
   ム。 ７、前記制御信号発生手段は、少なくとも部分的に前記
   記憶された差に関連して前記制御信号を発生するように
   動作する請求項６記載のシステム。 ８、前記制御信号発生手段は、前記記憶された差に一部
   関係すると共に所定数の直ぐ前の時間区間に計数された
   パルス数に一部関係する振幅を有するアナログ制御信号
   を発生する手段を備える請求項７記載のシステム。 ９、液体材料とガスを混合して発泡性材料を形成するミ
   キサーと、液体材料を該ミキサーに供給する手段と、密
   度低減ガスを前記ミキサーに供給する手段と、所定のガ
   ス含量を持つ発泡性材料を分与する分与手段とを備える
   発泡性材料分与装置からの分与される発泡性材料のガス
   含量を制御する方法であって、 分与されるべき発泡性材料の所定のガス含 量に関わる情報を記憶するステップと、 第１の時間区間にミキサーに供給される液 体材料量を測定すると共に第１の時間区間にミキサーに
   供給される液体材料量を表わす液体材料流量信号を発生
   するステップと、 第１の時間区間にミキサーに供給されたガ ス量を測定すると共に第１時間区間にミキサーに供給さ
   れたガス量を表わすガス流量信号を発生するステップと
   、 前記測定からの情報を記憶するステップと、前記測定ス
   テップと前記記憶ステップとを 反復して、複数の連続する時間区間にミキサーに供給さ
   れる液体材料量およびガス量に関する情報を集積するス
   テップと、 前記記憶集積された情報に少なくとも部分 的に関係する値を有する制御信号を発生するステップと
   、 前記制御信号に応じてミキサーに対するガ ス流を制御して、ミキサーに供給される液体材料の測定
   量およびミキサーに供給されるガス量に応じて少なくと
   も部分的にミキサーへのガス流に影響を与えるステップ
   と、更に、前記ミキサーからの発泡性材料を対象に分 与するステップとからなる方法。 １０、液体材料流信号はディジタル信号であり、前記液
   体材料測定ステップは、各々が一定 量の液体材料のミキサーへの流量を表わす一連のパルス
   からなる前記ディジタル信号を発生するステップを含み
   、更に、 前記液体流測定ステップは前記時間区間に パルスを計数するステップを含む請求項９記載の方法。