DE4219885A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und mischen verschiedener materialbestandteile - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Messen verschie­ dener Materialbestandteile zur Abgabe als Mischung an eine materialverarbeitende Maschine. Die Erfindung be­ trifft insbesondere einen kontinuierlichen Gewichtsver­ lust-Gravimeter sowie ein Verfahren zum Messen ver­ schiedener Materialbestandteile bei gesteuerten Meßmen­ gen, um vorgegebene Verhältnisse der Bestandteile in der Mischung bei der zeitlichen Materialverarbei­ tungsmenge der Verarbeitungsmaschine zu erhalten.

Kontinuierliche Gewichtsverlust-Mischgeräte verschiede­ ner Art wurden zur Abgabe einer Mischung verschiedener körniger, freifließender Kunststoffbestandteile an eine Kunststoffstrangpreßmaschine verwendet. Eine Art von kontinuierlicher Gewichtsverlust-Mischmaschine enthält einen Wäge-Meß-Bestandteil für jeden zu vermengenden Materialbestandteil. Jeder zu wägende Bestandteil wird gewogen, sobald er durch eine angetriebene Förderschnecke von einem einzelnen Wägetrichter an einen ge­ meinsamen Mischtrichter abgeben wird, in dem die Be­ standteile gemischt oder vermengt werden. Vom Misch­ trichter wird die Mischung der verschiedenen Kunst­ stoffbestandteile an eine Strangpreßmaschine abgegeben, die üblicherweise unterhalb des Mischtrichters angeord­ net ist.

Bei der Bedienung von kontinuierlichen Gewichtsverlust- Mischmaschinen werden die Wägetrichter zunächst mit ei­ ner vorgegebenen Gewichtsmenge jedes Kunststoffes durch ein Torventil, ein Druckventil oder unmittelbar durch einen Vakuumbehälter befüllt. Soweit jedes Material aus seinem Wägetrichter durch eine Abführschnecke abgeführt wird, ermittelt eine Lastzelle den Gewichtsverlust je­ des Trichters und erzeugt dem Gewichtsverlust entspre­ chende Analogsignale. Die Analogsignale werden in Digi­ talsignale umgewandelt und einem digitalen Computer- Steuermikroprozessor zugeführt, der die Materialabgabe­ menge jedes Trichters errechnet und die Geschwindigkeit der zugehörigen Förderschnecke einstellt, um die erfor­ derliche Abgabemenge jedes Bestandteils und dadurch das vorgegebene Verhältnis der Bestandteile in der der Strangpreßmaschine zuzuführenden Mischung sicherzustel­ len.

In dem Maße, in dem sich ein Wägetrichter leert, ist er wieder zu befüllen. Insbesondere wird ein Signal an eine Rückfüllvorrichtung abgegeben, sobald eine vorge­ gebene untere Materialgrenze in jedem Wägetrichter er­ reicht wird, damit diese dem Trichter bis zu einer vor­ gegebenen hohen Materialgrenze Kunststoff zuführt. Während des erneuten Auffüllens steht das System zum Mes­ sen des Gewichtsverlusts der Mischmaschine tatsächlich in volumetrischer Haltung, weshalb der Computer-Steuer­ mikroprozessor errechnen muß, wieviel Material aus dem Trichter während des erneuten Befüllens abgeflossen ist. Es wurden daher beachtliche Anstrengungen darauf gerichtet, ein System zu entwickeln, das das Mischen während des Rückfüllens steuert, um die Exaktheit des Mischverhältnisses der Bestandteile zu steigern, das durch die Mischmaschine gegenüber der Strangpreß­ maschine besorgt wird.

Ein zur Steigerung der Mischgenauigkeit verwendetes Steuersystem verwendet zwei kapazitive Niveau- Näherungsschalter im unteren Mischtrichter, um die Ge­ schwindigkeiten der motorbetriebenen Förderschnecken zu steigern oder zu verringern, so daß das vorgegebene Verhältnis der Bestandteile sowie eine kontinuierliche Tätigkeit erzielt werden. Die Förderschnecken werden mit bestimmten Geschwindigkeiten angetrieben, um ein Materialniveau im Mischtrichter zwischen den Niveau­ schaltern zu erhalten. Sofern der hohe Niveauschalter durch das Material im Mischtrichter erreicht wird, wird die Menge der Förderschnecken verringert. Andererseits wird die Geschwindigkeit der Förderschnecken gestei­ gert, wenn der untere Niveauschalter erreicht wird. Diese Art ist für die unmittelbare Strangpressung nicht geeignet, da keine ausreichend genaue Abgabemenge des Materialgemisches an die Strangpreßmaschine erzeugt und für einen bestimmten Maschinendurchsatz erhalten werden kann.

Ein anderes Steuersystem zur Verbesserung der Misch­ genauigkeit verwendet einen einzigen kapazitiven Niveauschalter, der das Niveau der Bestandteile im Mischtrichter feststellt und die Geschwindigkeit der motorbetriebenen Förderschnecken der jeweiligen Wäge­ trichter einstellt, um ein ausgeglichenes Materialni­ veau im Mischtrichter zu erhalten. Da der Kapazitätsschalter tatsächlich eine volumetrische Vorrichtung ist und nur das Materialniveau im Mischtrichter feststellt, können Veränderungen in der Ladedichte der Bestandteile die Genauigkeit der Materialabgabemenge an die Strang­ preßmaschine nachteilig beeinflussen. Beispielsweise wird das Materialgewicht im Mischtrichter niedriger sein, wenn die Ladedichte der Bestandteile abnimmt bzw. höher sein, wenn die Ladedichte zunimmt. Obgleich die Zufuhrmenge der Materialien an den Mischtrichter genau bekannt ist, ist die Abgabemenge an die Strangpreßma­ schine nicht genau bekannt, da auch das tatsächliche Gewicht der Bestandteile im Mischtrichter nicht genau bekannt ist. Ungenaue Materialabgabemengen an die Strangpreßmaschine sind daher die Folge.

Ein weiteres Steuersystem zur Verbesserung der Misch­ genauigkeit umfaßt eine Dosiertechnik, bei der ein zen­ traler, durch Schwerkraft befüllter Wägetrichter den wesentlichen Materialbestandteil unmittelbar an einen darunterliegenden Mischtrichter abgibt und bei der nachgeordnete, durch Förderschnecken befüllte Wäge­ trichter für die gleichzeitige Abgabe von nachgeordne­ ten Materialbestandteilen an den Mischtrichter vorgese­ hen sind. Der Computer-Steuermikroprozessor dieser Mischvorrichtung stellt die Materialabgabemenge der nachgeordneten Trichter in Abhängigkeit von der Materialabgabemenge des zentralen Wägetrichters ein, so daß die nachgeordneten Materialbestandteile in der kor­ rekten Geschwindigkeit dosiert werden, um das vorgege­ bene Verhältnis der Materialbestandteile in der Mi­ schung zu erhalten. Bedauerlicherweise verändert sich die Abgabemenge des zentralen Wägetrichters in dem Maße, wie sich die Abgabemenge jedes Wägetrichters än­ dert, um Material zuzugeben. Da die Ma­ terialabgabemengen der nachgeordneten Trichter einge­ stellt werden, verändert sich daher das Verhältnis der Materialbestandteile gegenüber der gewählten Spe­ zifikation derart, daß der Mikroprozessor kontinuier­ lich versucht, die Tätigkeit der Mischvorrichtung zu modifizieren, um das Mischverhältnis innerhalb der vor­ gegebenen Grenzen zu stabilisieren. Weiterhin wird die­ ses Steuersystem durch Veränderungen in der Ladedichte der Bestandteile beeinflußt. Das System erfordert größere Zeitspannen, um sich hieran anzupassen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen verschiedener Materialbestandteile zur Zuführung zu ei­ ner materialverarbeitenden Maschine, wie beispielsweise einer Strangpreßmaschine, zu entwickeln, die die vorge­ nannten Mängel und Nachteile überwindet.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbes­ serte Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen ver­ schiedener Materialbestandteile zur Zuführung zu einer materialverarbeitenden Maschine zu entwickeln, in der das Messen der Bestandteile in Abhängigkeit von einer erfaßten Materialverarbeitungsmenge der Ver­ arbeitungsmaschine gesteuert wird, um ein hochpräzises Verhältnis oder Anteile davon in der Mischung bei der erfaßten Materialverarbeitungsmenge zu erhalten.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbes­ serte Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen ver­ schiedener Materialbestandteile zur Zuführung zu einer materialverarbeitenden Maschine zu entwickeln, in der das Messen der Bestandteile in Abhängigkeit von einer erfaßten Materialverarbeitungsmenge der Ver­ arbeitungsmaschine gesteuert wird, um ein im wesentli­ chen konstantes Materialgewicht bzw. einen im wesentli­ chen konstanten Materialkopf der Mischung der Bestand­ teile zur Zuführung zur Maschine zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen verschiedener Materialbestandteile zur Abgabe an eine materialverarbeitende Maschine, wobei die Vorrich­ tung eine Anzahl von einzelnen Meßvorrichtungen ent­ hält, die eine steuerbare Materialabgabemenge jedes Be­ standteils zu einem Gesamttrichter ermöglicht. Jede Meßvorrichtung enthält einen Materialtrichter zur Auf­ nahme eines zu messenden Materialbestandteils, eine Wä­ gevorrichtung, die in Wirkverbindung mit jedem Mate­ rialtrichter zur Feststellung des Gewichtsverlustes des darin enthaltenen Bestandteils steht, sowie eine durch einen Elektromotor betriebene Materialabgabevorrich­ tung, die in Wirkverbindung mit jedem Materialtrichter zur Abgabe des Bestandteils steht. Jede Meßvorrichtung enthält eine Computer-Steuervorrichtung, die mit der Wägevorrichtung verbunden ist, um die Materialabgabe­ menge zu bestimmen, die auf dem Gewichtsverlust des Be­ standteils jedes Trichters über die Zeit basiert. Die Computer-Steuervorrichtung ist ferner mit der Mate­ rialabgabevorrichtung zur Steuerung von dessen Materi­ alabgabemenge verbunden.

Die Vorrichtung enthält vorzugsweise Einrichtungen zum Mischen der Bestandteile, die von den Meßvorrichtungen abgegeben werden, um eine Mischung zu bilden, die im Gesamttrichter aufgenommen wird.

Die gemischten Bestandteile im Gesamttrichter werden an eine materialverarbeitende Maschine, beispielsweise eine Strangpreßmaschine, in einer Abgabemenge abge­ geben, die durch eine erfaßte Materialverarbeitungs­ menge (d. h. Strangpreßmenge) der Maschine bestimmt wird. Eine Wägevorrichtung steht mit dem Gesamttrichter in Wirkverbindung, um die Gewichtsveränderung der Be­ standteile während der Abgabe vom Gesamttrichter an die materialverarbeitende Maschine zu ermitteln.

Eine Hauptcomputer-Steuereinheit ist mit der Wägevor­ richtung des Gesamttrichters zur Bestimmung einer zeit­ lichen Abgabemenge der Bestandteile vom Gesamttrichter an die Verarbeitungsmaschine verbunden, die auf dem Ge­ wichtsverlust des Gesamttrichters über die Zeit ba­ siert. Die Hauptcomputer-Steuereinheit ist gleichfalls mit den Computersteuervorrichtungen der einzelnen Meß­ vorrichtungen in der Weise verbunden, daß deren ein­ zelne Materialabgabemengen der Hauptcomputer-Steuerein­ heit zugeführt werden und daß deren Ma­ terialabgabemengen durch die Hauptcomputer-Steuerein­ heit steuerbar sind. Die Hauptcomputer-Steuereinheit bestimmt (erfaßt) die Materialverarbeitungsmenge der Verarbeitungsmaschine, die auf der Summe der Materi­ alabgabemengen der einzelnen Meßvorrichtungen an den Gesamttrichter zuzüglich oder abzüglich der Abgabemenge der Bestandteile vom Gesamttrichter an die Verarbei­ tungsmaschine basiert. Die Hauptcomputer-Steuereinheit steht mit den einzelnen Computersteuervorrichtungen der Meßvorrichtungen in Verbindung, um die Materialabgabe­ menge jeder Meßvorrichtung an den Gesamttrichter soweit zu steuern, als nötig ist, um ein vorgegebenes Verhält­ nis oder vorgegebene Anteile der Bestandteile bei der vorgegebenen Materialverarbeitungsmenge der Verarbei­ tungsmaschine zu erhalten. Die Hauptcomputer- Steuerein­ heit steuert gleichfalls die Materialabgabemengen der Meßvorrichtungen, um ein im wesentlichen konstantes Ma­ terialgewicht bzw. einen im wesentlichen konstanten Ma­ terialkopf der Bestandteile im Gesamttrichter während der Materialverarbeitung zu erhalten.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfaßt das Messen einer Anzahl von einzelnen Materialbestandteilen an einem Ge­ samttrichter bei steuerbaren einzelnen Materialabgabe­ mengen. Die von den Materialtrichtern abgegebenen Be­ standteile werden vorzugsweise gemischt, um eine Mi­ schung zu bilden, die im Gesamttrichter aufgenommen wird. Der Gewichtsverlust der gemischten Bestandteile im Gesamttrichter wird während der Abgabe davon an eine materialverarbeitende Maschine, wie beispielsweise eine Strangpreßmaschine, bestimmt. Die Ma­ terialverarbeitungsmenge (beispielsweise die Strang­ preßmenge) der Verarbeitungsmaschine bestimmt sich auf der Grundlage der Summe der Abgabemengen der Bestand­ teile an den Gesamttrichter zuzüglich oder abzüglich der Abgabemenge der Bestandteile vom Gesamttrichter an die Verarbeitungsmaschine. Die Abgabemengen der Be­ standteile an den Gesamttrichter werden soweit gesteu­ ert, als dies nötig ist, um ein vorgegebenes Verhältnis der Bestandteile an der vorgegebenen Materialverarbei­ tungsmenge der Verarbeitungsmaschine zu erhalten.

Vorzugsweise werden die Abgabemengen der Bestandteile gesteuert, so daß ein im wesentlichen konstantes Mate­ rialgewicht bzw. ein im wesentlichen konstanter Materi­ alkopf der Bestandteile im Gesamttrichter bei der Mate­ rialverarbeitungsmenge der Verarbeitungsmaschine erhal­ ten wird. Üblicherweise wird das Gewicht der Bestand­ teile im Gesamttrichter in der Mitte eines vorgegebenen schmalen Gewichtsbereichs bei der Materialverarbei­ tungsmenge der Maschine stabilisiert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine räumliche Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Ausführungsbeispiels einer Vorrich­ tung zum Messen und Mischen;

Fig. 2 einen Seitenschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Schemadarstellung der Hauptcomputer­ Steuereinheit sowie einzelner Computer-Steu­ ervorrichtungen der Trichter.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Messen und Mi­ schen verschiedener Materialbestandteile, wie bei­ spielsweise Kunststoffkügelchen, zur Abgabe an eine Strangpreßmaschine 5. Die Vorrichtung enthält eine An­ zahl von einzelnen Meßvorrichtungen 10, die jeweils einen Materialtrichter 12 zur Aufnahme eines zu mi­ schenden Kunststoffbestandteils enthalten. Die Materi­ altrichter 12 werden zunächst mit einem herkömmlichen Startgewicht eines einzelnen Materialbestandteiles aus einem darüber angeordneten, herkömmlichen Fülltrichter oder Vakuumbehälter 15 befüllt.

Jede Meßvorrichtung 10 enthält ferner eine Gewichts- Meßvorrichtung 14 zur Bestimmung des Gewichtsverlusts des in der Meßvorrichtung enthaltenen Bestandteiles so­ wie eine mit einem Elektromotor betriebene Materialab­ gabevorrichtung 16 (Abgabemengemeßvorrichtung) zur Ab­ gabe des Bestandteiles in einer gesteuerten Materialab­ gabemenge. Die Vorrichtung 14 enthält üblicherweise eine versetzte, auskragende Präzisionslastzelle, die mit jedem einzelnen Materialtrichter 12 zu dessen al­ leiniger Unterstützung in Wirkverbindung steht und den Gewichtsverlust des darin enthaltenen Kunst­ stoffbestandteils ermittelt. Die Materialabgabevorrich­ tung 16 enthält üblicherweise eine Präzisionsschnecke 16a, die von einem Gleichstrommotor 16b mit variabler Drehzahl über ein Untersetzungsgetriebe 16c angetrieben wird. Die Förderschnecke 16a ist mit einem Abgabeende 12a jedes Materialtrichters 12 verbunden und führt den darin enthaltenen Kunststoffbestandteil in einer her­ kömmlich gesteuerten Materialabgabemenge durch eine Zu­ führleitung 17 ab. Jeder Trichter 12, die Meßvorrich­ tung 14 und die vorstehend beschriebene Materialabgabe­ vorrichtung 16 werden in ihrer Gesamtheit als Trichtersystem zum Wägen des Massenflusses bezeichnet, wobei die Meßvorrichtung 14 nur den Trichter 12, nicht aber die Abgabevorrichtung 16 trägt, die auf dem Rahmen 21 der Vorrichtung abgestützt wird.

Jede Meßvorrichtung 10 enthält ferner eine digitale Computer-Steuervorrichtung 20 (schematisch darge­ stellt). Jede Computer-Steuervorrichtung 20 ist mit der Gewichts-Meßvorrichtung 14 sowie dem Gleichstrommotor 16b über Schnittstellen 20a, 20b (beispielsweise RS 485 serielle Netzwerk-Schnittstellen) verbunden. Jede Computer-Steuereinvorrichtung 20 erhält von der Meßvor­ richtung 14 über die Zeit Gewichtsverlust-Signale und bestimmt eine Materialabgabemenge, die auf den Ge­ wichtsverlust-Signalen vom jeweiligen Trichter 12 be­ ruht. Die Gewichtsverlust-Signale werden durch die Präzisionslastzellen als Analogsignale erzeugt und durch einen herkömmlichen (nicht dargestellten) Signal­ konverter in Digitalsignale zur Abgabe an die jeweilige Computer-Steuervorrichtung 20 umgewandelt.

Nachfolgend wird verständlich, daß jede Computer-Steu­ ervorrichtung 20 die Geschwindigkeit des Gleichstrommo­ tors 16b der zugehörigen Materialabgabevorrichtung 16 steuert und auf diese Weise eine kontrollierte Geschwindigkeit zur Abgabe eines jeden Bestandteils an einen Gesamttrichter 30 sicherstellt. Jede Computer- Steuervorrichtung 20 steuert gleichfalls das Befüllen jedes Trichters 12 bis zum ursprünglichen, bekannten Startgewicht sowie das Wiederauffüllen der Trichter, sobald darin ein geringer Vorrat oder ein geringes Ge­ wicht festgestellt wird.

Die Meßvorrichtungen 10 des vorstehend bezeichneten Typs sind als Modul 270 Selbsteinstell-Gewichtsverlust- Meßeinheiten von Hydreclaim Corporation, 3145 Copper Ave., Fenton, Michigan, erhältlich.

Der Gesamttrichter 30 ist ein Trichter zum Wägen des Massenflusses und nimmt die Materialbestandteile auf, die von den einzelnen Meßvorrichtungen 10 über eine Kaskaden-Mischkammer 32 abgegeben werden, wo die Be­ standteile über Kaskaden bewegt und gemischt werden, um eine im wesentlichen homogene Mischung zur Aufnahme durch den Gesamttrichter 30 zu bilden. Der Gesamttrich­ ter 30 enthält eine zylindrische, vorzugsweise durch­ sichtige Wand 30a, so daß der Füllstand der Mischung M im Trichter 30 betrachtet werden kann. Der Gesamttrich­ ter 30 ist so angeordnet, daß die Mischung M unmittel­ bar in den darunterliegenden Hals 5a der Strangpreßma­ schine 5 (oder einer anderen materialbearbeitenden Ma­ schine) abgegeben werden kann. Hierzu enthält der Ge­ samttrichter 30 ein unteres konisches Abgabeende 30b, das in einer unteren Abgabeöffnung 30c endet, um den Fluß der Mischung M zur Strangpreßmaschine 5 zu ermöglichen. Das Verhältnis des Innendurchmessers der Trich­ terwand 30a zum Innendurchmesser des Abgabeendes 30b beträgt etwa 5 : 1.

Eine Wägevorrichtung 40, wie beispielsweise eine ver­ setzte, auskragende Präzisionslastzelle, ist mit dem Gesamttrichter 30 am Abgabeende 30a zu dessen alleini­ ger Stützung verbunden. Die Lastzelle 40 ermittelt die Gewichtsveränderung der darin enthaltenen Mischung M während der Materialzugabe und - abgabe zum bzw. vom Ge­ samttrichter 30.

Eine digitale Hauptcomputer-Steuereinheit 50 (Fig. 4) ist über eine Schnittstelle 50a (beispielsweise eine serielle Netzwerk-Schnittstelle) mit der Lastzelle 40 des Gesamttrichters 30 verbunden. Die Steuereinheit 50 empfängt von der Lastzelle 40 über die Zeit Gewichts­ verlust-Signale (in digitale Signale umgewandelte Ana­ logsignale) und bestimmt eine Mischungsabgabemenge vom Gesamttrichter 30 zur Strangpreßmaschine 5. Die Haupt­ computer-Steuereinheit 50 ist weiterhin über Schnitt­ stellen 50b (beispielsweise RS 485 serielle Netzwerk- Schnittstellen) mit der Computer-Steuervorrichtung 20 verbunden, um kontinuierlich die Gesamttätigkeit der Meßeinheiten 10 zu beobachten und zu überwachen. Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 empfängt beispielsweise kontinuierlich Materialabgabegeschwindigkeitsdaten von den einzelnen Meßvorrichtungen 10 über Schnittstellen 50b und steuert diese Materialabgabemengen soweit nö­ tig, um die vorgegebenen Anteile oder Verhältnisse der Materialbestandteile der Mischung an der erfaßten Strangpreßmenge der Maschine 5 zu wahren.

Insbesondere bestimmt (erfaßt) die Hauptcomputer- Steuereinheit 50 die Kunststoffstrangpreßmenge der Strangpreßmaschine 5, die auf der Summe der Mate­ rialabgabemengen der einzelnen Meßvorrichtungen 10 zu­ züglich oder abzüglich der Abgabemenge der Mischung vom Gesamttrichter 30 an die Strangpreßmaschine 5 basiert. Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 steht über die Schnittstellen 50b mit den einzelnen Computer- Steuer­ vorrichtungen 20 in Verbindung, um die Materialabgabe­ mengen der Meßvorrichtungen 10 zu erhalten und um die Materialabgabemengen der Meßvorrichtungen 10 an den Ge­ samttrichter 30 derart zu steuern, daß die vorgesehenen Anteile oder Verhältnisse der Materialbestandteile in der Mischung M im Gesamttrichter 30 erhalten bleiben und daß ein im wesentlichen konstanter Materialkopf (Materialgewicht) der Mischung M im Gesamttrichter 30 oberhalb des Halses 5a bei der vorgesehenen Kunststoff­ strangpreßmenge der Strangpreßmaschine 5 gewahrt bleibt. Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 beobachtet und justiert kontinuierlich die Materialabga­ begeschwindigkeiten der Meßvorrichtungen 10, da sich die Ladungsdichte der Materialien sowie die Strangpreß­ menge der Maschine 5 unter typischen Verarbeitungsbe­ dingungen wandeln.

Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 empfangt ferner Sta­ tusinformationen von jeder Computer-Steuervorrichtung 20. Jede Computer-Steuervorrichtung 20 liefert an die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 beispielsweise Trichter- Gewichtsdata und sendet an diese Abbruchsdata, sobald das Gewicht des Materialbestandteils im Trichter 12 un­ terhalb eine vorgegebene Minimalgrenze fällt. In diesem Fall wird die Maschine 5 abgeschaltet.

In der Praxis werden im Verfahren die einzelnen Kunst­ stoffbestandteile aus den jeweiligen Materialtrichtern 12 durch die Abgabevorrichtungen 16 über die Kaskaden- Mischkammer 32 in einer gesteuerten Materialabgabemenge an den Gesamttrichter 30 abgegeben. Der Gesamttrichter 30 wird zunächst bis zu einer maximalen (oberen) Grenze L1 sowie einer minimalen (unteren) Grenze L2 (beispielhaft in schematischer Weise am Gesamttrichter 30 in Fig. 2 dargestellt) befüllt, die im Speicher der Hauptcomputer- Steuereinheit 50 vorgegeben sind. Die ma­ ximale Grenze umfaßt das Gewicht, bei dem die Materi­ alabgabemenge jeder Meßvorrichtung 10 durch die Haupt­ computer-Steuereinheit 50 bis zu einer vorgegebenen mi­ nimalen Materialabgabegeschwindigkeit reduziert wird, um das Gewicht der Materialbestandteil-Mischung M im Gesamttrichter 30 schnell auf ein mittleres Niveau zwi­ schen der maximalen und der minimalen Grenze zu führen. Die minimale Grenze umfaßt das Gewicht, bei dem die Ma­ terialabgabemenge der Meßvorrichtungen 10 durch die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 bis zu einer vorgegebe­ nen maximalen Materialabgabemenge erhöht wird und bei der das Gewicht der gemischten Materialbestandteile im Trichter 30 schnell auf das vorgenannte mittlere Niveau geführt wird.

Sogenannte konstante Fenstergrenzen W1, W2 (beispielhaft in schematischer Weise am Gesamttrichter 30 in Fig. 2 dargestellt) werden im Speicher der Haupt­ computer-Steuereinheit 50 gesetzt. Diese konstanten Fenstergrenzen bilden einen schmalen Bereich oder ein schmales Fenster von oberen und unteren Mischgewichten. Ein mittleres Trichtergewicht WM wird gleichfalls im Speicher der Hauptcomputer-Steuereinheit 50 gesetzt und entspricht der Mitte des konstanten Fensterbereichs. Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 versucht während der Materialbearbeitung (Strangpressung) ständig, das Mate­ rialgewicht im Trichter 30 nahe einem gegenüber diesem mittleren Trichtergewicht WM ausgeglichenen Gewicht zu stabilisieren, indem die Materialabgabemengen der Meß­ vorrichtungen 10 in Abhängigkeit von der Strangpreß­ menge der Maschine 5 gesteuert werden. Tatsächlich wird auf diese Weise ein im wesentlichen konstantes Materi­ algewicht der Materialbestandteil-Mischung M oberhalb des Extruderhalses 5a während der Strangpressung erhal­ ten.

Die Strangpreßmaschine 5 extrudiert die vom Gesamt­ trichter 30 dem Extruderhals 5a zugeführte Mischung M. Die Mischung M fließt aus der Öffnung 30c des Gesamt­ trichters 30 mit einer Geschwindigkeit, die durch die Strangpreßmenge (oder eine andere Material­ verarbeitungsmenge) der Strangpreßmaschine 5 bestimmt wird. Soweit die Mischung M ausgestoßen wird, wird der Gewichtsverlust der Mischung M im Gesamttrichter 30 durch die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 auf der Grund­ lage der Gewichtsverlust-Signale bestimmt, die von der Lastzelle 40 über die Zeit empfangen werden.

Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 kontrolliert konti­ nuierlich die Signale von der Lastzelle 40 und steht gleichfalls kontinuierlich mit den Computer-Steu­ ervorrichtungen 20 in Verbindung, um von dort Materi­ alabgabegeschwindigkeitsdata über Schnittstellen 50b zu erhalten.

Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 bestimmt die Strang­ preßmenge der Strangpreßmaschine 5, die auf der Summe der Materialabgabemengen der Materialmeßvorrichtungen 10 an den Gesamttrichter 30 zuzüglich oder abzüglich der Abgabemenge der Mischung M vom Gesamttrichter 30 an die Strangpreßmaschine 5 basiert.

Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 steuert (über die Verbindung mit den Computer-Steuervorrichtungen 20) die Materialabgabemenge jeder Meßvorrichtung 10 in Abhän­ gigkeit von der bestimmten (erfaßten) Strangpreßmenge, soweit dies zur Erhaltung einer vorgegebenen Zusammensetzung der Materialbestandteile bei der vorbestimmten Materialstrangpreßmenge der Maschine 5 erforderlich ist. Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 rechnet in der Tat soweit nötig die unterschiedlichen Materialabgabe­ mengen der Meßvorrichtungen 10 zurück und steuert jede Computer-Steuervorrichtung 20, um die Geschwindigkeit der Förderschnecke der zugehörigen Abgabevorrichtung 16 zu steigern oder zu verringern, soweit dies erforder­ lich ist, um die vorgegebene Zusammensetzung der Bestandteile in der Mischung M bei der gewählten Strangpreßmenge zu erhalten.

Die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 steuert gleichfalls (über die Computer-Steuervorrichtung 20) die Materi­ alabgabemengen der Meßvorrichtungen 10, um ein im we­ sentlichen konstantes Gewicht oder einen konstanten Kopf der Bestandteil-Mischung M im Gesamttrichter 30 bei der gewählten Materialstrangpreßmenge der Maschine 5 zu erhalten. Der Kopf oder das Gewicht der Mischung M im Gesamttrichter 30 wird insbesondere erhalten, um das mittlere Trichtergewicht WM auf der Materialstrangpreß­ menge der Maschine 5 zu stabilisieren. Die Hauptcompu­ ter-Steuereinheit 50 ermittelt kontinuierlich kleinste Gewichtsveränderungen im Gesamttrichter 30 und errech­ net die genauen Differenzen in der Summe der Materi­ alabgabemengen der Meßvorrichtungen 10 und der Strang­ preßmenge. Ändert sich beispielsweise das Gewicht der Mischung M im Gesamttrichter 30 während der Strangpres­ sung aufgrund von Veränderungen der Bedingungen der Strangpressung und der Ladungsdichte der Materialbe­ standteile, so ändert, d. h. erhöht oder verringert die Hauptcomputer-Steuereinheit 50 die Materialabgabemenge der Meßvorrichtungen 10 soweit dies nötig ist, um das im wesentlichen konstante Materialgewicht der gesteuer­ ten Mischung M im Trichter 30 bei der gewählten Strang­ preßmenge der Maschine 5 zu erhalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsge­ mäße Verfahren ermöglichen eine genaue Kontrolle des Verhältnisses der Bestandteile, eine exakte Berechnung <der Strangpreßmenge sowie eine signifikant verbesserte Kontrolle der Strangpreßstärke aufgrund eines beständi­ geren Druckes in der Extruder-Zuführzone.

Claims (12)

1. Verfahren zum Messen verschiedener Materialbestand­ teile zur Abgabe an eine materialverarbeitende Ma­ schine (5), enthaltend folgende Verfahrensschritte:

• a) es wird eine Anzahl von einzelnen Materialbe­ standteilen bei steuerbaren, einzelnen, zeitli­ chen Materialabgabemengen an einen Gesamttrich­ ter (30) abgegeben, und
• b) es wird Material vom Gesamttrichter an die Ver­ arbeitungsmaschine bei einer zeitlichen Abgabe­ menge abgegeben, gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrens­ schritte:
• c) es wird der durch die Materialabgabe aus dem Trichter bedingte Gewichtsverlust des im Trich­ ter enthaltenen Materials ermittelt,
• d) es wird die zeitliche Materialverarbeitungsmenge der Verarbeitungsmaschine aus der Summe der Ma­ terialabgabemengen der Bestandteile an den Ge­ samttrichter und der Abgabemenge des Materials vom Gesamttrichter an die Verarbeitungsmaschine ermittelt, und
• e) es werden die Materialabgabemengen der Bestand­ teile an den Gesamttrichter in Abhängigkeit der gegebenen Materialverarbeitungsmenge so gesteu­ ert, daß ein vorgegebenes Verhältnis der ge­ mischten Bestandteile bei der gegebenen Materi­ alverarbeitungsmenge erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabemengen der Bestandteile einge­ stellt werden, so daß ein im wesentlichen konstantes Gewicht davon im Gesamttrichter bei der Materialverarbeitungsmenge erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabemengen der Bestandteile einge­ stellt werden, so daß deren Gewicht im Gesamttrich­ ter in der Mitte eines vorbestimmten schmalen Gewichtsänderungsbereichs bei der Materialverarbei­ tungsmenge stabilisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen Materialbestandteile aus Kunststoff sind und die Ma­ schine eine Kunststoffstrangpreßmaschine ist.

5. Vorrichtung zum Messen verschiedener Materialbe­ standteile zur Abgabe an eine materialverarbeitende Maschine (5), enthaltend:

• a) eine Anzahl von einstellbaren Abgabemenge­ meßvorrichtungen (16) zur Gewährleistung einer gesteuerten Abgabemenge einzelner Mate­ rialbestandteile,
• b) einen Gesamttrichter (30) zur Aufnahme der durch die Meßvorrichtungen abgegebenen Bestandteile,
• c) eine Wägevorrichtung (40) zur Ermittlung einer Gewichtsveränderung der Bestandteile im Gesamt­ trichter während der Abgabe von Material daraus an die materialverarbeitende Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) eine Steuereinheit die Materialverarbei­ tungsmenge der Maschine steuern kann, die auf der Summe der Materialabgabemengen von den Meß­ vorrichtungen des Gesamttrichters zuzüglich oder abzüglich der Abgabemenge der Bestandteile aus dem Gesamttrichter an die Verarbeitungsmaschine basiert, und die die Materialabgabemengen der Meßvorrichtungen soweit steuern kann, als dies nötig ist, um ein vorbestimmtes Verhältnis der Bestandteile bei der gegebenen Materialverarbei­ tungsmenge zu erhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei jede der Meßvor­ richtungen einen einzelnen Trichter (12) und eine Gewichts-Meßvorrichtung (14) enthält, die einen Ver­ lust an Materialgewicht in jedem einzelnen Trichter feststellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit einen Computer umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Gewichts-Meß­ vorrichtung eine Lastzelle enthält, die einen zuge­ hörigen Materialtrichter abstützt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei jede Meßvorrich­ tung eine motorbetriebene Förderschnecke (16a) mit veränderbarer Drehzahl enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (32) zur Aufnahme und zum Mischen der Bestandteile enthält, die von den Meß­ vorrichtungen abgegeben werden, so daß eine vom Ge­ samttrichter aufgenommene Mischung gebildet wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, enthaltend eine Last­ zelle (40), die den Gesamttrichter abstützt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerein­ richtung die Materialabgabemengen der Meßvorrichtun­ gen so steuert, daß ein im wesentlichen konstantes Gewicht der Bestandteile im Gesamttrichter bei der Materialverarbeitungsmenge erhalten wird.