DE60110927T2 - System zur zuführung von materialteilen zu einer spritzgiessmaschine - Google Patents

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Description

  • GEBIET UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebiet einer Formmaschine und insbesondere ein System zum Zuführen von Material zu einer Formmaschine.
  • Verschiedene Wiege-Zufuhrgeräte und -Systeme sind bekannt. Diese Geräte und Systeme dienen zum Zuführen einer großen Materialmenge. Wenn in einem Produktionssystem eine kleine Menge benötigt wird, zum Beispiel ein Färbematerial, werden Volumenverfahren eingesetzt, um das benötigte Gewicht zu erreichen. Volumenverfahren werden eingesetzt, wegen der Schwierigkeit wenige Gramm in dem Produktionsbereich zu wiegen, der sehr laut und erschüttert ist, um kleine Mengen zuzuführen.
  • Volumenzufuhrverfahren, die verwendet werden, um eine Wiege-Zufuhr zu erhalten, weisen einige Nachteile auf. Die spezifische Schwerkraft eines Materials kann zum Beispiel in einem neuen Produktionsbereich geändert werden, und deswegen wird ein neues Skalieren benötigt. Das Volumen-Gewichts-Skalieren ist ein langer Vorgang und erfordert fähige Arbeiter. Darüber hinaus setzt das Volumen-Zufuhrverfahren voraus, dass die Zufuhreinrichtung dauerhaft gleiche Portionen abgibt, und daher Materialströmprobleme ignoriert, da das Zufuhrvolumen nicht gesteuert werden kann.
  • Die Schrift DE-A-198 20 709 offenbart ein System zum Berechnen der Materialmenge, die zum Beispiel zu einem Extruder einer Einspritzformmaschine zugeführt wird. Das System umfasst einen Behälter, einen Materialtrichter, der eine Einfüllöffnung und eine Lieferöffnung in Verbindung mit einem Behälter und eine mit dem Trichter gekoppelte Wiegevorrichtung zum Wiegen des Materials in dem Trichter aufweist.
  • Ein Zufuhrtrichter weist normalerweise einen Auslass auf, um das Material zuzuführen. Ein Teil des Materials, das Material in der Welle, die sich rechtwinklig zu dem Auslass befindet, drückt nicht auf den Trichter. Diese „Auslass-Welle" verursacht einen Fehler in dem Wiegen des Trichters, da das Material in der Auslasswelle oder zumindest ein Teil dieses Materials nicht gewogen wird. Lastzellen werden kalibriert, wenn solche Trichter gewogen werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, ein System zum Zuführen von Materialabschnitten zu einer Einspritzformmaschine mit der Fähigkeit zu erhalten, die zugeführten, kleinen Materialmengen genau zu wiegen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist ein System zum Zuführen von Abschnitten von Material zu einer Einspritzformmaschine mit der Fähigkeit, kleine Materialmengen genau zu wiegen, in Übereinstimmung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Gemäß der Lehren vorliegenden Erfindung ist ein System zum Zuführen von Abschnitten von Material zu einer Einspritzformmaschine bereitgestellt, mit (a) einer Zufuhreinrichtung; (b) einem Behälter mit einer Einfüllöffnung und einem Auslass, und der Behälter ist mit der Zufuhreinrichtung installiert; (c) einem Materialtrichter mit einer Einfüllöffnung und einem Auslass, und der Materialtrichter ist innerhalb des Behälters angeordnet; (d) einer Lastzelle, die mit dem Materialtrichter gekoppelt ist, und (e) einem Steuergerät, betätigbar zum: (i) Berechnen des Gewichts des zugeführten Materials unter Verwendung der Lastzelle und eines Gewichtsverlustsverfahrens, und (ii) Steuern der Zufuhreinrichtung.
  • Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung weist der Materialtrichter des Systems ein schachtförmiges unteres Teil und ein oberes Teil auf, wobei das obere Teil in jeder vertikalen Höhe den gleichen Querschnittsbereich aufweist.
  • Gemäß weiteren in den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen ist die Steuerung des Systems außerdem betätigbar, um der Zufuhreinrichtung zu befehlen, zumindest einen Abschnitt von Material aus dem Materialtrichter abzugeben, wobei jeder Abschnitt in einer gegebenen Zeit für einen gegebenen Zeitraum abgegeben wird, um Abschnitte mit einem vorbestimmten Gewicht abzugeben.
  • Gemäß weiteren Merkmalen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist die Steuerung außerdem betätigbar, um das Gewicht des abgegebenen Abschnitts durch (1) Abgeben einer Anzahl von Abschnitten zu berechnen; (2) das Gewicht der Anzahl der Abschnitte unter Verwendung eines Gewichtsverlustsverfahrens zu berechnen, und (3) das Gewicht der Anzahl der Abschnitte durch die Anzahl der Abschnitte zu teilen.
  • Gemäß weiteren Merkmalen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist die Zufuhreinrichtung ein Schraubenzuführer und die Steuerung ist außerdem betätigbar, um das Gewicht des weiteren Abschnitts durch Erhöhen oder Verringern der Drehgeschwindigkeit des Schraubenzuführers einzustellen, falls das Gewicht des Abschnitts von dem vorbestimmten Gewicht abweicht.
  • Gemäß weiteren Merkmalen der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist der Auslass des Materialtrichters verschoben und von dem Auslass des Behälters geneigt.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Materialtrichter zum genauen Wiegen bereitgestellt und durch die Merkmale des Anspruchs 14 definiert.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, einen Zufuhrabschnitt genau zu wiegen, und durch die Merkmale des Anspruchs 20 definiert.
  • Gemäß der Erfindung wird ein genaues Messen von Material durch das Zuführen einer vorbestimmten Anzahl von Abschnitten, Berechnen des Gewichts der Anzahl der Abschnitte, Verwenden eines Gewichtsverlustsverfahrens des Materialtrichters unter Verwendung einer Lastzelle, und Berechnen des Gewichts von jedem Abschnitt der Anzahl von Abschnitten durch Teilen des Gewichts der Abschnitte durch die Anzahl der Abschnitte erhalten. Die vorbestimmte Anzahl von Abschnitten kann durch das Teilen der Empfindlichkeit der Lastzelle auf das vorbestimmte Gewicht des zugeführten Abschnitts berechnet werden.
  • Das Zuweisen der Anzahl einer beliebigen ganzen Zahl größer als 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorhandene Technologie zum genauen Zuführen der kleinen Materialabschnitte von einem Trichter zu einer Formmaschine verbessern. Noch genauer wird das Zuweisen einer ganzen Zahl, die gleich oder größer ist als die durch das Teilen der Empfindlichkeit der Lastzelle erhaltene zu einem bestimmten Gewicht der zugeführten Abschnitte zu einer Verbesserung der Genauigkeit des beschriebenen Verfahrens führen.
  • Unter der Annahme, dass die Lastzelle der Erfindung eine Empfindlichkeit von 10 g aufweist, und die zuzuführenden, gewünschten kleinen Abschnitte jeweils 0,25 g betragen (einzeln), wird ein Fachmann in der Technik der betätigten Zufuhrvorrichtungen insbesondere der Technik der vorliegenden Erfindung es bevorzugen, zumindest 40 solch kleiner Abschnitte zwischen jedem Wiegeschritt des Trichters zuzuführen. Jedoch kann der Fachmann wählen nur 39 Abschnitte zwischen jeder solchen Wiegestufe zuzuführen. Dadurch wird die Genauigkeit des Wiegens niedriger.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich durch das Bereitstellen eines Systems zum Zuführen von Materialabschnitten zu einer Einspritzformmaschine mit der Fähigkeit, das Zuführen von kleinen Materialmengen genau zu wiegen, erfolgreich auf die Mängel der vorhandenen Technologien.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine Darstellung eines schematischen Blockdiagramms des Systems.
  • 2 eine Darstellung eines Querschnitts des Systems, während Material sich in dem Materialtrichter befindet und das System in einer Arbeits- oder in einer Arbeitsbereitschaftsposition befindet.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung ist ein System zum Zuführen von Materialabschnitten zu einer Einspritzformmaschine mit der Fähigkeit kleine, zugeführte Materialmengen genau zu wiegen.
  • Die Grundlagen und die Betätigung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung können mit Bezug auf die Zeichnungen und die begleitende Beschreibung besser verstanden werden.
  • Wie hier in der Beschreibung und in dem folgenden Anspruchsabschnitt verwendet, bezieht sich der Begriff „Gewichtsverlust" auf ein bekanntes Verfahren zum Wiegen des Materials, das von einem Trichter abgegeben oder ausgegeben wurde, durch das Wiegen des Trichters bevor es von diesem entnommen wird, wobei er ein Vor-Abgabegewicht aufweist, und ein zweites Wiegen des Trichters, nachdem es von diesem abgegebenen wurde, und der Trichter ein Nach-Abgabegewicht aufweist, und dann durch das Subtrahieren des Nach-Abgabegewichts von dem Vor-Abgabegewicht ein Gewichtsverlust des Trichters erhalten wird, der dem Gewicht des entnommenen Materials entspricht.
  • Wie hier in der Beschreibung und in dem folgenden Anspruchsabschnitt verwendet, betrifft der Begriff „Auslasswelle" den Teil des Materials in einem Trichter, der in der Welle angeordnet ist, die sich rechtwinklig zu dem Auslass des Trichters befindet, und nicht auf die Trichterwände drückt.
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt 1 ein schematisches Blockdiagramm des Systems. Das System hat einen Behälter 10, einen Materialtrichter 11, der innerhalb des Behälters 10 angeordnet ist, eine Lastzelle 16, die mit dem Materialtrichter 11 gekoppelt ist, eine Steuerung 13, die ein Gewicht entsprechend der Information der Lastzelle 16 berechnet, und den Motor 14 des Schraubenzuführers 12 anweist, Abschnitte von Material in die Formmaschine 15 abzugeben.
  • Der Trichter 11 weist geneigte Wände auf. Diese Form ermöglicht es, das Material in der Auslasswelle konstant zu halten, indem in dem Trichter eine minimale Materialhöhe gehalten wird. Darüber hinaus sind die Wände des Trichters 11 parallel, und aus diesem Grund verbleibt das Profil des Materialdrucks in dem Trichter 11 konstant. Die geneigten parallelen Wände des Trichters 11 minimieren Wiegefehler und erleichtern die Wiegekalibrierung.
  • Das Material muss in genau gewogenen Abschnitten zu der Formmaschine zugeführt werden, und jeder Abschnitt muss in einer gegebenen Zeit und für eine gegebene Dauer zugeführt werden. Um dieses Ziel zu erhalten, weist die Steuerung 13 den Motor 14 des Schraubenzuführers 12 an, in der gegebenen Zeit für eine gegebene Dauer mit einer bestimmten Drehzahl zu drehen. Da die gegebene Zeit und Dauer der Zufuhr durch die Formmaschine 15 gegeben sind, ist die Drehung des Schraubenförderers 12 die einzige Variable, die verwendet werden kann, um das Gewicht des zugeführten Abschnitts zu steuern. Beim ersten Mal erhält die Steuerung 13 ein erstes Gewicht des Trichters 11 von der Lastzelle 16 und gibt dem Motor 14 die Anweisung, den Schraubenförderer 12 für die gegebene Dauer und eine gegebene Umdrehung zu drehen, die durch den Systembediener vorbestimmt ist. Nach dem Abgeben einer vorbestimmten Anzahl von Abschnitten erfährt die Steuerung 13 ein zweites Gewicht des Trichters 11. Die Steuerung 13 erhält das gesamte Gewicht der zugeführten Abschnitte unter Verwendung des ersten Gewichts des Trichters 11, des zweiten Gewichts des Trichters 11 und des Gewichtsverlustsverfahrens. Die Steuerung 13 erhält das Abschnittsgewicht durch das Teilen des Gesamtgewichts durch die Anzahl der zugeführten Abschnitte. Falls das Abschnittsgewicht sich von einem vorbestimmten Gewicht unterscheidet, stellt die Steuerung 13 das Abschnittsgewicht durch das Erhöhen oder Verringern der Umdrehung des Motors 14 des Schraubenförderers 12 in dem nächsten Satz von Abschnitten ein. Dieser Vorgang kann aufeinanderfolgend oder in einer vorbestimmten Zeit durchgeführt werden.
  • 2 zeigt den Querschnitt des Systems, während Material sich in dem Materialtrichter befindet, und das System in einer Arbeits- oder Arbeitsbereitschaftsposition ist. Das Material 17 füllt den Materialtrichter 11. Das Material 17 wird durch einen Auslass 18 des Materialtrichters 11 zu einem Freiraum 19 zugeführt, der zwischen dem Materialtrichter 23 und einem Auslass 20 des Behälters 10 ausgebildet ist, und von diesem Freiraum 19 wird das Material 17 durch den Behälterauslass 20 zu dem Schraubenförderer 12 zugeführt. Der Auslass 18 des Materialtrichters wird von dem Auslass 20 des Behälters verschoben, um zu ermöglichen, dass die Auslasswelle 21 konstant bleibt, solange die Materialhöhe 22 höher ist als das obere Ende der Auslasswelle 21, und isoliert den Materialtrichter 11 von Lärm und Erschütterungen, die von dem Schraubenförderer 12 und dessen Motor 14 kommen. Die Steuerung 13 weist eine Nachfülleinrichtung 23 an, den Materialtrichter 11 nachzufüllen, wenn die Materialhöhe 22 auf eine Schwellhöhe reduziert ist. Ein Teil des Materials 17 ist in dem Freiraum 19 angeordnet und dient als Puffer. Dieser Puffer isoliert den Materialtrichter 11 und verhindert Geräusche und Erschütterungen von dem Schraubenförderer 12 und dessen Motor 14, um ein genaues Wiegen des Materialtrichters 11 durch die Lastzelle 16 zu ermöglichen.

Claims (24)

  1. System zum Zuführen von Material zu einer Formmaschine, mit: (a) einem einen ersten Auslass (20) aufweisenden Behälter (10); (b) einem Materialtrichter (11), der eine Füllöffnung zum Empfangen von Material (17) aufweist, das der Maschine zuzuführen ist, und einen zweiten Auslass (18) zum Liefern des Materials zu dem Behälter (10), wobei der Materialtrichter (11) innerhalb des Behälters (10) angeordnet ist; (c) einer Ladezelle (16), die mit dem Materialtrichter (11) gekoppelt ist; und (d) einer Steuerung (13), die betätigbar ist zum: (i) Berechnen des Gewichts des zugeführten Materials unter Verwendung der Ladezelle (16) und eines Gewichtsverlustverfahrens, und (ii) Steuern der Zufuhreinrichtung.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Trichter umfasst: (a) ein unteres Teil, das mit dem zweiten Auslass (18) bereitgestellt ist; und (b) ein oberes Teil, das mit der Füllöffnung und einer schrägen Wand bereitgestellt ist, wobei die schräge Wand einen Abschnitt aufweist, der über dem Auslass (18) angeordnet ist, und durch einen vertikalen Vorsprung des Auslasses (18) begrenzt ist, und die gesamte Füllöffnung oberhalb des schrägen Wandabschnitts angeordnet ist, und horizontal von dem schrägen Wandabschnitt versetzt ist.
  3. System nach Anspruch 2, wobei der Materialtrichter (11) ein schachtförmiges unteres Teil und ein oberes Teil aufweist, wobei das obere Teil in jeder vertikalen Höhe den gleichen Querschnittsbereich aufweist.
  4. System nach Anspruch 3, wobei das obere Teil des Materialtrichters (11) parallele Seitenwände oder eine zylindrische Seitenwand aufweist.
  5. System nach Anspruch 1, außerdem mit einer Zufuhreinrichtung (12).
  6. System nach Anspruch 5, wobei die Zufuhreinrichtung (12) ein Schraubenförderer ist.
  7. System nach Anspruch 6, außerdem mit einer Steuerung, die mit der Wiegevorrichtung und an die Zufuhreinrichtung (12) gekoppelt ist.
  8. System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung betätigbar ist zum: (a) Steuern der Zufuhreinrichtung (12); und (b) Berechnen des Gewichts des zugeführten Materials (17), unter Verwendung der Wiegevorrichtung und eines Gewichtsverlustverfahrens.
  9. System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung betätigbar ist zum Befehlen der Zufuhreinrichtung (12) aufeinanderfolgende Abschnitte von Material (17) aus dem Materialtrichter (11) abzugeben, wobei jeder Abschnitt in einer gegebenen Zeit und für einen gegebenen Zeitraum abgegeben wird, um die Abschnitte mit einem vorbestimmten Gewicht abzugeben.
  10. System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung außerdem betätigbar ist zum Berechnen des Durchschnittsgewichts von jedem einer Vielzahl von ersten Abschnitten durch: (a) Durchführen eines ersten Wiegens des Trichters (11); (b) Abgeben einer Vielzahl von ersten Abschnitten nach dem ersten Wiegen, wobei die Vielzahl der ersten Abschnitte durch eine vorbestimmte Anzahl von ersten Abschnitten bestimmt ist; (c) Durchführen eines zweiten Wiegens des Trichters (11) nach dem Abgeben einer Vielzahl von ersten Abschnitten; (d) Berechnen des Unterschieds zwischen dem Gewicht des Trichters (11), das bei der ersten Wiegung bestimmt wurde, und dem Gewicht des Trichters (11), das bei der zweiten Wiegung bestimmt wurde, wobei der Unterschied den Gewichtsverlust des Trichters (11) bestimmt; und (e) Teilen des Gewichtsverlusts des Trichters (11) durch die vorbestimmte Anzahl der Vielzahl von ersten Abschnitten.
  11. System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung außerdem betätigbar ist, um das Durchschnittsgewicht von jedem einer Vielzahl von zweiten Abschnitten einzustellen, die folgend auf die ersten Abschnitte abgegeben werden, durch das Erhöhen oder Verringern der Zufuhrrate der Zufuhr, wenn das Durchschnittsgewicht von jedem der ersten Abschnitte sich von dem vorbestimmten Gewicht unterscheidet, und zum Steuern der Zufuhreinrichtung (12), um mehr oder weniger Material (17) während jedem gegebenen Zeitraum abzugeben, abhängig davon, ob das berechnete Abschnittsgewicht mehr oder weniger beträgt als das vorbestimmte Gewicht.
  12. System nach Anspruch 1, wobei der zweite Auslass (18) über den ersten Auslass (20) erhöht ist.
  13. System nach Anspruch 12, wobei der zweite Auslass horizontal von dem ersten Auslass (20) versetzt ist.
  14. Trichter für zwischengespeichertes Material in einem System zum Zuführen von Material zu einer Formmaschine nach Anspruch 1, wobei der Trichter umfasst: (a) ein unteres Teil, das mit dem zweiten Auslass (18) bereitgestellt ist (b) ein oberes Teil, das mit der Füllöffnung und einer schrägen Wand bereitgestellt ist, wobei die schräge Wand einen Abschnitt aufweist, der über dem Auslass (18) angeordnet ist, und durch einen vertikalen Vorsprung des Auslasses (18) beschränkt ist, und (c) einer Steuereinrichtung (13), die mit dem Trichter gekoppelt ist, um das Liefern von Material (17) zu dem Trichter (11) zu steuern, um den Trichter (11) mit Material (17) zu der Höhe (22) bei oder über dem Abschnitt der schrägen Wand gefüllt zu halten, und dabei zu verursachen, dass der Trichter (11) mit Material zu einer Höhe (22) bei oder über dem schrägen Wandabschnitt gefüllt bleibt, wenn Material (17) über den Auslass (18) abgegeben wird.
  15. Trichter nach Anspruch 14, wobei die Füllöffnung von der Auslass-(18)Öffnung versetzt ist.
  16. Trichter nach Anspruch 14, wobei das obere Teil angeordnet ist, einen konstanten, horizontalen Querschnittsbereich aufzuweisen.
  17. Trichter nach Anspruch 16, wobei das obere Teil parallele Seitenwände oder eine zylindrische Seitenwand aufweist.
  18. Trichter nach Anspruch 14, wobei das untere Teil ein schachtförmiges Teil aufweist.
  19. Trichter nach Anspruch 14, in Kombination mit einer Wiegevorrichtung, die mit dem Trichter (11) gekoppelt ist, um den Trichter (11) zu wiegen.
  20. Verfahren zum Berechnen des genauen Gewichts von jedem einer Vielzahl kleiner Abschnitte von Material, das aus einem Trichter zugeführt wird, der mit einer Wiegevorrichtung gekoppelt ist, unter Verwendung einer Ladezelle (16), wobei das Verfahren umfasst: (a) in einem ersten Wiegeschritt, Wiegen des Trichters (11); (b) nach dem ersten Wiegeschritt, Abgeben einer Vielzahl von kleinen Abschnitten von Material (17), wobei jeder ein Gewicht unter der Empfindlichkeit der Wiegevorrichtung aufweist, und wobei die Vielzahl von kleinen Abschnitten aus einer gegebenen Anzahl von Abschnitten zusammengesetzt ist; (c) in einem zweiten Wiegeschritt nach dem Abgabeschritt, Wiegen des Trichters (11); (d) Berechnen des Unterschieds zwischen dem Gewicht des Trichters (11), das bei dem ersten Wiegeschritt bestimmt wurde, und dem Gewicht des Trichters (11), das bei dem zweiten Wiegeschritt bestimmt wurde, wobei der Unterschied den Verlust des Gewichts des Trichters (11) bestimmt; und (e) Teilen des Gewichtsverlusts des Trichters (11) durch die gegebene Anzahl der Vielzahl von kleinen Abschnitten.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Anzahl ganzzahlig, gleich oder größer als der Wert ist, der durch das Teilen der Empfindlichkeit der Wiegevorrichtung durch das gewünschte Gewicht von jedem der zugeführten kleinen Abschnitte berechnet wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Trichter umfasst: (a) ein unteres Teil, das mit dem zweiten Auslass (18) bereitgestellt ist; und (b) ein oberes Teil, das mit der Füllöffnung und einer schrägen Wand bereitgestellt ist, wobei die schräge Wand einen Abschnitt aufweist, der über dem zweiten Auslass (18) angeordnet ist, und durch einen vertikalen Vorsprung des Auslasses beschränkt ist, und die gesamte Füllöffnung über dem schrägen Wandabschnitt angeordnet ist, und horizontal von dem schrägen Wandabschnitt versetzt ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Trichter (11) ein schachtförmiges unteres Teil und ein oberes Teil aufweist, und wobei das obere Teil bei jeder vertikalen Höhe den gleichen Querschnittsbereich aufweist.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das obere Teil des Materialtrichters (11) parallele Seitenwände oder eine zylindrische Seitenwand aufweist.
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