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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines in seinem
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Mischungsverhältnis konstanten Bindemittels Oie Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines in seinem Mischungsverhältnis
konstanten Bindemittels aus mehreren Komponenten für die Weiterverarbeitung bei
der Spanplattenherstellung mit einem Vorratsbehälter, Ventilen, Entnahmepumpen und
einem Mischgefäß.
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Bisher wurde versucht, das Mischungsverhältnis des Bindemittels konstant
zu halten, indem man die einzelnen Komponenten volumetrisch zu einer Flotte vereinigte.
Hierzu wurden Ovalradzähler und Kolbendosierpumpen verwendet, die jedoch erhebliche
Nachteile aufweisen. Ein wesentlicher Nachteil einer rein volumetrischen überwachung
des Mischungsverhältnisses besteht darin, daß durch. ständige Verschmutzung der
Rohrleitungen beispielsweise oder durch Beschädigung der Bauteile von Kolbendosierpumpen,
eine eindeutige Überwachung des Erzeugungsvorganges von Bindemittel nicht gewährleistet
ist. Weiterhin ist es erforderlich, daß bei änderung des spezifischen Gewichtes
der einzelnen Komponenten eines Bindemittels eine weitere Einrichtung eingebaut
werden mußte, die ebenfalls zu einer Erhöhung des Ausfalls der Gesamtanlage führte.
Beinhaltete beispielspielsweise eine Komponente als Emulsion sehr viel Luft, so
war es ohne weiteres denkbar, daß bei an sich konstantem spezifischen Gewicht eine
Förderung durch die Kolbendosierpumpen dergestalt stattfand, daß anstelle dieser
Komponente lediglich Luft gefördert wurde, was zu einem völligen Ausfall des Bindemittels
führte, da diese Komponente nicht beigemischt werden konnte. Insbesondere wenn die
Herstellung oder Erzeugung des Bindemittels mit konstantem Mischungsverhältnis in
Abhängigkeit des bei der Spanplattenherstellung schwankenden Bedarfs durchgeführt
werden sollte, versagten die volumetrisch arbeitenden
Herstellungsverfahren.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei schwankendem Bedarf aus Einzelkomponenten,
ein in seinem Mischungsverhältnis konstantes Bindemittel zu erzeugen. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß von jeder in einem als Vorratsbehälter ausgebildeten Wiegebehälter
getrennt gelagerten und getrennt entnehmbaren Einzelkomponente nacheinander jede
Komponente entsprechend ihrem Gewichtsanteil gewogen, von einer dieser zugeordneten
entsprechend einer Führungsgröße in seiner Drehzahl verstellbaren Pumpenantriebsmotor
angetriebenen Entnahmepumpe entnommen und daß lediglich eine Komponente ohne eine
zusätzliche Korrektur im Hinblick auf die augenblicklich entnommene Masse entnommen
wird und daß alle Komponenten dem Mischgefäß zugeführt werden Durch die gewichtsmäßige
Überwachung aller Einzelkomponenten für die Bindemittelerzeugung, können Fehler
beispielsweise durch änderung des spezifischen Gewichtes oder durch Entmischungsvorgänge,
welche eine Entgasung verursachen, nicht mehr eintreten. Darüberhinaus wird bei
der Bindemittelerzeugung für die Beleimung von Spangut auch dann ein konstantes
Mischungsverhältnis des Bindemittels erreicht, wenn die Führungsgröße von der eine
Beleimungsmaschine mit Spänen beschickenden Bandwaage abgeleitet wird.
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In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß
während der gewogenen Entnahme und Zuführung zum Mischgefäß einer Komponente, die
anderen Komponenten über zusätzliche mit dem Wiegebehälter nicht verbundene Leitungen
und über die ihnen zugeordneten voreingestellten und ggfs.
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korrigierten Entnahmepumpen direkt ihre jeweilige Komponente dem Mischgefäß
zuführen. Durch die Möglichkeit während des Meßvorganges von einer weiteren Quelle
die Einzelkomponenten dem Mischgefäß zuzuführen, wird in besonders vorteilhafter
Weise ein kontinuierlicher Mischvorgang erreicht, der praktisch eine konstante und
fehlerfreie gemischte Bindemittelflotte hervorruft. In noch weiterer Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß während eines Befüllvorganges
des
als Wiegebehälter ausgebildeten Vorratsbehälters alle Komponenten über zusätzliche
mit dem Wiegebehälter nicht verbundene Leitungen und über die voreingestellten Entnahmepumpen
dem Mischgefäß zugeführt werden.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Wiegebehälter diskontinuierlich gefüllt
werden kann, ohne einen nachteiligen Einfluß auf das konstante Bindemittelverhältnis
nehmen zu können.
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In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
ein konstanter Gegendruck nach den Entnahmepumpen aufrecht erhalten wird. Durch
Aufrechterhalten eines konstanten Gegendruckes wird erreicht, daß durch Höhenschwankungen
verursachte Druckschwankungen nicht schädlich auf das Mischgefäß wirken können und
zum anderen, daß die Entnahmepumpen selbst stets gegen einen fest voreingestellten
Gegendruck arbeiten.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Meßvorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß jedes
von einer Kraftmeßdose ausgehende elektrische Signal über einen Meßwertwandler einem
Wählschalter zugeführt wird, daß entsprechend der jeweiligen Komponente dieses elektrische
Signal einem zugeordneten Vergleicher zugeführt, dort mit einem der jeweiligen Komponente
zugeordneten Sollwert verglichen wird und daß das hieraus gebildete Korrektursignal
einen der entsprechenden Komponente zugeordneten Verstellmotor der Entnahmepumpe
zur Nachregelung zugeführt wird. Bei der Bindemittelerzeugung aus gewichtsmäßig
verschiedenen Komponenten und vorwählbarem Verhältnis dieser einzelnen Komponenten
zueinander, wird es möglich durch Betätigen eines Wählschalters, die jeweilige Komponente
während ihres gewichtsmäßigen Abzugs aus dem Wiegebehälter stets mit dem erforderlichen
Sollwert zu vergleichen, so daß nach dem Ende des Meßvorgangs der beispielsweise
durch Umschalten auf die nächste Komponente geschieht, eine genau dosierte Komponente
auch bei schwankendem Bedarf dem Mischgefäß zugeführt wird.
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In Ausgestaltung dieser Meßvorrichtung wird es als
erfinderisch
angesehen, daß im Meßwertwandler die von der Kraftmeßdose kommenden elektrischen
Signale über einen Meßverstärker einer Spannungsvergleichseinheit zugeführt werden,
deren polarisierte Ausgangssignale einem Spannungsfrequenzwandler mit einer Einrichtung
zur Berücksichtigung der Polarität der Signale zugeführt, dessen Ausgangssignale
zum einen, einem Digitalzähler zugeführt werden, dessen Ausgangswerte über einen
Digitalanalogwandler der Spannungsvergleichseinheit wieder zugeführt werden und
zum anderen direkt dem Vergleicher zugeführt werden und daß eine Einrichtung zur
Unterdrückung der Weitergabe von Signalen einer Polarität vorgesehen ist. Durch
diese Ausgestaltung sind geringfügige Schwankungen im Wiegebehälter voll beherrschbar,
so daß Fehlmessungen nicht möglich werden.
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In noch weiterer Ausgestaltung der erfinderischen Meßvorrichtung wird
vorgeschlagen, daß im Vergleicher ein Vor-Rückwärtszähler für die vom Spannungsfrequenzwandler
und vom Meßwertwandler kommenden Impulse vorgesehen ist, daß der Vor-Rückwärtszähler
mit einem Digitalanalogwandler verbunden ist, daß dessen analoges Ausgangssignal
über einen Multiplizierer mit dem vom Solleinsteller kommenden Signal direkt verknüpft
wird. Durch den Einsatz dieses Vergleichers wird eine genaue Überwachung des von
der Kraftmeßdose abgegebenen gewichtsbewerteten Signales ermöglicht.
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In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Vorratsbehälter, mit Ventilen,
Entnahmepumpen und einem Mischgefäß darin gesehen, daß zwischen Wiegebehälter und
Entnahmepumpe ein Dreiwegeventil angeordnet ist.
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Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet
sich dadurch aus, daß eine Mischvorrichtung im Mischbehälter vorgesehen ist. Durch
die Mischvorrichtung im Mischbehälter wird auch bei schwer emulgierbaren Komponenten
die Möglichkeit geschaffen, eine Bindemittelabgabe zu gewährleisten, die außer der
konstanten Dosierung der einzelnen
Komponenten auch eine völlige
Durchmischung und somit eine Gleichförmigkeit des gesamten Bindemittels ermöglicht.
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In noch weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, und zwar insbesondere
im Hinblick auf das Zusammenspiel zwischen Wiegebehälter und Entnahmepumpe, daß
die Dreiwegeventile in Abhängigkeit von im Wiegebehälter angeordneten Endkontakten
den Wiegebehälter wahlweise mit den Entnahmepumpen oder einer direkten Leitung verbinden.
Durch die Anordnung von Dreiwegeventilen ist die Möglichkeit des gleichzeitigen
Auffüllens des Wiegebehälters und auch der Durchsatz zum Mischbehälter gegeben.
Damit wird erreicht, daß auch während des Befüllvorganges eine kontinuierliche Herstellung
des Bindemittels geschieht, mit praktisch konstantem Mischungsverhältnis.
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Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird
die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bindemittelerzeugung
zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 ein Blockschaltbild des
erfindungsgemäßen Meßwertwandlers Fig. 3 ein Blockschaltbild des Vergleichers.
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Ein Wiegebehälter 1, welcher entsprechend der Anzahl der zur Mischung
gelangenden Komponenten im Ausführungsbeispiel in mehrere gegeneinander abgeschlossene
Behälter 2,3 und 4 unterteilt ist, und der insgesamt auf einer Kraftmeßdose 5 als
Wiegeeinrichtung steht, ist über Rohrleitungen 7,8 und 9 über Dreiwegeventile 10,11
und 12 mit Entnahmepumpen 13,14 und 15 verbunden, die selbst über Druckhalteventile
16,17 und 18 mit einem Mischbehälter 19 verbunden sind, in dem ein über einen Motor
20 angetriebener Mischer 21 angeordnet ist.
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Die Dreiwegeventile 10,11 und 12 sind über weitere Leitungen 30
31
und 32 mit einer weiteren Quelle verbunden, aus der beispielsweise die einzelnen
Komponenten unter Umgehung des Wiegebehälters 1 direkt über die Entnahmepumpen 13,14,15
und die Druckhalteventile 16,17,18 dem Mischgefäß 19 zugeführt werden können.
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Eine über eine Leitung 40 kommende Führungsgröße, die beispielsweise
bei der Beleimung von Spanmaterial die jeweiligen Gewichtswerte einer Bandwaage
sein kann, wird über einen Mengenregler 41 einem Drehzahlregler 42 zugeführt, der
mit einem Getriebemotor 43 verbunden ist und selbst eine Vorgelegewelle 44 antreibt.
Über Zwischenantriebe 45,46 und 47 sind die Entnahmepumpen 13,14 und 15 mit dem
Getriebemotor 43 über die Vorgelegewelle 44 verbunden. Dabei ist im Ausführungsbeispiel
dargestellt, daß eine Entnahmepumpe ohne weiteres Getriebe nur über die Drehlzahländerung
des Drehzahlreglers also über den Getriebemotor 43 in Abhängigkeit der über die
Leitung 40 kommenden Führungsgröße verstellt wird. Der Getriebemotor 43 ist wie
ausgeführt, der Führungsmotor, während die Entnahmepumpen 14 und 15 über Korrekturgetriebe
50 bzw. 51 und Verstellmotoren 52 bzw. 53 zusätzlich verstellbar sind.
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Die Führungsgröße wird außer dem Drehlzahlregler 42 über eine Leitung
55 auch einem Spannungsfrequenzwandler 56 und einem Vergleicher 57 zugeführt, der
über einen Meßwertumformer 5B über eine Leitung 59 die gewichtsbewerteten Impulse
der Kraftmeßdose 5 über einen Wählschalter 60 erhält. Die Führungsgröße wird über
die Leitung 55 und 65 einem Solleinsteller 66 und einem Spannungsfrequenzwandler
67 für die erste zu korrigierende Komponente zugeführt, während der Vergleicher
68 über einen Finger 69 mit dem Wählschalter 60 verbindbar ist, so daß die gewichtsbewerteten
Impulse der Kraftmeßdose 5 zum anderen dem Vergleicher zugeführt werden können.
Über die Leitung 55 und ?5 und einen weiteren Solleinsteller 76 wird einemspannungsfrequenzwandler
77 die Führungsgröße zugeführt und an einen Vergleicher 78 weitergegeben, der über
den Finger 69 des Wählschalters 60 mit den gewichtsbewerteten Impulsen
der
Kraftmeßdose 5 verbindbar ist.
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Die Spannungsfrequenzwandler 56,67 und 77 sowie die Vergleicher 57,68
und 78 sind den in den Kammern 2,3 und 4 gelagerten Komponenten zugeordnet, so daß
bei Verstellen des Fingers 69, des Wählschalters 60 die jeweils entsprechende Komponente
korrigiert und zwar im Ausführungsbeispiel die Entnahmepumpe 13 lediglich in Abhängigkeit
des Soll-Istvergleiches und der Schwankungen der Führungsgröße, während die Entnahmepumpen
14 und 15 zusätzlich in Abhängigkeit der wählbaren Masse an den Solleinstellern
66 und 76 über die Verstellmotoren 52 und 53 zusätzlich korrigiert werden.
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Die Stellung der Dreiwegeventile wird anhand der im Teilbehälter 2
vorhandenen Gewichtskomponente näher erläutert.
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Wird diese Komponente über die Leitung 7 der Entnahmepumpe 13 zugeführt,
so wird das Dreiwegeventil 10 über einen Motor 80 in eine Lage verstellt, daß lediglich
ein freier Durchfluß vom Teilbehälter 2 zur Entnahmepumpe 13 vorhanden ist. Nach
Beendigung dieses Meßvorganges wird das Dreiwegeventil durch den Motor 80 in eine
derartige Lage verstellt, daß über die Leitung 30 eine direkte Versorgung der Entnahmepumpe
13 stattfinden kann und zwar in einem solchen Maße wie im Verlauf der vorhergehenden
Messung festgestellt wurde. In diesem Zeitraum wird nunmehr die im Teilraum 3 befindliche
Masse gewichtsbewertet über das Dreiwegeventil 11 der Entnahmepumpe 14 zugeführt
während das Entnahmeventil 12 durch einen Verstellmotor 82 in eine derartige Lage
verdreht wurde, daß über die Leitung 32 die Entnahmepumpe 15 unter Umgehung des
Wiegebehälters 1 beschickt werden kann. Zeigt nun einer der Kontakte 85,86,87 die
in den Teilbehältern 2,3 und 4 angeordnet sind, an, daß ein Auffüllen des Wiegebehälters
durchgeführt werden muß, so wird durch Verstellen der Verstellmotoren 80, 81 und
82 das jeweilige Dreiwegeventil 10,11 und 12 in eine solche Lage verdreht, daß über
die Leitungen 30,31 und 32 von einer Ouelle sowohl die Teilbehälter 2,3 und 4 des
Wiegebehälters 1 soweit gefüllt werden, bis die Endkontakte 90,91,92 ansprechen
als auch gleichzeitig die Entnahmepumpen 13,14 und 15
beaufschlagt
werden, so daß über die Druckhalteventile 16,17,18 auch beim Füllvorgang der Mischbehälter
19 mit den einzelnen Komponenten mit praktisch konstantem Mischungsverhältnis beschickt
werden kann. Erst nach Abschalten des Zuflusses aus den Leitungen 30,31 und 32 durch
die Endschalter 90,91 und 92 im Wiegebehälter wird der Auffüllvorgang beendet und
ein neuer Meßzyklus kann beginnen.
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Der in Fig. 2 dargentellte Meßwertwandler 58 erhält vom Ausgang der
Kraftmeßdose 5 über einen Meßverstärker 100 eine elektrische Spannung, die einer
Spannungsvergleichseinheit 101 zugeführt wird und nach Verstärkung einem Spannungsfrequenzwandler
102 weitergegeben wird, in dem Vorsorge dafür getroffen ist, daß die Polarität der
ankommenden Signale berücksichtigt wird. Die Ausgangsspannung vom Spannungsfrequenzwandler
102 wird über eine Leitung 103 direkt dem Vergleicher 57 bzw. 68 bzw. 78 als Digitalwert
zugeführt und zum anderen über eine Leitung 104 an einen Digitalzähler 105 weitergegeben,
von dem in Abhängigkeit des sich ändernden Wertes über einen Digitalanalogwandler
106 ein Vergleichswert geschaffen wird, der über eine Leitung 107 in die Spannungsvergleichseinheit
zurückgeführt wird. Besteht zwischen dem Analogwert des Meßverstärkers 100 und dem
Digitalwert des Digitalzählers 105 Gleichheit wird über die Leitung 103 kein Impuls
an den Vergleicher 57 bzw. 68 bzw. 78 weitergegeben, was dem Ende der Entnahme aus
dem Teilbehälter 2 bzw. 3 bzw. 4 entspricht.
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Bei Schwankungen bzw. Schwingungen innerhalb der Teilbehälter 2 bzw.
3 bzw. 4 wäre es denkbar, daß Impulswiederholungen weitergegeben werden, so daß
ein Fehlimpuls an den jeweiligen Vergleicher 57,68,78 weitergegeben wird. Zur Vermeidung
dieses Fehlers ist im Meßwertwandler 58 eine Einrichtung 108 zur Unterdrückung der
Weitergabe von Signalen einer Polarität vorgesehen, so daß derartige Impulse nicht
weitergegeben werden können. Soll diese Einrichtung unwirksam gemacht werden, kann
durch eine nicht dargestellte Ansteuerung von außen, dieses bewirkt werden, was
beispielsweise dann von Interesse ist, wenn der Wiegebehälter 1 mit neuen Komponenten
beschickt werden soll.
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Der in Fig. 3 dargestellte Vergleicher 57 bzw. 68 bzw. 78 besitzt
einen Vor-Rückwärtszähler 111 an dessen einem Eingang 140 eine vom Spannungsfrequenzwandler
57 bzw. 67 bzw. 77 kommende als Impulsfolge anstehende Frequenz eingezählt wird
und an dessen anderem Eingang 141 eine Impulsfolge eingezählt wird, die dem aus
dem Meßwertwandler 58 kommenden Informationen entspricht. Durch die Funktion des
Vor-Rückwärtszählers wird an dessen Ausgang 112 digital ein Ergebnis anstehen, welches
an den Digitalanalogwandler 113 weitergegeben wird. Am Analogausgang 114 des Digitalanalogwandlers
113 wird die dort anstehende Spannung als Korrekturspannung ueber eine Leitung einem
Multiplizierer 116 weitergegeben, dem gleichzeitig der analoge Sollwert der Bindemittelkomponente
über die Leitungen 118 bzw. 119 bzw. 120 zugeführt wird. Am Ausgang 121 des Multiplizierers
116 steht nunmehr eine Überlagerungsspannung an, die nunmehr über die in Fig. 1
dargestellten Leitungen 130,131 und 132 an den Drehzahlregler 42 bzw. die Verstellmotoren
52 und 53 weitergegeben wird.