DE3732042C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren einer gewünschten Gemischgesamtmenge aus pulverförmigen Stoffen und Flüssigkeiten zu einem Gemisch mit einem bestimmten Mischungsverhältnis, insbesondere von Gipspulver und Wasser für zahntechnische Anwendungen nach den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.

Die ältere Anmeldung P 37 27 544.5 (als DE 38 07 414 A1 nachveröffentlicht) beschreibt eine Dosierwaage mit einer Gewichtsmeßvorrichtung für das Pulver und einem Durchflußmengenmesser für die Flüssigkeit. Damit sind hier zwei Meßsysteme erforderlich. Zuudem ist hier die Pulvermenge vorgegeben, so daß es bei geänderten Portionsmengen einer aufwendigen Berechnung der Pulvermenge bezogen auf die gewünschte Gemischgesamtmenge bedarf, wobei es außerdem zu Umrechnungsfehlern kommen kann.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zum Dosieren einer gewünschten Gemischgesamtmenge anzugeben, mit dem neben einer exakten Einhaltung des vorwählbaren Mischungsverhältnisses zugleich die Gemischgesamtmenge bestimmbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Flüssigkeitsmenge wesentlich genauer als das schwierig in der Dosierung zu handhabende Pulver zu dosieren ist. Dies gilt insbesondere, wenn es sich um relativ geringere Wassermengen handelt, so daß der Dosierfehler sehr gering ist. Da die Haupt­ menge der Flüssigkeit und die entsprechende Pulvermenge als erste Schritte dosiert werden, kann durch die Zugabe einer geringeren Wasserrestmenge als abschließender Schritt das Mischungsverhältnis sehr genau abgestimmt werden. Da hierbei die tatsächlichen Ist-Mengen durch Wiegen bei den ersten beiden Schritten ermittelt werden und diese Wiegeergebnisse zum Rechner zurückge­ führt werden, ist durch diese Regelung ein exaktes Mischungsverhältnis sicher­ gestellt. Durch die Zugabe der Flüssigkeit beim ersten Schritt in einer geringeren Menge als der Sollmenge ist gewährleistet, daß als letzter Schritt zur Endabstimmung des Mischungsverhältnisses immer eine relativ geringe Wassermenge zugegeben werden kann, die selbst genau steuerbar ist.

Der Prozentsatz, um den die Hauptflüssigkeitsmenge beim ersten Schritt geringer als die Sollmenge ist, entspricht dabei in vorteilhafter Ausge­ staltung dem Fehler bei der Pulverdosierung, der auch bei Präzisions-Dosier­ elementen noch etwa drei bis fünf Prozent beträgt und beim vorgeschlagenen Verfahren zuverlässig ausgeglichen werden kann. Damit lassen sich bei diesem Verfahren auch weniger präzise und somit wesentlich billigere Dosierelemente verwenden, ohne die Mischgenauigkeit zu vermindern.

Neben dieser vereinfachten Bauweise lassen sich in vorteilhaften Ausge­ staltungen, die Gegenstand der Unteransprüche sind, über einfache steuerungs­ technische Verknüpfungen, insbesondere softwareseitig, die Gemischgesamtmenge, die Füllstände vom Pulver und Flüssigkeit und die Nachfüllanzeige ohne gesonderte Sensoren erfassen, da durch Wiegen die tatsächlichen Ist-Mengen der Bestandteile ermittelt werden und durch Vergleich mit den berechneten Soll-Mengen Rückschlüsse auf den Füllstand möglich sind.

Anhand der Zeichnung wird das Verfahren näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Dosiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine schrankähnliche Dosiervorrichtung mit einem Pulverbehälter 1 und einem Dosierförderer 2 in Form eines Rüttelsiebes 3, das hier durch einen einfachen Schwingmagneten 4 angetrieben ist und das Pulver in einem Trichter 5 einpudert. Von dort fällt das Pulver in einen Sammelbehälter 6, der auf einer Waage 7 angeordnet ist. Über dem Sammelbehälter 6 in dem Gestell 8 ist ein Wasserbehälter 9 vorgesehen, dessen Öffnungszeit über ein Ventil 10 gesteuert wird.

Die Ansteuersignale des Dosierförderers 2 für das Pulver und des Ventils 10 für die Flüssigkeit erfolgen von einem Steuerteil 11 aus, das hier seitlich neben der Dosiervorrichtung angeordnet ist. Das Steuerteil 11 in Form eines elektronischen Rechnerbausteins besitzt als Eingaben das Wiegeergebnis der Waage 7, die Vorwahl des Mischungsverhältnisses 12 und den Wahlschalter 13 für die gewünschte Gemischgesamtmenge und errechnet damit die Rüttelzeit des Rüttelsiebes 3 und die Öffnungszeit des Ventils 10. Als weitere Signal­ ausgaben können Anzeigeelemente 14a, b für die Aufforderung zum Wassernach­ füllen und zum Gipsnachfüllen vorgesehen sein.

Nachfolgend wird das Verfahren mit Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte am Beispiel der Zubereitung eines Gipsbreis mit der Gemischgesamtmenge von 100 Gramm und dem Mischungsverhältnis 100 zu 25 Gewichtsteile Wasser zu Gips erläutert.

Die gewünschte Zusammensetzung wird am Vorwahlschalter 12 und die Portions­ menge am Wahlschalter 13 eingestellt. Das Steuerteil 11 errechnet daraus die Sollmengen 80 g Wasser zu 20 g Gips. Beim ersten Schritt soll jedoch nur 70 Gramm Wasser zugegeben werden und die Differenz von 10 Gramm zur Sollmenge ist dem dritten Arbeitsschritt vorbehalten. Hierbei wird von einem Plus- Minus-Fehler bei der Pulverdosierung von 10 Prozent ausgegangen, so daß im zweiten Arbeitsschritt sowohl 18 Gramm bis 22 Gramm Pulver zudosiert werden können. Bei einer Minusdosierung würde sich ein Mischungsverhältnis von 70 zu 18 ergeben, so daß zur Übereinstimmung im dritten Schritt von 2 Gramm Wasser zugegeben werden müßte. Zur Berücksichtigung eines Fehlers bei der Wasserdosierung wurde zusätzlich zu dem 10%-Fehler bei der Pulverdosierung ein Sicherheitsabschlag von 2 Gramm Wasser in Ansatz gebracht, wenn beispielsweise anstatt der an sich ausreichenden 72 Gramm Wasser tatsächlich 73 Gramm Wasser zugegeben würden. Dadurch würde sich für den dritten Schritt bereits zuviel Wasser im Gemisch befinden, wenn das Pulver an seiner unteren Grenze von 18 g zudosiert wäre. Durch diesen zusätzlichen Abschlag von hier 2 Gramm Wasser ist sichergestellt, daß selbst beim größten Minus-Fehler beim Pulver, hier 18 g und beim größten Plus-Fehler beim Wasser, hier beispielsweise plus-minus 1 Gramm bei 70 g reduzierter Sollmenge, entsprechend 71 : 18 im Gemisch vor dem dritten Schritt abschließend noch 1 Gramm Wasser zudosiert werden könnte. Bei diesem Beispiel einer Dosier­ genauigkeit des Wassers auf 1,4 Prozent genau würde als Sicherheitsabschlag auch 1 Gramm genügen, wobei als Grenzfall im dritten Schritt kein Wasser mehr zugegeben werden müßte.

Nach der rechnerischen Ermittlung der Sollmenge, der reduzierten Sollmenge und des Sicherheitszuschlages je nach Dosiergenauigkeit des Ventils 10 wird das Ventil 10 angesteuert, Wasser ausgegeben und die Ist-Menge über die Waage 7 ermittelt und an den Rechner übermittelt und gespeichert.

Im zweiten Schritt wird die errechnete Pulver-Sollmenge, hier 20 g, durch Ansteuerung des Rüttelsiebes 3 ausgegeben und deren tatsächliche Ist-Menge durch Wiegen und Subtraktion der Wasser-Istmenge berechnet. Damit wird das tatsächliche Mischungsverhältnis berechnet und im dritten Schritt die Öffnungszeit für die noch fehlende Rest-Wassermenge ermittelt und diese abschließend zugegeben.

Bei dem oben angegebenen Extremfall von 18 g Pulver bei 72 g Wasser ergibt sich bei exaktem Mischungsverhältnis von 100 zu 25 jedoch nur 90 g Gesamt­ menge (im Maximum 110 g). Die Gesamtmenge ist jedoch gegenüber einer exakten Mischung sekundär. Wird aber auch eine exakte Gesamtmenge angestrebt, so kann nach Abschluß des zweiten Schrittes und dem Wiegeergebnis, hier 18 g, oder auch noch während der Pulverzugabe durch Vergleich der Gewichtszunahme mit einer gespeicherten Sättigungskurve über die Zeit (asymptotische Annäherung) nochmals der Befehl zur Nachdosierung von 2 g gegeben werden, so daß sich eine Pulvermenge mit Berücksichtigung des 10%-Fehlers von 19,8 bis 20,2 g ergibt. Damit sind nur noch geringe Abweichungen in der Gesamtmenge bei exakter Abstimmung durch den nachfolgenden, dritten Schritt der Wasser-Rest­ mengendosierung möglich.

Zur weiteren Genauigkeitssteigerung läßt sich der Vergleich zwischen Sollmenge entsprechend der Betätigungszeit des Rüttelsiebes 3 bzw. des Ventils 10 heran­ ziehen. Wurde z. B. für die Wasser-Sollmenge von 70 g eine Öffnungszeit des Ventils 10 von z. B. 7 Sekunden berechnet, entsprechend einem Durchflußwert von 10 g pro Sekunde, jedoch nur 69 g als Ist-Menge durch Wiegen festgestellt, so kann für die nachfolgenden Wasserdosierungen der Durchflußwert rechner­ seitig korrigiert werden. Diese Erscheinung ist auf die während der Wasser­ zugabe absinkende Wassersäule und damit Wasserdruck zurückzuführen und durch die Rückmeldung der Ist-Menge an den Rechner fortlaufend korrigierbar. Erreicht der damit nach jeder Wasserzugabe feststellbare momentane Durch­ flußwert einen bestimmten Grenzwert, können diese Daten zur Aufforderung der Bedienperson zum Nachfüllen z. B. per Lichtsignal 14a genutzt werden, ohne gesonderte Sensoren oder Taster für die Füllstandsanzeige vorsehen zu müssen. Entsprechendes gilt für die Pulvermenge, deren Durchflußwert sich ebenfalls mit der Füllhöhe im Pulverbehälter 1 ändert.

Claims (7)

1. Verfahren zum Dosieren einer gewünschten Gemischgesamtmenge aus pulverförmigen Stoffen und Flüssigkeiten zu einem Gemisch mit einem bestimmten Mischungsverhältnis, insbesondere von Gipspulver und Wasser für zahntechnische Anwendungen, wobei die Sollmenge der Gemischbestandteile entsprechend dem gewählten Mischungsverhältnis an der gewünschten Gemischgesamtmenge mittels eines Rechners ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Flüssigkeit in einer, um einen bestimmen Prozentsatz (x) geringeren Menge als ihrer Sollmenge entsprechend zugegeben wird und dann deren tatsächliches Gewicht ermittelt wird, anschließend das Pulver entsprechend seiner Sollmenge in die Flüssigkeit eingepudert wird und dessen tatsächliches Gewicht ermittelt wird und schließlich die für das Mischungsverhältnis noch erforderliche Rest-Flüssigkeitsmenge unter Berücksichtigung der bereits im Gemisch enthaltenen tatsächlichen Flüssigkeits- und Pulvergewichte zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz (x) zumindest der Fehlerrate bei der Pulverdosierung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverzugaben bis zur Übereinstimmung der tatsächlichen, zeitgleich durch Wiegen ermittelten Pulvermenge mit der errechneten Sollmenge erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung zwischen errechneter Pulver-Sollmenge und der tatsächlichen Pulvermenge zur Ermittlung des Pulverfüllstandes und ggf. zur Ansteuerung einer Nachfüllanzeige vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung zur Korrektur des Pulverdurchfluß-Wertes vorgesehen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen errechneter Flüssigkeits-Sollmenge und der tatsächlichen, gewogenen Flüssigkeitsmenge zur Ermittlung des Flüssigkeits-Füllstandes und ggf. zur Ansteuerung einer Nachfüllanzeige vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zur Korrektur des Flüssigkeits-Durchflußwertes dient.