本發(fā)明涉及控制由機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行的工藝步驟的方法以及制造顆粒泡沫部件的方法。

背景技術(shù)：

從wo94/20568已知基于熱塑性聚氨酯的顆粒泡沫部件。這些顆粒泡沫部件由可膨脹顆粒狀熱塑性聚氨酯制成。對(duì)于模制部件的制造，進(jìn)行預(yù)先膨脹，其中將適當(dāng)充壓的熱塑性聚氨酯顆粒放置在可加熱模具中，并充分加熱使顆粒熔接在一起。加熱通過(guò)使用蒸汽來(lái)實(shí)施。如果需要，可以在模制部件制造之前將顆粒充壓。脫模后，應(yīng)將該部件調(diào)節(jié)至達(dá)到恒重。在20℃-120℃的溫度下進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱塑性聚氨酯顆?？梢员惶峁┯邪l(fā)泡劑，例如丁烷或二氧化碳。也可以使用在加熱下分離出氣體的固體發(fā)泡劑，例如偶氮甲酰胺(azocarbonamide)或甲苯對(duì)磺酸酰肼(toluene-p-sulphonicacidhydracite)。

從wo2014/011537a1已知用于從熱塑性聚氨酯泡沫顆粒制造鞋底的方法。在de1243123a、de1704984a、us4,822,542和us6,220,842b1中公開(kāi)了制造顆粒泡沫部件的其它方法。

與基于其它塑料(特別是聚苯乙烯和聚丙烯)的顆粒泡沫部件相比，由基于熱塑性聚氨酯的顆粒(tpu顆粒)制成的顆粒泡沫部件的優(yōu)點(diǎn)在于它們的高彈性。

因此，為了使這種聚氨酯類(lèi)顆粒泡沫部件能夠大量制造，已經(jīng)做出了巨大的努力。特別地，這種聚氨酯類(lèi)顆粒泡沫由于其機(jī)械性能，非常利于用于鞋底。

在wo2012/065926a1中還公開(kāi)了由熱塑性聚氨酯的發(fā)泡顆粒制造鞋底。這里將發(fā)泡聚氨酯顆粒嵌入由聚氨酯泡沫制成的基質(zhì)材料中，從而生成混合材料。由于發(fā)泡聚氨酯顆粒的性質(zhì)，鞋底具有良好的阻尼性能，可以以最小的力彎曲，并具有較高的回彈性。

wo2013/013784a1中描述了用于制造鞋底或鞋底的一部分的另一種方法，其中鞋底由基于氨基甲酸酯(tpu、e-tpu、tpe-u)和/或基于聚醚嵌段酰胺(peba)的發(fā)泡熱塑性聚氨酯制成。泡沫顆粒優(yōu)選地通過(guò)粘合劑連接。作為粘合劑，使用雙組分聚氨酯體系。

wo2010/010010a1中公開(kāi)了含有發(fā)泡劑、還有熱塑性聚氨酯(tpu)和苯乙烯聚合物的可膨脹熱塑性聚合物共混物。熱塑性聚氨酯的重量百分比優(yōu)選為5至95，且苯乙烯聚合物的重量百分比為5至95，熱塑性聚氨酯和苯乙烯聚合物的重量百分比相加為100份。聚合物共混物可以含有另外的熱塑性聚合物。

從wo2013/182555a1已知由熱塑性聚氨酯顆粒制備顆粒泡沫部件的方法，其中將泡沫顆粒在含有潤(rùn)滑劑的水中潤(rùn)濕，以用于氣流中的輸送。這是為了防止顆粒在運(yùn)動(dòng)期間粘在一起。通過(guò)噴嘴用水噴射泡沫顆粒。

在wo2014/128214a1中描述了用于制造顆粒泡沫部件的方法和裝置，其中將泡沫顆粒通過(guò)管道從材料容器送入模具，其中將蒸汽加入到要供應(yīng)的泡沫顆粒中。

de19637349a1公開(kāi)了一種用于燒結(jié)可發(fā)泡塑料材料的裝置。使用的塑料材料是預(yù)膨脹的聚苯乙烯，其被從供應(yīng)罐送入燒結(jié)室。燒結(jié)室被多個(gè)蒸汽室包圍。使用傳感器，檢測(cè)在每個(gè)單獨(dú)蒸汽室的區(qū)域中存在的燒結(jié)室的溫度、在那里存在的發(fā)泡壓力以及燒結(jié)室中的蒸汽壓力并傳送給控制器。每個(gè)單獨(dú)蒸汽室的溫度、泡沫壓力和蒸汽壓力應(yīng)當(dāng)被控制為使得，在達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)馗淖儗?duì)相關(guān)聯(lián)的蒸汽室的蒸汽供應(yīng)，將該目標(biāo)值在較窄的范圍內(nèi)保持不變。如果所有蒸汽室已達(dá)到其溫度和蒸汽壓力的目標(biāo)值，或者如果已經(jīng)過(guò)最大時(shí)間，則將蒸汽室冷卻，使得發(fā)泡塑料部件固化。

ep224103b1中描述了用于將由預(yù)膨脹塑料材料制成的塑料體發(fā)泡和燒結(jié)的適應(yīng)性控制方法。燒結(jié)裝置具有由兩個(gè)蒸汽室包圍的燒結(jié)室，通過(guò)多個(gè)噴嘴與其連接。燒結(jié)裝置在流路、蒸汽室、蒸汽發(fā)生器和真空發(fā)生器的區(qū)域中設(shè)置有多個(gè)壓力傳感器和溫度傳感器。此外，可以將在燒結(jié)過(guò)程中制造的塑料部件送至質(zhì)量測(cè)量工序。質(zhì)量參數(shù)是模制精度、含水量、彎曲強(qiáng)度和表面粗糙度或強(qiáng)度。借助質(zhì)量參數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)變化過(guò)程，可以將這些因素自動(dòng)設(shè)置在最佳水平。

de3243632a1涉及用于燒結(jié)顆粒泡沫體的方法和裝置。使用這種方法，應(yīng)該可以由不同的可發(fā)泡塑料制造不同的模制品。由于運(yùn)輸時(shí)材料經(jīng)受相當(dāng)大的公差，例如水分和吹氣含量根據(jù)預(yù)發(fā)泡和臨時(shí)儲(chǔ)存而不同，所以在加工期間根據(jù)測(cè)量的溫度和壓力值確定特征值。這些用于繼續(xù)確定默認(rèn)值或?qū)ζ溥M(jìn)行校正。與預(yù)設(shè)的材料特定極限值和/或平均值相比，特征值和新的默認(rèn)值是同時(shí)的，并且過(guò)沖或偏差作為報(bào)警或控制信號(hào)被傳達(dá)給材料供應(yīng)。這樣就可以使操作控制系統(tǒng)在啟動(dòng)和連續(xù)操作時(shí)補(bǔ)償材料性能的公差，以及所提供的其它介質(zhì)的狀態(tài)波動(dòng)和模具的不同狀態(tài)的波動(dòng)，從而獲得具有大致相同模制部件性質(zhì)的模制件。預(yù)設(shè)特征值與特定的密度、強(qiáng)度、最大含水量和形狀精度對(duì)應(yīng)。此外，工藝時(shí)間不應(yīng)該不必要地延長(zhǎng)，并且能量消耗不應(yīng)由極端量增加。提供測(cè)量裝置用于檢測(cè)最終模制件的模制成型部件的性能，其中該測(cè)量數(shù)據(jù)用于反饋并與預(yù)設(shè)模制部件性能進(jìn)行比較。根據(jù)結(jié)果的比較，以不發(fā)生不可接受的偏差的程度對(duì)工藝操作進(jìn)行校正。通過(guò)這種方式，使工藝得到自優(yōu)化。

在從ep192054b已知的裝置中，根據(jù)燒結(jié)室中的壓力和溫度曲線確定塑料的軟化點(diǎn)。根據(jù)該軟化點(diǎn)和相關(guān)的燒結(jié)壓力或燒結(jié)溫度，確定最大脫模溫度，在該溫度之下，塑料部件可以從模具中移出。這使得特別快速的工藝步驟可行。

ep1813408a1公開(kāi)了一種用膨脹聚合物顆粒填充模具的方法。這里設(shè)置有用于填充裝置或與其連接的顆粒-載氣混合物的進(jìn)料裝置，設(shè)置有用于流動(dòng)方向或聚合物-顆粒-載氣混合物的溫度的至少一個(gè)測(cè)量裝置。測(cè)量裝置可以是流量傳感器或溫度傳感器。測(cè)量裝置還可以以如下方式連接到自動(dòng)控制器：根據(jù)從測(cè)量裝置接收的信號(hào)，顆粒-載氣混合物的供應(yīng)和蒸汽在適用的情況下被中斷，和用于沖洗管道的注射氣體進(jìn)料在適用的情況下被打開(kāi)。此外，一旦測(cè)量裝置指示模具填充有聚合物顆粒，則填充裝置能夠終止聚合物-顆粒-載氣混合物的供應(yīng)。

de3541258c1描述了用于對(duì)塑料進(jìn)行發(fā)泡和燒結(jié)的自適應(yīng)控制方法。據(jù)說(shuō)用于執(zhí)行該自適應(yīng)控制方法的燒結(jié)裝置具有用于各種參數(shù)的多個(gè)傳感器。根據(jù)該方法，當(dāng)在注射壓力傳感器的壓力測(cè)量值與在即將開(kāi)始注射之前測(cè)量的壓力測(cè)量值相比上升預(yù)設(shè)值時(shí)，終止注射成型過(guò)程。當(dāng)溫度傳感器的冷凝溫度高于預(yù)設(shè)冷凝水溫度時(shí)，應(yīng)終止加熱。當(dāng)差壓已達(dá)到特定預(yù)設(shè)值時(shí)，應(yīng)終止交叉汽蒸。當(dāng)燒結(jié)期間的壓差已超過(guò)最大值或特定預(yù)設(shè)值或室內(nèi)壓力已超過(guò)特定值達(dá)預(yù)定時(shí)間時(shí)，應(yīng)終止燒結(jié)。因此，采用這種方法，兩個(gè)不同的控制標(biāo)準(zhǔn)(即壓力標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn))是關(guān)鍵的。根據(jù)可替選實(shí)施方式，燒結(jié)階段的結(jié)束也可以由溫度差以及后續(xù)基于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的等待時(shí)間來(lái)確定。也應(yīng)可以通過(guò)該最大值來(lái)最大限度地確定特定燒結(jié)狀態(tài)，而與對(duì)所使用的材料的成型無(wú)關(guān)。因此，可能所有階段時(shí)間都由適當(dāng)?shù)念A(yù)設(shè)最大時(shí)間限制，使得例如在傳感器故障的情況下，工藝仍然繼續(xù)。

jp2001-341149a1公開(kāi)了一種樹(shù)脂成型方法。根據(jù)該方法，提供了在發(fā)泡期間檢測(cè)顆粒的模具壓力(當(dāng)加熱時(shí))和蒸汽壓力，以使得檢測(cè)值對(duì)應(yīng)于先前定義的最佳泡沫壓力曲線。這通過(guò)安裝在起模桿中的合適的壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于如下問(wèn)題：控制由機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行的方法的步驟，以使在該方法的效率和精度方面最佳控制該步驟。

本發(fā)明的另一個(gè)問(wèn)題是控制由機(jī)器自動(dòng)實(shí)施的制造過(guò)程的步驟，以使可以在制造過(guò)程的效率以及通過(guò)該制造過(guò)程制造的產(chǎn)品的質(zhì)量方面最佳執(zhí)行該步驟。

本發(fā)明的另一個(gè)問(wèn)題是創(chuàng)建一種制造顆粒泡沫部件的方法，通過(guò)該方法獲得了對(duì)顆粒泡沫部件產(chǎn)品的非常有效的制造。

本發(fā)明的另一個(gè)問(wèn)題是創(chuàng)建用于制造顆粒泡沫部件的方法和裝置，通過(guò)該方法和裝置可以制造高質(zhì)量的顆粒泡沫部件。

本發(fā)明的另一個(gè)問(wèn)題是創(chuàng)建用于制造顆粒泡沫部件的方法和裝置，通過(guò)該方法和裝置可以可靠地制造不同尺寸和/或不同形狀的顆粒泡沫部件。

本發(fā)明的另一個(gè)問(wèn)題是創(chuàng)建用于制造顆粒泡沫部件的方法和裝置，其消除了現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。

一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題是通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法得以解決。在相關(guān)的從屬權(quán)利要求中列出了有利的發(fā)展。

用于控制由機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行的工藝步驟的方法的特征在于，傳感器用于測(cè)量針對(duì)步驟且具有指數(shù)型過(guò)程的特征變量，并且借助于對(duì)特征變量的多個(gè)連續(xù)測(cè)量，確定指數(shù)型變化的時(shí)間常數(shù)，并且在該步驟已被執(zhí)行與時(shí)間常數(shù)的預(yù)定倍數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間段后終止該步驟。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，借助特征變量控制工藝步驟。特征變量描述機(jī)器的重要狀態(tài)，由機(jī)器制造或加工的產(chǎn)品或受機(jī)器影響的物理狀態(tài)，其中特征變量特別地與通過(guò)執(zhí)行該步驟實(shí)現(xiàn)的最終狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。特征變量也具有在工藝期間成指數(shù)型變化的特征。特征變量的變化往往可以是非常不同的。如果特征變量是溫度，則其模式可以取決于例如機(jī)器所在的房間的室溫。它還可以取決于要加工的材料的性質(zhì)和質(zhì)量。特征變量的變化過(guò)程也可以取決于例如要制造的產(chǎn)品的體積。

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)確定特征變量的指數(shù)型變化的時(shí)間常數(shù)，要由機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行的步驟的持續(xù)時(shí)間可以單獨(dú)地設(shè)置，以使始終正確保持目標(biāo)條件。通過(guò)這種方式，關(guān)于在此要獲得的結(jié)果，最佳地執(zhí)行該步驟。另一方面，通過(guò)使用時(shí)間常數(shù)來(lái)設(shè)置步驟的持續(xù)時(shí)間，僅將步驟本身執(zhí)行必要的時(shí)長(zhǎng)。這意味著設(shè)置持續(xù)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)期望的目的，而不會(huì)更長(zhǎng)。以這種方式，在時(shí)間上有效地執(zhí)行該步驟。機(jī)器的運(yùn)行時(shí)間會(huì)導(dǎo)致成本問(wèn)題。通過(guò)及時(shí)有效地執(zhí)行步驟，使這些成本最小化。在此整個(gè)工藝的時(shí)間得以優(yōu)化。

該方法可以包括具有以下步驟的鑄造過(guò)程：

用待固化的材料填充模腔

冷卻模腔(穩(wěn)定步驟)

將模腔脫模。

在穩(wěn)定步驟期間，可以例如通過(guò)將冷卻水或冷卻空氣送入在模具中形成的冷卻通道來(lái)冷卻模腔和/或部件主體。

穩(wěn)定步驟的特征變量可以是模腔中的溫度或模具的溫度。

該工藝可以是用于制造特定產(chǎn)品的制造工藝。然而，該工藝也可以是用于使用機(jī)器將已經(jīng)存在的產(chǎn)品改進(jìn)并使其進(jìn)入期望狀態(tài)的加工工藝。

該工藝還可以例如是對(duì)房間(例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛的乘客室)的空氣調(diào)節(jié)。機(jī)動(dòng)車(chē)輛的乘客室的空氣調(diào)節(jié)非常復(fù)雜，并且取決于許多參數(shù)(太陽(yáng)輻射、內(nèi)燃機(jī)的可用廢熱等)。另一方面，人們希望在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中盡可能快地設(shè)置一定的目標(biāo)溫度，而不會(huì)造成過(guò)程中的任何過(guò)度變化。作為特征變量，乘客室中的溫度被檢測(cè)，這可能涉及一個(gè)或多個(gè)傳感器?；诔丝褪业臏囟茸兓瘉?lái)控制進(jìn)入乘客室的調(diào)節(jié)氣流的流速。

該方法可用于制造顆粒泡沫部件，包括以下步驟：

用泡沫顆粒填充模腔

將泡沫顆粒熔接以形成顆粒泡沫部件

將模腔脫模，其中打開(kāi)模腔并且移出顆粒泡沫部件。

根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明的特征在于，傳感器用于測(cè)量步驟或子步驟的特征變量。該變量具有指數(shù)型過(guò)程，其中借助于對(duì)特征變量的多個(gè)連續(xù)測(cè)量，確定指數(shù)型變化的時(shí)間常數(shù)，并且在該步驟已被執(zhí)行與時(shí)間常數(shù)的預(yù)定倍數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間段后終止該步驟。

因此，通過(guò)該方法，分別確定方法的步驟或子步驟進(jìn)行的時(shí)間段。本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)：根據(jù)指數(shù)型模式變化的特征變量首先變化強(qiáng)烈然后逐漸接近目標(biāo)狀態(tài)或最終狀態(tài)。在子步驟的一定倍數(shù)之后，確保特征變量已經(jīng)接近目標(biāo)值的某個(gè)低百分比部分。目標(biāo)值如果在執(zhí)行步驟不定時(shí)間則特征變量將假定的值。因此，目標(biāo)值也可以描述為最終狀態(tài)。

圖5示出了三個(gè)指數(shù)型下降曲線i、ii和iii，其中對(duì)于這三個(gè)曲線，根據(jù)下面給出的公式，k＝1和c＝0，因此，初始狀態(tài)為1，最終狀態(tài)為0。曲線i的時(shí)間常數(shù)t為1s，曲線ii的時(shí)間常數(shù)t為2s，曲線3的時(shí)間常數(shù)t為3s。以秒為單位的時(shí)間被繪制在橫坐標(biāo)上，且縱坐標(biāo)顯示任何所需的測(cè)量變量。因此，所有三條曲線從時(shí)間點(diǎn)0開(kāi)始，值為1。在3t之后，該值在每種情況下為0.05％，即減少了95％或離最終狀態(tài)(在這種情況下為0)僅為5％。

進(jìn)行該方法的該步驟或子步驟，直到特征變量足夠接近目標(biāo)值。以這種方式，確保在足夠的程度上實(shí)現(xiàn)了該步驟或子步驟。另一方面，執(zhí)行該步驟或子步驟不超過(guò)與時(shí)間常數(shù)的預(yù)定倍數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，從而不會(huì)不必要地拉長(zhǎng)該步驟或子步驟。通過(guò)這種方式，與其中將步驟或子步驟的持續(xù)時(shí)間設(shè)置為固定值的傳統(tǒng)方法相比，節(jié)省了相當(dāng)多的時(shí)間并且使整個(gè)過(guò)程更有效。

該方法的另一個(gè)益處是不需要明確設(shè)置目標(biāo)值。根據(jù)特征變量以指數(shù)型模式改變的事實(shí)，這自動(dòng)地發(fā)生。因此，在設(shè)置系統(tǒng)時(shí)，不需要預(yù)先指定目標(biāo)值。

該方法的另一個(gè)益處在于，事實(shí)上，通過(guò)該方法的某些步驟或子步驟，待加工的材料的某些特征會(huì)變化，其中該特征的變化取決于應(yīng)用該步驟或子步驟的持續(xù)時(shí)間。作為該方法的一個(gè)示例，下面描述對(duì)交叉汽蒸操作的控制，其中使用蒸汽消耗作為特征變量。在交叉汽蒸的過(guò)程中，由于泡沫顆粒的熔接增加，隨著交叉蒸氣過(guò)程的持續(xù)時(shí)間的增加，滲透性或孔隙率增加。通過(guò)確定蒸汽消耗的時(shí)間常數(shù)來(lái)控制交叉汽蒸持續(xù)時(shí)間，確保了在交叉汽蒸步驟結(jié)束時(shí)，顆粒泡沫部件的孔隙率或滲透性總是相同的。以這種方式和通過(guò)這種方法，可以自動(dòng)控制尺寸變化或厚度變化的顆粒泡沫部件的制造，而不需要單獨(dú)確定和設(shè)置持續(xù)時(shí)間。因此，在一臺(tái)機(jī)器中，可以針對(duì)不同的顆粒泡沫部件互換模具，而不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)交叉汽蒸的工藝步驟的持續(xù)時(shí)間，同時(shí)獲得質(zhì)量一致的顆粒泡沫部件。

通常地，時(shí)間常數(shù)的預(yù)定倍數(shù)為約2-4倍。

模腔中的壓力和/或溫度可以用作特征變量。這特別適用于熔接、高壓滅菌的子步驟、二次汽蒸(可選)、冷卻和穩(wěn)定。此外，蒸汽消耗可以用作交叉汽蒸的特征變量。

特征變量g的指數(shù)型過(guò)程由以下公式描述：

其中t代表時(shí)間，t0為開(kāi)始時(shí)間，k為常數(shù)，c為另一個(gè)常數(shù)，t為時(shí)間常數(shù)。初始狀態(tài)為k+c，最終狀態(tài)為c。k可以為正和負(fù)兩者，因此g可以從上方或從下方接近最終狀態(tài)c。

時(shí)間常數(shù)t可以借助于在不同時(shí)間t測(cè)量的至少三個(gè)g值來(lái)確定。時(shí)間常數(shù)t可以使用levenberg-marquardt算法來(lái)確定。

此外，泡沫顆?？梢栽诠?yīng)儲(chǔ)罐中進(jìn)行充壓。這意味著在其中容置有泡沫顆粒的供應(yīng)儲(chǔ)罐中的氣體壓力增加。通過(guò)這種方式，將泡沫顆粒初始?jí)嚎s。氣體在泡沫顆粒(也稱(chēng)為珠粒)中擴(kuò)散，使得泡沫顆粒再次膨脹。測(cè)量這種膨脹?？梢愿鶕?jù)供應(yīng)儲(chǔ)罐的填充狀態(tài)確定膨脹測(cè)量。因此，這是描述泡沫顆粒的平均尺寸的合適變量。泡沫顆粒的平均尺寸可以用作特征變量，其中例如在時(shí)間常數(shù)的2-4倍之后終止充壓。通過(guò)使用適于描述泡沫顆粒的平均尺寸的變量作為特征變量，可以將任何所需量的泡沫顆粒進(jìn)行充壓，而不需要任何人工干預(yù)。

在穩(wěn)定期間，使模具和/或顆粒泡沫體冷卻。

交叉汽蒸是其中將蒸汽送入泡沫顆粒的熔接的子步驟。在此，蒸汽在模具的一側(cè)被引入并且在另一側(cè)被放出，以將在泡沫顆粒之間的拱脊中發(fā)現(xiàn)的空氣從模具置換出。對(duì)于交叉汽蒸，模腔中的壓力或溫度也可以用作特征變量。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于制造顆粒泡沫部件的方法的特征在于，將泡沫顆粒從材料容器間歇地取出。

由于間歇地取出泡沫顆粒，使在材料容器中已形成的泡沫顆粒之間的橋部被破碎，而泡沫顆粒分離。該方法對(duì)于具有粘性表面的泡沫顆粒(例如etpu泡沫顆粒)是特別有利的。

為了從材料容器間歇地取出泡沫顆粒，材料容器的孔口可以相繼打開(kāi)和關(guān)閉，和/或可以間歇地供應(yīng)用于輸送管道中的泡沫顆粒的空氣。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造顆粒泡沫部件的方法，其中在開(kāi)始將蒸汽進(jìn)入模具中時(shí)，模具部件間隔開(kāi)短距離(裂縫間隙)，然后兩個(gè)模具部件一起移動(dòng)，使得泡沫顆粒被壓縮。該方法的特征在于，使用即使在間隔開(kāi)的情況下也相對(duì)于彼此密封的兩個(gè)模具部件。由于模具即使在存在裂縫間隙的情況下也能在其周邊具有大致氣密的密封，所以泡沫顆粒之間的拱脊中的空氣非常有效地通過(guò)蒸汽被驅(qū)出。由于模具設(shè)置有裂縫間隙，拱脊相對(duì)較大，所以與全封閉的模具的情況相比，流阻低，且空氣置換更快。由于周邊的密封，蒸汽不會(huì)在模具側(cè)面逸出，而是從模具的一側(cè)流向另一側(cè)(交叉汽蒸)，確保了空氣被從所有的拱脊驅(qū)出。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造顆粒泡沫部件的方法，其特征在于，在循環(huán)中以規(guī)則的間隔來(lái)記錄測(cè)量參數(shù)，例如模腔中的溫度和/或壓力、定界模腔的模具的溫度、供應(yīng)的蒸汽或去除的冷凝物的壓力和/或溫度和/或流量、閥位置、填充中使用的壓縮空氣的流量，并借助于記錄的測(cè)量參數(shù)，在同一循環(huán)內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)預(yù)定設(shè)置參數(shù)。

事實(shí)上，在傳統(tǒng)的制造顆粒泡沫部件的方法中，在過(guò)去已記錄了多個(gè)測(cè)量參數(shù)。然而，已經(jīng)假定每個(gè)循環(huán)記錄各個(gè)測(cè)量參數(shù)一次或幾次足矣。這也是正確的，只要是制造多個(gè)相同的顆粒泡沫部件即可。如果使用的材料是膨脹聚苯乙烯(eps)、膨脹聚丙烯(epp)或膨脹聚乙烯(epe)(與膨脹聚氨酯相比，加工容易得多)，這特別適用。然而，如果需要用不同的模具平行地或順序地制造不同尺寸的顆粒泡沫部件，并且在這方面，特別是使用聚氨酯類(lèi)泡沫塑料部件，那么這些工藝通常是不穩(wěn)定的。通過(guò)以規(guī)則的間隔記錄多個(gè)測(cè)量參數(shù)，能夠更精確地控制該工藝，并且可以在循環(huán)內(nèi)作出反應(yīng)，以通過(guò)該數(shù)據(jù)，關(guān)于顆粒泡沫部件的形狀和尺寸以及關(guān)于要使用的材料，獲得明顯更大的柔性。測(cè)量參數(shù)優(yōu)選地以不超過(guò)10秒的間隔記錄，特別地不超過(guò)5秒或不超過(guò)2秒。借助于在循環(huán)中測(cè)量的多個(gè)測(cè)量參數(shù)，循環(huán)內(nèi)的反應(yīng)的示例是確定上述時(shí)間常數(shù)。在確定泡沫壓力隨時(shí)間的耗散從而終止二次汽蒸時(shí)，當(dāng)泡沫壓力變化下降到低于預(yù)定值時(shí)，在循環(huán)內(nèi)的作出反應(yīng)，這在該循環(huán)內(nèi)需要多個(gè)測(cè)量值。循環(huán)內(nèi)的反應(yīng)的另一個(gè)示例是當(dāng)泡沫壓力下降到低于預(yù)定閾值并且大致恒定或者泡沫壓力的第二耗散已經(jīng)越過(guò)零點(diǎn)并且第一耗散低于閾值時(shí)，自動(dòng)終止冷卻。

使用這種方法，具體地自動(dòng)設(shè)置各個(gè)步驟的持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造顆粒泡沫部件的方法，其中測(cè)量脫模顆粒泡沫部件的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量參數(shù)，并且借助于記錄的測(cè)量參數(shù)，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的設(shè)置參數(shù)。

因此，通過(guò)這種方式，創(chuàng)建了通過(guò)針對(duì)成品顆粒泡沫部件記錄的測(cè)量參數(shù)對(duì)制造工藝的自動(dòng)反饋。這確保了顆粒泡沫部件的制造質(zhì)量一致，使得該工藝更加穩(wěn)定。

針對(duì)脫模顆粒泡沫部件測(cè)量的測(cè)量參數(shù)例如是描述表面的測(cè)量參數(shù)，特別是可以檢測(cè)到顆粒泡沫部件中的缺陷的測(cè)量參數(shù)。在脫模顆粒泡沫部件上可檢測(cè)的其它參數(shù)是重量、尺寸、強(qiáng)度和孔隙率。

通過(guò)在脫模顆粒泡沫部件上檢測(cè)這些測(cè)量參數(shù)，優(yōu)選地自動(dòng)設(shè)置制造過(guò)程的各個(gè)步驟或子步驟的持續(xù)時(shí)間和/或預(yù)定壓力和/或規(guī)定溫度。

如果脫模顆粒泡沫部件上的可檢測(cè)參數(shù)是其重量，則優(yōu)選地取決于重量，基于測(cè)量重量，設(shè)置用泡沫顆粒填充模腔時(shí)裂縫間隙的寬度，以制造另外的顆粒泡沫部件。如果測(cè)量重量大于目標(biāo)重量，則相應(yīng)地減小裂縫間隙，而如果測(cè)量重量小于目標(biāo)重量，則相應(yīng)地增大裂縫間隙。通過(guò)設(shè)置裂縫間隙，可以調(diào)節(jié)送入模腔中的泡沫顆粒的量。

這在使用聚氨酯類(lèi)泡沫顆粒時(shí)優(yōu)選有利，因?yàn)檫@里即使與泡沫顆粒的目標(biāo)量的略微偏差量也可能導(dǎo)致質(zhì)量上的顯著差異。

此外，可以檢測(cè)幾何形狀作為脫模顆粒泡沫部件的測(cè)量參數(shù)。特別地，可將特定表面或邊緣的輪廓認(rèn)為是這樣的幾何形狀。表面具有一定的期望圖案，其可以是凹的、平的或凸的，或者可以具有相應(yīng)的不同部分。如果測(cè)量的幾何形狀比指定的形狀更凸，則各個(gè)泡沫顆粒已經(jīng)膨脹太強(qiáng)烈。泡沫顆粒的膨脹可能受穩(wěn)定、高壓滅菌和/或冷卻的持續(xù)時(shí)間的影響。如果通過(guò)測(cè)量的幾何形狀檢測(cè)到太多膨脹，則應(yīng)該縮短穩(wěn)定和/或高壓滅菌或延長(zhǎng)冷卻。

在填充時(shí)，在上述方法中，泡沫顆粒通過(guò)使用壓縮空氣經(jīng)由輸送管線被輸送到模腔中，在完全填充模腔之后，輸送管線被吹除。

泡沫顆粒的熔接優(yōu)選地包括以下步驟：

沖洗蒸汽室；

對(duì)模腔進(jìn)行交叉汽蒸，交叉汽蒸可以分成至少兩個(gè)子步驟，其中蒸汽沿相反方向通過(guò)模腔(＝第一交叉汽蒸和第二交叉汽蒸)；

對(duì)泡沫顆粒進(jìn)行高壓滅菌，其中它們經(jīng)受蒸汽。此外，泡沫顆粒的熔接可以包括二次汽蒸(可選)、對(duì)模具和顆粒泡沫部件的冷卻、穩(wěn)定(可選)。

在熔接結(jié)束時(shí)和將顆粒泡沫部件脫模之前，后者可以通過(guò)以下方式穩(wěn)定：

將冷卻水噴入模腔和/或，

向模腔施加局部真空和/或，

使用壓縮空氣暫時(shí)壓縮顆粒泡沫部件和/或，

將顆粒泡沫部件保持在模腔中達(dá)預(yù)定時(shí)間段。

在脫模期間，穩(wěn)定確保了顆粒泡沫部件的泡沫顆粒的壁不會(huì)經(jīng)歷塑性變形，或者僅僅稍微變形。通過(guò)穩(wěn)定，泡沫顆粒內(nèi)的壓力被充分降低，以使在顆粒泡沫部件從模具的半模中脫模期間不再顯著膨脹泡沫顆粒。

優(yōu)選地，在脫模之后，通過(guò)使壓縮空氣通過(guò)模具定界的模腔和/或位于填充注射器中的套管軸來(lái)清潔它們。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造顆粒泡沫部件的方法，其特征在于，在制造過(guò)程的各個(gè)循環(huán)重復(fù)之間將具有加熱裝置并定界模腔的模具設(shè)置在預(yù)定溫度。

由于通過(guò)加熱裝置對(duì)模具進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此不需要使用蒸汽來(lái)調(diào)節(jié)模具，從而縮短了蒸汽室的沖洗步驟，從而可以提高工藝效率。此外，模具的溫度可以更快和更精確地設(shè)置，特別地是在較高的溫度下設(shè)置，使得：在對(duì)模腔中的泡沫顆粒進(jìn)行汽蒸時(shí)，當(dāng)蒸汽進(jìn)入模腔時(shí)幾乎沒(méi)有熱量被從蒸汽吸走，并獲得更好的熱輸入。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造顆粒泡沫部件的方法，其中在將泡沫顆粒熔接之后和顆粒泡沫部件脫模之前，將工藝介質(zhì)例如壓縮空氣或蒸汽通過(guò)模腔送入，并且測(cè)量流量，以使借助于該流量可以確定工件的孔隙率。測(cè)量的孔隙率是可用于監(jiān)測(cè)質(zhì)量和控制制造工藝的測(cè)量參數(shù)?？梢越柚谡羝髁康臏y(cè)量參數(shù)確定該孔隙率。然而，對(duì)蒸汽流量的測(cè)量是基本感興趣的，并且也可以在其它工藝步驟中進(jìn)行。對(duì)蒸汽流量的測(cè)量?jī)?yōu)選地通過(guò)確定與模腔鄰接的蒸汽室的進(jìn)口閥處的蒸汽壓力和蒸汽溫度、以及與模腔相鄰的另一蒸汽室的出口閥處的蒸汽壓力、蒸汽溫度和冷凝物量來(lái)實(shí)施?？梢杂蛇@些測(cè)量參數(shù)計(jì)算蒸汽流量。

以上說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)方面。這些不同方面可以單獨(dú)使用或以任何期望的彼此組合使用。

附圖說(shuō)明

借助于附圖通過(guò)下面的示例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖以示例方式示出了：

圖1是用于制造顆粒泡沫部件的裝置的示意圖；

圖2是模具的橫截面圖；

圖3是圖2的模具沿著a-a線的縱截面圖；

圖4是包含可以在脫模的顆粒泡沫部件上測(cè)量的測(cè)量參數(shù)的表，其中測(cè)量參數(shù)被分配以可以由相應(yīng)的測(cè)量參數(shù)控制的設(shè)置參數(shù)；

圖5示出了三個(gè)指數(shù)型下降曲線；

圖6示出了用于由eps制造顆粒泡沫部件的第一實(shí)施方式的壓力曲線和閥位置的圖；

圖7示出了用于由epu制造顆粒泡沫部件的第二實(shí)施方式的壓力曲線的圖；

圖8示出了在交叉汽蒸和高壓滅菌期間的蒸汽的質(zhì)量流量的圖；

圖9是模具的橫截面的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造顆粒泡沫部件的裝置1的第一實(shí)施方式。

裝置1包括材料容器2、模具3和管道4，所述管道4從所述材料容器2通向所述模具3。

材料容器2用于容置松散的泡沫顆粒。材料容器2具有基部5，而在基部區(qū)域中，其通過(guò)壓縮空氣管線6連接到壓縮空氣源7。壓縮空氣管線6連接到布置在基部5中的多個(gè)噴嘴(未示出)，從而可以將多個(gè)氣流(＝流體化空氣)送入材料容器2中，然后其旋轉(zhuǎn)并分離容置在內(nèi)部的泡沫顆粒。

在材料容器2的基部5的區(qū)域中形成有輸送管道4所連接的開(kāi)口。開(kāi)口可以通過(guò)滑塊23被封閉。

在輸送管道4中與材料容器2相鄰的是吹送噴嘴8。吹送噴嘴8通過(guò)另外的壓縮空氣管線9與壓縮空氣源7連接。送入吹送噴嘴8的壓縮空氣用作吹送空氣，因?yàn)槠渫ㄟ^(guò)吹送噴嘴8進(jìn)入輸送管道4并流向模具3。這在吹送噴嘴8的朝向材料容器2的一側(cè)產(chǎn)生局部真空，以從泡沫材料容器中吸出泡沫顆粒。

輸送管道4通向填充注射器10，填充注射器10連接到模具3。填充注射器10通過(guò)另外的壓縮空氣管線11連接到壓縮空氣源7。一方面，送入填充注射器10的壓縮空氣用于填充模具3，因?yàn)閴嚎s空氣將泡沫顆粒流朝向模具3加壓。另一方面，送入填充注射器10的壓縮空氣也可以用于當(dāng)模具3的填充過(guò)程完成時(shí)，將泡沫顆粒從輸送管道4吹回材料容器2中。

模具3由兩個(gè)半模12、13形成。兩個(gè)半模之間的分界是至少一個(gè)模腔14，填充注射器10通向其以將泡沫顆粒引入其中?？梢酝ㄟ^(guò)將兩個(gè)半模12、13一起移動(dòng)來(lái)減小模腔14的體積。當(dāng)半模12、13移開(kāi)時(shí)，在半模12、13之間形成間隙，其被描述為裂縫間隙。因此，這樣的模具3也被描述為裂縫間隙模具。兩個(gè)半模12、13具有可由控制單元(未示出)致動(dòng)的蒸汽進(jìn)口閥24、25和蒸汽出口閥28、29。蒸汽出口閥28、29在模腔14和環(huán)境之間進(jìn)行連通連接，以使氣體可以從模腔14以受控的方式逸出。

模具還可以具有多個(gè)模腔，其可以在填充、壓實(shí)和/或加熱方面盡可能彼此獨(dú)立地被控制。

兩個(gè)半模12、13通過(guò)蒸汽管線15、16連接到蒸汽發(fā)生器17，從而為模腔14提供蒸汽，用于熔接裝載在其中的泡沫顆粒。蒸汽進(jìn)口閥24、25位于蒸汽管線15、16的端部，與半模12、13相鄰。

蒸汽發(fā)生器17通過(guò)蒸汽管線18連接到材料容器2，從而向材料容器2供應(yīng)蒸汽。另外的蒸汽管線19從蒸汽發(fā)生器17通向吹送噴嘴8，使得可以將蒸汽送入泡沫顆粒流。

蒸汽管線20將蒸汽發(fā)生器17連接到填充注射器10，使得蒸汽可以送入穿過(guò)填充注射器10的泡沫顆粒流。

設(shè)置蒸汽管線21，其使蒸汽發(fā)生器17通向輸送管道4，同時(shí)在輸送管道4中的合適連接點(diǎn)22處設(shè)置有注射噴嘴(未示出)，以將蒸汽引入輸送管道4。

在蒸汽管線和壓縮空氣管線中設(shè)置有可氣動(dòng)控制或可電動(dòng)控制的閥(未示出)，以使可以通過(guò)控制單元(未示出)精確地控制供應(yīng)的壓縮空氣或蒸汽的量。

半模12、13各自具有模腔壁33、34。模腔壁33、34的外表面成形為使得它們與要制造的顆粒泡沫部件的負(fù)輪廓相匹配。兩個(gè)半模12、13的兩個(gè)模腔壁33、34可以一起移動(dòng)，使得它們交界成模腔14，模腔14符合要制造的顆粒泡沫部件的形狀。

在模腔壁33、34中形成有多個(gè)蒸汽噴嘴35。蒸汽噴嘴是直徑足夠大以使得蒸汽通過(guò)、但小于要熔接的泡沫顆粒的通孔。

每個(gè)半模12、13具有蒸汽室36、37，蒸汽流入通道39和蒸汽流出通道40。蒸汽室36、37由模腔壁33、34形成，并進(jìn)一步圍繞壁38。

半模12、13大致是長(zhǎng)方體，其中蒸汽流入通道39和蒸汽流出通道40沿著對(duì)置的端面延伸。蒸汽流入通道39在各自的情況下連接到進(jìn)口閥24、25，并且蒸汽流出通道40連接到蒸汽出口閥28、29。蒸汽流入通道39和蒸汽流出通道40具有分布在其長(zhǎng)度上的多個(gè)噴嘴41，通過(guò)其蒸汽可以被分配到相應(yīng)的蒸汽室36、37并從其離開(kāi)。

位于蒸汽管線15、16中的是氣體測(cè)量裝置48、49，用于測(cè)量蒸汽流量。特別合適的氣流測(cè)量裝置是具有測(cè)量孔板的那些(限制板流量計(jì))。蒸汽流量以質(zhì)量流量q(以kg/小時(shí)計(jì))測(cè)量。在蒸汽管線15、16中測(cè)量的質(zhì)量流量借助于在蒸汽室36、37中測(cè)量的溫度和在其中測(cè)量的壓力進(jìn)行校正，從而確定實(shí)際進(jìn)入模腔14的蒸汽流。

或者，可以根據(jù)蒸汽壓力和閥孔位置間接估計(jì)蒸汽流量。

填充注射器10安裝在兩個(gè)半模12、13中的一個(gè)上。填充注射器從圍繞壁34的模腔通過(guò)蒸汽室37延伸到蒸汽室37外部的區(qū)域中。填充注射器10具有管狀殼體42，其中布置有噴嘴管43以形成閥噴嘴。噴嘴管43通向圍繞34的模腔中的開(kāi)口。可以布置成能夠在噴嘴管43中縱向滑動(dòng)的套管軸44具有第一關(guān)閉銷(xiāo)45，用于封閉位于圍繞34的模腔的區(qū)域中的噴嘴管43的開(kāi)口，并且在遠(yuǎn)離圍繞34的模腔的端部處具有氣動(dòng)活塞46。氣動(dòng)活塞46位于氣動(dòng)缸中，并且可以如此致動(dòng)，使得套管軸在閉合位置(其中第一關(guān)閉銷(xiāo)45占據(jù)噴嘴管43的開(kāi)口)和打開(kāi)位置(其中套管軸44縮回短距離進(jìn)入噴嘴管43中以使噴嘴管43打開(kāi))之間移動(dòng)。填充注射器10具有開(kāi)口47，輸送管道4在該開(kāi)口處引出。在套管軸的打開(kāi)位置，因此具有從輸送管道4通過(guò)噴嘴管43并通過(guò)圍繞34的模腔的自由通道。

如上所述，處于一起移動(dòng)狀態(tài)的兩個(gè)半模12、13限定模腔14(圖2)。在此，模腔壁33、34緊密配合在它們的周邊區(qū)域中，使得泡沫顆粒不能從模腔14中逸出。而且，在周邊區(qū)域中，模腔壁33、34彼此基本上氣密地配合，使得蒸汽和空氣都不會(huì)以可觀的量從模腔14的周邊區(qū)域逸出。

半模12、13可以以使半模12、13中的至少一個(gè)在周邊部分中具有密封元件(未示出)的方式開(kāi)發(fā)，使得當(dāng)兩個(gè)半模12、13以彼此間隔預(yù)定距離布置時(shí)，兩個(gè)半模12、13已經(jīng)在周邊區(qū)域彼此密封。該距離被描述為裂縫間隙。該密封元件例如是彈簧偏置的金屬密封環(huán)或橡膠唇狀件。密封裝置設(shè)計(jì)成使得兩個(gè)半模12、13可以完全一起移動(dòng)，直到模腔壁33、34在周邊區(qū)域中彼此接觸并且在打開(kāi)狀態(tài)中存在持續(xù)的密封(＝裂縫間隙)。

對(duì)于這種半模12、13，可以以這種布置設(shè)置裂縫間隙，以用泡沫顆粒填充模腔，然后進(jìn)行汽蒸，這在沒(méi)有大量的蒸汽逸出到周邊區(qū)域中下發(fā)生。

現(xiàn)在將說(shuō)明使用上述裝置制造顆粒泡沫部件的方法：

該方法包括以下基本步驟：

填充模腔14

用蒸汽沖洗蒸汽室36、37

交叉汽蒸，優(yōu)選地進(jìn)行第一交叉汽蒸和第二交叉汽蒸

高壓滅菌

二次汽蒸(可選)

冷卻

穩(wěn)定(可選)

脫模

清潔模具(可選)

清潔套管軸(可選)。

為了填充模腔14，將空氣通過(guò)壓縮空氣管線6吹入材料容器2的基部5的區(qū)域中，從而將其中所含的泡沫顆粒打旋并分離。同時(shí)，將吹送空氣送入吹送噴嘴，從而將泡沫顆粒從材料容器2中吸出到輸送管道4中，并通過(guò)吹送空氣向模具3輸送。在填充期間，將出口閥28、29打開(kāi)，使得空氣能夠從模腔14逸出。模腔14本身是封閉的，而半模12、13完全可以一起移動(dòng)或通過(guò)裂縫間隔開(kāi)。

滑動(dòng)件23可以連續(xù)地打開(kāi)和關(guān)閉。打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)間通常在500ms至1s的范圍內(nèi)。通過(guò)滑動(dòng)件23的周期性地打開(kāi)和關(guān)閉，將泡沫顆粒從材料容器2間歇地送入輸送管道4。以這種方式可以中斷材料容器2中的泡沫顆粒的任何橋接，并且使泡沫顆粒分離。在具有粘性表面的泡沫顆粒(例如etpu泡沫顆粒)的情況下，這特別有用。

或者，間歇抽吸也可以通過(guò)將吹送空氣從壓縮空氣管線9間歇地供應(yīng)到與材料容器2相鄰的吹送噴嘴8來(lái)實(shí)實(shí)施。

蒸汽通過(guò)蒸汽管線18從蒸汽發(fā)生器17被送入材料容器2。蒸汽是干飽和蒸汽，在材料容器中存在的壓力(約1巴)下被送入材料容器2。優(yōu)選地，將材料容器2中的蒸汽鄰近于輸送管道4的連接點(diǎn)噴射到材料容器2中，以使吸入輸送管道4中的泡沫顆粒被蒸汽潤(rùn)濕。在吹送噴嘴8處、在連接點(diǎn)22處和在填充注射器10處，實(shí)施進(jìn)一步向泡沫顆粒流提供蒸汽。

干飽和蒸汽的溫度由蒸汽的沸點(diǎn)曲線設(shè)置，因此由現(xiàn)有壓力預(yù)設(shè)。在輸送管道4中約1巴的壓力下，飽和蒸汽的溫度約為100℃。

設(shè)置蒸汽量以使泡沫顆粒不在其表面上活化并且不在輸送管道中熔接在一起。對(duì)于聚氨酯類(lèi)泡沫顆粒，取決于每種情況下適用的材料組成，其熔接溫度在約80℃至130℃之間。然后應(yīng)該測(cè)量蒸汽量，以使泡沫顆粒沿著從材料容器2到模具3的輸送路徑不會(huì)達(dá)到90℃以上的溫度。優(yōu)選地，將蒸汽在沿著輸送路徑的多個(gè)點(diǎn)處送入。在wo2014/128214a1中詳細(xì)描述了添加有蒸汽的泡沫顆粒的輸送，為此參考該文獻(xiàn)。

非粘性泡沫顆粒(例如膨脹聚丙烯、膨脹聚乙烯或膨脹聚苯乙烯的泡沫顆粒)甚至可以在輸送管道中可靠地輸送，而不加入蒸汽。

可以在一個(gè)裝置1中同時(shí)設(shè)置多個(gè)模具3。如果在填充期間所涉及的填充注射器10中的背壓太高，使得填充空氣的氣流沿材料容器2的方向流入輸送管道4中而不是進(jìn)入模具，則填充流自動(dòng)停止。當(dāng)相關(guān)模具3的模腔14被完全填充并且第一泡沫顆粒位于填充注射器10的朝向模腔14的孔的區(qū)域中時(shí)，會(huì)發(fā)生這種情況。

流入材料容器2的空氣將泡沫顆粒返回到材料容器2中，其也被描述為將填充注射器10吹回到輸送管道4。

通過(guò)填充注射器10和/或輸送管道4中的壓力傳感器，可以檢測(cè)到通過(guò)用泡沫顆粒填充模腔14并且泡沫顆粒在填充注射器10中被阻擋回而產(chǎn)生的輸送空氣的壓力增加。該檢測(cè)可以對(duì)每個(gè)模具3單獨(dú)進(jìn)行，或者通過(guò)用于所有模具3的壓力傳感器共同進(jìn)行。該壓力傳感器位于與模具3或填充注射器10相距很短距離的輸送管道4的公共部分中。在已經(jīng)檢測(cè)到每個(gè)模具3的完全填充之后，使吹回進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間段，以使輸送管到4中的泡沫顆粒完全吹出。

如果泡沫顆粒通過(guò)添加蒸汽輸送，則一些蒸汽在輸送管道4中冷凝。在吹回時(shí)，冷凝的水被輸送到材料容器2中，將容置在其中的泡沫顆粒潤(rùn)濕。這改善了后續(xù)填充過(guò)程中的流動(dòng)性能。

一旦確定模腔14填充有泡沫顆粒，則通過(guò)使套管軸44的關(guān)閉銷(xiāo)45穿過(guò)套管軸44進(jìn)入噴嘴管43的孔而將填充注射器10關(guān)閉。如果獨(dú)立于彼此地檢測(cè)各個(gè)模具的完全填充，則當(dāng)相應(yīng)的模腔14已經(jīng)被填充時(shí)，相關(guān)的填充注射器10被關(guān)閉。如果共同確定對(duì)模具填充的檢測(cè)，則僅當(dāng)所有模具的模腔14被填充時(shí)，填充注射器10才被關(guān)閉。為了吹回泡沫顆粒，在填充注射器10處供應(yīng)的空氣壓力被增加到最大可能的壓力。這里也優(yōu)選使用流體化空氣。

一旦已將泡沫顆粒從輸送管道4輸送回材料容器2中，就可以將材料容器2在壓力下重新填充并放回。

通過(guò)上述的解釋?zhuān)ㄟ^(guò)檢測(cè)輸送管道4中的空氣壓力或供應(yīng)到注射器10的填充空氣的壓力，可以檢測(cè)每個(gè)模腔的完全填充并結(jié)束對(duì)模腔的填充。通過(guò)檢測(cè)填充狀態(tài)，一方面避免了不正確的填充，另一方面與設(shè)置了用于填充的預(yù)定時(shí)間的傳統(tǒng)方法相比，減少了循環(huán)時(shí)間。該持續(xù)時(shí)間是以前根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的。特別地，借助于已經(jīng)分支的輸送管道4中的填充壓力或空氣壓力來(lái)檢測(cè)各個(gè)模腔的填充狀態(tài)允許單獨(dú)監(jiān)測(cè)各個(gè)模腔的填充狀態(tài)。當(dāng)使用具有不同體積的模腔(花費(fèi)不同的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)填充)時(shí)，這特別有用。如果識(shí)別出模腔完全填充，則優(yōu)選地首先停止在相關(guān)注射器10處的填充空氣供應(yīng)，或者僅當(dāng)所有模腔關(guān)閉時(shí)，再次將空氣充入注射器10中以吹回仍在輸送管道中的泡沫顆粒。這避免了在其它模腔仍然被填充的同時(shí)從通向已經(jīng)填充的模腔的分支輸送管道4吹回。這種對(duì)各個(gè)模腔的填充狀態(tài)的單獨(dú)監(jiān)控允許使用具有非常不同體積的模腔。

由于整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)受壓力波動(dòng)，使測(cè)量值平滑化是有利的。為此，可以例如通過(guò)一個(gè)整體步驟將各個(gè)傳感器的測(cè)量值數(shù)字化和平滑化。

輸送到各個(gè)模腔的泡沫顆粒的量首先取決于設(shè)置的壓力。這里對(duì)材料容器壓力、流體化空氣壓力、輸送管道壓力和填充壓力加以區(qū)分。材料容器壓力是材料容器2中的壓力。這里，材料容器2中的填充過(guò)程開(kāi)始時(shí)的壓力可以記錄為材料容器壓力。

流體化空氣壓力是為了防止橋接而將流體化空氣送入材料容器2的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口的進(jìn)口區(qū)域的壓力。

輸送管道壓力是進(jìn)料容器2和填充注射器10之間的區(qū)域中的輸送管道內(nèi)的壓力。由于輸送管道可以在沿著管道4的多個(gè)點(diǎn)處被供應(yīng)以壓縮空氣(噴嘴8)和蒸汽(連接點(diǎn)22)，并且蒸汽還可能在管道4中冷凝，所以沿輸送管道可能存在不同的輸送管道壓力。輸送管道壓力也可能因輸送管道4的幾何形狀和由此引起的壓力下降而不同。因此，允許多個(gè)“輸送管道壓力”是有利的。

填充空氣壓力是供應(yīng)到各個(gè)注射器10的填充空氣的壓力。該填充空氣壓力由注射器10中的壓力傳感器測(cè)量。

由于蒸汽室的蒸汽出口閥28、29僅部分打開(kāi)，也可以存在反壓力，以使在相應(yīng)的蒸汽室36、37中形成背壓，并通過(guò)模具14上的蒸汽噴嘴35作用。反壓力由每個(gè)蒸汽室36、37中的傳感器測(cè)量。蒸汽出口閥28、29由控制裝置控制，以使它們?cè)谡羝?6、37中產(chǎn)生預(yù)定的反壓力。通過(guò)提供反壓力，輸送管道4和模腔14中的壓力保持較高，這保持了泡沫顆粒的體積。通過(guò)這種方式，與施加反壓力相比，可以將更多的泡沫顆粒送入模腔14中。在撤回反壓力之后，泡沫顆粒在模腔14中膨脹。

用于設(shè)置填充量的另一參數(shù)是裂縫間隙，即在填充期間兩個(gè)半模12、13彼此間隔開(kāi)的間隙。在填充期間使用裂縫間隙特別地增加要制造的顆粒泡沫部件的薄部分中的密度。

優(yōu)選地，測(cè)量要制造的各個(gè)顆粒泡沫部件的重量，并且借助于所測(cè)量的重量自動(dòng)調(diào)節(jié)填充量。填充量的調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)整裂縫間隙來(lái)實(shí)施。

制造的顆粒泡沫部件的表面也可以通過(guò)相機(jī)進(jìn)行記錄，借此可以檢測(cè)表面上的缺陷。這些缺陷是由于模腔的不均勻填充引起。

通過(guò)提高材料容器壓力可以增加填充量。如果使用反壓力，也可以通過(guò)提高反壓力來(lái)增加填充量。如果使用裂縫間隙，也可以通過(guò)加寬裂縫間隙來(lái)增加填充量。

增加填充空氣壓力可能會(huì)稍微增加填充量，但這里的效果明顯小于通過(guò)提高材料容器壓力或反壓力而獲得的效果。根據(jù)測(cè)量的顆粒泡沫部件的重量，可以相應(yīng)地改變這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。

模腔14的填充的均勻性尤其取決于填充空氣壓力。根據(jù)模腔14的設(shè)計(jì)，低填充空氣壓力或高填充空氣壓力可以是有利的。與高填充空氣壓力下相比，在低填充氣壓力下，進(jìn)入的泡沫顆粒的流速更小。填充的均勻度也受輸送管道壓力、流體化空氣壓力和材料容器壓力的影響。如果將泡沫顆粒在添加蒸汽下送入，則蒸汽送入輸送管道的壓力也影響模腔14的填充均勻度。

在填充量與參數(shù)材料容器壓力、反壓力和裂縫間隙之間，存在可以通過(guò)常規(guī)控制器(p控制器、pi控制器、pid控制器)調(diào)節(jié)的比例關(guān)系?？紤]到由相機(jī)檢測(cè)的顆粒泡沫部件的表面構(gòu)造，這種關(guān)系要復(fù)雜得多，因?yàn)槟Ｇ坏膸缀涡螤钤谶@里也有影響。為此，可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為控制器，其將測(cè)量壓力(優(yōu)選地是這些壓力中的幾個(gè)，特別是所有測(cè)量的壓力)、由相機(jī)記錄的圖像或從圖像導(dǎo)出的參數(shù)和/或模腔14的形狀或模腔的某些特征中的至少一個(gè)作為其輸入?yún)?shù)。

從圖像導(dǎo)出的參數(shù)可以是例如深色斑點(diǎn)(缺陷)數(shù)量，其中，斑點(diǎn)應(yīng)該特別地具有最小尺寸、暗區(qū)的尺寸或描述表面構(gòu)造規(guī)則性的其它變量。

模腔的特征可以是從填充注射器到遠(yuǎn)離填充注射器的模腔中的點(diǎn)的流動(dòng)路徑的均勻度。這些例如是統(tǒng)計(jì)變量，例如從填充注射器10到模腔的每個(gè)遠(yuǎn)程點(diǎn)的流動(dòng)橫截面的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這也可以是泡沫顆粒流過(guò)的模腔的最大和最小橫截面。其它特征是在模腔中的流動(dòng)路徑中狹窄點(diǎn)與填充注射器之間的距離。針對(duì)模腔的填充均勻性，對(duì)壓力和/或裂縫間隙的自動(dòng)控制是多維問(wèn)題。在此，使用自學(xué)習(xí)設(shè)施(例如，在學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))是有利的。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入側(cè)，應(yīng)用以下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)：材料容器壓力、流體化空氣壓力、輸送管道壓力、填充空氣壓力、裂縫間隙、制造的顆粒泡沫部件表面的成像或來(lái)自這種成像的變量、模腔的特征變量。

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)階段，將以不同參數(shù)制造的顆粒泡沫部件在質(zhì)量方面進(jìn)行手動(dòng)評(píng)定，并將該評(píng)定輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該評(píng)定優(yōu)選地以多個(gè)質(zhì)量步驟進(jìn)行，包括至少兩個(gè)質(zhì)量步驟，即廢品和合格的顆粒泡沫部件，但也可以包括多個(gè)質(zhì)量步驟。

以這種方式教導(dǎo)的控制裝置然后可以自動(dòng)設(shè)置參數(shù)，用于獲得模腔的均勻填充。通過(guò)這種自學(xué)習(xí)控制，也可以根據(jù)填充的均勻性同時(shí)設(shè)置填充量。為此，將模制部件的重量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，其中在學(xué)習(xí)階段輸入目標(biāo)重量。

在填充模腔之后，用蒸汽沖洗蒸汽室36、37。在蒸汽室36、37的沖洗期間，它們所含的空氣被蒸汽置換。將兩個(gè)蒸汽室36、37的蒸汽進(jìn)口閥24、25和蒸汽出口閥28、29都打開(kāi)。蒸汽均勻地流過(guò)蒸汽室36、37。

對(duì)于不同的室體積，為了獲得均勻的蒸汽通流和模具加熱，不同的壓力可以是有利的。

在蒸汽室的沖洗期間，適用以下設(shè)置參數(shù)：

沖洗持續(xù)時(shí)間、蒸汽進(jìn)口閥24、25處的蒸汽壓力、蒸汽進(jìn)口閥24、25處的蒸汽溫度。

適用以下測(cè)量參數(shù)：

蒸汽出口閥28、29處的蒸汽的壓力、蒸氣出口閥28、29處的蒸汽的溫度、蒸汽出口閥28、29處的冷凝物的溫度。

沖洗可以進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間段。優(yōu)選地，沖洗蒸汽室直到出口閥處的蒸汽的溫度達(dá)到預(yù)定值。在兩個(gè)蒸汽室36、37中的沖洗優(yōu)選被獨(dú)立地控制。這特別適用于當(dāng)蒸汽室36、37的體積不同時(shí)。

如果空氣已經(jīng)完全從蒸汽室36、37中排出并且半模12、13被充分預(yù)熱，則進(jìn)行交叉汽蒸。在交叉汽蒸期間，打開(kāi)兩個(gè)蒸汽室36、37中的一個(gè)的蒸汽進(jìn)口閥24、25，并關(guān)閉另一個(gè)蒸汽流入通道39、40，并關(guān)閉蒸汽流入通道39、40打開(kāi)的蒸汽室36、37的蒸汽出口閥28、29，并打開(kāi)另一個(gè)蒸汽出口閥28、29。通過(guò)這種方式，蒸汽通過(guò)蒸汽噴嘴35從蒸汽室36、37中的一個(gè)流入模腔14，并通過(guò)噴嘴41從模腔14流入另一個(gè)蒸汽室36、37。如果進(jìn)行第一交叉汽蒸和第二交叉汽蒸，則第一交叉汽蒸中的蒸汽通過(guò)模腔14沿著從兩個(gè)蒸汽室中的一個(gè)蒸汽室到另一蒸汽室的一定方向被引導(dǎo)，并且在第二交叉汽蒸期間沿相反的方向被引導(dǎo)。

為了控制和調(diào)節(jié)交叉汽蒸，在模具3上設(shè)置溫度傳感器，特別地，在每種情況下在半模12、13中的一個(gè)上設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，在每種情況下在蒸汽進(jìn)口閥24、25和蒸汽出口閥28、29上設(shè)置壓力傳感器，在模腔14中設(shè)置用于測(cè)量泡沫壓力的壓力傳感器，以及設(shè)置用于檢測(cè)蒸汽進(jìn)口閥24、25和蒸汽出口閥28、29的打開(kāi)位置的傳感器。代替用于測(cè)量閥位置的傳感器，也可以使用合適的默認(rèn)值來(lái)設(shè)置相關(guān)閥。泡沫壓力是模腔14中的壓力。泡沫壓力在許多操作狀態(tài)下幾乎完全由膨脹的泡沫顆粒施加，并且在其它操作狀態(tài)下由其中包含的蒸汽施加或由兩者施加。

可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)模具溫度、蒸汽進(jìn)口閥或蒸汽出口閥處的蒸汽壓力、蒸汽流量和反壓力(可選)來(lái)控制或調(diào)節(jié)交叉汽蒸。在這里基本上適用的是，溫度可以通過(guò)蒸汽壓力來(lái)控制。當(dāng)使用反壓力時(shí)，模腔中的壓力整體增加，使得泡沫顆粒壓縮。這導(dǎo)致了拱脊(spandrel)的擴(kuò)大和蒸汽流的增加。

在傳統(tǒng)裝置中，交叉汽蒸通過(guò)壓力控制。也可以通過(guò)背壓控制，其中將蒸汽出口處的蒸汽出口閥調(diào)節(jié)到一定壓力。在傳統(tǒng)裝置中，將交叉汽蒸進(jìn)行預(yù)定時(shí)間，其中交叉汽蒸時(shí)間從打開(kāi)閥或基于過(guò)程開(kāi)始計(jì)直到在模腔14中達(dá)到一定的泡沫壓力為止。模具中的泡沫壓力太高意味著顆粒泡沫部件在冷卻或燃燒時(shí)在表面上塌陷。塌陷意味著顆粒泡沫部件太小。泡沫壓力太低可能是由于一方面模具沒(méi)有被泡沫顆粒充分填充，或者另一方面汽蒸時(shí)間太短，使得各個(gè)泡沫顆粒沒(méi)有正確地彼此熔接，并且沒(méi)有充分膨脹。泡沫壓力太低的原因可以通過(guò)測(cè)量顆粒泡沫部件的重量和通過(guò)測(cè)量顆粒泡沫部件的強(qiáng)度來(lái)確定。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)測(cè)量顆粒泡沫部件的尺寸和/或重量和/或強(qiáng)度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)泡沫目標(biāo)壓力。結(jié)合測(cè)量尺寸或作為測(cè)量尺寸的替代方案，可以詳細(xì)分析由相機(jī)拍攝的顆粒泡沫部件的表面的圖像，以查看顆粒泡沫部件是否被燃燒并具有相應(yīng)的深色斑點(diǎn)。在這些測(cè)量的基礎(chǔ)上，設(shè)置泡沫目標(biāo)壓力以使顆粒泡沫部件具有正確的尺寸和質(zhì)量。

交叉汽蒸的持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)測(cè)量模腔14中的材料的蒸汽流阻來(lái)確定。在達(dá)到一定的蒸汽流阻時(shí)，由第一交叉汽蒸轉(zhuǎn)換為第二交叉汽蒸，并且在達(dá)到進(jìn)一步的蒸汽流阻時(shí)，終止第二交叉汽蒸。蒸汽流阻由蒸汽流量確定，蒸汽流量是每單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得的蒸汽量。蒸汽量的測(cè)量是相對(duì)近似的，因?yàn)橐徊糠终羝淠?，這改變了測(cè)量結(jié)果?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量從蒸汽出口閥28、29放出的冷凝物的量來(lái)對(duì)該因素進(jìn)行補(bǔ)償。此外，蒸汽流阻受到模腔壁33、34中的噴嘴41的顯著影響，為此，僅在相對(duì)較高的透明度不足下才可以檢測(cè)由顆粒泡沫部件引起的蒸汽流阻的部分。然而，對(duì)于過(guò)程控制，不需要絕對(duì)的蒸汽流阻值。具有在過(guò)程期間指示蒸汽阻力變化的相對(duì)值足矣。

或者，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以多次確定蒸汽流阻，其中進(jìn)行至少三次蒸汽流阻測(cè)量。優(yōu)選地進(jìn)行超過(guò)三次的蒸汽流阻測(cè)量。借助于測(cè)量的蒸汽流阻值和測(cè)量蒸汽流阻值的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，確定了蒸汽流阻的指數(shù)型變化。從該指數(shù)型模式可以導(dǎo)出時(shí)間常數(shù)t。因此，可以在與時(shí)間常數(shù)t的三倍對(duì)應(yīng)的時(shí)間段到期后終止交叉汽蒸。這意味著已達(dá)到超過(guò)交叉汽蒸的目標(biāo)蒸汽流阻的95％以上，而不需要預(yù)設(shè)明確的目標(biāo)蒸汽流阻。

根據(jù)另一替代方案，可以對(duì)泡沫壓力采樣幾次，其中至少進(jìn)行三次泡沫壓力測(cè)量。優(yōu)選地進(jìn)行三次以上的泡沫壓力測(cè)量。借助于測(cè)量的泡沫壓力值和測(cè)量泡沫壓力值的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，確定了泡沫壓力的指數(shù)型變化。從該指數(shù)型過(guò)程可以得出時(shí)間常數(shù)t。在本實(shí)施方式中，在與時(shí)間常數(shù)t的三倍對(duì)應(yīng)的時(shí)間段到期后結(jié)束高壓滅菌。這意味著已達(dá)到超過(guò)交叉汽蒸的目標(biāo)泡沫壓力的95％以上，而不需要預(yù)設(shè)明確的目標(biāo)泡沫壓力。

在交叉汽蒸之后進(jìn)行高壓滅菌，為此，將兩個(gè)蒸汽出口閥28、29均關(guān)閉。將兩個(gè)蒸汽進(jìn)口閥24、25以受控的方式打開(kāi)，從而在蒸汽室36、37中確保預(yù)定的壓力。兩個(gè)蒸汽室36、37的壓力也可以設(shè)置為不同的值。這對(duì)熔接、顆粒泡沫部件的表面和參考行為(behaviour)有影響。

在高壓滅菌期間，模腔14中的泡沫壓力通過(guò)壓力傳感器測(cè)量，并且模具溫度通過(guò)溫度傳感器測(cè)量。

高壓滅菌應(yīng)致使顆粒泡沫部件幾乎完全熔接。這里泡沫壓力的上升成指數(shù)下降，即開(kāi)始時(shí)泡沫壓力急劇上升，然后以較低的速率接近目標(biāo)泡沫壓力。泡沫壓力的變化因此屬于指數(shù)型過(guò)程。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以對(duì)泡沫壓力進(jìn)行多次采樣，至少進(jìn)行三次泡沫壓力測(cè)量。優(yōu)選地進(jìn)行三次以上的泡沫壓力測(cè)量。借助于測(cè)量的泡沫壓力值和測(cè)量泡沫壓力值的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，確定了泡沫壓力的指數(shù)型變化。從這個(gè)指數(shù)型過(guò)程可以得出時(shí)間常數(shù)t。在本實(shí)施方式中，在與時(shí)間常數(shù)t的三倍對(duì)應(yīng)的時(shí)間段到期后結(jié)束高壓滅菌。這意味著已達(dá)到高壓滅菌的目標(biāo)泡沫壓力的95％以上，而不需要預(yù)設(shè)明確的目標(biāo)泡沫壓力。

圖5顯示了三個(gè)指數(shù)型下降曲線i、ii和iii。曲線i的時(shí)間常數(shù)t為1s，曲線ii的時(shí)間常數(shù)為2s，曲線iii的時(shí)間常數(shù)為3s。以秒為單位的時(shí)間繪制在橫坐標(biāo)上，而縱坐標(biāo)顯示任何所需的測(cè)量變量。所有三條曲線從時(shí)間點(diǎn)0開(kāi)始，值為1。在3t之后，該值在每種情況下為0.05％，即減少了95％或離最終狀態(tài)(在這種情況下為0)僅為5％。

高壓滅菌的持續(xù)時(shí)間也可以在時(shí)間常數(shù)t的2至4倍的時(shí)間范圍內(nèi)，特別是時(shí)間常數(shù)t的2.5-3.5倍。

利用該方法，可以進(jìn)行特定處理步驟達(dá)最佳持續(xù)時(shí)間，其中幾乎達(dá)到處理步驟的可變特征的特定目標(biāo)值或最終狀態(tài)，而不需要明確地預(yù)設(shè)目標(biāo)值。因此，該方法可以容易地適應(yīng)于不同的因素(不同的材料、不同的壓力和溫度設(shè)置)。此外，因?yàn)閮H將工藝步驟本身執(zhí)行必要的時(shí)長(zhǎng)，使得該方法非常有效地實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式中，泡沫壓力是特征變量。其中要執(zhí)行的特定處理的步驟或子步驟的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于t的預(yù)定倍數(shù)的這種方法，也可以應(yīng)用于具有特征變量(具有指數(shù)型過(guò)程)的其它步驟或子步驟，其中特征壓縮變量接近目標(biāo)值。

在高壓滅菌之后可以進(jìn)行二次汽蒸。對(duì)于二次汽蒸，將所有蒸汽進(jìn)口閥和蒸汽出口閥24、25、28和29都關(guān)閉。二次汽蒸用于熔接的均勻化以及泡沫中的溫度和壓力的均勻化。特別是針對(duì)較大的顆粒泡沫部件進(jìn)行。對(duì)于小顆粒泡沫部件，例如鞋底，一般不需要。然而，對(duì)于較大的顆粒泡沫部件，例如保溫板，二次汽蒸非常有用。

當(dāng)泡沫壓力下降到特定目標(biāo)值時(shí)，終止二次汽蒸。由于這里也是泡沫壓力，也遵循指數(shù)型模式，二次汽蒸的持續(xù)時(shí)間可以使用所述的用于高壓滅菌的方法來(lái)設(shè)置。也可以確定泡沫壓力隨時(shí)間的耗散，并且一旦泡沫壓力的變化已經(jīng)下降到低于規(guī)定的值，就結(jié)束二次汽蒸。

在高壓滅菌或二次汽蒸之后，將顆粒泡沫部件在模具3中冷卻。為此，將模具3關(guān)閉。為此，將模具3關(guān)閉。將蒸汽出口閥28、29打開(kāi)，以降低仍然存在的過(guò)壓。在蒸汽室36、37中的壓力稍微降低之后，將冷卻水通過(guò)合適的噴嘴(未示出)噴射到蒸汽室36、37中。冷卻水噴嘴將水霧化，并且布置成使霧化的水到達(dá)并冷卻模腔壁33、34。冷卻在蒸汽室中產(chǎn)生壓降和局部真空。即使在低于100℃的溫度下，該局部真空也導(dǎo)致冷卻水在模腔壁33、34的表面上冷凝，從而確?？焖倮鋮s。在冷卻期間，在高壓滅菌和二次汽蒸期間收集的冷凝物和隨后噴入的冷卻水從蒸汽出口閥28、29流出。

可選地，可以用局部真空(例如-0.5巴)或真空來(lái)蒸發(fā)蒸汽室中的冷凝物和冷卻水并將其從模具中移出。

在冷卻時(shí)，泡沫壓力以指數(shù)型過(guò)程下降到泡沫壓力目標(biāo)值。當(dāng)泡沫壓力下降到特定目標(biāo)值時(shí)，終止冷卻。由于這里泡沫壓力再次遵循指數(shù)過(guò)程，冷卻的持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)所述的用于高壓滅菌的方法來(lái)設(shè)置。也可以確定泡沫壓力隨時(shí)間的耗散，并且一旦泡沫壓力的變化已經(jīng)降到規(guī)定值以下，就結(jié)束冷卻。

當(dāng)泡沫壓力已經(jīng)降到低于預(yù)定閾值并且大致恒定時(shí)，或者泡沫壓力的第二耗散已經(jīng)超過(guò)零點(diǎn)并且第一耗散低于閾值時(shí)，也可以終止冷卻。

冷卻之后進(jìn)行穩(wěn)定。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，穩(wěn)定只是等待，以使包含在顆粒泡沫部件中的熱量可以轉(zhuǎn)移到已經(jīng)冷卻的模腔壁33、34。顆粒泡沫部件是良好的絕熱體，因此這可能需要一些時(shí)間。應(yīng)該充分冷卻包含在顆粒泡沫部件中的泡沫顆粒的壁和包含在顆粒內(nèi)的熱氣體的壁，以使在隨后的脫模時(shí)，顆粒的內(nèi)部壓力非常低以至于顆粒壁不再會(huì)塑料形變。優(yōu)選地，在穩(wěn)定期間，將局部真空或真空施加到蒸汽室36、37從而蒸發(fā)蒸汽室和/或顆粒泡沫部件中的水分，并且通過(guò)這種方式來(lái)驅(qū)出熱量。

可以借助于兩個(gè)半模12、13的溫度和泡沫壓力來(lái)控制穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間。泡沫壓力再次遵循指數(shù)型過(guò)程，借此可以使用確定穩(wěn)定步驟的持續(xù)時(shí)間的方法。

如果顆粒泡沫部件已經(jīng)充分穩(wěn)定，那么可以將它脫模。為此目的，兩個(gè)半模12、13分離，同時(shí)借助于保持機(jī)構(gòu)和/或壓縮空氣和/或真空，將顆粒泡沫部件保持在兩個(gè)半模12、13中的特定一個(gè)中。

所制造的顆粒泡沫部件可以在打開(kāi)半模12、13之后用壓縮空氣和/或活塞噴射。作為活塞，通常使用具有噴射功能的噴射器和/或填充噴射器。

可以通過(guò)相機(jī)監(jiān)控噴射，以確保模具可以自由地用于制造另一個(gè)顆粒泡沫部件。

可以通過(guò)將壓縮空氣通過(guò)半模12、13來(lái)清潔它們。

可以經(jīng)由打開(kāi)的填充注射器通過(guò)吹送填充空氣來(lái)清潔套管軸。

上述步驟，從填充到脫模，基于循環(huán)重復(fù)，每個(gè)循環(huán)中在每個(gè)模具中制造顆粒泡沫部件。

上述方法也可以修改以實(shí)施為，模具3或半模12、13可以在填充之前和/或之后由合適的加熱裝置預(yù)熱。加熱裝置優(yōu)選地集成在模具3中，特別是在模腔壁33、34中。加熱裝置通常是具有加熱細(xì)絲的電加熱裝置。

模具的循環(huán)預(yù)熱防止供應(yīng)的蒸汽不會(huì)僅加熱模具以及通過(guò)這種方式失去能量，而且蒸汽的熱幾乎完全結(jié)合在泡沫顆粒中。使用冷模具，模具吸收蒸汽的熱量，這意味著泡沫顆?？隙〞?huì)反應(yīng)，并且拱脊關(guān)閉。然而，這并不總是導(dǎo)致適當(dāng)?shù)娜劢?。這特別適用于顆粒泡沫部件的芯部。如果顆粒泡沫部件首先在邊緣區(qū)域熔接，則會(huì)阻止或限制向顆粒泡沫部件的芯部的進(jìn)一步蒸汽供應(yīng)。對(duì)半模12、13的預(yù)熱降低了蒸汽的熱量被不正確地結(jié)合到泡沫顆粒中的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在對(duì)室填充或沖洗之后，進(jìn)行預(yù)熱，因?yàn)樵陂_(kāi)始汽蒸(第一交叉汽蒸)時(shí)模具的溫度對(duì)傳熱具有相當(dāng)大的影響。在填充期間，大量的壓縮空氣吹入并通過(guò)模具3。根據(jù)壓縮空氣溫度，填充壓力設(shè)置和填充時(shí)間(例如由于過(guò)程相關(guān)的填充檢測(cè))可能會(huì)從循環(huán)到循環(huán)而變化，填充后可能會(huì)發(fā)生不同的模具溫度。這可以通過(guò)預(yù)熱來(lái)平衡。由于用加熱裝置預(yù)熱，對(duì)室的沖洗僅用于迫使空氣離開(kāi)蒸汽室。不需要通過(guò)沖洗室來(lái)設(shè)置模具溫度。因此，可以減少?zèng)_洗室的時(shí)間，并且可以增加裝置可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)量。

該裝置可以具有用于測(cè)量所制造的顆粒泡沫部件的測(cè)量站。測(cè)量站具有連接到控制單元的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量裝置。為了設(shè)置一個(gè)或多個(gè)設(shè)置參數(shù)(機(jī)器參數(shù))，控制單元與圖1所示的用于制造顆粒泡沫部件的裝置連接。

控制單元可以具有一個(gè)或多個(gè)控制裝置，其可以設(shè)置各種各樣的控制變量。一個(gè)或甚至多個(gè)控制裝置或控制電路可以互連，使得多個(gè)控制變量(實(shí)際值)影響控制值。測(cè)量站具有以下測(cè)量裝置中的一個(gè)或多個(gè)：

稱(chēng)重秤

相機(jī)

激光掃描儀

流阻測(cè)量裝置

強(qiáng)度測(cè)量裝置

通過(guò)測(cè)量裝置，可以分析所制造的每個(gè)顆粒泡沫部件。然而，也可以靈敏地測(cè)量樣品，特別是如果測(cè)量值是破壞性的并且相關(guān)的顆粒泡沫部件被破壞。

在稱(chēng)重秤上測(cè)量顆粒泡沫部件的重量。

相機(jī)用于測(cè)量顆粒泡沫部件的輪廓或形狀和/或尺寸。顆粒泡沫部件的表面顏色也可以通過(guò)相機(jī)確定。另外，可以使用相機(jī)獲得表面結(jié)構(gòu)的某些信息。

激光掃描儀用于記錄表面結(jié)構(gòu)，并且能夠非常精確地獲取顆粒泡沫部件的表面的輪廓。激光掃描儀優(yōu)選是3d激光掃描儀，從而可以檢測(cè)顆粒泡沫部件的表面的空間結(jié)構(gòu)。

流阻測(cè)量裝置用于測(cè)量流體，特別是被輸送通過(guò)顆粒泡沫部件的氣體(例如空氣)的流阻。流阻測(cè)量裝置具有放置在顆粒泡沫部件頂部的管。為此，顆粒泡沫部件位于寬網(wǎng)機(jī)架上，使得在與管相反的一側(cè)，機(jī)架不產(chǎn)生顯著的空氣阻力。機(jī)架連接到壓縮空氣源，并具有用于測(cè)量空氣通過(guò)量的流量傳感器。通過(guò)這種方式，可以測(cè)量管接觸顆粒泡沫部件的區(qū)域中的顆粒泡沫部件的流阻。

強(qiáng)度測(cè)量裝置可以設(shè)計(jì)成通過(guò)彎曲試驗(yàn)來(lái)測(cè)量柔性，通過(guò)硬度試驗(yàn)來(lái)測(cè)量硬度，通過(guò)斷裂試驗(yàn)來(lái)確定撕裂強(qiáng)度(其中確定將顆粒泡沫部件撕成兩部分所必需的力)。還可以存在用于測(cè)量獲得一定扭轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)所需的扭矩的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度測(cè)量裝置。也可以對(duì)樣品進(jìn)行用于測(cè)量脫模顆粒泡沫部件的強(qiáng)度的非破壞性試驗(yàn)。

圖4中的表格示出了可以用合適的測(cè)量裝置檢測(cè)的測(cè)量參數(shù)以及受各個(gè)測(cè)量參數(shù)影響的設(shè)置參數(shù)。對(duì)于每個(gè)測(cè)量參數(shù)示出了測(cè)量參數(shù)的類(lèi)型(例如重量)和測(cè)量參數(shù)的偏差(例如顆粒泡沫部件的重量太高)以及設(shè)置參數(shù)的相應(yīng)設(shè)置。對(duì)于一定的偏差，如果給出多個(gè)設(shè)置參數(shù)，則它們可以單獨(dú)或組合應(yīng)用。只有在測(cè)量參數(shù)“內(nèi)部熔接下的表面結(jié)構(gòu)”與偏差“內(nèi)部熔接不良下的熔接表面”相結(jié)合的情況下，可以應(yīng)用設(shè)置參數(shù)左為“+”和設(shè)置參數(shù)右為“+”兩者。表面結(jié)構(gòu)例如通過(guò)激光掃描儀、立體相機(jī)或3d飛行時(shí)間相機(jī)掃描。可以例如借助孔隙率來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)部熔接，如上所述，所述孔隙率可以在模具中或脫模的顆粒泡沫部件上測(cè)量。也可以單獨(dú)借助于顆粒泡沫部件的強(qiáng)度或與孔隙率組合來(lái)評(píng)估內(nèi)部熔接。

如果在脫模顆粒泡沫部件(pst)上測(cè)量的測(cè)量參數(shù)是描述表面的測(cè)量參數(shù)，特別是可以檢測(cè)到顆粒泡沫部件中的缺陷的測(cè)量參數(shù)，則可以自動(dòng)地調(diào)整如下設(shè)置參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)：如填充時(shí)的填充壓力、高壓滅菌或穩(wěn)定后用于模具排水的排水時(shí)間、水供應(yīng)量或蒸汽供應(yīng)量和/或冷卻時(shí)間。

脫模顆粒泡沫部件(pst)的非常說(shuō)明性測(cè)量參數(shù)是其重量。根據(jù)重量，特別地，基于測(cè)量的重量設(shè)置在用泡沫顆粒填充模具以制造另外的顆粒泡沫部件時(shí)的裂縫間隙。如果測(cè)量的重量大于目標(biāo)重量，則相應(yīng)地減小裂縫間隙，而如果測(cè)量的重量低于目標(biāo)重量，則相應(yīng)地增大裂縫間隙?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置裂縫間隙來(lái)調(diào)節(jié)供應(yīng)到模具中的泡沫顆粒的量。此外，根據(jù)重量，另外的設(shè)置參數(shù)材料容器壓力、填充空氣壓力和/或填充時(shí)間可以根據(jù)測(cè)量的重量而改變。

根據(jù)重量設(shè)置這些參數(shù)對(duì)于使用聚氨酯類(lèi)泡沫顆粒是特別有益的，因?yàn)榕c目標(biāo)量的泡沫顆粒的偏差可能導(dǎo)致質(zhì)量的顯著變化。

優(yōu)選地，通過(guò)在脫模顆粒泡沫部件上檢測(cè)到的這些測(cè)量參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整制造過(guò)程的各個(gè)具體步驟或子步驟的持續(xù)時(shí)間和/或預(yù)定壓力和/或規(guī)定溫度。

可以在顆粒泡沫部件(pst)上檢測(cè)的另一測(cè)量參數(shù)是幾何形狀(輪廓)。理解為這樣的幾何形狀特別是特定的表面或邊緣的輪廓。表面具有一定的目標(biāo)輪廓，其可以是凹的、平的或凸的，或者設(shè)計(jì)有合適的不同部分。如果測(cè)量的幾何形狀比目標(biāo)形狀更凸，則各個(gè)泡沫顆粒已經(jīng)膨脹太強(qiáng)。泡沫顆粒的膨脹可能受到穩(wěn)定、高壓滅菌和/或冷卻的持續(xù)時(shí)間的影響。如果通過(guò)測(cè)量的幾何形狀檢測(cè)到過(guò)度膨脹，則應(yīng)該切斷穩(wěn)定或高壓滅菌或延長(zhǎng)冷卻。

優(yōu)選地用作控制變量的不僅是可通過(guò)測(cè)量站檢測(cè)的測(cè)量參數(shù)，而且還可以將裝置1中可檢測(cè)的參數(shù)作為控制裝置的輸入變量或控制變量。

控制裝置優(yōu)選地是自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)該自學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以記錄多個(gè)不同的輸入?yún)?shù)，并且可以形成多個(gè)設(shè)置參數(shù)。測(cè)量參數(shù)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，且設(shè)置參數(shù)為輸出參數(shù)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)階段，確定制造的顆粒泡沫部件的質(zhì)量并手動(dòng)輸入。在學(xué)習(xí)階段之后，裝置自動(dòng)制造具有在學(xué)習(xí)階段記憶的質(zhì)量的顆粒泡沫部件，而控制裝置自動(dòng)補(bǔ)償在泡沫顆粒的材料性質(zhì)、供應(yīng)的介質(zhì)以及由于使用不同的模具方面的變化。

實(shí)施例1

下面將詳細(xì)說(shuō)明由聚苯乙烯泡沫顆粒制成的顆粒泡沫部件產(chǎn)品的實(shí)施方式。圖6示出了蒸汽出口閥的相關(guān)壓力曲線和閥位置。在這種情況下，使用圖2所示的裝置。

在圖中繪制了以下曲線：

a：通向第一蒸汽室36的蒸汽管線15中的壓力

b：通向第二蒸汽室37的蒸汽管線16中的壓力

c：第一蒸汽室36中的壓力

d：第二蒸汽室37中的壓力

e：模腔14(泡沫)中的壓力

f：第一蒸汽室36的蒸汽進(jìn)口閥24的閥位

g：第二蒸汽室37的蒸汽進(jìn)口閥25的閥位。

填充模具(s1)

在填充模具(沒(méi)有裂縫間隙)期間，在蒸汽室36、37中不存在過(guò)壓。僅由于將空氣從模腔14驅(qū)出以進(jìn)入蒸汽室36、37，而在短時(shí)間內(nèi)測(cè)得最小過(guò)壓(壓力c、d)。由于進(jìn)口閥24、25和蒸汽出口閥28、29關(guān)閉，所以蒸汽管線15、16和出口管線中的壓力是恒定的。

沖洗(s2)

在沖洗期間，第一蒸汽室36和第二蒸汽室37中的壓力c、d上升，且蒸汽管線15、16中的壓力a、b相應(yīng)地下降。蒸汽進(jìn)口閥24、25(曲線f、g)打開(kāi)。

交叉汽蒸(s3)

對(duì)于第一交叉汽蒸(交叉汽蒸1)，關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥25(曲線g)和蒸汽出口閥28。這里，蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn)口閥24(曲線f)從蒸汽管線15被送入第一蒸汽室36，蒸汽從這流經(jīng)模腔14進(jìn)入第二蒸汽室37。從沖洗(s2)看，第一蒸汽室36中的壓力仍然很高，使得蒸汽進(jìn)口閥24可以開(kāi)始仍然保持關(guān)閉，并且僅在第一交叉汽蒸期間逐漸打開(kāi)。蒸汽進(jìn)口閥24、25的打開(kāi)位置基于各個(gè)蒸汽室36、37中的壓力來(lái)控制。蒸汽從第二蒸汽室37在蒸汽出口閥29處離開(kāi)。由于模腔14中的泡沫顆粒，模腔14中的蒸汽流遇到阻力，第一蒸汽室36中的蒸汽壓力c繼續(xù)上升。

由于在交叉汽蒸期間泡沫顆粒膨脹，泡沫壓力在模腔14中升高。

交叉汽蒸2(s4)

在第二交叉汽蒸中，關(guān)閉進(jìn)口閥24(曲線f)和出口閥29，并打開(kāi)進(jìn)口閥25(曲線g)和出口閥28，使得蒸汽通過(guò)第二蒸汽管線16被送入第二蒸汽室37。蒸汽從第二蒸汽室通過(guò)模腔14流入第一蒸汽室36，并從那里通過(guò)出口閥28流出。由于模腔14中的泡沫顆粒再次產(chǎn)生流阻，第二蒸汽室37中的蒸汽壓力升高，第一蒸汽室36中的蒸汽壓力c下降。

泡沫壓力e僅略微增加。在模腔14中在朝向第一蒸汽室36的一側(cè)測(cè)量泡沫壓力e。如果要測(cè)量模腔14的另一側(cè)的泡沫壓力，則這里其將相應(yīng)地升高，由于一方面蒸汽反作用在泡沫顆粒上，導(dǎo)致壓力升高，另一方面，朝向第二蒸汽室的一側(cè)的泡沫顆粒被強(qiáng)烈加熱，導(dǎo)致它們膨脹并因此增加壓力。

泡沫壓力e和第一壓力室中的壓力c相同并且同步上升。由于測(cè)量公差，測(cè)量顯示出輕微的不匹配。

高壓滅菌(s5)

為了高壓滅菌，關(guān)閉兩個(gè)壓力出口閥28、29。打開(kāi)兩個(gè)進(jìn)口閥24、25(曲線f、g)。這提高了蒸汽室36、37中的壓力，其設(shè)置成大致相同的值(曲線c、d)。由于泡沫顆粒的膨脹，泡沫壓力e進(jìn)一步升高。在本實(shí)施方式中，在高壓滅菌期間，第一壓力進(jìn)口閥24(曲線f)比第二壓力進(jìn)口閥25(曲線g)更早關(guān)閉。其原因可能是模具3的不對(duì)稱(chēng)密封。

冷卻(s6)

在冷卻中，蒸汽出口閥28、29打開(kāi)，從而降低現(xiàn)有的過(guò)壓。在蒸汽室36、37中的壓力稍微減小之后，將冷卻水噴入。因此，第一蒸汽室36和第二蒸汽室37中的壓力c、d下降一點(diǎn)。泡沫壓力e繼續(xù)上升，因?yàn)榕菽w粒由于仍然存在于模腔14中的熱量而膨脹。

穩(wěn)定(s7)

對(duì)于穩(wěn)定，應(yīng)用局部真空。通過(guò)這種方式，水分和熱量被從蒸汽室和顆粒泡沫部件排出。這將第一蒸汽室和第二蒸汽室中的壓力c、d減小到-0.5巴的值，其中0值對(duì)應(yīng)于大氣壓。模腔中的泡沫壓力也相應(yīng)地下降，同時(shí)壓力降低延遲。泡沫顆粒開(kāi)始時(shí)仍然很熱，并有些膨脹。由于冷卻，模腔14中的泡沫壓力e指數(shù)型下降。在泡沫壓力e的指數(shù)型壓力降低的時(shí)間常數(shù)t的約2-4倍之后，結(jié)束穩(wěn)定。

脫模(s8)

為了脫模，打開(kāi)模具并因此打開(kāi)模腔14。在蒸汽室36、37和模腔中都產(chǎn)生大氣壓。

實(shí)施例2

下面將詳細(xì)說(shuō)明由聚氨酯泡沫顆粒(etpu)制造顆粒泡沫部件產(chǎn)品的第二個(gè)實(shí)施方式。圖7示出了制造循環(huán)的相關(guān)壓力曲線。在這種情況下，使用圖2所示的裝置。

在圖中繪制了以下曲線：

h：通向第一蒸汽室36的蒸汽管線15中的壓力

i：第一蒸汽室36中的壓力

j：第二蒸汽室37中的壓力

k：模腔14中的壓力(泡沫壓力)

l：模腔14中的溫度

填充模腔(s10)

在填充模腔(具有裂縫間隙)時(shí)，在蒸汽室36、37中不存在過(guò)壓(曲線i、j)。

關(guān)閉裂縫間隙(s11)

在關(guān)閉裂縫間隙時(shí)，泡沫壓力(曲線k)上升，因?yàn)榕菽w粒在模腔14中被壓縮。

交叉汽蒸(s12)

在第一交叉汽蒸中，關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥24和蒸汽出口閥29，并打開(kāi)進(jìn)口閥25和出口閥28，以使蒸汽通過(guò)第二蒸汽管線16被送入第二蒸汽室37中。蒸汽從第二蒸汽室37通過(guò)模腔14流入第一蒸汽室36，從那里通過(guò)出口閥28離開(kāi)。

由于模腔14中的泡沫顆粒產(chǎn)生流阻，第二蒸汽室37中的蒸汽壓力j升高，同時(shí)第一蒸汽室36中的蒸汽壓力i保持大致恒定在0。

由于泡沫顆粒在交叉汽蒸期間膨脹，模腔14中的泡沫壓力k上升。

在第一交叉汽蒸期間，通過(guò)氣體流量計(jì)49測(cè)量從第二蒸汽室37進(jìn)入模腔14的蒸汽流作為質(zhì)量流量q2(圖8)。這個(gè)質(zhì)量流量具有指數(shù)型下降。在時(shí)間常數(shù)t的預(yù)定倍數(shù)之后自動(dòng)結(jié)束第一交叉汽蒸。倍數(shù)優(yōu)選為時(shí)間常數(shù)t的三倍。在質(zhì)量流量的指數(shù)型下降的時(shí)間常數(shù)t的兩倍到四倍的范圍內(nèi)結(jié)束交叉汽蒸也可以是有利的。

交叉汽蒸2(s13)

對(duì)于第二交叉汽蒸，關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥25和蒸汽出口閥28。這里，蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn)口閥24從蒸汽管線15送入第一蒸汽室36，蒸汽從第一蒸汽室36通過(guò)蒸汽模腔14流入第二蒸汽室37。蒸汽從第二蒸汽室37在蒸汽出口閥29處離開(kāi)。由于模腔14中的泡沫顆粒，蒸汽流受到阻力，所以第一蒸汽室36中的蒸汽壓力i上升，而第二蒸汽室37中的蒸汽壓力j下降到0巴左右。

由于來(lái)自蒸汽的熱量輸入，模腔14中的溫度l進(jìn)一步升高，導(dǎo)致泡沫顆粒進(jìn)一步膨脹，并且泡沫壓力k進(jìn)一步升高。

與第一交叉汽蒸完全相似，在質(zhì)量流量q1(圖8)的指數(shù)型下降的時(shí)間常數(shù)t的預(yù)定倍數(shù)之后，也自動(dòng)終止第二交叉汽蒸。

高壓滅菌(s14)

對(duì)于高壓滅菌，關(guān)閉蒸汽出口閥28、29。打開(kāi)兩個(gè)進(jìn)口閥24、25。因此，蒸汽室36、37中的壓力i、j上升到大致相同的值。盡管模腔14中的溫度仍然略微上升到大約130℃，但泡沫壓力k保持大致恒定。這里使用的etpu在第二交叉汽蒸之后已經(jīng)完全膨脹。在高壓滅菌期間，另一種材料或另一種etpu可能進(jìn)一步膨脹，并且泡沫壓力可能進(jìn)一步增加。

對(duì)于高壓滅菌，與交叉汽蒸完全相同，在原則上可以：在質(zhì)量流量q1和/或質(zhì)量流量q2(圖8)的指數(shù)型下降的時(shí)間常數(shù)t的預(yù)定倍數(shù)之后自動(dòng)結(jié)束高壓滅菌的持續(xù)時(shí)間。然而，在這種情況下，指數(shù)型下降不如在交叉汽蒸的情況下那么明顯，為此對(duì)于高壓滅菌的持續(xù)時(shí)間的另一種控制可以是有利的。

冷卻/穩(wěn)定(s15)

在該實(shí)施方式中，由于打開(kāi)蒸汽出口閥28、29以使存在的過(guò)壓下降，并同時(shí)施加局部真空，因此冷卻和穩(wěn)定在一個(gè)步驟中進(jìn)行。

在蒸汽室36、37中的壓力稍微降低后，噴入冷卻水。因此，第一蒸汽室36和第二蒸汽室36中的壓力i、j下降一點(diǎn)。由于應(yīng)用局部真空，水分和熱量被從蒸汽室和顆粒泡沫部件中驅(qū)出。這將第一蒸汽室和第二蒸汽室中的壓力i、j減小到-0.5巴，其中0對(duì)應(yīng)于大氣壓。然后逐漸去除局部真空。

泡沫壓力k最初保持大致恒定，然后在模腔中減小。由于冷卻，模腔14中的泡沫壓力k指數(shù)型下降。在時(shí)間常數(shù)t的預(yù)定倍數(shù)特別是三倍之后自動(dòng)結(jié)束冷卻和穩(wěn)定。在泡沫壓力k中指數(shù)型壓力下降的時(shí)間常數(shù)t的兩倍到四倍之間的時(shí)間逝去后，自動(dòng)結(jié)束冷卻/穩(wěn)定也是明智的。

代替k的指數(shù)型壓力降低，模腔(圖7)中的溫度l的指數(shù)型下降也可以用作控制冷卻/穩(wěn)定的持續(xù)時(shí)間的真空保持裝置變量。

脫模(s16)

為了脫模，打開(kāi)模具和模具腔14。在蒸汽室36、37以及模腔中控制為大氣壓力。

在該實(shí)施方式中，借助于時(shí)間常數(shù)t自動(dòng)控制交叉汽蒸的持續(xù)時(shí)間。在交叉汽蒸期間，發(fā)生泡沫顆粒的部分熔接。這樣可以減少孔隙率和蒸汽滲透。如果交叉汽蒸的持續(xù)時(shí)間太短，則在最終產(chǎn)品中，并非所有的泡沫顆粒都被充分熔接，強(qiáng)度受損。另一方面，如果交叉汽蒸進(jìn)行太長(zhǎng)時(shí)間，那么在供應(yīng)蒸汽的一側(cè)可能使顆粒泡沫部件幾乎完全熔接或“表干(skinnedover)”，從而損害在隨后的步驟中(第二交叉蒸煮、高壓滅菌)另外的蒸汽流。這意味著，在以下步驟中，可能不能正確地供應(yīng)蒸汽，導(dǎo)致顆粒泡沫部件的不正確熔接。通過(guò)基于時(shí)間常數(shù)t的自動(dòng)控制，這些處理步驟的適當(dāng)持續(xù)時(shí)間自動(dòng)發(fā)生，并且在各個(gè)處理步驟之后獲得大致相同的孔隙率。這使得可以制造不同尺寸或不同形狀的顆粒泡沫部件，其中僅需要改變相關(guān)模具，并且不需要手動(dòng)設(shè)置制造參數(shù)。這使得可以靈活快速地制造不同的顆粒泡沫部件。

實(shí)施例3

用于控制部件48的制造過(guò)程的子步驟的或步驟結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的方法也可以應(yīng)用于鑄造過(guò)程。下面詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)鑄造制造部件48的第三實(shí)施方式(圖9)。

在鑄造中，固化后由液體材料(優(yōu)選為熔融金屬)獲得特定形式的部件48。

例如，可以使用可重復(fù)使用的模具3(例如錠模)用于鑄造。模具3或錠模定界模腔14。

模具3可以例如由兩個(gè)半模12構(gòu)成。半模12中形成作為冷卻回路(未示出)的一部分的默認(rèn)冷卻通道49。冷卻回路49具有用于向冷卻通道供應(yīng)冷卻介質(zhì)例如水的泵(未示出)。

在半模12中還設(shè)置有溫度傳感器50(例如四個(gè))，用于監(jiān)測(cè)模具3的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的方法，在第一步驟中，模具3的模腔14填充有待固化的材料，例如熔融金屬。

之后是穩(wěn)定或冷卻步驟，其中模具3通過(guò)冷卻回路或冷卻通道49被冷卻，因此部件48被冷卻。

在冷卻期間，傳感器50用于測(cè)量模具3的各個(gè)區(qū)域中的溫度。測(cè)量的溫度在冷卻期間具有指數(shù)型過(guò)程。模具3的溫度在這里表示為實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法而測(cè)量的特征變量。

借助于對(duì)半模12的不同區(qū)域中的溫度多個(gè)連續(xù)測(cè)量，確定了指數(shù)型變化的時(shí)間常數(shù)。

在與時(shí)間常數(shù)的預(yù)定倍數(shù)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段之后結(jié)束穩(wěn)定步驟或冷卻。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，因此對(duì)溫度進(jìn)行多次采樣或測(cè)量，其中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行至少三次溫度測(cè)量。優(yōu)選地進(jìn)行多于三次溫度測(cè)量。借助于測(cè)量的溫度值和已測(cè)量溫度值的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，確定了溫度值的指數(shù)型變化。從該指數(shù)型過(guò)程可以得出時(shí)間常數(shù)t。在本實(shí)施方式中，在與時(shí)間常數(shù)t的三倍對(duì)應(yīng)的時(shí)間段到期之后終止冷卻。這意味著已達(dá)到目標(biāo)冷卻溫度的95％以上，而不需要預(yù)設(shè)明確的目標(biāo)泡沫壓力。

在冷卻步驟已結(jié)束之后，對(duì)模腔14脫模并使兩個(gè)半模12彼此分開(kāi)。然后可以移出成品部件48。

附圖標(biāo)記列表

1裝置

2材料容器

3模具

4輸送管道

5基部

6壓縮空氣管線

7壓縮空氣源

8吹送噴嘴

9壓縮空氣管線

10填充注射器

11壓縮空氣管線

12半模

13半模

14模腔

15蒸汽管線

16蒸汽管線

17蒸汽發(fā)生器

18蒸汽管線

19蒸汽管線

20蒸汽管線

21蒸汽管線

22連接點(diǎn)

23滑塊

24蒸汽進(jìn)口閥

25蒸汽進(jìn)口閥

28蒸汽出口閥

29蒸汽出口閥

33模腔壁

34模腔壁

35蒸汽噴嘴

36蒸汽室

37蒸汽室

38壁

39蒸汽流入通道

40蒸汽流出通道

41噴嘴

42殼體

43噴嘴管

44套管軸

45關(guān)閉銷(xiāo)

46氣動(dòng)活塞

47開(kāi)口

48部件

49冷卻通道

50溫度傳感器