DE10104854B4

DE10104854B4 - Measuring capsule for production monitoring of plastic foams

Info

Publication number: DE10104854B4
Application number: DE2001104854
Authority: DE
Inventors: Erland Hofmann; Bernd Dr. Hofmann; Enno Hofmann
Original assignee: FORMAT MESSTECHNIK GmbH
Current assignee: FORMAT MESSTECHNIK GmbH
Priority date: 2001-02-03
Filing date: 2001-02-03
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2021-02-04
Also published as: DE10104854A1

Abstract

Vorrichtung zur Erfassung, Speicherung und/oder Übertragung physikalischer und/oder chemischer Messgrößen von Kunststoffschäumen, die im direkten Kontakt zum Schaum in einer Produktionseinrichtung erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung gekapselt ausgeführt ist und während des Schäumprozesses teilweise oder vollständig vom Schaum eingeschlossen wird.contraption for the acquisition, storage and / or transmission of physical and / or chemical parameters of Plastic foams, which is detected in direct contact with the foam in a production facility be, characterized in that the device is executed encapsulated and while the foaming process partially or completely is trapped by the foam.

Description

Die Erfindung betrifft eine als Messkapsel ausgebildete Vorrichtung zur Erfassung physikalischer und chemischer Messgrößen von Kunststoffschäumen in Produktions- und Testanlagen für Form- und Freischäume sowie ein Verfahren unter Verwendung einer solchen Vorrichtung.The The invention relates to a device designed as a measuring capsule for the acquisition of physical and chemical measurands of Plastic foams in production and testing facilities for molds and free spaces as well a method using such a device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, physikalische und chemische Größen eines Kunststoffschaums kontinuierlich im Produktionsprozess zu messen. Hierdurch soll die Überwachung des Produktionsprozesses, das Regeln auf Sollwerte und der Vergleich mit Messdaten aus Laborversuchen ermöglicht werden. Als Ziel sollen durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Messkapsel kürzere Maschinenanfahrzeiten, geringere Ausschussraten und eine gleichmäßige Qualität der Schäume erreicht werden.Of the Invention is based on the object, physical and chemical Sizes one Plastic foam continuously in the production process to measure. This is intended to monitor of the production process, the rules on setpoints and the comparison with measurement data from laboratory experiments. As a goal should shorter machine start-up times due to the use of the measuring capsule according to the invention, lower reject rates and a uniform quality of the foams can be achieved.

Produktionsanlagen für Freischäume arbeiten kontinuierlich oder diskontinuierlich. Die im folgenden beschriebene Messkapsel eignet sich besonders für den Einsatz in kontinuierlich arbeitenden Bandanlagen. Sie kann jedoch auch vorteilhaft in Formen und für diskontinuierlich produzierten Kistenschaum eingesetzt werden.production work for free spaces continuous or discontinuous. The one described below Measuring capsule is particularly suitable for use in continuous working belt systems. However, it can also be beneficial in forms and for discontinuously produced box foam can be used.

Eine kontinuierlich arbeitende Produktionsanlage für Freischaum besteht in der Regel aus einer Mischvorrichtung und einem Transportbandsystem [1]. Dieses ist mit einem Bodenpapier bedeckt und seitlich mit Seitenpapieren begrenzt. Zur Ausbildung eines rechteckigen Querschnitts wird der Schaum von oben mit Formplatten belastet. Das sich kontinuierlich vorwärts bewegende Transportband wird mit einem reaktionsfähigen Gemisch der chemischen Komponenten besprüht, aus denen sich in chemisch-physikalischen Reaktionen ein Kunststoffschaum bildet. Der Vorschub des Transportbandes entspricht der Volumenzunahme des Schaummaterials. Die entstehenden Schaumstoffblöcke haben bei Weichschaumstoffen eine Länge von 10m bis 120m und einen nahezu rechteckigen Querschnitt von bis zu 2,20m Breite und 1,20m Höhe.A continuous production facility for free foam exists in the Usually from a mixing device and a conveyor belt system [1]. This is covered with a floor paper and laterally with side papers limited. To form a rectangular cross-section of the Foam loaded from above with mold plates. That is continuous forward Moving conveyor belt is filled with a reactive mixture sprayed the chemical components, which form a plastic foam in chemical-physical reactions forms. The feed of the conveyor belt corresponds to the volume increase of the foam material. The resulting foam blocks have with flexible foams a length from 10m to 120m and a nearly rectangular cross-section of up to 2.20m wide and 1.20m high.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Produktionstechnik besteht darin, dass Veränderungen in der Produktqualität aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Ausgangsstoffe oder unterschiedlicher verfahrenstechnischer Parameter erst nach Durchlaufen der Produktionsanlage am fertigen Produkt erkannt werden können. So kommt es, z.B. bei der Produktion von Blockschäumen, häufig zur Überschreitung einer kritischen Temperatur im Schaumstoffblock, was im Inneren des Schaums zu thermischer Zersetzung führen kann. Diese lokalen Verbrennungen sind von außen nicht sichtbar. Derartige fehlerhafte Schäume sind für die Weiterverarbeitung unbrauchbar und stellen aufgrund ihres großen Volumens ein Entsorgungsproblem dar. Darüber hinaus geht von Ihnen ein hohes Brandrisiko für die gesamte Produktionsanlage aus.One major disadvantage of this production technique is that changes in product quality due to the chemical composition of the starting materials or different procedural parameters after passing through the production plant can be recognized on the finished product. So it comes, e.g. in the production of block foams, often to exceed a critical Temperature in the foam block, which is too thermal inside the foam Cause decomposition can. These local burns are not visible from the outside. Such faulty foams are for the finishing unusable and due to their large volume a disposal problem. About In addition, you assume a high fire risk for the entire production plant out.

Herkömmliche, von außen zugeführte Messsonden zur Bestimmung von physikalischen und chemischen Messgrößen, wie z.B. Temperaturfühler, die in den Schaum eingetaucht werden, können aufgrund des kontinuierlichen Bandvorschubs und der sich bewegenden und aushärtenden Schaumblöcke nicht oder nur bedingt eingesetzt werden. Berührungslose Messverfahren, wie z.B. Abstandssensoren zur Bestimmung der Steighöhe, können wegen der hinderlichen Transport- und Papierbahnen sowie der den Schaum von oben belastenden Formplatten ebenfalls nicht verwendet werden.conventional from the outside supplied Measuring probes for the determination of physical and chemical parameters, such as e.g. Temperature sensor, which are immersed in the foam, due to the continuous Tape feed and the moving and curing foam blocks not or used only conditionally. Non-contact measurement methods, such as e.g. Distance sensors for determining the height of rise, can because of the obstructive Transport and paper webs as well as the foam from the top loading Mold plates are also not used.

Die Qualität von Freischäumen wird bisher hauptsächlich mit mechanischen Prüfgeräten, durch Messung der mechanischen Eigenschaften des Endproduktes, wie z.B. Elastizität, Zugfestigkeit und Formstabilität bestimmt. Geräte dieser Art sind bekannt. Die entsprechenden Messverfahren sind ebenfalls Stand der Technik. Sie werden unter anderem in DIN 53576 [2], in DIN EN ISO 1798 [3] und DIN 53572 [4] beschrieben.The quality of free-foams so far has been mainly with mechanical test equipment, by measurement the mechanical properties of the final product, e.g. Elasticity, tensile strength and dimensional stability certainly. equipment of this kind are known. The corresponding measuring methods are also State of the art. They are inter alia in DIN 53576 [2], in DIN EN ISO 1798 [3] and DIN 53572 [4].

Zusätzlich wird der Schäumprozess anhand von Schaumproben untersucht, die in einem geeigneten Probengefäß unter Laborbedingungen erzeugt werden. Das Reaktionsgemisch für die Schaumproben wird entweder aus einem Mischkopf entnommen oder von Hand angesetzt. Als charakteristische Größen für den Schäumprozess werden u.a. die Steighöhe, die Reaktionstemperatur, der Steigdruck und die dielektrische Polarisation gemessen. Geräte dieser Art ebenfalls bekannt und die entsprechenden Messverfahren sind ebenfalls Stand der Technik. So beschreibt der Artikel "Qualitätssicherung von PUR-Schaumstoffen" [5] ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der die Steighöhe einer Schaumprobe beim Aufschäumprozess mittels Ultraschall und die Reaktionstemperatur mit einem Thermoelement ermittelt wird. In DE 199 58 689 A1 [6] wird ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Steighöhe einer Schaumprobe beim Aufschäumprozess mit einem optischen Erfassungssystem beschrieben. Verfahren und Vorrichtungen zur Erfassung des Steigdrucks und der dielektrischen Polarisation von Schaumproben beim Aufschäumprozess sind ebenfalls bekannt und Stand der Technik. So beschreibt beispielsweise DE 197 30 891 C2 [7] ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Druckkrafterfassung bei Schäumen mittels eines Kraftaufnehmers. In DE 100 44 952 A1 [8] wird ein Verfahren und Vorrichtung zur Messung der dielektrischen Polarisation von Schäumen, unter Verwendung eines kapazitiven Streufeldsensors beschrieben. Die verfügbaren Messgeräte eignen sich hervorragend für die Entwicklung neuer Rezepturen, die Überprüfung der chemischen Ausgangsstoffe und zur Optimierung der Misch- und Reaktionszeiten. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie nur Aussagen unter Laborbedingungen treffen können, wodurch wesentliche Parameter des Produktionsprozesses unberücksichtigt bleiben. Verfahrenstechnische Einflüsse auf die Schaumentstehung wie der Bandvorschub oder die großen Verarbeitungsmengen in der Produktion werden durch diese Messgeräte nicht oder nur unzureichend erfasst.In addition, the foaming process is investigated using foam samples generated in a suitable sample vessel under laboratory conditions. The reaction mixture for the foam samples is either taken from a mixing head or prepared by hand. The characteristic variables for the foaming process include the rise height, the reaction temperature, the rising pressure and the dielectric polarization. Devices of this type are also known and the corresponding measuring methods are also state of the art. For example, the article "Quality Assurance of PUR Foams" [5] describes a method and a device with which the rise height of a foam sample in the foaming process is determined by means of ultrasound and the reaction temperature with a thermocouple. In DE 199 58 689 A1 [6] also describes a method and apparatus for detecting the rise in height of a foam sample in the foaming process with an optical detection system. Methods and apparatus for detecting the riser pressure and dielectric polarization of foam samples in the foaming process are also known and known in the art. For example, describes DE 197 30 891 C2 [7] a method and apparatus for compressive force detection in foams by means of a force transducer. In DE 100 44 952 A1 [8] becomes a method and device for measuring the dielectric polarization of foams, using a capacitive stray field sensor. The available measuring instruments are excellently suited for the development of new formulations, the checking of the chemical starting materials and for the optimization of the mixing and reaction times. However, they have the disadvantage that they can only make statements under laboratory conditions, thereby disregarding essential parameters of the production process. Process engineering influences on foam formation, such as tape feed or the large processing volumes in production, are not or only insufficiently covered by these measuring instruments.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass direkt in den Produktionsprozess eine als Messkapsel ausgebildete Messvorrichtung eingebracht wird. Diese wird mit den flüssigen Schaumkomponenten besprüht und durchläuft am Boden des entstehenden Schaumblocks den kompletten Produktionsprozess. Die Messkapsel wird, beispielhaft für eine Blockschaumanlage, vorzugsweise auf dem das Transportband bedeckenden Bodenpapier abgelegt. Sie kann auch auf den Boden einer zum Schäumen verwendeten Kiste oder in eine geschlossene Form gelegt werden. Aufgrund ihrer konstanten Position in Bezug auf den umgebenden Schaum ist die Messkapsel dazu geeignet, während des gesamten Schäumprozess einschließlich dem Aushärten des Schaums physikalische und chemische Messgrößen aufzunehmen. Mögliche Messgrößen sind u.a. die Reaktionstemperatur, die dielektrische Polarisation, die Steighöhe, der Druck und der pH Wert.These Task is inventively characterized solved, that directly into the production process trained as a measuring capsule Measuring device is introduced. This is done with the liquid foam components sprayed and goes through at the bottom of the resulting foam block the complete production process. The measuring capsule is, for example for a block foam plant, preferably placed on the conveyor belt covering floor paper. she can also be applied to the bottom of a crate or foam box be placed in a closed form. Because of their constant Position with respect to the surrounding foam is the measuring capsule to it suitable during the entire foaming process including curing of the foam to absorb physical and chemical parameters. Possible measured variables are et al the reaction temperature, the dielectric polarization, the Rise height, the pressure and the pH value.

Die Temperatur im Schaum kann mit Temperatursensoren gemessen werden, die direkt an der Oberfläche der Messkapsel angebracht sind. Es ist jedoch auch möglich mit stabförmigen Messfühlern die Temperatur in der Umgebung der Messkapsel, insbeson dere im Inneren eines Schaumblocks, zu messen. Hierdurch kann auch die höchste Temperatur von dicken Schaumblöcken, die so genannte Kerntemperatur, sicher erfasst werden.The Temperature in the foam can be measured with temperature sensors the directly on the surface the measuring capsule are attached. However, it is also possible with rod-shaped Sensors that Temperature in the environment of the measuring capsule, in particular in the interior a foam block, to measure. This also allows the highest temperature thick foam blocks, the so-called core temperature, can be detected safely.

Die dielektrische Polarisation, welche Aussagen über die Polymerisation bei der Schaumentstehung ermöglicht, eignet sich zur Verfolgung des Aushärtens des Schaums. Sie wird zweckmäßig mit einem kapazitiven Streufeldsensor gemessen, der vorzugsweise auf der Oberseite der Messkapsel angebracht ist. Die durch den Schäumungs- und Aushärtevorgang bestimmte dielektrische Polarisation des Schaums wird als Kapazitätsänderung gemessen.The Dielectric polarization, which statements about the polymerization at the creation of foam allows is suitable for tracking the cure of the foam. she will appropriate with a capacitive stray field sensor is measured, preferably on the top of the measuring capsule is attached. The foaming and curing process certain dielectric polarization of the foam is called capacitance change measured.

Die Steighöhe eines Freischaums kann mit Hilfe von Ultraschallsensoren nach der Puls-Echo Methode gemessen werden. Hierbei wird von der Messkapsel ein Ultraschall-Impuls ausgesendet, welcher an der Oberfläche des Blockschaums reflektiert wird. Aus der Laufzeit des Echos wird die Höhe des Schaumstoffblocks ermittelt.The rising height A free foam can be detected with the help of ultrasonic sensors Pulse-echo method be measured. Here, the measuring capsule becomes an ultrasonic pulse emitted, which is reflected on the surface of the block foam. From the duration of the echo, the height of the foam block is determined.

Der Druck im Schaum wird durch Drucksensoren, die vorzugsweise an der Messkapsel-Oberfläche angeordnet sind, gemessen. Aus dem Druckanstieg wird die Abbindezeit, der so genannte Gelpunkt, ermittelt.Of the Pressure in the foam is by pressure sensors, preferably at the Measuring capsule surface arranged are, measured. From the increase in pressure is the setting time, the like called gel point determined.

Der pH-Wert kann durch Elektroden an der Oberfläche der Messkapsel gemessen werden.Of the pH can be measured by electrodes on the surface of the measuring capsule become.

Die Messdaten werden von der Messkapsel kontinuierlich erfasst und drahtlos, vorzugsweise über eine Funkverbindung, an ein Empfangsgerät außerhalb des Schaums übertragen. Die Daten stehen damit ohne Zeitverzug für die Produktionsüberwachung und die Anlagensteuerung zur Verfügung. Zur Datensicherheit werden die Messwerte zusätzlich in einem Datenspeicher innerhalb der Messkapsel gesichert. Nach dem Schäumprozess wird die Messkapsel aus dem Schaumstoffblock geborgen. Um dieses zu erleichtern, wird die Messkapsel vor dem Einbringen in die Produktionsanlage mit einem Trennmittel benetzt. Zusätzlich wird die Messkapsel mit einer dünnen Kunststofffolie ummantelt, die eine Kontamination durch den umgebenden Schaum verhindert. Der interne Datenspeicher kann nach der Bergung über eine Kabelverbindung zwischen Messkapsel und einem Datenverarbeitungssystem, z.B. einem elektronischen Rechner, ausgelesen und gelöscht werden.The Measurement data are continuously recorded by the measuring capsule and wirelessly, preferably over a radio link, transmitted to a receiving device outside the foam. The data are thus without delay for production monitoring and the plant control available. To be data security the readings in addition saved in a data memory within the measuring capsule. To the foaming process the measuring capsule is retrieved from the foam block. To this To facilitate, the measuring capsule before introduction into the production plant wetted with a release agent. In addition, the measuring capsule with a thin one Plastic film sheathed, which is a contamination by the surrounding Foam prevents. The internal data storage can after recovery via a Cable connection between measuring capsule and a data processing system, e.g. an electronic computer, read out and deleted.

Da die Messkapsel eine höhere Dichte als der umgebende Schaum besitzt, liegt sie auf dem Transportband auf. Sie wird durch einen Dichtring auf ihrer Unterseite gegen ein Unterschäumen geschützt. Die Messkapsel lässt sich nach dem Schäumprozess leicht von unten aus dem Schaumstoffblock entnehmen. Bei Unterschäumung oder vollständigem Einschluss im Schaum lässt sich die Messkapsel dank Trennmittel und Kunststofffolie leicht aus dem Schaum herausnehmen. Die Messkapsel kann mit Hilfe von Metalldetektoren oder über das Funksignal geortet werden.There the measuring capsule a higher Density than the surrounding foam, it lies on the conveyor belt on. It is counteracted by a sealing ring on its underside with foaming protected. The measuring capsule leaves after the foaming process easily from the bottom of the foam block. For underfoaming or complete inclusion leaves in the foam thanks to release agent and plastic film, the measuring capsule is light remove from the foam. The measuring capsule can with the help of metal detectors or about that Radio signal to be located.

Weiter Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels; hierbei zeigenFurther Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment; show here

1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Messkapsel ausgelegt für die Messung von Temperaturen, dielektrischer Polarisation, Druck, pH-Wert und Steighöhe, 1 Side view of a measuring capsule according to the invention designed for the measurement of temperatures, dielectric polarization, pressure, pH value and rise height,

2 Oberseite der Messkapsel, 2 Top of the measuring capsule,

3 Unterseite der Messkapsel, 3 Bottom of the measuring capsule,

4 Einsatz der Messkapsel in einer kontinuierlich arbeitenden Produktionsanlage für Blockschaum, 4 Use of the measuring capsule in a continuously operating production plant for block foam,

5 Messkurven, die den Verlauf der Temperatur, der dielektrischen Polarisation, des Drucks und der Steighöhe eines Freischaums über der Zeit darstellen. 5 Traces that show the course of temperature, dielectric polarization, pressure, and height of a free foam over time.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Messkapsel in Seitenansicht dargestellt. Die Messkapsel ist als Kegelstumpf (1) ausgebildet. Hierdurch wird eine Entnahme aus dem Schaumstoff im Anschluss an den Schäumprozess erleichtert. Auf der Unterseite besitzt die Messkapsel einen Dichtring (2), der ein Unterschäumen verhindert. Auf der Oberseite befindet sich ein kapazitiver Sensor (3), der über ein elektrisches Streufeld die dielektrische Polarisation des Schaums misst. Zusätzlich ist ein Temperatursensor (4) in Form eines temperaturabhängigen Widerstandes in die Leiterplatte (6) integriert. Zur Messung der Kerntemperatur des Schaums verfügt die Messkapsel über einen stabförmigen Temperaturfühler (5). Der Temperaturfühler hat einen Metallmantel, der als Antenne für die Funkverbindung verwendet werden kann. Zur Bestimmung des Schaum-Innendrucks ist ein Drucksensor (7) auf der Oberfläche der Messkapsel angebracht. Für die Bestimmung des pH-Gehaltes der umgebenden Schaumkomponenten verfügt die Messkapsel über eine pH-Elektrode (9). Um die Steighöhe des bedeckenden Schaumstoffs zu messen, ist ein Ultraschallsensor (8) an der Oberseite der Messkapsel angeordnet. Die Steighöhe wird mit dem als Sender und Empfänger wirkenden Ultraschallsensor nach der Puls-/Echo-Methode bestimmt, wobei der Ultraschall an der Oberfläche des Schaumstoffs reflektiert wird. Zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes sind im Inneren der Messkapsel Leuchtdioden (10) angeordnet, die über ein Sichtfenster in der Unterseite abgelesen werden können. Im Inneren der Messkapsel befinden sich ein Datenspeicher (11) zur Sicherung der Messdaten und die Energieversorgung (12) in Form einer Batterie.In 1 a measuring capsule according to the invention is shown in side view. The measuring capsule is a truncated cone ( 1 ) educated. This facilitates removal from the foam following the foaming process. On the underside of the measuring capsule has a sealing ring ( 2 ), which prevents foaming. On the top there is a capacitive sensor ( 3 ), which measures the dielectric polarization of the foam via an electric stray field. In addition, a temperature sensor ( 4 ) in the form of a temperature-dependent resistor in the circuit board ( 6 ) integrated. To measure the core temperature of the foam, the measuring capsule has a rod-shaped temperature sensor ( 5 ). The temperature sensor has a metal sheath that can be used as an antenna for radio communication. For determining the internal foam pressure, a pressure sensor ( 7 ) is mounted on the surface of the measuring capsule. For the determination of the pH content of the surrounding foam components, the measuring capsule has a pH electrode ( 9 ). To measure the height of rise of the covering foam is an ultrasonic sensor ( 8th ) is arranged at the top of the measuring capsule. The rise height is determined with the ultrasonic sensor acting as transmitter and receiver according to the pulse / echo method, wherein the ultrasound is reflected on the surface of the foam. In order to display the current operating state, light-emitting diodes ( 10 ), which can be read via a viewing window in the bottom. Inside the measuring capsule there is a data memory ( 11 ) to secure the measured data and the power supply ( 12 ) in the form of a battery.

2 zeigt die Oberseite der Messkapsel. In die Oberseite ist formschlüssig eine Leiterplatte (6) eingelassen. Auf dieser Leiterplatte sind die Elektroden des kapazitiven Streufeldsensors (3) in Form von ineinander greifenden Kämmen angeordnet. Der Abstand der einzelnen Leiterbahnen des Streufeldsensors ist so gewählt, dass ein ausreichend großes Volumen des Freischaums vom elektrischen Streufeld durchdrungen wird. Auf der Leiterplatte ist zusätzlich eine mäanderförmige Antenne (13) angeordnet, die dann zum Einsatz kommt, wenn kein stabförmiger Temperaturfühler (5) benötigt wird. Zum Schutz gegen mechanische und chemische Einwirkungen ist die Leiterplatte mit einem widerstandsfähigen Schutzlack überzogen. 2 shows the top of the measuring capsule. In the top is a form-fitting circuit board ( 6 ) taken in. On this circuit board, the electrodes of the capacitive stray field sensor ( 3 ) arranged in the form of interlocking combs. The distance of the individual tracks of the stray field sensor is chosen so that a sufficiently large volume of the free foam is penetrated by the electrical stray field. On the circuit board is additionally a meandering antenna ( 13 ), which is used when no rod-shaped temperature sensor ( 5 ) is needed. To protect against mechanical and chemical effects, the printed circuit board is covered with a resistant protective varnish.

3 zeigt die Unterseite der Messkapsel. Am Rand ist ein Dichtring (2) eingelassen, dessen Aufgabe es ist, die flüssigen Schaumkomponenten von der Unterseite der Messkapsel fernzuhalten und damit ein Unterschäumen zu verhindern. Hierdurch wird die Bergung der Messkapsel im Anschluss an den Schäumprozess erleichtert. An der Unterseite der Messkapsel befindet sich eine abnehmbare Bodenplatte (14). Die Bodenplatte kann nach Lösen der Schrauben (15), z.B. für einen Batteriewechsel, entfernt werden. In die Bodenplatte ist ein Sichtfenster (16) eingelassen, durch das dem Anwender der aktuelle Betriebszustand der Messkapsel, z.B. über farbige Leuchtdioden, angezeigt wird. Zusätzlich sind in der Bodenplatte ein Ein-/Ausschalter (17) und ein Stecker (18) für die kabelgebundene Kommunikation mit einem Datenverarbeitungssystem vorhanden. Die kabelgebundene Kommunikation kann zum Auslesen des Datenspeichers und zur Programmierung der Messkapsel verwendet werden. Gegen Kontamination sind der Ein-/Ausschalter und der Stecker mit einer abgedichteten Deckplatte (19) geschützt. 3 shows the bottom of the measuring capsule. At the edge is a sealing ring ( 2 ), whose task is to keep the liquid foam components from the underside of the measuring capsule and thus to prevent foaming. This facilitates the recovery of the measuring capsule following the foaming process. At the bottom of the measuring capsule is a removable bottom plate ( 14 ). The bottom plate can be removed after loosening the screws ( 15 ), eg for a battery change, to be removed. In the bottom plate is a window ( 16 ), through which the user the current operating state of the measuring capsule, eg via colored LEDs, is displayed. In addition, in the bottom plate an on / off switch ( 17 ) and a plug ( 18 ) for wired communication with a data processing system. The wired communication can be used to read out the data memory and to program the measuring capsule. Against contamination are the on / off switch and the plug with a sealed cover plate ( 19 ) protected.

4 zeigt den Einsatz der Messkapsel in einer kontinuierlich arbeitenden Produktionsanlage für Blockschäume. Die Anlage besteht aus einer Mischvorrichtung mit Arbeitsbehältern (20) für die chemischen Komponenten, Dosieraggregaten (21) für die Dosierung des Gemisches und einem Mischkopf (22). Das Transportsystem gliedert sich in ein Transportband (23), mitlaufendes Bodenpapier (24) und Seitenpapiere (25). Das Transportband wird durch den Mischkopf kontinuierlich mit dem reaktionsfähigen Gemisch aus Schaumkomponenten (26) besprüht. Nach dem Schäumprozess wird der Schaumstoff in Blöcke geschnitten und zum Abkühlen und Aushärten in ein Reaktionslager transportiert. 4 shows the use of the measuring capsule in a continuous production plant for block foams. The plant consists of a mixing device with working vessels ( 20 ) for the chemical components, dosing units ( 21 ) for the dosage of the mixture and a mixing head ( 22 ). The transport system is divided into a conveyor belt ( 23 ), running bottom paper ( 24 ) and page papers ( 25 ). The conveyor belt is continuously fed through the mixing head with the reactive mixture of foam components ( 26 ) sprayed. After the foaming process, the foam is cut into blocks and transported to a reaction store for cooling and curing.

Die Messkapsel wird vor dem Mischkopf auf das Bodenpapier über dem Transportband gelegt und so in den Produktionsprozess eingeführt (27). Danach werden die Messkapsel und das Bodenpapier eingeschäumt. Die während des Schäumprozesses (28) aufgenommenen Messdaten werden kontinuierlich per Funk an ein Empfangsgerät übertragen und zusätzlich im Inneren der Messkapsel in einem Datenspeicher gesichert. Am Ende des Transportsystems kann die Messkapsel aus dem Schaumstoff entnommen werden (29). Sie kann jedoch auch zur Messung des Abkühlvorgangs im Schaumstoff belassen werden und erst nach Durchlaufen des Reaktionslagers entnommen werden.The measuring capsule is placed on the base paper above the conveyor belt before the mixing head and thus introduced into the production process ( 27 ). Thereafter, the measuring capsule and the bottom paper are foamed. The during the foaming process ( 28 ) recorded data is continuously transmitted by radio to a receiving device and additionally secured inside the measuring capsule in a data memory. At the end of the transport system, the measuring capsule can be removed from the foam ( 29 ). However, it can also be left to measure the cooling process in the foam and removed only after passing through the reaction camp.

5 zeigt den zeitlichen Verlauf von Messkurven, die mit einem Labormesssystem aufgenommen wurden. Diese Kurven können mit den von der Messkapsel aufgenommenen ortsabhängigen Daten aus dem Produktionsprozess verglichen werden. Durch Variation der Prozessparameter lässt sich der Produktionsprozess an eine vorgegebene Masterkurve anpassen. Dadurch kann eine optimale und gleichbleibende Qualität des Endproduktes sichergestellt werden. 5 shows the time course of traces taken with a laboratory measuring system. These curves can be compared with the location-dependent data from the production process recorded by the measuring capsule. By varying the process parameters, the production process can be adapted to a given master curve. As a result, an optimal and consistent quality of the final product can be ensured.

Literaturliterature

[1] K. Uhlig: Polyurethane paperback. Carl Hanser Verlag Munich Vienna 1998; p.90
[2] DIN 53576 "Testing of soft-elastic foams - Determination of impression hardness characteristics "
[3] DIN EN ISO 1798 "Soft-elastic Foams - Determination tensile strength and elongation at break "
[4] DIN 53572 "soft-elastic polymeric foams - determination the compression set "
[5] J. Albertz, B.Hofmann: "Quality Assurance of PUR foams ". Plastics 86. Carl Hanser Verlag Munich Vienna 1996
[DE 199 58 689] for the evaluation of foaming processes "BASF AG, 1999
[7] DE 197 30 891 "Method and apparatus for pressure force detection in foams". Format Messtechnik GmbH, 1997
[8th] DE 100 44 952 "Method and apparatus for measuring the dielectric polarization of foams". Format Messtechnik GmbH, 2000

Claims

Device for detecting, storing and / or transmitting physical and / or chemical measured quantities of plastic foams, which are detected in direct contact with the foam in a production facility, characterized in that the device is executed encapsulated and is partially or completely enclosed by the foam during the foaming process ,

Device according to claim 1, characterized in that that on their surface Sensors for recording physical and chemical parameters attached are and in their interior the components and circuits for recording, Storage and / or transmission the measured variables protected against the process effects are housed.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on its surface capacitive stray field sensors are attached.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that mounted on its surface temperature sensor are.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that preferably attached to its surface rod-shaped temperature sensor are the temperature distribution in the foam, in particular the Core temperature, measure.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that ultrasonic sensors mounted on its surface are.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that pressure sensors are attached to their surface are.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that electrodes for pH measurement are attached to its surface.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that they are equipped with transmitting and / or receiving antennas is.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that mounted on its underside sealing rings so are that a flow the foam components under the device is prevented.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that its upper side is fitted in a form-fitting manner Printed circuit board is formed.

Device according to claim 11, characterized in that that integrated in the circuit board at least one temperature sensor is.

Device according to claims 9 and 11, characterized that conductor tracks are formed as antennas on the printed circuit board are.

Device according to claim 11, characterized in that that the circuit board for protection against mechanical and chemical Actions is provided with a resistant protective lacquer.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that they are in the form of a hermetically sealed, flat Truncated cone is formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on its underside operating and control elements are present, preferably with a sealed cover plate protected become.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that on her Surface is a viewing window is present, through which the operating state of the device is displayed by means of optical signals.

Method for detecting physical and chemical Measured variables of Foam, characterized in that one, as measuring capsule according to claims 1 to 17 trained, device during the foam generation introduced into a production plant for plastic foams becomes.

Method according to claim 18, characterized that the device of liquid and reactive Foam components is completely or partially covered.

Method according to one of claims 18 or 19, characterized that the device with the resulting foam a production process goes through the curing as well of the foam.

Method according to one of claims 18 to 20, characterized that the device after foaming from the foam salvaged and reused.

Method according to one of Claims 18 to 21, characterized that the measured values recorded by the measuring capsule are transmitted via a wireless connection, preferably via a radio link to a receiver outside of the foam become.

Method according to one of claims 18 to 22, characterized that the readings in a data memory within the measuring capsule be secured.

Method according to claim 23, characterized that the data storage after recovery of the measuring capsule via a pluggable connection can be read out.

Method according to one of claims 18 to 24, characterized that device with a foil, coating or release agent is protected against contamination by foam components.