专利摘要:
Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung einesSpritzgießwerkzeugs(14) durch einen Temperiermittel-Regelkreis (18), bei dem die Temperatureines im Regelkreis (18) zirkulierenden Temperiermittels unter Verwendungder im Regelkreis (18) gemessenen Temperiermittel-Temperatur alsRegelgröße geregeltwird. Erfindungsgemäß wird fernerdie Temperaturdifferenz zwischen dem Temperiermittel-Einlaß (24) unddem Auslaß (26)des Spritzgießwerkzeugs(14) durch Messung der Temperiermittel-Temperatur in der Vorlaufleitung(20) und in der Rücklaufleitung(22) des Regelkreises (18) und durch Regelung des Temperiermittel-Stromsdurch den Regelkreis (18) unter Verwendung der Differenz zwischender Vorlauf- und der Rücklauftemperaturals Regelgröße geregelt.
公开号:DE102004006162A1
申请号:DE200410006162
申请日:2004-02-07
公开日:2005-10-06
发明作者:Andreas Kulke;Hubert Peick
申请人:Technotrans GmbH;
IPC主号:B29C35-00
专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung einesSpritzgießwerkzeugsgemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung diesesVerfahrens gemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 3.
[0002] Vorrichtungenzur Temperierung der Formhälftenvon Spritzgießwerkzeugen,insbesondere zur CD- und DVD-Produktion, sind in unterschiedlichen Ausführungsformenbekannt. Derartige Temperiervorrichtungen umfassen Temperiermittel-Regelkreise,in denen ein flüssigesTemperiermittel wie beispielsweise Wasser zirkuliert und durch eineninnerhalb einer Formhälftedes Werkzeugs verlaufenden Temperierkanal geleitet wird. Auf dieseWeise wird das Werkzeug auf einer geeigneten Produktionstemperaturgehalten. Damit eine gleichbleibend gute Qualität der Spritzlinge und einehohe Wiederholgenauigkeit beim Spritzvorgang gewährleistet wird, ist es erforderlich,die Temperaturverhältnisseinnerhalb des Werkzeugs zu kontrollieren. Zu diesem Zweck wird dieTemperatur des Temperiermittels geregelt, indem ein Temperaturfühler ständig dieTemperatur im Regelkreis mißtund die Temperatur bei Abweichung von einer vorgegebenen Soll-Temperaturentsprechend erhöhtoder gesenkt wird. Dies geschieht durch Heizelemente sowie Kühlwasser-Zuläufe, derenLeistung bzw.. Durchsatz in Abhängigkeitvon der gemessenen Temperatur als Regelgröße geregelt wird.
[0003] Abhängig vonder Art des herzustellenden Spritzlings kann es sich als erforderlicherweisen, zur unabhängigenTemperierung unterschiedlicher Teile des Spritzgießwerkzeugsmehrere Regelkreise vorzusehen. Insbesondere weisen Standard-Spritzgießwerkzeugezur CD- oder DVD-Produktion eine größere Anzahl von Temperierkreisläufen proWerkzeug auf, die dazu dienen, einerseits den Formhohlraum des Werkzeugsauf einem gewünschtenTemperaturniveau und andererseits die Angießbuchse und die Stanzereinheitauf einem niedrigeren Niveau zu halten. Ferner ist es möglich, Angießbuchseund Stanzereinheit gemeinsam oder individuell zu temperieren. Daherist es unumgänglich,mehrere Geräteeinheitenentsprechend der Zahl der einzusetzenden Regelkreise vorzusehen. Üblich istder Einsatz von drei oder vier Temperiergeräten pro Werkzeug.
[0004] DieMöglichkeitenzur Kontrolle der Temperaturverteilung innerhalb des Werkzeugs bleibenjedoch darauf beschränkt,den Verlauf der unabhängigenTemperierkanälein den Formhälftendes Werkzeugs und die Temperatur des durchgeleiteten Temperiermittelsvorzugeben. Tritt währenddes Spritzvorgangs innerhalb des Werkzeugs eine unerwünschte Temperaturverteilungauf, die das Produktionsergebnis negativ beeinflußt, sinddie Möglichkeitenzur Prozeßsteuerunghäufigunzureichend.
[0005] Aufgabeder Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Temperierung einesSpritzgießwerkzeugs dereingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen,die die Möglichkeitenzur Einflußnahmeauf die Temperaturverhältnisseinnerhalb des Werkzeugs währenddes Herstellungsprozesses erweitern und auf diese Weise eine gleichbleibendeAbformqualitätder Spritzlinge und eine hohe Wiederholgenauigkeit gewährleisten.
[0006] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch einVerfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtungmit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
[0007] Daserfindungsgemäße Verfahrenumfaßt außer derbekannten Regelung der Temperatur des Temperiermittels eine Regelungder Temperaturdifferenz, die innerhalb des Werkzeugs auftritt, alsozwischen dem Temperiermittel-Einlass und dem Auslass des Spritzgießwerkzeugs.Dies geschieht durch Messung der Temperiermittel-Temperaturen innerhalb derVorlaufleitung sowie in der Rücklaufleitungdes Regelkreises und durch Regelung des Temperiermittel-Stroms durch denRegelkreis, bei der die Differenz zwischen der gemessenen Vorlauf-und der Rücklauftemperaturals Regelgröße dient.
[0008] DieTemperaturdifferenz stellt also einen zusätzlichen Prozeßparameterdes erfindungsgemäßen Verfahrensdar, auf den währenddes Produktionsvorgangs Einfluß genommenwerden kann. Die zusätzlicheRegelung ermöglichtes, die Temperaturdifferenz innerhalb des Werkzeugs auf einen bestimmtenWert zu regeln und damit konstante Produktionsverhältnissesicherzustellen. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen, in denHerstellungsprozeß einzugreifen.
[0009] Eineentsprechende Vorrichtung zur Temperierung des Spritzgießwerkzeugsumfaßtjeweils einen Temperaturfühlerin der Vorlaufleitung und in der Rücklaufleitung. Ein im Regelkreisvorgesehenes Durchflußventilregelt den Temperiermittel-Strom unter Verwendung der Differenzzwischen den Temperaturwerten, die in der Vorlaufleitung und inder Rücklaufleitunggemessen werden, als Regelgröße.
[0010] Vorzugsweiseumfaßtder Regelkreis ferner ein Heizelement, eine Pumpe und einen Anschluß an einenKühlwasserkreislauf.
[0011] DerAnschluß anden Kühlwasserkreislauf umfaßt vorzugsweiseeinen Kühlwasser-Vorlauf,der in den Vorlauf des Regelkreises mündet, sowie einen Kühlwasserkücklauf,der vom Rücklaufdes Regelkreises abzweigt.
[0012] Ineiner weiteren bevorzugten Ausführungsformzweigt von dem Regelkreis ein Nebenkreis ab, der ein weiteres Spritzgießwerkzeugoder wahlweise eine weitere Formhälfte speist, die zu derjenigen komplementär ist, diedurch den Regelkreis temperiert wird.
[0013] DieseKombination von Regelkreis und daran angeschlossenem Nebenkreisbietet sich insbesondere in Fällenan, in denen die Temperaturniveaus der einzelnen Werkzeuge eng beieinanderliegen. Der Regelkreis und der Nebenkreis können in diesem Fall bestimmteBetriebseinrichtungen wie etwa das oben erwähnte Heizelement, die Pumpe undden Kühlwasser-Anschluß gemeinsamnutzen, so daß sichein vereinfachter, kostensparender Aufbau ergibt.
[0014] Vorzugsweisezweigt der Nebenkreis-Vorlauf stromaufwärts des Durchflußventilsdes Regelkreises ab. Der Nebenkreis umfaßt selbst ein Nebenkreis-Durchflußventilsowie einen im Nebenkreis-Rücklaufangeordneten Nebenkreis-Temperaturfühler. Der Temperaturfühler inder Vorlaufleitung des Regelkreises ist hierbei stromaufwärts desAbzweigs des Nebenkreis-Vorlaufs angeordnet, und der Temperaturfühler inder Rücklaufleitungdes Regelkreises ist stromaufwärtsder Einmündungdes Nebenkreis-Rücklaufsangeordnet.
[0015] Imfolgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhandder beigefügten Zeichnungnäher erläutert.
[0016] 1 zeigteine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtungzur Temperierung eines Spritzgießwerkzeugs.
[0017] DieFigur zeigt eine Vorrichtung 10 zur Temperierung einesSpritzgießwerkzeugs 12,das eine obere und eine untere Formhälfte 14, 16 umfaßt. Jededer Formhälften 14, 16 weistin ihrem Inneren Temperiermittelkanäle auf, durch welche während desProduktionsvorgangs ein flüssigesTemperiermittel wie etwa Wasser geleitet wird, so dass die Formhälften 14, 16 aufeinem gewünschtenTemperaturniveau gehalten werden können. Die obere Formhälfte 14 wirddurch einen Temperiermittel-Regelkreis 18 gespeist, dereine Vorlaufleitung 20 und eine Rücklaufleitung 22 umfaßt, vondenen die Vorlaufleitung 20 in einen Temperiermittel-Einlass 24 deroberen Formhälfte 14 mündet, während dieRücklaufleitung 22 desRegelkreises 18 von einem Auslass 26 der Formhälfte 14 ausgeht.Der Einlass 24 und der Auslass 26 sind, wie bereitserwähnt,im Inneren der Formhälfte 14 durchden nicht dargestellten Temperiermittelkanal verbunden.
[0018] EinNebenkreis 28, der von dem Regelkreis 18 abzweigtund wieder in diesen mündet,dient in gleicher Weise zur Temperierung der unteren Formhälfte 16.Einzelheiten dieses Nebenkreises 28 sollen nachfolgendnoch beschrieben werden.
[0019] DerRegelkreis 18 umfaßtein Heizelement 30 in Form eines Durchlauferhitzers, inden die Rücklaufleitung 22 desRegelkreises 18 mündetund von welchem wiederum die Vorlaufleitung 20 ausgeht. DerDurchlauferhitzer 30 dient dazu, das durch die Rücklaufleitung 22 rückgeführte Temperiermittelerneut aufzuheizen und zum Temperieren der oberen Formhälfte 14 zurVerfügungzu stellen, zu der das Temperiermittel durch eine Pumpe 32 befördert wird, diein der Vorlaufleitung 20 angeordnet ist. Ferner ist derRegelkreis 18 übereinen Kühlwasser-Vorlauf 34 undeinen Kühlwasser-Rücklauf 36 aneinen nicht dargestellten Kühlwasserkreislaufangeschlossen, so dass es möglichist, die Temperatur des im Regelkreis 18 zirkulierendenTemperiermittels durch Zuführenvon Kühlwasserbei Bedarf zu senken.
[0020] DieKühlwasser-Vorlaufleitung 34 mündet zwischendem Durchlauferhitzer 30 und der Pumpe 32 in dieVorlaufleitung 20, währenddie Kühlwasser-Rücklaufleitung 36 vonder Rücklaufleitung 22 desRegelkreises 18 ausgeht.
[0021] ZurRegelung des Kühlwasser-Zustromsumfaßtdie Kühlwasser-Vorlaufleitung 34 einKühlwasser-Durchflußventil 38.Sowohl der Öffnungsgraddieses Kühlwasser-Durchflußventils 38 alsauch die Leistung des Durchlauferhitzers 30 werden in Abhängigkeitvon der Temperatur des im Regelkreis 18 zirkulierendenTemperiermittels geregelt. Zu diesem Zweck umfaßt der Regelkreis 18 zweiTemperaturfühler,nämlicheinen Vorlauf-Temperaturfühler 40, derin der Vorlaufleitung 20 stromabwärts der Pumpe 32 angeordnetist, und einen Rücklauf-Temperaturfühler 42 inder Rücklaufleitung 22.Als Regelgröße für die Leistungdes Durchlauferhitzers 30 bzw. die Stellung des Kühlwasser-Durchflußventils 38 dient dievom Vorlauf-Temperaturfühler 40 gemessene Temperaturin der Vorlaufleitung 20. Damit konstante Produktionsbedingungenerzielt werden, ist es erwünscht,die Temperatur innerhalb des Spritzgießwerkzeugs 12 aufeinem konstanten Niveau zu halten. Es wird daher eine gewünschte Soll-Temperatur imVorlauf 20 vorgegeben, und entsprechend der Differenz zwischender vom der Temperaturfühler 40 gemessenenIst-Temperatur und dieser Soll-Temperatur wird die Leistung desDurchlauferhitzers 30 erhöht, oder es wird der Kühlwasser-Zustrom über die Kühlwasser-Vorlaufleitung 34 durch Öffnen desKühlwasser-Durchflußventils 38 erhöht. DieseAnordnung und das entsprechende Regelungsverfahren zur Regelungder Temperatur des Temperiermittels sind allgemein bekannt.
[0022] Erfindungsgemäß umfaßt der Regelkreis 18 einweiteres Durchflußventil 44,das bei der hier vorliegenden Ausführungsform in der Vorlaufleitung 20 zwischender Pumpe 32 und dem Einlass 24 an der oberenFormhälfte 14 angeordnetist und den Temperiermittel-Strom durch die Vorlaufleitung 20 regelt. AlsRegelgröße dientdie Differenz zwischen den Temperaturwerten, die von den jeweiligenTemperaturfühlern 40 und 42 inder Vorlaufleitung 20 und der Rücklaufleitung 22 gemessenwerden. Es kann also eine gewünschteSoll-Temperaturdifferenzbeim Produktionsvorgang vorgegeben werden, und bei einer Abweichungder Temperaturdifferenz von diesem Soll-Wert wird das Durchflußventil 44 entsprechend geöffnet odergeschlossen, so dass sich die Temperaturdifferenz wieder dem gewünschtenWert annähert.
[0023] DieTemperaturdifferenz in der Vorlaufleitung 20 und in derRücklaufleitung 22 stelltsomit einen weiteren Prozeßparameterzur Temperierung des Spritzgießwerkzeugs 12 dar.
[0024] DerNebenkreis 28 umfaßteine Nebenkreis-Vorlaufleitung 46, die in einen Temperiermittel-Einlass 48 derunteren Formhälfte 16 mündet, sowieeinen Nebenkreis-Rücklauf 50,der von einem Temperiermittel-Auslass 52 der unteren Formhälfte 16 ausgeht.Einlass 48 und Auslass 52 der unteren Formhälfte 16 sindauf die bereits erwähnteWeise im Inneren der Formhälfte 16 durcheinen Temperiermittelkanal verbunden. Der Nebenkreis-Vorlauf 46 zweigtan einer Stelle zwischen dem Vorlauf-Temperaturfühler 40 und dem Durchflußventil 44,also stromabwärtsdes Vorlauf-Temperaturfühlers 40,von der Vorlaufleitung 20 des Regelkreises 18 ab,währendder Nebenkreis-Rücklauf 50 stromabwärts des Rücklauf-Temperaturfühlers 42 indie Rücklaufleitung 22 einmündet. ImNebenkreis-Vorlauf 46 ist ein Nebenkreis-Durchflußventil 54 angeordnet,durch welches sich der Temperiermittel-Strom durch den Nebenkreis 28 regelnläßt, während derNebenkreis-Rücklauf 50 einenNebenkreis-Temperaturfühler 56 umfaßt, derzur Messung der Temperiermittel-Temperatur im Nebenkreis-Rücklauf 50 dient.
[0025] MitHilfe des Nebenkreises 28 läßt sich die Temperaturdifferenzzwischen Einlass 48 und Auslass 52 der unterenFormhälfte 16 unabhängig von derRegelung der Temperaturdifferenz an der oberen Formhälfte 14 regeln,indem die Differenz zwischen der vom Temperaturfühler 40 gemessenenTemperatur in der Vorlaufleitung 20 und der vom Nebenkreis-Temperaturfühler 56 gemessenenTemperatur als Regelgröße für das Nebenkreis-Durchflußventil 54 dient.Die Temperatur ist in der Vorlaufleitung 20 des Regelkreises 18 undim Vorlauf 46 des Nebenkreises 28 die gleicheund wird fürRegelkreis 18 und Nebenkreis 28 gemeinsam geregelt,währendinnerhalb der oberen und der unteren Formhälfte 14, 16 unterschiedlicheTemperaturgefälleauftreten können,so dass die vom Temperaturfühler 42 inder Rücklaufleitung 22 unddie vom Nebenkreis-Temperaturfühler 56 gemessenenTemperaturwerte unterschiedlich sind. Dementsprechend sind unabhängige Regelungenfür beideFormhälften 14, 16 erforderlich,damit ein optimales Spritzergebnis erzielt werden kann.
[0026] Diegezeigte Vorrichtung 10 bietet somit eine kostengünstige undplatzsparende Lösungzur Temperierung mehrerer Spritzgießwerkzeuge 12 bzw.deren Formhälften 14, 16.Es versteht sich, dass weitere, hier nicht dargestellte Nebenkreise 28 zurVersorgung weiterer Formhälftenvom Regelkreis 18 ausgehen können.
权利要求:
Claims (6)
[1] Verfahren zur Temperierung eines Spritzgießwerkzeugs(14) durch einen Temperiermittel-Regelkreis (18),bei welchem die Temperatur eines im Regelkreis (18) zirkulierendenTemperiermittels unter Verwendung der im Regelkreis (18)gemessenen Temperiermittel-Temperatur als Regelgröße geregelt wird, dadurchgekennzeichnet, dass ferner die Temperaturdifferenz zwischendem Temperiermittel-Einlass (24) und dem Auslass (26)des Spritzgießwerkzeugs(14) durch Messung der Temperiermittel-Temperaturen inder Vorlaufleitung (20) und in der Rücklaufleitung (22)des Regelkreises (18) und durch Regelung des Temperiermittel-Stromsdurch den Regelkreis (18) unter Verwendung der Differenzzwischen der Vorlauf- und der Rücklauftemperaturals Regelgröße geregeltwird.
[2] Vorrichtung (10) zur Temperierung eines Spritzgießwerkzeugs(14), mit einem Temperiermittel-Regelkreis (18)mit einer Vorlaufleitung (20) und einer Rücklaufleitung(22), die sich jeweils an einen Temperiermittel-Einlass(24) und einen Auslass (26) des Spritzgießwerkzeugs(14) anschließen,sowie mit einem in der Vorlauf- (20) oder der Rücklaufleitung(22) vorgesehenen Temperaturfühler (40) zur Messungder Temperiermittel-Temperatur, und Einrichtungen (30, 34, 36)zur Regelung der Temperiermittel-Temperatur unter Verwendung dergemessenen Temperatur als Regelgröße, dadurch gekennzeichnet,dass sowohl in der Vorlaufleitung (20) als auch in derRücklaufleitung(22) jeweils ein Temperaturfühler (40, 42)vorgesehen ist, und dass der Regelkreis (18) ein Durchflußventil(44) zur Regelung des Temperiermittel-Stroms durch denRegelkreis (18) unter Verwendung der Differenz zwischenden in der Vorlaufleitung (20) und in der Rücklaufleitung(22) gemessenen Temperaturwerten als Regelgröße umfaßt.
[3] Vorrichtung gemäß Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis (18) einHeizelement (30), eine Pumpe (32) und einen Anschluß an einenKühlwasserkreislaufumfaßt.
[4] Vorrichtung gemäß Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluß an den Kühlwasserkreislauf einen Kühlwasser-Vorlauf(34) umfaßt, derin den Vorlauf des Regelkreises (18) mündet, sowie einen Kühlwasser-Rücklauf (36), der vomRücklaufdes Regelkreises (18) abzweigt.
[5] Vorrichtung gemäß einemder Ansprüche2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom Regelkreis (18)ein Nebenkreis (28) zur Temperierung eines weiteren Spritzgießwerkzeugsoder einer zu der vom Regelkreis (18) temperierten Formhälfte (14)komplementärenFormhälfte(16) abzweigt.
[6] Vorrichtung gemäß Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkreis-Vorlauf (46) stromaufwärts desDurchflußventils(44) des Regelkreises (18) abzweigt, dass derNebenkreis (28) ein Nebenkreis-Durchflußventil (54) sowieeinen im Nebenkreis-Rücklauf(50) angeordneten Nebenkreis-Temperaturfühler (56)umfaßt,dass der Temperaturfühler(40) in der Vorlaufleitung (20) des Regelkreises(18) stromaufwärtsdes Abzweigs des Nebenkreis-Vorlaufs(46) angeordnet ist und dass der Temperaturfühler (42)in der Rücklaufleitung(22) des Regelkreises (18) stromaufwärts derEinmündung desNebenkreis-Rücklaufs(50) angeordnet ist.
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同族专利:
公开号 | 公开日
DE102004006162B4|2006-01-26|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2005-10-06| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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