AT521585A1 - Injection unit for a molding machine - Google Patents
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Abstract
Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine umfassend wenigstens einen Einspritzzylinder (2), wobei eine Rückstromsperre (3) in dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) vorgesehen ist, um ein Rückströmen einer plastifizierten Masse in den wenigstens einen Einspritzzylinder (2) zu verhindern wobei wenigstens eine Ultraschallvorrichtung (4) mit wenigstens einer Sendeeinheit (4a) zum Senden und wenigstens einer Empfangseinheit (4b) zum Empfangen von Ultraschall vorgesehen ist, welche wenigstens eine Ultraschallvorrichtung (4) mit einer Auswerteeinheit (5) verbunden oder verbindbar ist, wobei die wenigstens eine Sendeeinheit (4a) an dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) verbunden und/oder in den wenigstens einen Einspritzzylinder (2) integriert ist und die wenigstens eine Empfangseinheit (4b) an dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) verbunden und/oder in den wenigstens einen Einspritzzylinder (2) integriert ist und die Auswerteeinheit (5) dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Messung der wenigstens einen Ultraschallvorrichtung (4) ein Vorhandensein und/oder eine Geometrie und/oder eine Position der Rückstromsperre (3) in dem wenigstens einen Einspritzzylinder (2) zu bestimmen und auf Basis der Messung eine Meldung auszugeben.Injection unit for a molding machine comprising at least one injection cylinder (2), a non-return valve (3) being provided in the at least one injection cylinder (2) in order to prevent backflow of a plasticized mass into the at least one injection cylinder (2), at least one ultrasound device ( 4) with at least one transmitter unit (4a) for transmitting and at least one receiver unit (4b) for receiving ultrasound, which at least one ultrasound device (4) is or can be connected to an evaluation unit (5), the at least one transmitter unit (4a ) is arranged on the at least one injection cylinder (2) and / or is connected to the at least one injection cylinder (2) via a sound-conducting connection and / or is integrated in the at least one injection cylinder (2) and the at least one receiving unit (4b) is connected to the at least one an injection cylinder (2) arranged and / or via a sound conductive connection is connected to the at least one injection cylinder (2) and / or is integrated into the at least one injection cylinder (2) and the evaluation unit (5) is designed to determine the presence and / or. based on a measurement of the at least one ultrasound device (4) to determine a geometry and / or a position of the non-return valve (3) in the at least one injection cylinder (2) and to output a message based on the measurement.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit für eineThe present invention relates to an injection unit for a
Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eineMolding machine with the features of the preamble of claim 1, a
Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzeinheit und ein Verfahren zumMolding machine with such an injection unit and a method for
Überprüfen wenigstens einer Einspritzeinheit.Check at least one injection unit.
Unter Formgebungsmaschinen können dabei Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden.Molding machines can be understood to mean injection molding machines, injection presses, presses and the like.
Im Stand der Technik geläufige Einspritzeinheiten für Formgebungsmaschinen umfassen wenigstens einen Einspritzzylinder, wobei eine Rückstromsperre in dem wenigstens einen Einspritzzylinder vorgesehen ist, um ein Rückströmen einer plastifizierten Masse in den wenigstens einen Einspritzzylinder zu verhindern. So wird meist eine plastifizierte Masse, welche sich im Einspritzzylinder befindet, durch eine Einspritzvorrichtung aus dem Einspritzzylinder ausgeschoben. Dies geschieht meistens über eine Einspritzseite des Einspritzzylinders, welche oft als Einspritzdüse ausgebildet ist. Um zu verhindern, dass plastifizierte Formmasse wieder durch die Einspritzdüse oder eine Einspritzöffnung des Einspritzzylinders zurück in den Innenraum des Einspritzzylinders fließt, ist eine Rückstromsperre vorgesehen.Injection units for molding machines which are known in the prior art comprise at least one injection cylinder, a non-return valve being provided in the at least one injection cylinder in order to prevent a plastic material from flowing back into the at least one injection cylinder. A plasticized mass, which is located in the injection cylinder, is usually pushed out of the injection cylinder by an injection device. This usually happens via an injection side of the injection cylinder, which is often designed as an injection nozzle. In order to prevent plasticized molding compound from flowing back into the interior of the injection cylinder through the injection nozzle or an injection opening of the injection cylinder, a non-return valve is provided.
Da die Rückstromsperre im Einspritzzylinder ein bewegtes Bauteil darstellt und kontinuierlich mit vorbeifließendem plastifizierten Material in Verbindung steht, ist die Rückstromsperre mit Reibung beaufschlagt, welche unweigerlich zu einem Verschleiß führt. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Rückstromsperren ein Verschleißteil der Einspritzeinheit darstellen und zu einem vorgegebenen Service-Interwall ausgetauscht werden müssen, da sie aufgrund des Verschleißes nach gegebener Zeit nicht mehr die benötigte Prozessgenauigkeit gewährleisten können.Since the non-return valve in the injection cylinder is a moving component and is continuously connected to flowing plasticized material, the non-return valve is subjected to friction, which inevitably leads to wear. It is known from the prior art that non-return valves represent a wearing part of the injection unit and have to be replaced at a predetermined service interval, since after a given time they cannot guarantee the required process accuracy due to wear.
Auch wenn während des kontinuierlichen Verschleißes der Rückstromsperre Prozessparameter darauf eingestellt werden können, um der wachsenden Ungenauigkeit durch den Verschleiß entgegenzuwirken, ist eine Grenze gegeben, bei der dies nicht mehr möglich ist und die Rückstromsperre getauscht werden muss. Auch das Verändern der Prozessparameter stellt sich als schwierig heraus, da nur / 32 durch eine wachsende Ungenauigkeit der Prozessgenauigkeit auf einen Verschleiß der Rückstromsperre geschlossen werden kann und nachführend dieEven if process parameters can be adjusted during the continuous wear of the non-return valve in order to counteract the increasing inaccuracy due to wear, there is a limit at which this is no longer possible and the non-return valve must be replaced. Changing the process parameters also turns out to be difficult, since only / 32 can be deduced from a wear of the non-return valve due to a growing inaccuracy of the process accuracy, and the
Prozessparameter angepasst werden können.Process parameters can be adjusted.
Folglich ergibt sich aus dem Stand der Technik das Bestreben, einen genauen vorliegenden Zustand der Rückstromsperre feststellen zu können, um mit den Prozessparametern oder einem Service-Intervall darauf Rücksicht nehmen zu können.Consequently, there is an attempt from the prior art to be able to determine an exact present state of the non-return valve in order to be able to take this into account with the process parameters or a service interval.
Die hier dargestellten Sachverhalte spielen sich aber allesamt im Inneren des Einspritzzylinders ab, welcher aus offensichtlichen Gründen während des Betriebs nicht zugänglich ist.The facts presented here all take place inside the injection cylinder, which for obvious reasons is not accessible during operation.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einspritzeinheit und ein Verfahren bereitzustellen, womit die Rückstromsperre während des Betriebs und unter möglichst geringer Beeinträchtigung des Fertigungsprozesses messtechnisch zugänglich wird.The object of the invention is therefore to provide an injection unit and a method by means of which the non-return valve becomes accessible in terms of measurement technology during operation and with the least possible impairment of the production process.
Hinsichtlich der Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dies geschieht, indem wenigstens eine Ultraschallvorrichtung mit wenigstens einer Sendeeinheit zum Senden und wenigstens einer Empfangseinheit zum Empfangen von Ultraschall vorgesehen ist, welche wenigstens eine Ultraschallvorrichtung mit einer Auswerteeinheit verbunden oder verbindbar ist, wobeiWith regard to the injection unit for a molding machine, this object is achieved by the features of claim 1. This is done by providing at least one ultrasound device with at least one transmitting unit for transmitting and at least one receiving unit for receiving ultrasound, which at least one ultrasound device is or can be connected to an evaluation unit, wherein
- die wenigstens eine Sendeeinheit an dem wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder verbunden und/oder in den wenigstens einen Einspritzzylinder integriert ist und- The at least one transmitter unit is arranged on the at least one injection cylinder and / or is connected to the at least one injection cylinder via a sound-conducting connection and / or is integrated in the at least one injection cylinder and
- die wenigstens eine Empfangseinheit an dem wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder verbunden und/oder in den wenigstens einen Einspritzzylinder integriert ist und- The at least one receiving unit is arranged on the at least one injection cylinder and / or is connected to the at least one injection cylinder via a sound-conducting connection and / or is integrated in the at least one injection cylinder and
- die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Messung der wenigstens einen Ultraschallvorrichtung ein Vorhandensein und/oder eine / 32- The evaluation unit is designed to, based on a measurement of the at least one ultrasound device, a presence and / or a / 32
Geometrie und/oder eine Position der Rückstromsperre in dem wenigstens einen Einspritzzylinder zu bestimmen und auf Basis der Messung eineTo determine geometry and / or a position of the non-return valve in the at least one injection cylinder and on the basis of the measurement
Meldung auszugeben.Output message.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 26 gelöst, indem mittels Ultraschall ein Vorhandensein und/oder eine Position und/oder eine Geometrie der Rückstromsperre in dem wenigstens einen Einspritzzylinder bestimmt wird.With regard to the method, the stated object is achieved by the features of claim 26, by using ultrasound to determine the presence and / or position and / or geometry of the non-return valve in the at least one injection cylinder.
Es ist zu bemerken, dass die wenigstens eine Ultraschallvorrichtung als integraler Sender oder Empfänger ausgebildet sein kann. Alternativ kann die wenigstens eine Ultraschallvorrichtung mehrteilig ausgebildet sein, d. h., dass sie wenigstens eine Sendeeinheit und - separat davon - wenigstens eine Empfangseinheit aufweist. Vorzugsweise kann jedoch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sendeeinheit und die wenigstens eine Empfangseinheit durch dieselben Bauteile zum Erfüllen einer Sendefunktion und einer Empfangsfunktion ausgebildet sind.It should be noted that the at least one ultrasound device can be designed as an integral transmitter or receiver. Alternatively, the at least one ultrasound device can be designed in several parts, i. that is, it has at least one transmitting unit and - separately therefrom - at least one receiving unit. However, it can preferably be provided that the at least one transmitting unit and the at least one receiving unit are formed by the same components for fulfilling a transmitting function and a receiving function.
So kann es Beispielsweise bei der Verwendung eines Piezoelementes (z.B. eines Piezolautsprechers) vorgesehen sein, dass durch Umkehr des Piezo-Effektes das Piezoelement zu einer Schwingung angeregt wird, was zu einer Ultraschallaussendung führt. Des Weiteren kann ein solches Piezoelement durch Umkehr der Funktion in weiterer Folge auch als Empfangseinheit verwendet werden.For example, when using a piezo element (e.g. a piezo speaker), it can be provided that the piezo element is excited to oscillate by reversing the piezo effect, which leads to an ultrasound emission. Furthermore, by reversing the function, such a piezo element can subsequently also be used as a receiving unit.
Durch die Anordnung wenigstens einer Sendeeinheit an dem wenigstens einen Einspritzzylinder und/oder in dem wenigstens einen Einspritzzylinder und/oder dadurch, dass die wenigstens eine Sendeeinheit über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder verbunden ist und eine Empfangseinheit an dem wenigstens einen Einspritzzylinder und/oder in dem wenigstens einen Einspritzzylinder und/oder dadurch, dass die wenigstens eine Empfangseinheit über eine schallleitende Verbindung mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder verbunden ist, kann durch das Senden und Empfangen der wenigstens einen Ultraschallvorrichtung auf eine sehr präzise Art und Weise Aufschluss darüber gegeben werden, ob im wenigstens einen Einspritzzylinder überhaupt eine / 32By arranging at least one transmission unit on the at least one injection cylinder and / or in the at least one injection cylinder and / or by virtue of the fact that the at least one transmission unit is connected to the at least one injection cylinder via a sound-conducting connection and a reception unit on the at least one injection cylinder and / or in the at least one injection cylinder and / or by the fact that the at least one receiving unit is connected to the at least one injection cylinder via a sound-conducting connection, the transmission and reception of the at least one ultrasound device can provide very precise information about this, whether there is a / 32 in the at least one injection cylinder
Rückstromsperre vorhanden ist oder auch welche Geometrie oder Position dieCheck valve is present or which geometry or position the
Rückstromsperre in dem wenigstens einen Plastifizierzylinder aufweist/einnimmt.Non-return valve in which at least one plasticizing cylinder has / occupies.
Die schalleitende Verbindung kann beispielsweise über einen metallischen Kontakt oder ein - vorzugsweise temperaturbeständiges - Gel realisiert sein. Das Gel kann die Einkoppelung von zum Zwecke der Messung ausgesendete Ultraschallsignale verbessern.The sound-conducting connection can be implemented, for example, via a metallic contact or a - preferably temperature-resistant - gel. The gel can improve the coupling of ultrasound signals emitted for the purpose of measurement.
Zum Zwecke der Messung können von der Ultraschallvorrichtung ausgesendete Ultraschallsignale moduliert ausgesendet werden, um die Wiedererkennung des Signals bei der Messung durch Erfassung der Modulation zu erleichtern.For the purpose of measurement, ultrasound signals emitted by the ultrasound device can be emitted in a modulated manner in order to facilitate the recognition of the signal during the measurement by detecting the modulation.
Messsignale, welche von der Ultraschallvorrichtung, insbesondere von der Empfangseinheit, gemessen und der Auswerteeinheit zugeführt werden, können vor der Übermittlung an die Auswerteeinheit einer Vorprozessierung im nachrichtentechnischen Sinn unterzogen werden. Eine solche Aufbereitung kann beispielsweise eine Analog-Digital-Wandlung der Signale und/oder das Anwenden verschiedener Filter beinhalten.Measuring signals, which are measured by the ultrasound device, in particular by the receiving unit, and fed to the evaluation unit, can be subjected to preprocessing in the communications technology sense before being transmitted to the evaluation unit. Such processing can include, for example, analog-to-digital conversion of the signals and / or the use of various filters.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Es kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Messung der wenigstens einen Ultraschalleinheit wenigstens einen Teil der Geometrie und/oder einen Verschleiß und/oder eine Dicke, vorzugsweise eine Wanddicke, des wenigstens einen Einspritzzylinders zu bestimmen.It can be provided that the evaluation unit is designed to determine at least part of the geometry and / or wear and / or a thickness, preferably a wall thickness, of the at least one injection cylinder on the basis of a measurement of the at least one ultrasound unit.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Rückstromsperre als Ringrückstromsperre ausgeführt ist, wobei ein Sperrring axial zwischen einer Anschlagposition an einem Steg der Spitze und einer Anschlagposition an einem Druckring bewegbar ist.It is preferably provided that the non-return valve is designed as a ring non-return valve, a locking ring being axially movable between a stop position on a web of the tip and a stop position on a pressure ring.
Bei der erfindungsgemäßen Messung des Vorhandensein und/oder einer Geometrie und/oder der Position kann insbesondere das Vorhandensein und/oder die Geometrie und/oder die Position des Sperrringes erfasst werden.When measuring the presence and / or a geometry and / or the position according to the invention, in particular the presence and / or the geometry and / or the position of the locking ring can be detected.
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Bei einer Ringrückstromsperre ergeben sich unterschiedliche Arten des Verschleißes. So bildet sich beispielsweise zwischen dem Sperrring und einem Steg an der Spitze ein sogenannter Druckverschleiß. Während des Dosierens ist der Sperrring aufgrund des hohen Dosierdrucks und des geringen werkzeugseitigen Druckes in einer vorderen Anschlagposition - in welcher der Sperrring an einem Steg der Spitze ansteht. Aufgrund der unterschiedlichen Reibverhältnisse (Sperrring dichtet am Umfang und hat deswegen eine höhere Reibung als die Spitze) ist die Drehzahl von Spitze und Sperrring unterschiedlich. Durch die Relativgeschwindigkeit, gepaart mit der Drucksituation arbeitet sich der Sperrring in den Steg der Spitze hinein. Dadurch wird der Hub der Spitze beim Schließen höher und undefinierter. Dies beeinflusst die Prozessgenauigkeit beim Einspritzen in höchster Art und Weise und muss oftmals extern durch eine Anpassung des Umschaltpunktes korrigiert werden.With a ring non-return valve, there are different types of wear. For example, so-called pressure wear forms between the locking ring and a web at the tip. During dosing, the locking ring is in a front stop position due to the high dosing pressure and the low tool pressure - in which the locking ring is in contact with a web of the tip. Due to the different friction conditions (locking ring seals on the circumference and therefore has a higher friction than the tip), the speed of the tip and locking ring is different. Due to the relative speed, coupled with the pressure situation, the locking ring works into the web of the tip. This makes the tip stroke higher and more undefined when closing. This influences the process accuracy when injecting in the highest way and often has to be corrected externally by adjusting the switchover point.
Weiters ergibt sich ein axialer Verschleiß des Sperrringes einer Ringrückstromsperre. Durch die axiale Bewegung des Sperrrings und das Einarbeiten des Sperrrings in den Steg der Spitze wird der Sperrring in axialer Richtung durch Verschleiß verkürzt. Im Normalfall ist dieser Verschleiß jedoch deutlich geringer im Vergleich zum Verschleiß am Steg der Spitze. Durch die Verringerung der axialen Länge des Sperrringes wird der Hub des Sperrringes beim Schließen deutlich höher, was die Prozessgenauigkeit deutlich reduziert. Dies beeinflusst die Prozessgenauigkeit beim Einspritzen in höchster Art und Weise und muss oftmals extern durch eine Anpassung des Umschaltpunktes korrigiert werden.Furthermore, there is axial wear of the locking ring of a ring non-return valve. The axial movement of the locking ring and the incorporation of the locking ring into the web of the tip shorten the locking ring in the axial direction due to wear. Normally, however, this wear is significantly less compared to the wear on the tip web. By reducing the axial length of the locking ring, the stroke of the locking ring when closing is significantly higher, which significantly reduces the process accuracy. This influences the process accuracy when injecting in the highest way and often has to be corrected externally by adjusting the switchover point.
Des Weiteren weist eine Ringrückstromsperre einen radialen Verschleiß am Sperrring auf. Durch die Rotation der einzuspritzenden, plastifizierten Masse wird der Sperrring (beim Dosieren in der vorderen Stellung) aufgrund der Pressung zwischen Sperrring und Spitze mitgedreht. Der Sperrring dreht somit im Einspritzzylinder, was zu einer hohen Reibung im Spalt zwischen Sperrring und Einspritzzylinder führt. Diese Reibung führt zu einem Verschleiß besonders, wenn die Sperre „trocken“ läuft und keine plastifizierte Masse im Spalt zwischen Sperrring und Plastifizierzylinder vorhanden ist und direkter Kontakt zwischen Einspritzzylinder und Rückstromsperre besteht. Radialer Verschleiß hat einen direkten Einfluss auf die Dichtheit der Sperre.Furthermore, a ring non-return valve has radial wear on the locking ring. Due to the rotation of the plasticized mass to be injected, the locking ring (when dosing in the front position) is rotated due to the pressure between the locking ring and the tip. The locking ring thus rotates in the injection cylinder, which leads to high friction in the gap between the locking ring and the injection cylinder. This friction leads to wear, especially if the lock runs "dry" and there is no plasticized mass in the gap between the lock ring and the plasticizing cylinder and there is direct contact between the injection cylinder and the non-return valve. Radial wear has a direct impact on the tightness of the lock.
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Bei einem größeren Spalt reduziert sich die Dichtheit zunehmend. Unter Spritzdruck bewegt sich der Sperrring nach hinten und dichtet zwischen Sperrring und einem Druckring ab. Für die Dichtheit der Rückstromsperre ist ein „sauberer“ Kontakt zwischen dem Sperrring und dem Druckring erforderlich. Die hohen Einspritzdrücke führen zu hohen Kontaktkräften zwischen dem Sperrring und dem Druckring, was wiederum zu Verschleiß führen kann. Verschleiß im Dichtbereich führt zu einer schlechteren Dichtung der Rückstromsperre unter Einspritzdruck.With a larger gap, the tightness is increasingly reduced. The locking ring moves backwards under spray pressure and seals between the locking ring and a pressure ring. A "clean" contact between the locking ring and the pressure ring is required for the tightness of the non-return valve. The high injection pressures lead to high contact forces between the locking ring and the pressure ring, which in turn can lead to wear. Wear in the sealing area leads to poorer sealing of the non-return valve under injection pressure.
Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Ultraschallvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Laufzeitmessung durchzuführen. Dies stellt eine einfache Art der Vermessung der Rückstromsperre dar. Natürlich ist es auch denkbar interferometrische Messungen oder Messung aufgrund von Beugungseffekten heranzuziehen.It can preferably be provided that the ultrasound device is designed to carry out a transit time measurement. This represents a simple way of measuring the non-return valve. Of course, it is also conceivable to use interferometric measurements or measurements based on diffraction effects.
Im Rahmen der Erfindung kann unter einer Messung verstanden werden, dass die Sendeeinheit zumindest einmal ein Ultraschallsignal aussendet, dessen reflektiertes, gebeugtes oder anderweitig durch die Interaktion mit der Rückstromsperre verändertes Signal von der Empfangseinheit detektiert wird. Bei gepulstem Aussenden der Signale, was in Verbindung mit Laufzeitmessungen vorteilhaft sein kann, können die von der Sendeeinheit ausgesendeten Ultraschallpulse in kurzer Zeit sehr oft ausgesendet werden. Es können dadurch mehrere Tausend Messungen (und mehr) pro Sekunde durchgeführt werden.Within the scope of the invention, a measurement can be understood to mean that the transmitting unit emits at least once an ultrasonic signal, the reflected, diffracted or otherwise changed signal of the receiving unit is detected by the interaction with the non-return valve. With pulsed transmission of the signals, which can be advantageous in connection with transit time measurements, the ultrasound pulses emitted by the transmission unit can be transmitted very often in a short time. As a result, several thousand measurements (and more) can be carried out per second.
Auch das kontinuierliche Aussenden der Ultraschallsignale durch die Sendeeinheit ist denkbar, z.B. in Verbindung mit interferometrischen Messungen.The continuous transmission of the ultrasonic signals by the transmitter unit is also conceivable, e.g. in connection with interferometric measurements.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit in die wenigstens eine Ultraschallvorrichtung integriert ist. Jedoch sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die Auswerteeinheit durch ein separates Bauteil ausgeführt ist und die wenigstens eine Ultraschallvorrichtung mit der Auswerteeinheit verbunden ist oder verbindbar ist.Furthermore, it can be provided that the evaluation unit is integrated in the at least one ultrasound device. However, exemplary embodiments are also conceivable in which the evaluation unit is designed by a separate component and the at least one ultrasound device is or can be connected to the evaluation unit.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Funktion der Auswerteeinheit durch eine zentrale Steuer- oder Regeleinheit einer Formgebungsmaschine / 32 ausgeführt ist. Jedoch ist es auch möglich, dass die wenigstens eine Ultraschallvorrichtung über ein LAN, WLAN und/oder Datenfernübertragungsverbindung (z.B. Internet) mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist.For example, it can be provided that the function of the evaluation unit is carried out by a central control or regulating unit of a shaping machine / 32. However, it is also possible that the at least one ultrasound device can be connected to an evaluation unit via a LAN, WLAN and / or remote data transmission connection (e.g. Internet).
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass wenigstens zwei Ultraschallvorrichtungen vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei Sendeeinheiten und wenigstens zwei Empfangseinheiten entlang eines Umfangs des wenigstens einen Einspritzzylinders an dem wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnet und/oder über einen metallischen Kontakt mit dem wenigstens einen Einspritzzylinder verbunden und/oder in den wenigstens einen Einspritzzylinder integriert sind, vorzugsweise innerhalb eines radialen Querschnittes des wenigstens einen Einspritzzylinders. So kann es beispielsweise beim Vorsehen von wenigstens zwei Ultraschallvorrichtungen entlang eines Umfangs des wenigstens einen Einspritzzylinders innerhalb eines radialen Querschnitts durch den wenigstens einen Einspritzzylinder ermöglicht werden, dass eine genaue Position der Rückstromsperre im wenigstens einen Einspritzzylinder ermittelt werden kann. Auch eine Interaktion zwischen den wenigstens zwei Ultraschallvorrichtungen ist durchaus denkbar, sodass von der einen Ultraschallvorrichtung ausgesendete Ultraschallsignale (oder auch Reflektionen dieser Ultraschallsignale) von der anderen Ultraschallvorrichtung empfangen werden.It is preferably provided that at least two ultrasound devices are provided, at least two transmitter units and at least two receiver units being arranged on the at least one injection cylinder along a circumference of the at least one injection cylinder and / or connected to the at least one injection cylinder via a metallic contact and / or in the at least one injection cylinder are integrated, preferably within a radial cross section of the at least one injection cylinder. For example, when at least two ultrasound devices are provided along a circumference of the at least one injection cylinder within a radial cross section through the at least one injection cylinder, it is possible to determine an exact position of the non-return valve in the at least one injection cylinder. An interaction between the at least two ultrasound devices is also conceivable, so that ultrasound signals emitted by one ultrasound device (or also reflections of these ultrasound signals) are received by the other ultrasound device.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Position des Sperrringes in Bezug auf ein weiteres Bauteil der Rückstromsperre zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, ein einer Einspritzöffnung des Plastifizierzylinders abgewandtes Ende des Sperrringes zu bestimmen.It can preferably be provided that the evaluation unit is designed to determine a position of the locking ring in relation to a further component of the non-return valve. Alternatively or additionally, it can be provided that the evaluation unit is designed to determine an end of the locking ring facing away from an injection opening of the plasticizing cylinder.
Weiters kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen einer inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders und der darin angeordneten Rückstromsperre zu bestimmen. So kann beispielsweise ein Abstand zwischen einem Sperrring, einer Rückstromsperre und einer inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders bestimmt werden. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit / 32 dazu ausgebildet ist, durch den bestimmten Abstand zwischen der inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders und der darin angeordneten Rückstromsperre einen Verschleiß zu bestimmen. So kann beispielsweise bei einem wachsenden Abstand darauf geschlossen werden, dass sich ein Verschleiß der Rückstromsperre und/oder des wenigstens einen Einspritzzylinders ergeben hat. Weiters kann es dabei vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, den Verschleiß der Rückstromsperre und/oder der inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders zu bestimmen. Somit kann beispielsweise ein radialer Verschleiß der Rückstromsperre festgestellt werden und auf eine mögliche sinkende Dichtheit der Rückstromsperre geschlossen werden.Furthermore, it can be provided that the evaluation unit is designed to determine a distance between an inner surface of the at least one injection cylinder and the non-return valve arranged therein. For example, a distance between a locking ring, a non-return valve and an inner surface of the at least one injection cylinder can be determined. It can particularly preferably be provided that the evaluation unit / 32 is designed to determine wear through the determined distance between the inner surface of the at least one injection cylinder and the non-return valve arranged therein. For example, when the distance increases, it can be concluded that the non-return valve and / or the at least one injection cylinder has worn. Furthermore, it can be provided that the evaluation unit is designed to determine the wear of the non-return valve and / or the inner surface of the at least one injection cylinder. Thus, for example, radial wear of the non-return valve can be determined and a conclusion can be drawn that the non-return valve is becoming less tight.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Vertiefung an der Rückstromsperre und/oder an einem Bestandteil der Rückstromsperre zu bestimmen. So kann beispielsweise an einem Sperrring eine Vertiefung erkannt werden, die sich aufgrund eines Verschleißes einstellt oder die im Vorhinein bei der Fertigung des Sperrringes angebracht wurde. Durch das Erkennen dieser Vertiefung und längerer Beobachtung dieser Vertiefung kann dabei beispielsweise eine Bewegung des Sperrringes (besonders bevorzugt eine Rotation) festgestellt werden.It can particularly preferably be provided that the evaluation unit is designed to determine at least one depression on the non-return valve and / or on a component of the non-return valve. For example, a recess can be recognized on a locking ring, which is set due to wear or which was previously attached during the production of the locking ring. By recognizing this depression and observing this depression over a longer period of time, for example, a movement of the locking ring (particularly preferably a rotation) can be determined.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus separaten Messungen der wenigstens einen Ultraschallvorrichtung eine Lage und/oder eine Bewegung der Rückstromsperre zu bestimmen und/oder eines Bestandteiles der Rückstromsperre - vorzugsweise eines Sperrringes - zu bestimmen. Dabei kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass wenigstens zwei separate MessungenIt can particularly preferably be provided that the evaluation unit is designed to determine a position and / or a movement of the non-return valve from separate measurements of the at least one ultrasonic device and / or to determine a component of the non-return valve - preferably a blocking ring. It can preferably be provided that at least two separate measurements
- durch die gleiche Ultraschallvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden und/oder- are carried out by the same ultrasound device at different times and / or
- durch wenigstens zwei Ultraschallvorrichtungen durchgeführt werden.- Be carried out by at least two ultrasound devices.
Räumlich separate Messungen können sowohl durch ein Verschieben der Ultraschalleinheit als auch durch eine Schwenkbewegung der Ultraschalleinheit erfolgen.Spatially separate measurements can be carried out both by moving the ultrasound unit and by pivoting the ultrasound unit.
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Die Auswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, aus separaten Messungen zumindest einen Teil der Rückstromsperren-Geometrie der Rückstromsperre zu bestimmen. Somit kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit aus separaten Messungen eine Gestalt oder eine Art der Rückstromsperre erkennen kann.The evaluation unit can be designed to determine at least part of the non-return valve geometry of the non-return valve from separate measurements. It can thus be provided, for example, that the evaluation unit can recognize a shape or a type of non-return valve from separate measurements.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus separaten Messungen einerseits und/oder einem bereitgestellten Prozessparameter und/oder einem bereitgestellten Maschinenparameter andererseits eine geometrische Abmessung der Rückstromsperre und/oder eines Bestandteiles der Rückstromsperre, besonders bevorzugt eine Länge eines Sperrringes, zu bestimmen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit über den bereitgestellten Maschinenparameter darüber Auskunft erhält, dass sich die Rückstromsperre zu einer bestimmten Zeit währen des Einspritzzyklus in einer gewissen Position befinden sollte. Anschließend kann die Auswerteeinheit durch eine Messung bestimmen, ob sich die Rückstromsperre tatsächlich in dieser Position befindet. Bei keiner festgestellten Rückstromsperre in dieser Position kann entweder darauf geschlossen werden, dass keine Rückstromsperre vorhanden ist, diese sich in einer falschen Position befindet oder aufgrund eines Verschleißes die Rückstromsperre soweit abgenutzt ist, dass durch die Ultraschallvorrichtung kein Vorhandensein einer Rückstromsperre festgestellt werden kann.Provision can preferably be made for the evaluation unit to be configured to use separate measurements on the one hand and / or a provided process parameter and / or a provided machine parameter on the other hand to give a geometric dimension of the non-return valve and / or a component of the non-return valve, particularly preferably a length of a blocking ring determine. For example, it can be provided that the evaluation unit receives information about the provided machine parameters that the non-return valve should be in a certain position at a certain time during the injection cycle. The evaluation unit can then use a measurement to determine whether the non-return valve is actually in this position. If no non-return valve is found in this position, it can either be concluded that there is no non-return valve, that it is in the wrong position, or that the non-return valve is worn to the extent that the ultrasonic device cannot detect the presence of a non-return valve.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, einen Alarm auszugeben und/oder ein Steuersignal für die Einspritzeinheit zu verändern.It can particularly preferably be provided that the evaluation unit is designed to output an alarm and / or to change a control signal for the injection unit.
Es kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Meldung auszugeben, falls eine durch die Auswerteeinheit bestimmte Istgröße einen vorgebbaren Grenzwert über- oder unterschreitet. Als Istgröße ist dabei auf eine der bereits erwähnten Größen zu verweisen, wie beispielsweise einen Abstand zwischen einer inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders und der darin angeordneten Rückstromsperre, eines Verschleißes, einer Vertiefung (beispielsweise in Form einer linienförmigen Riefe) an der Rückstromsperre, einer Lage und/oder / 32 einer Bewegung der Rückstromsperre, einer Rotationsbewegung derIt can be provided that the evaluation unit is designed to output a message if an actual variable determined by the evaluation unit exceeds or falls below a predefinable limit value. The actual size should be referred to one of the sizes already mentioned, such as a distance between an inner surface of the at least one injection cylinder and the non-return valve arranged therein, wear, a depression (for example in the form of a line-shaped groove) on the non-return valve, a layer and / or / 32 a movement of the non-return valve, a rotational movement of the
Rückstromsperre, eine geometrische Abmessung der Rückstromsperre und/oder eines Bestandteils der Rückstromsperre und/oder Ähnliches.Non-return valve, a geometric dimension of the non-return valve and / or a component of the non-return valve and / or the like.
Es kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit mit einer Anzeigevorrichtung, zum Anzeigen einer Position der Rückstromsperre und/oder eines Zustandes der Rückstromsperre und/oder eines Zustandes der wenigstens einen Einspritzeinheit und/oder einer Position einer Ablagerung, verbunden oder verbindbar ist. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Display (als Anzeigevorrichtung) vorgesehen ist, welches visuell einen aktuellen Zustand der Rückstromsperre anzeigt.It can be provided that the evaluation unit is connected or can be connected to a display device for displaying a position of the non-return valve and / or a state of the non-return valve and / or a state of the at least one injection unit and / or a position of a deposit. For example, it can be provided that a display (as a display device) is provided which visually shows a current state of the non-return valve.
Weiters kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit mit einer Anzeigevorrichtung, zum Anzeigen eines Verschleißes der Rückstromsperre und/oder des wenigstens einen Plastifizierzylinders, verbunden oder verbindbar ist.Furthermore, it can be provided that the evaluation unit is connected or can be connected to a display device for displaying wear on the non-return valve and / or the at least one plasticizing cylinder.
In einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, während des Betriebs der Einspritzeinheit - vorzugsweise während einer Einspritzbewegung und/oder einer Dosierbewegung - ein Vorhandensein und/oder eine Geometrie und/oder eine Position der Rückstromsperre in dem wenigstens einen Einspritzzylinder zu bestimmen und auf Basis der Messung eine Meldung auszugeben.In a further embodiment, it can be provided that the evaluation unit is designed to, during the operation of the injection unit - preferably during an injection movement and / or a metering movement - an existence and / or a geometry and / or a position of the non-return valve in the at least one Determine the injection cylinder and output a message based on the measurement.
Des Weiteren wird Schutz begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Einspritzeinheit, wobei eine Auswerteeinheit vorzugsweise dazu ausgebildet ist, ein Vorhandensein und/oder eine Geometrie und/oder eine Position der Rückstromsperre während des Betriebes der Formgebungsmaschine zu bestimmen.Protection is also sought for a shaping machine with an injection unit according to the invention, an evaluation unit preferably being designed to determine the presence and / or a geometry and / or a position of the non-return valve during operation of the shaping machine.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Meldung an einen Bediener (beispielsweise visuell oder akustisch) auszugeben oder auch an eine mit der Auswerteeinheit verbundene zentrale Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Auswerteeinheit mit einer / 32 zentralen Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine verbunden ist, wobei vorgesehen sein kann, dass die Aufgaben der wenigstens einen Auswerteeinheit teilweise von der zentralen Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine übernommen werden.It can be provided that the at least one evaluation unit is designed to output a message to an operator (for example visually or acoustically) or also to a central control or regulating unit of the shaping machine connected to the evaluation unit. Provision can furthermore be made for the at least one evaluation unit to be connected to a central control or regulating unit of the shaping machine, it being possible for the tasks of the at least one evaluation unit to be taken over in part by the central control or regulating unit of the shaping machine .
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention emerge from the figures and the associated description of the figures. Show:
Fig. 1 eine Einspritzeinheit mit einer Rückstromsperre,1 shows an injection unit with a non-return valve,
Fig. 2a eine erfindungsgemäße Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine,2a shows an injection unit according to the invention for a molding machine,
Fig. 2b ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung aus Fig. 2a darstellt,2b is a diagram which shows the results of the measurement from FIG. 2a,
Fig. 3a eine zweite Stellung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2a,3a shows a second position of the embodiment from FIG. 2a,
Fig. 3b ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung aus Fig. 3a darstellt,3b is a diagram showing the results of the measurement from FIG. 3a,
Fig. 1 zeigt eine Einspritzeinheit 1 mit einer Rückstromsperre 3 (als Ringrückstromsperre ausgeführt), welche in einem Einspritzzylinder 2 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist dabei die Rückstromsperre 3 zwischen der Plastifizierschnecke 10 und der Austrittöffnung des Einspritzzylinders 2 angeordnet.1 shows an injection unit 1 with a non-return valve 3 (designed as a ring non-return valve), which is arranged in an injection cylinder 2. In this exemplary embodiment, the non-return valve 3 is arranged between the plasticizing screw 10 and the outlet opening of the injection cylinder 2.
Dabei ist die Rückstromsperre 3 in diesem Ausführungsbeispiel mittig an einem vorderen Ende einer Plastifizierschnecke 10 angeordnet.In this exemplary embodiment, the non-return valve 3 is arranged centrally at a front end of a plasticizing screw 10.
Die Rückstromsperre 3 verfügt dabei über einen Sperrring 6, welcher eine Länge l aufweist. Dieser Sperrring 6 ist zwischen einem Druckring 9 und einem Steg 7 der Spitze 8 der Rückstromsperre 3 beweglich angeordnet. Während des Aufdosierens der Einspritzeinheit 1 wird der Sperrring 6 durch den Druck einer plastifizierten Masse, welcher durch die Plastifizierschnecke 10 gefördert wird, an den Steg 7 der Spitze 8 gedrückt und die plastifizierte Masse kann über den Bereich 12 durch den Steg 7 der Spitze 8 über die Austrittsöffnung des Einspritzzylinders 2 die Einspritzeinheit 1 verlassen. Sobald im Bereich der Spitze 8 der Rückstromsperre 3 / 32 der Druck höher wird als im Inneren des Einspritzzylinders 2 (im Bereich der Plastifizierschnecke 10) - nämlich während des Einspritzens - wird der Sperrring 6 zurückgeschoben, bis er an dem Druckring 9 der Rückstromsperre 3 anliegt und somit abdichtet. Dadurch wird das Zurückfließen der plastifizierten Masse verhindert und die Plastifizierschnecke 10 kann als Kolben zum Einspritzen der plastifizierten Masse in eine Form verwendet werden.The non-return valve 3 has a locking ring 6, which has a length l. This locking ring 6 is movably arranged between a pressure ring 9 and a web 7 of the tip 8 of the non-return valve 3. During the dosing of the injection unit 1, the locking ring 6 is pressed against the web 7 of the tip 8 by the pressure of a plasticized mass, which is conveyed by the plasticizing screw 10, and the plasticized mass can pass over the area 12 through the web 7 of the tip 8 the outlet opening of the injection cylinder 2 leave the injection unit 1. As soon as the pressure in the area of the tip 8 of the non-return valve 3/32 becomes higher than in the interior of the injection cylinder 2 (in the area of the plasticizing screw 10) - namely during the injection - the blocking ring 6 is pushed back until it rests on the pressure ring 9 of the non-return valve 3 and thus seals. This prevents the plasticized mass from flowing back and the plasticizing screw 10 can be used as a piston for injecting the plasticized mass into a mold.
Da durch die Plastifizierschnecke 10 das plastifizierte Material in eine Drallbewegung versetzt wird und der Sperrring 6 nicht gegen eine Rotationsbewegung gesichert ist, wird dieser im Einsatz durch den Drall der plastifizierten Masse zusätzlich in Bewegung versetzt und rotiert.Since the plasticized screw 10 sets the plasticized material in a swirl movement and the locking ring 6 is not secured against a rotational movement, it is additionally set in motion and rotated in use by the swirl of the plasticized mass.
Unter „Aufdosieren“ wird beim Spritzgießen der Vorgang verstanden, währenddessen neuer Kunststoff plastifiziert wird und in im Schneckenvorraum gesammelt (dosiert) wird.“Dosing” means the process of injection molding, during which new plastic is plasticized and collected (dosed) in the screw cavity.
Im laufenden Betrieb der Einspritzeinheit 1 sind mit verschiedenen Verschleißarten der Rückstromsperre 3 zu rechnen.With the injection unit 1 in operation, different types of wear of the non-return valve 3 can be expected.
Zwischen Sperrring 6 und Steg 7 der Spitze 8 ist mit einem sogenannten „Druckverschleiß“ zu rechnen. Dabei arbeitet sich der Sperrring 6 in den Steg 7 hinein. Während des Aufdosierens ist der Sperrring 6 in der vorderen Position.A so-called “pressure wear” can be expected between the locking ring 6 and the web 7 of the tip 8. The locking ring 6 works into the web 7. The lock ring 6 is in the forward position during metering.
Aufgrund der unterschiedlichen Reibverhältnisse (Sperrring 6 dichtet am Umfang und hat deswegen eine höhere Reibung als der Steg 7) ist die Drehzahl von Steg 7 und Sperrring 6 unterschiedlich. Durch diese Relativgeschwindigkeit - gepaart mit der Drucksituation - arbeitet sich der Sperrring 6 in den Steg 7 hinein. Anders formuliert, reibt sich der Sperrring 6 durch den hohen Druck und die Relativbewegung in den Steg 7. Dadurch wird der Hub der Spitze 8 beim Schließen der Rückstromsperre höher und undefinierter. Dies beeinflusst die Prozessgenauigkeit beim Einspritzen in höchster Art und Weise und muss oftmals extern durch eine Anpassung des Umschaltpunktes korrigiert werden.Due to the different friction conditions (locking ring 6 seals on the circumference and therefore has a higher friction than the web 7), the speed of the web 7 and locking ring 6 is different. Due to this relative speed - paired with the pressure situation - the locking ring 6 works into the web 7. In other words, the locking ring 6 rubs into the web 7 due to the high pressure and the relative movement. As a result, the stroke of the tip 8 becomes higher and less defined when the non-return valve closes. This influences the process accuracy when injecting in the highest way and often has to be corrected externally by adjusting the switchover point.
Ein weiterer, auftretender Verschleiß der Rückstromsperre 3 ist der axiale Verschleiß des Sperrrings 6. Durch die axiale Bewegung des Sperrrings 6 und das Einarbeiten / 32 des Sperrrings 6 in den Steg 7 der Spitze 8 wird der Sperrring 6 in axialer Richtung durch Verschleiß verkürzt. Im Normalfall ist dieser Verschleiß jedoch deutlich geringer im Vergleich zum Verschleiß am Steg 7 der Spitze 8. Durch die Verringerung der axialen Länge l des Sperrringes 6 wird der Hub des Sperrringes 6 beim Schließen deutlich höher, was die Prozessgenauigkeit deutlich reduziert. Dies beeinflusst die Prozessgenauigkeit und muss oftmals extern durch eine Anpassung des Umschaltpunktes korrigiert werden.Another occurring wear of the non-return valve 3 is the axial wear of the locking ring 6. Due to the axial movement of the locking ring 6 and the incorporation / 32 of the locking ring 6 into the web 7 of the tip 8, the locking ring 6 is shortened in the axial direction by wear. In normal cases, however, this wear is significantly less compared to the wear on the web 7 of the tip 8. By reducing the axial length l of the locking ring 6, the stroke of the locking ring 6 when closing is significantly higher, which significantly reduces the process accuracy. This affects the process accuracy and often has to be corrected externally by adjusting the switchover point.
Ebenso tritt ein radialer Verschleiß des Sperrringes 6 auf. Durch die Rotation der Plastifizierschnecke 10 wird der Sperrring 6 (beim Aufdosieren in der vorderen Stellung) aufgrund der Pressung zwischen Sperrring 6 und Steg 7 mitgedreht. Der Sperrring 6 dreht somit im Einspritzzylinder 2, was zu einer hohen Reibung im Spalt zwischen Sperrring 6 und Einspritzzylinder 2 führt. Diese Reibung führt zu einem Verschleiß. Besonders wenn die Rückstromsperre 3 „trocken“ läuft und keine plastifizierte Masse im Spalt d vorhanden ist und direkter Kontakt zwischen Einspritzzylinder 2 und Rückstromsperre 3 besteht. Radialer Verschleiß der Rückstromsperre 3 hat direkte Konsequenzen auf die Dichtheit der RückstromsperreRadial wear of the locking ring 6 also occurs. Due to the rotation of the plasticizing screw 10, the locking ring 6 (when dosing in the front position) is rotated due to the pressure between the locking ring 6 and the web 7. The locking ring 6 thus rotates in the injection cylinder 2, which leads to high friction in the gap between the locking ring 6 and the injection cylinder 2. This friction leads to wear. Especially when the non-return valve 3 runs “dry” and there is no plasticized mass in the gap d and there is direct contact between the injection cylinder 2 and non-return valve 3. Radial wear of the non-return valve 3 has direct consequences on the tightness of the non-return valve
3. Bei einem größer werdenden Spalt d reduziert sich die Dichtheit zunehmend.3. As the gap d increases, the tightness is increasingly reduced.
Unter Einspritzdruck bewegt sich der Sperrring 6 nach hinten und dichtet zwischen Sperrring 6 und Druckring 9 ab. Für die Dichtheit ist ein „sauberer“ Kontakt, das heißt einen Kontakt mit gutem Flächensitz zwischen dem Sperrring 6 und dem Druckring 9 erforderlich. Die hohen Einspritzdrücke führen zu hohen Kontaktkräften zwischen dem Sperrring 6 und dem Druckring 9, was wiederum zu Verschleiß führen kann. Verschleiß im Dichtbereich 12 führt zu einer schlechteren Dichtung der Rückstromsperre 3 beim Einspritzen.Under injection pressure, the locking ring 6 moves backwards and seals between the locking ring 6 and the pressure ring 9. A "clean" contact is required for the tightness, that is, a contact with a good area fit between the locking ring 6 and the pressure ring 9. The high injection pressures lead to high contact forces between the locking ring 6 and the pressure ring 9, which in turn can lead to wear. Wear in the sealing area 12 leads to poorer sealing of the non-return valve 3 when injecting.
Fig. 2a zeigt eine erfindungsgemäße Einspritzeinheit 1 für eine Formgebungsmaschine. Dabei wurde eine Ultraschallvorrichtung 4 am Umfang des Einspritzzylinders 2 angeordnet. Die restlichen Bestandteile sind dieselben wie in Fig. 1 und es möge an dieser Stelle auf die Fig. 1 verwiesen sein.2a shows an injection unit 1 according to the invention for a molding machine. An ultrasound device 4 was arranged on the circumference of the injection cylinder 2. The remaining components are the same as in FIG. 1 and reference may be made to FIG. 1 at this point.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sendeeinheit 4a und die Empfangseinheit 4b durch dasselbe Bauteil (hier als Ultraschallvorrichtung 4 dargestellt) ausgeführt.In this exemplary embodiment, the transmitting unit 4a and the receiving unit 4b are made by the same component (shown here as an ultrasound device 4).
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Die Ultraschallvorrichtung 4 in Fig. 2a ist dazu ausgebildet, ein Ultraschallsignal 13 auszusenden, welches an den Grenzflächen vom Einspritzzylinder 2 undThe ultrasound device 4 in FIG. 2a is designed to emit an ultrasound signal 13, which at the interfaces of the injection cylinder 2 and
Bestandteilen der Rückstromsperre 3 teil-reflektiert wird:Components of the non-return valve 3 are partially reflected:
- das Ultraschallsignal 13.1 entsteht durch Reflexion des Ultraschallsignals 13 an der innere Oberfläche des Einspritzzylinders 2,the ultrasonic signal 13.1 arises from reflection of the ultrasonic signal 13 on the inner surface of the injection cylinder 2,
- das Ultraschallsignal 13.2 entsteht durch Reflexion des Ultraschallsignals 13 an der äußeren Oberfläche des Sperrringes 6,the ultrasonic signal 13.2 is produced by reflection of the ultrasonic signal 13 on the outer surface of the locking ring 6,
- das Ultraschallsignal 13.3 entsteht durch Reflexion des Ultraschallsignals 13 an der inneren Oberfläche des Sperrringes 6 und- The ultrasonic signal 13.3 is created by reflection of the ultrasonic signal 13 on the inner surface of the locking ring 6 and
- das Ultraschallsignal 13.4 entsteht durch Reflexion des Ultraschallsignals 13 an dem Grundkörper der Rückstromsperre 3.- The ultrasonic signal 13.4 is created by reflection of the ultrasonic signal 13 on the base body of the non-return valve 3.
So wird ein ausgesendetes Ultraschallsignal 13 reflektiert und die verschiedenen reflektierten Signale können durch die Ultraschallvorrichtung 4, welche als Sender und als Empfänger ausgebildet ist, wieder empfangen werden.An emitted ultrasound signal 13 is reflected and the various reflected signals can be received again by the ultrasound device 4, which is designed as a transmitter and a receiver.
Die Ultraschallvorrichtung 4 ist des Weiteren über eine signalleitende Verbindung 14 mit der Auswerteeinheit 5 verbunden und kann die empfangenen UltraschallsignaleThe ultrasound device 4 is also connected to the evaluation unit 5 via a signal-conducting connection 14 and can receive the ultrasound signals received
13.1, 13.2, 13.3, 13.4 über die signalleitende Verbindung an die Auswerteeinheit 5 weiterleiten.Forward 13.1, 13.2, 13.3, 13.4 to the evaluation unit 5 via the signal-conducting connection.
Optional kann eine separate Datenaufbereitungsvorrichtung zwischen Empfangseinheit 4b und Auswerteeinheit 5 vorgesehen sein, mittels welcher Signale der Ultraschallvorrichtung 4 - insbesondere der Empfangseinheit 4b - für die Auswerteeinheit 5 aufbereitet werden können. Eine solche Aufbereitung kann eine Analog-Digital-Wandlung der Signale und das Anwenden verschiedener Filter, also allgemein eine Vorprozessierung im nachrichtentechnischen Sinn, beinhalten.Optionally, a separate data processing device can be provided between the receiving unit 4b and the evaluation unit 5, by means of which signals of the ultrasound device 4 - in particular the receiving unit 4b - can be processed for the evaluation unit 5. Such processing can include analog-to-digital conversion of the signals and the use of various filters, that is to say generally preprocessing in the communications technology sense.
Die Auswerteeinheit 5 ist dazu ausgebildet, aufgrund von Zeitdifferenzen At, welche zwischen Senden des Ultraschallsignals 13 und Empfangen des Ultraschallsignals 13.1 zum Zeitpunkt t1, des Ultraschallsignals 13.2 zum Zeitpunkt t2, des Ultraschallsignals 13.3 zum Zeitpunkt t3 und des Ultraschallsignals 13.4 zum Zeitpunkt t4, die Strecken zu bestimmen, welche die Ultraschallsignale zurückgelegt haben. So kann die Auswerteeinheit 5 einen Abstand zwischen Ultraschallvorrichtung / 32 und Sperrring 6 außen aus der Zeitdifferenz Atu (Atu = t2 - t0) bestimmen. UnterThe evaluation unit 5 is designed, on the basis of time differences At, between the transmission of the ultrasound signal 13 and the reception of the ultrasound signal 13.1 at the time t1, the ultrasound signal 13.2 at the time t 2 , the ultrasound signal 13.3 at the time t 3 and the ultrasound signal 13.4 at the time t4, determine the distances that the ultrasound signals have traveled. The evaluation unit 5 can thus determine a distance between the ultrasound device / 32 and the locking ring 6 on the outside from the time difference Atu (Atu = t 2 - t 0 ). Under
Zuhilfenahme der Zeitdifferenz Atm (Atu = t2 - t1) und der Zeitdifferenz Atu kann durch die Auswerteeinheit 5 eine Dicke des Sperrringes 6 festgestellt werden und somit auf einen möglichen Verschleiß des Sperrringes 6 in radialer Richtung zurückgeschlossen werden.With the aid of the time difference Atm (Atu = t 2 - t1) and the time difference Atu, a thickness of the locking ring 6 can be determined by the evaluation unit 5 and thus a conclusion can be drawn about possible wear of the locking ring 6 in the radial direction.
Fig. 2b zeigt ein Diagramm, welches die empfangenen Ultraschallsignale 13.1, 13.2, 13.3, 13.4 der Ultraschallvorrichtung 4 entlang einer als Zeit t dargestellten Abszisse darstellt. Die Ordinate ist dabei als Intensität X der empfangene Ultraschallsignale zu verstehen.2b shows a diagram which shows the received ultrasound signals 13.1, 13.2, 13.3, 13.4 of the ultrasound device 4 along an abscissa represented as time t. The ordinate is to be understood as the intensity X of the received ultrasound signals.
Dadurch, dass die Rückstromsperre 3 mit der Plastifizierschnecke 10 verbunden ist, wobei die Plastifizierschnecke 10 dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung im Einspritzzylinder 2 auszuführen, kann die Rückstromsperre 3 an der am Einspritzzylinder 2 montierten Ultraschallvorrichtung 4 vorbeibewegt werden, wobei die Möglichkeit entsteht, eine Länge l des Sperrringes 6 zu messen und aufgrund der gemessenen Länge l des Sperrringes 6 auf einen axialen Verschleiß der Rückstromsperre 3 rückzuschließen.Because the non-return valve 3 is connected to the plasticizing screw 10, the plasticizing screw 10 being designed to carry out an axial movement in the injection cylinder 2, the non-return valve 3 can be moved past the ultrasound device 4 mounted on the injection cylinder 2, with the possibility of having one Measure length l of the locking ring 6 and, based on the measured length l of the locking ring 6, draw conclusions about axial wear of the non-return valve 3.
So ist es beispielsweise in Fig. 3a gezeigt, wie die Rückstromsperre 3 in axialer Richtung verschoben wurde. Jedoch kann es auch vorgesehen sein, dass der Einspritzzylinder 2 mit daran angeordneter Ultraschalleinheit 4 in axialer Richtung relativ zur Rückstromsperre verschoben wird oder auch nur die Ultraschalleinheit 4 am Einspritzzylinder verschoben wird. Wiederum ist die Sendeeinheit 4a und die Empfangseinheit 4b durch dasselbe Bauteil (hier als Ultraschallvorrichtung 4 dargestellt) ausgeführt. So wird im Ausführungsbeispiel der Fig. 3a wiederum durch die Ultraschallvorrichtung 4 ein Ultraschallsignal 13 zum Zeitpunkt t0 ausgesendet, welches durch die innere Oberfläche des Einspritzzylinders 2 reflektiert wird und als Ultraschallsignal 13.1 zum Zeitpunkt t1 durch die Ultraschallvorrichtung 4 wieder empfangen werden kann. Eine weitere Reflektion des Ultraschallsignals 13 geschieht am Grundkörper der Rückstromsperre 3, wodurch das Ultraschallsignal 13.4 an der Ultraschallvorrichtung 4 zum Zeitpunkt t4 empfangen werden kann. Das Ultraschallsignal 13.2 (Reflexion des Ultraschallsignals 13 an der äußeren Oberfläche des Sperrringes 6) und das Ultraschallsignal 13.3 (Reflexion des / 32For example, it is shown in FIG. 3a how the non-return valve 3 has been moved in the axial direction. However, it can also be provided that the injection cylinder 2 with the ultrasound unit 4 arranged thereon is displaced in the axial direction relative to the non-return valve or that only the ultrasound unit 4 is displaced on the injection cylinder. Again, the transmission unit 4a and the reception unit 4b are made by the same component (shown here as an ultrasound device 4). In the exemplary embodiment in FIG. 3a, an ultrasonic signal 13 is again emitted by the ultrasound device 4 at time t 0 , which is reflected by the inner surface of the injection cylinder 2 and can be received again by the ultrasound device 4 as ultrasound signal 13.1 at time t1. A further reflection of the ultrasound signal 13 takes place on the base body of the non-return valve 3, as a result of which the ultrasound signal 13.4 can be received at the ultrasound device 4 at the time t 4 . The ultrasound signal 13.2 (reflection of the ultrasound signal 13 on the outer surface of the locking ring 6) and the ultrasound signal 13.3 (reflection of the / 32
Ultraschallsignals 13 an der inneren Oberfläche des Sperrringes 6) liegen in diesemUltrasonic signal 13 on the inner surface of the locking ring 6) lie in this
Beispiel nicht vor. Das bedeutet, dass sich kein Sperrring 6 im Messbereich befindet (im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Messung).Example not before. This means that there is no locking ring 6 in the measuring range (in contrast to the measurement shown in FIG. 2).
Diese Ultraschallsignale sind wiederum über die signalleitende Verbindung 14 an die Auswerteeinheit 5 übermittelbar, wobei die Auswerteeinheit 5 dazu ausgebildet ist, aufgrund der übermittelten Ultraschallsignale und aufgrund eines übermittelten Prozessparameters (beispielsweise Verlauf der axialen Schneckenposition), wonach die Auswerteeinheit 5 darüber Aufschluss erlangt, in welcher Stellung sich die Rückstromsperre 3 befindet und in wieweit die Rückstromsperre 3 axial verschoben wird, die Länge l des Sperrringes 6 zu bestimmen.These ultrasound signals can in turn be transmitted to the evaluation unit 5 via the signal-conducting connection 14, the evaluation unit 5 being designed, on the basis of the transmitted ultrasound signals and on the basis of a transmitted process parameter (for example the course of the axial screw position), after which the evaluation unit 5 obtains information about which Position is the non-return valve 3 and to what extent the non-return valve 3 is axially displaced to determine the length l of the locking ring 6.
Fig. 3b zeigt wiederum in einem Diagramm die empfangenen Signale der Ultraschallvorrichtung 4.3b again shows the signals received from the ultrasound device 4 in a diagram.
Die in den Figuren dargestellte Rückstromsperre 3 (Ringrückstromsperre) ist lediglich als Beispiel zu verstehen. Die Erfindung kann auch bei anderen Typen von Rückstromsperren eingesetzt werden, wie Beispielsweise einer KulissenRückstromsperre, einer federbelasteten Rückstromsperre, einer Rückstromsperre mit Flügelring oder einer Kugel-Rückstromsperre.The non-return valve 3 (ring non-return valve) shown in the figures is only to be understood as an example. The invention can also be used with other types of non-return valves, such as a gate non-return valve, a spring-loaded non-return valve, a non-return valve with a wing ring or a ball non-return valve.
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Bezugszeichenliste:Reference symbol list:
Innsbruck, am 24. August 2018Innsbruck, August 24, 2018
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