AT522178A4 - Plasticizing device for a molding machine - Google Patents
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Abstract
Plastifiziervorrichtung (1) für eine Formgebungsmaschine (2), insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einem Plastifizierzylinder (3), einer im Plastifizierzylinder (3) angeordneten, um eine Längsachse (L) drehbaren und entlang der Längsachse (L) linear bewegbaren Plastifizierschnecke (4), wobei die Plastifizierschnecke (4) zumindest einen Funktionsbereich (5) aufweist, einem im oder am Plastifizierzylinder (3) angeordneten Sensor (6), mit welchem der Abstand (D) zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs (5) der Plastifizierschnecke (4) messbar ist, und einer Erkennungsvorrichtung (7) zum Erkennen des Typs (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder des Betriebszustands (B) des Funktionsbereichs (5), die dazu konfiguriert ist, durch ein Bewegen des Funktionsbereichs (5) relativ zum Abstandssensor (6) einen Abstandssignalverlauf (V) zu erfassen, den erfassten Abstandssignalverlauf (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vref) zu vergleichen und in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vref) ein den Typ (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder den Betriebszustand (B) des Funktionsbereichs (5) repräsentierendes Signal (ST, SB) auszugeben.Plasticizing device (1) for a molding machine (2), in particular for an injection molding machine or transfer press, with a plasticizing cylinder (3), a plasticizing screw arranged in the plasticizing cylinder (3), rotatable about a longitudinal axis (L) and linearly movable along the longitudinal axis (L) (4), the plasticizing screw (4) having at least one functional area (5), a sensor (6) arranged in or on the plasticizing cylinder (3), with which the distance (D) to the surface of the at least one functional area (5) of the plasticizing screw (4) is measurable, and a detection device (7) for detecting the type (T) of the functional area (5) and / or the operating state (B) of the functional area (5), which is configured to do so by moving the functional area (5 ) to record a distance signal curve (V) relative to the distance sensor (6), to compare the recorded distance signal curve (Vist) with a stored distance signal curve (Vref) and to output a signal (ST, SB) representing the type (T) of the functional area (5) and / or the operating state (B) of the functional area (5) as a function of a match between the detected distance signal profile (Vist) and a stored distance signal profile (Vref).
Description
Die Erfindung betrifft eine Plastifiziervorrichtung eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einem Plastifizierzylinder, einer im Plastifizierzylinder angeordneten, um eine Längsachse drehbaren und entlang der Längsachse linear bewegbaren Plastifizierschnecke, wobei die Plastifizierschnecke zumindest einen Funktionsbereich aufweist, und einem im oder am Plastifizierzylinder angeordneten Sensor, mit welchem der Abstand zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs der Plastifizierschnecke messbar ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Plastifiziervorrichtung und ein Verfahren The invention relates to a plasticizing device, a molding machine, in particular for an injection molding machine or transfer press, with a plasticizing cylinder, a plasticizing screw arranged in the plasticizing cylinder, rotatable about a longitudinal axis and linearly movable along the longitudinal axis, the plasticizing screw having at least one functional area, and one in or on the plasticizing cylinder arranged sensor with which the distance to the surface of the at least one functional area of the plasticizing screw can be measured. The invention also relates to a shaping machine with such a plasticizing device and a method
zum Betreiben einer Plastifiziervorrichtung. for operating a plasticizing device.
Im Formgebungsprozess werden je nach Anforderung unterschiedliche Funktionsbereiche verwendet. Funktionsbereiche können zum Beispiel eine Rückstromsperre, ein Schneckengangzone der Plastifizierschnecke, ein Mischkopf oder ein Mischer sein. In Abhängigkeit des eingesetzten Typs des Funktionsbereichs müssen bestimmte Verarbeitungsparametergrenzen oder -empfehlungen eingehalten werden. Nachteilig ist, dass der Funktionsbereich für den Bediener nach dem Einbau Different functional areas are used in the shaping process depending on the requirements. Functional areas can be, for example, a non-return valve, a screw flight zone of the plasticizing screw, a mixing head or a mixer. Depending on the type of functional area used, certain processing parameter limits or recommendations must be observed. The disadvantage is that the functional area for the operator after installation
nicht mehr einsichtig ist. is no longer understandable.
Aus der DE 10 2011 103 810 A1 geht eine Plastifiziereinheit mit einem Verschleißsensor hervor. Über eine Auswerteeinheit wird ein Signal ausgegeben, sobald die durch einen Messsensor gemessene Distanz zwischen Plastifizierzylinder und Plastifizierschnecke einen festlegebaren Grenzwert erreicht hat. Es kann auch eine Abnützungskurve angezeigt werden. Mit diesem System kann also nur auf den Verschleiß der Plastifizierschnecke rückgeschlossen werden, ohne einen direkten DE 10 2011 103 810 A1 discloses a plasticizing unit with a wear sensor. A signal is output via an evaluation unit as soon as the distance between the plasticizing cylinder and plasticizing screw measured by a measuring sensor has reached a definable limit value. A wear curve can also be displayed. With this system, therefore, conclusions can only be drawn about the wear on the plasticizing screw, without a direct one
Einblick in das Innere des Plastifizierzylinders zu haben. To have a look inside the plasticizing cylinder.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Plastifiziervorrichtung zu schaffen. Insbesondere sollen die bekannten Nachteile vermieden werden. Vor allem soll eine Möglichkeit zur besseren Analyse geschaffen werden, ohne die Plastifizierschnecke ausbauen zu The object of the present invention is therefore to create a plasticizing device which is improved over the prior art. In particular, the known disadvantages should be avoided. Above all, a possibility for better analysis should be created without having to dismantle the plasticizing screw
müssen. have to.
die Plastifizierschnecke ausbauen zu müssen. to have to remove the plasticizing screw.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Preferred embodiments are given in the dependent claims.
Als Funktionsbereiche können all jene Bereiche einer Plastifizierschnecke oder eines im Plastifizierzylinder befindlichen, nicht ersichtlichen Teils bezeichnet werden, die eine bestimmte Funktion während des Plastifizier- und Einspritzvorgangs erfüllen. Konkret bildet eine Rückstromsperre, eine Schneckengangzone der Plastifizierschnecke oder ein Mischer einen solche Funktionsbereich. Der Funktionsbereich kann auch als Komponente zur Durchführung eines Arbeitsschritts Functional areas are all those areas of a plasticizing screw or a part that is not visible in the plasticizing cylinder and that fulfill a specific function during the plasticizing and injection process. Specifically, a non-return valve, a screw flight zone of the plasticizing screw or a mixer form such a functional area. The functional area can also be used as a component for performing a work step
bezeichnet werden. are designated.
Der Abstandssignalverlauf kann an sich den Verlauf des Abstands vom (Abstands-) Sensor zu einem beliebigen Abschnitt und zu einer beliebigen Komponente des Funktionsbereichs darstellen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstandssignalverlauf die Oberflächenkontur des Funktionsbereichs repräsentiert. Das heißt, es wird die Oberfläche des Funktionsbereichs abgetastet und daraus ein Abstandssignalverlauf erstellt. Es ergibt also aus der (erfassten) Form des Funktionsbereichs selbst der Typ des Funktionsbereichs. Die Oberflächenkontur The distance signal profile can in itself represent the profile of the distance from the (distance) sensor to any section and to any component of the functional area. It is preferably provided that the distance signal curve represents the surface contour of the functional area. This means that the surface of the functional area is scanned and a distance signal profile is created from it. The type of the functional area itself results from the (recorded) form of the functional area. The surface contour
dient also als Typ-Identifikationsmittel. thus serves as a type identification means.
Alternativ (oder zusätzlich) kann vorgesehen sein, dass als Identifikationsmittel zum Alternatively (or additionally) it can be provided that as identification means for
Erkennen des Typs des Funktionsbereichs ein im Funktionsbereich ausgebildeter Recognizing the type of functional area one trained in the functional area
Funktionsbereich, gelasert sein. Functional area, be lasered.
Es kann mit der Erkennungsvorrichtung aber nicht nur der Typ, sondern alternativ oder zusätzlich der Betriebszustand des Funktionsbereichs ermittelt werden. Ein Betriebszustand kann zum Beispiel die Schaltstellung des Funktionsbereichs sein. Mit Verweis auf den Funktionsbereich in Form einer Rückstromsperre kann beispielsweise zwischen der Schaltstellung „geschlossen“ und „offen“ unterschieden werden. Aufgrund des Abstandssignalverlaufs kann also rückgeschlossen werden, ob die Rückstromsperre gerade geöffnet oder geschlossen ist und ein entsprechendes Signal kann ausgegeben werden. Es können auch die Bewegungen des Sperrrings oder die Oszillation (orbitale Bewegung) der Spitze erfasst werden, um den Betriebszustand der Plastifizierschnecke zu identifizieren. Wenn Verfahrensparameter nicht optimal eingestellt sind, oszillieren die With the detection device, however, not only the type, but alternatively or additionally the operating state of the functional area can be determined. An operating state can be, for example, the switch position of the functional area. With reference to the functional area in the form of a non-return valve, for example, a distinction can be made between the switch position “closed” and “open”. On the basis of the distance signal curve, it can therefore be concluded whether the non-return valve is currently open or closed and a corresponding signal can be output. The movements of the locking ring or the oscillation (orbital movement) of the tip can also be recorded in order to identify the operating status of the plasticizing screw. If the process parameters are not set optimally, they oscillate
Plastifizierschnecke oder somit auch die Sperre im Zylinder. Plasticizing screw or thus the lock in the cylinder.
Es ist auch möglich, dass mit der Erkennungsvorrichtung zum Beispiel der Verschließ des Rückstromsperre (z. B. Verkürzung der Spitzenflügel) oder die Sperrringlänge gemessen wird. Ebenso kann die Anzahl der in der Rückstromsperre It is also possible for the detection device to measure, for example, the closing of the non-return valve (e.g. shortening of the tip wings) or the length of the locking ring. Likewise, the number of in the non-return valve
verwendeten Kugeln ermittelt werden. balls used can be determined.
Die Identifikation des Typs oder des Betriebszustands muss nicht in jedem Zyklus erfolgen. Die Erkennungsvorrichtung kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass nur nach einem Maschinenstopp oder nach einem Stillstand, der länger als eine vorgegebene Zeit dauert, ein Erkennen des Typs des Funktionsbereichs und/oder The type or the operating status does not have to be identified in every cycle. The detection device can for example be configured in such a way that the type of functional area and / or is detected only after a machine stop or after a standstill that lasts longer than a predetermined time
des Betriebszustands des Funktionsbereichs erfolgt. the operating status of the functional area takes place.
Aus dem ermittelten Typ des Funktionsbereichs und/oder Betriebszustands kann From the determined type of functional area and / or operating state
eine Vorgabe bzw. Empfehlung von Verarbeitungsparametern für die optimale a specification or recommendation of processing parameters for the optimal
Komponenten hinsichtlich der geeigneten Kunststoffe. Components with regard to the suitable plastics.
Die erfassten Daten ermöglichen eine Betriebsdatenerfassung. Besonders kann dies zur Errechnung eines Belastungskollektivs (kumulierte Belastung) verwendet werden. So kann errechnet werden, wie lange eine Rückstromsperre mit unterschiedlichen Parametern produziert hat. Dadurch wird auch eine präventive Wartung ermöglicht: Wenn eine gewisse Arbeitszeit erreicht ist, kann wieder eine Wartung erfolgen. Dadurch lassen sich die Wartungsintervalle steuern. Vor allem ergeben sich variable, The recorded data enable production data to be recorded. In particular, this can be used to calculate a collective load (accumulated load). In this way it can be calculated how long a non-return valve has produced with different parameters. This also enables preventive maintenance: when a certain working time has been reached, maintenance can be carried out again. This allows the maintenance intervals to be controlled. Above all, there are variable,
an den tatsächlichen Verbrauch angepasste Wartungsintervalle. Maintenance intervals adjusted to the actual consumption.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der hinterlegte Abstandssignalverlauf in einem Speicher der Plastifiziervorrichtung gespeichert ist According to a preferred exemplary embodiment, it is provided that the stored distance signal curve is stored in a memory of the plasticizing device
oder über eine Datenleitung von einer Cloud abrufbar ist. or can be called up from a cloud via a data line.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Erfassen des Abstandssignalverlaufs bei (um die Längsachse) drehender Plastifizierschnecke, bei entlang der Längsachse linear bewegbarer Plastifizierschnecke oder bei sich drehender und translatorisch Furthermore, it is preferably provided that the detection of the distance signal profile when the plasticizing screw rotates (around the longitudinal axis), when the plasticizing screw is linearly movable along the longitudinal axis or when it is rotating and translationally
(entlang der Längsachse) bewegbarer Plastifizierschnecke erfolgt. (along the longitudinal axis) movable plasticizing screw takes place.
Der hinterlegte Abstandssignalverlauf kann auf einem zum Funktionsbereich vorgegebenen Abstandssignalverlauf basieren. Das heißt, mit dem Einbau der Plastifizierschnecke wird ein zu dem Funktionsbereich oder zu den Funktionsbereichen passender Referenz-Abstandssignalverlauf hinterlegt. Dieser kann vom Produzenten der Plastifizierschnecke bereitgestellt werden. Alternativ ist es möglich, dass nach der Montage der Plastifizierschnecke ein einmaliger The stored distance signal profile can be based on a distance signal profile specified for the functional area. This means that when the plasticizing screw is installed, a reference distance signal curve that matches the functional area or the functional areas is stored. This can be provided by the manufacturer of the plasticizing screw. Alternatively, it is possible that after the assembly of the plasticizing screw a one-time
Erkennungslauf durchgeführt wird. Dabei wird ein Abstandssignalverlauf (Graph) Discovery run is performed. A distance signal course (graph)
werden. will.
Folgende Komponenten bzw. Bereiche können konkrete Funktionsbereiche bilden: The following components or areas can form specific functional areas:
— Bei einem Funktionsbereich in Form einer Rückstromsperre ist der Typ des Funktionsbereichs eine Kugelsperre, eine Flügelsperre, eine Kulissensperre, eine Mehrkugelsperre oder eine Ringrückstromsperre. - In the case of a functional area in the form of a non-return valve, the type of functional area is a ball lock, a wing lock, a link lock, a multi-ball lock or a ring non-return valve.
— Bei einem Funktionsbereich in Form eines Schneckengangs ist der Typ des Funktionsbereiches eine eingängige Schnecke, eine Barriereschnecke, eine zweigängige Schnecke, eine Meteringzone, eine Kompressionszone oder eine Einzugszone. - In the case of a functional area in the form of a spiral flight, the type of functional area is a single-flight screw, a barrier screw, a double-flight screw, a metering zone, a compression zone or a feed zone.
— Bei einem Funktionsbereich in Form eines Mischers ist der Typ des Funktionsbereichs ein Zahnscheibenmischer, ein Rautenmischer, ein - In the case of a functional area in the form of a mixer, the type of functional area is a toothed disk mixer, a diamond mixer
Schermischkopf, ein Scherteil, ein Wendelscherteil oder ein Maddock-Mischer. Shear mixing head, a shear part, a spiral shear part or a Maddock mixer.
Die Messung des Abstands kann an sich mit jedem geeigneten Sensor durchgeführt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Sensor als Schallsensor (vorzugsweise als Ultraschallsensor), als elektromagnetischer Sensor oder als kapazitiver Sensor The measurement of the distance can be carried out with any suitable sensor. It is preferably provided that the sensor is used as a sound sensor (preferably as an ultrasonic sensor), as an electromagnetic sensor or as a capacitive sensor
ausgebildet ist. is trained.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor wenigstens einen Messkopf aufweist. Besonders bevorzugt sind wenigstens zwei, entlang der Längsachse oder Furthermore, it is preferably provided that the sensor has at least one measuring head. At least two, along the longitudinal axis or, are particularly preferred
entlang dem Umfang voneinander beabstandete Messköpfe vorgesehen. measuring heads spaced apart from one another are provided along the circumference.
Der wenigstens eine Messkopf kann sich im Inneren des Plastifizierzylinders befinden. Er kann auch beabstandet zum Plastifizierzylinder angeordnet sein. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass der wenigstens eine Messkopf am Plastifizierzylinder, vorzugsweise an der Außenseite des Plastifizierzylinders, besonders bevorzugt in einer an der Außenseite des Plastifizerzylinders ausgebildeten Sackbohrung, angeordnet ist. Auch wenn zwei Messköpfe vorgesehen The at least one measuring head can be located inside the plasticizing cylinder. It can also be arranged at a distance from the plasticizing cylinder. However, it is preferably provided that the at least one measuring head is arranged on the plasticizing cylinder, preferably on the outside of the plasticizing cylinder, particularly preferably in a blind bore formed on the outside of the plasticizing cylinder. Even if two measuring heads are provided
sind, können diese jeweils in einer Sackbohrung angeordnet sein. are, they can each be arranged in a blind hole.
Formgebungsmaschine sein. Be a molding machine.
Die Erkennungsvorrichtung kann als Teil der Steuer- oder Regeleinheit ausgebildet sein. Alternativ kann die Erkennungsvorrichtung mit der Steuer- oder Regeleinheit in The detection device can be designed as part of the control or regulation unit. Alternatively, the detection device with the control or regulation unit in
signaltechnischer Verbindung stehen. signaling connection.
Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einer Protection is also desired for a molding machine with a
erfindungsgemäßen Plastifiziervorrichtung. plasticizing device according to the invention.
Die oben beschriebene Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Erkennen des Typs des Funktionsbereichs und/oder des Betriebszustands des Funktionsbereichs durchgeführt wird durch die Schritte Bewegen des Funktionsbereichs relativ zum Abstandssensor, Erfassen eines Abstandssignalverlaufs, Vergleichen des erfassten Abstandssignalverlaufs mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf und Ausgeben eines den Typ des Funktionsbereichs und/oder den Betriebszustand des Funktionsbereichs repräsentierenden Signals in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten The above-described object is also achieved by a method having the features of claim 15. Accordingly, the invention provides that the type of functional area and / or the operating state of the functional area is recognized by the steps of moving the functional area relative to the distance sensor, acquiring a distance signal curve, comparing the recorded distance signal curve with a stored distance signal curve and outputting the type of the functional area and / or the operating state of the functional area representing signal as a function of a match of the detected
Abstandssignalverlaufs mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf. Distance signal course with a stored distance signal course.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Further details and advantages of the present invention will become apparent from the description of the figures with reference to those shown in the drawings
Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen: Exemplary embodiments are explained in more detail below. Show in it:
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Formgebungsmaschine mit einer Plastifiziervorrichtung, Fig. 2-3 Schnitte durch den Plastifizierzylinder bei unterschiedlichen Stellungen Fig. 1 is a schematic side view of a molding machine with a plasticizing device, Fig. 2-3 sections through the plasticizing cylinder in different positions
der Plastifizierschnecke entlang der Längsachse, the plasticizing screw along the longitudinal axis,
7728 7728
Fig. 7 ein Diagramm mit einem beispielhaften Abstandssignalverlauf, 7 shows a diagram with an exemplary distance signal curve,
Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch einen Plastifizierzylinder und eine Plastifizierschnecke, 8 shows a schematic section through a plasticizing cylinder and a plasticizing screw,
Fig. 9 ein Diagramm mit einem zu Fig. 8 passenden Abstandssignalverlauf, FIG. 9 shows a diagram with a distance signal curve matching FIG. 8,
Fig. 10a-10c verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer Einkugelsperre, 10a-10c various representations of a non-return valve in the form of a single ball lock,
Fig. 11a-11c verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer Zentralkugelsperre, 11a-11c different representations of a non-return valve in the form of a central ball lock,
Fig. 12a+12b verschiede Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer 12a + 12b various representations of a non-return valve in the form of a
Mehrflügelsperre, Fig. 13 einen Querschnitt passend zu den Fig. 10a bis 10c, Fig. 14 einen Querschnitt passend zu den Fig. 11a bis 11c, Fig. 15 einen Querschnitt passend zu den Fig. 12a und 12b Fig. 16a eine Fronansicht passend zu Fig. 10c, Fig. 16b ein Diagramm mit einem zu Fig. 16a passenden Abstandssignalverlauf, Fig. 17a eine Fronansicht passend zu Fig. 11c, Fig. 17b ein Diagramm mit einem zu Fig. 17a passenden Abstandssignalverlauf, Fig. 18a eine Fronansicht passend zu Fig. 12c und Fig. 18b ein Diagramm mit einem zu Fig. 18a passenden Abstandssignalverlauf. Multi-wing lock, FIG. 13 a cross section matching FIGS. 10a to 10c, FIG. 14 a cross section matching FIGS. 11a to 11c, FIG. 15 a cross section matching FIGS. 12a and 12b, FIG. 16a a front view matching 10c, 16b show a diagram with a distance signal profile matching FIG. 16a, FIG. 17a a front view matching FIG. 11c, FIG. 17b a diagram with a distance signal profile matching FIG. 17a, FIG. 18a a front view matching FIG FIGS. 12c and 18b show a diagram with a distance signal profile that matches FIG. 18a.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht eine Formgebungsmaschine 2 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 2 weist (links dargestellt) eine Schließeinheit 11 auf. Diese Schließeinheit 11 umfasst eine bewegbare Formaufspannplatte 12, eine feststehende Formaufspannplatte 13, ein an den Formaufspannplatten 12 und 13 montiertes Formwerkzeug 14 und eine Antriebsvorrichtung 15 (zum Beispiel in Form eines Kniehebelsystems) für die bewegbare Formaufspannplatte 12. Im geschlossenen Formwerkzeug 14 ist In Fig. 1, a shaping machine 2 is shown in a schematic side view. This shaping machine 2 has a clamping unit 11 (shown on the left). This clamping unit 11 comprises a movable platen 12, a stationary platen 13, a mold 14 mounted on the platen 12 and 13 and a drive device 15 (for example in the form of a toggle system) for the movable platen 12. In the closed mold 14 is
wenigstens eine Kavität K ausgebildet. Die Formgebungsmaschine 2 weist (rechts dargestellt) eine Plastifiziervorrichtung 1 at least one cavity K is formed. The molding machine 2 has (shown on the right) a plasticizing device 1
auf. Diese Plastifiziervorrichtung 1 umfasst einen Plastifizierzylinder 3 und eine im on. This plasticizing device 1 comprises a plasticizing cylinder 3 and an im
Plastifizierzylinder 3 angeordnete, um eine Längsachse L drehbare und entlang der Plasticizing cylinder 3 arranged, rotatable about a longitudinal axis L and along the
K zu wenigstens einem Formgebungsteil (SpritzgieRteil) aus. K to at least one shaping part (injection molded part).
Die Plastifizierschnecke 4 weist wenigstens einen Funktionsbereich 5 auf. In Fig. 5 sind drei beispielhafte Funktionsbereiche 5 dargestellt — eine Rückstromsperre 5a, ein Mischer 5b und eine Schneckengangzone 5c. Jedem dieser Funktionsbereiche 5 ist ein Messkopf 6a eines Sensors 6 zugeordnet. Zusammen mit einer The plasticizing screw 4 has at least one functional area 5. In Fig. 5 three exemplary functional areas 5 are shown - a non-return valve 5a, a mixer 5b and a screw flight zone 5c. A measuring head 6a of a sensor 6 is assigned to each of these functional areas 5. Together with one
Auswerteeinheit 6b bildet jeder Messkopf 6a einen Sensor 6. Evaluation unit 6b, each measuring head 6a forms a sensor 6.
Die Plastifiziervorrichtung 2 weist eine Erkennungsvorrichtung 7 zum Erkennen des Typs T des Funktionsbereichs und/oder des Betriebszustands B des Funktionsbereichs 5 auf. Durch Bewegen des Funktionsbereichs 5 relativ zum Sensor 6 wird vom Sensor 6 ein Abstandssignalverlauf V erfasst. Konkret erfasst der Messkopf 6a des Sensors 6 den Abstand D zur Oberfläche des Funktionsbereichs 5. Während der Bewegung der Plastifizierschnecke 4 relativ zum Plastifizierzylinder 3 wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen (z. B. im Millisekunden-Bereich) eine neuer Wert des Abstands D erfasst. Die gesamten erfassten Messwerte des Abstands D ergeben einen erfassten Abstandssignalverlauf Viss. Dieser erfasste Abstandssignalverlauf Vist wird mit wenigstens einem (vorzugsweise in einem Speicher 8) hinterlegten Abstandssignalverlauf V,ef verglichen. In Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs Viss mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf V,e: wird ein den Typ T des Funktionsbereichs 5 und/oder den Betriebszustand B des Funktionsbereichs 5 repräsentierendes Signal St oder Sg The plasticizing device 2 has a detection device 7 for detecting the type T of the functional area and / or the operating state B of the functional area 5. By moving the functional area 5 relative to the sensor 6, a distance signal curve V is recorded by the sensor 6. Specifically, the measuring head 6a of the sensor 6 records the distance D to the surface of the functional area 5. During the movement of the plasticizing screw 4 relative to the plasticizing cylinder 3, a new value of the distance D is recorded at regular time intervals (e.g. in the millisecond range). The total recorded measured values of the distance D result in a recorded distance signal profile Viss. This detected distance signal profile Vist is compared with at least one (preferably in a memory 8) stored distance signal profile V, ef. Depending on whether the detected distance signal profile Viss corresponds to a stored distance signal profile V, e: a signal St or Sg representing the type T of the functional area 5 and / or the operating state B of the functional area 5 is generated
ausgegeben. issued.
Die Plastifiziervorrichtung 1 weist eine Steuer- oder Regeleinheit 10 auf. Die Erkennungsvorrichtung 7 steht mit dieser Steuer- oder Regeleinheit 10 in signaltechnischer Verbindung. Bevorzugt wird das den Typ T oder den The plasticizing device 1 has a control or regulating unit 10. The detection device 7 is in signaling connection with this control or regulation unit 10. The type T or the is preferred
Betriebszustand B repräsentierende Signal St oder Sg an diese Steuer- oder Operating state B representing signal St or Sg to this control or
repräsentieren. represent.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Plastifizierzylinder 3 mit einer Plastifizierschnecke 4. Der Plastifizierzylinder 3 weist einen Flansch 21 auf. An der Innenseite des Plastifizierzylinders 3 sind Sackbohrungen 9 ausgebildet. In diesen Sackbohrungen 9 ist jeweils ein Messkopf 6a eines Sensors 6 angeordnet. Der Funktionsbereich 5 ist als Rückstromsperre 5a ausgebildet. Die Rückstromsperre 5a weist den Sperrring 20, den Anschlag 22 (in diesem Fall ein Druckring) und mehrere Kugeln 23 (in diesem Fall Lagerkugeln) auf. Die Plastifizierschnecke 4 befindet sich gerade in einer Vorwärtsbewegung, was durch den Bewegungspfeil P angedeutet ist. Es findet auch gleichzeitig eine Drehbewegung um die Drehachse der Plastifizierschnecke 3 statt (siehe Bewegungspfeil R). Durch den Messkopf 6a wird 2 shows a section through a plasticizing cylinder 3 with a plasticizing screw 4. The plasticizing cylinder 3 has a flange 21. Blind bores 9 are formed on the inside of the plasticizing cylinder 3. A measuring head 6a of a sensor 6 is arranged in each of these blind bores 9. The functional area 5 is designed as a non-return valve 5a. The non-return valve 5a has the locking ring 20, the stop 22 (in this case a pressure ring) and several balls 23 (in this case bearing balls). The plasticizing screw 4 is currently moving forward, which is indicated by the movement arrow P. At the same time, there is also a rotary movement about the axis of rotation of the plasticizing screw 3 (see movement arrow R). The measuring head 6a is
die Distanz D zum Zeitpunkt t+ erfasst. the distance D is recorded at time t +.
In Fig. 3 ist wieder ein Schnitt durch denselben Plastifizierzylinder 3 dargestellt, wobei sich die Plastifizierschnecke 4 schon weiter vorwärts bewegt hat. In diesem Fall ist kein zweiter Messkopf 6a dargestellt. Durch den im Plastifizierzylinder 3 angeordneten Messkopf 6a wird die Distanz D zwischen der Oberfläche des In Fig. 3 a section is shown again through the same plasticizing cylinder 3, wherein the plasticizing screw 4 has already moved further forward. In this case, no second measuring head 6a is shown. The measuring head 6a arranged in the plasticizing cylinder 3 determines the distance D between the surface of the
Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt t2 erfasst. Functional area 5 recorded at time t2.
Auf die gleiche Weise wird gemäß Fig. 4 die Distanz D zwischen der Oberfläche des Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt tz erfasst. Mit der Position gemäß Fig. 4 ist die Vorwärtsbewegung der Plastifizierschnecke 4 abgeschlossen. Es erfolgt aber noch In the same way, according to FIG. 4, the distance D between the surface of the functional area 5 is detected at the point in time tz. With the position according to FIG. 4, the forward movement of the plasticizing screw 4 is completed. But it is still happening
eine weitere Drehbewegung. another turning movement.
Dazu passend ist in Fig. 5 ein radialer Querschnitt durch den Plastifizierzylinder 3 samt Plastifizierschnecke 4 dargestellt. Erkennbar sind die Kugeln 23 der Rückstromsperre 5a, welche in regelmäßigen Abständen zueinander um die Plastifizierschnecke 4 angeordnet sind. Der Messkopf 6a misst die Distanz D zur A radial cross section through the plasticizing cylinder 3 together with the plasticizing screw 4 is shown in FIG. The balls 23 of the non-return valve 5a can be seen, which are arranged at regular intervals from one another around the plasticizing screw 4. The measuring head 6a measures the distance D to
Oberfläche (konkret zur Sperrkugel 23) des Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt t4. Surface (specifically to the locking ball 23) of the functional area 5 at the time t4.
Gemäß Fig. 6 hat sich die Plastifizierschnecke 4 um den Winkel W weitergedreht. Dadurch hat sich die Distanz D zwischen dem Messkopf 6a und dem According to FIG. 6, the plasticizing screw 4 has continued to rotate through the angle W. As a result, the distance D between the measuring head 6a and the
Funktionsbereich 5 vergrößert. Diese Distanz D entspricht dem Zeitpunkt ts. Functional area 5 enlarged. This distance D corresponds to the point in time ts.
Die erfassten Distanzen D zu den Zeitpunkten t4 bis ts werden von der Erkennungsvorrichtung 7 zu einem Abstandssignalverlauf V zusammengefasst. Ein beispielhafter Abstandssignalverlauf V ist im Diagramm gemäß Fig. 7 veranschaulicht. Die Ordinate dieses Diagramms zeigt die vom Sensor 6 erfasste Distanz D. Die Abszisse dieses Diagramms zeigt die Zeit t. Beispielhaft sind die Distanzen D zu den verschiedenen Zeitpunkten t+ bis ts angegeben. Dieser Abstandssignalverlauf V kann einem erfassten Abstandssignalverlauf Vist oder einem The detected distances D at the times t4 to ts are combined by the detection device 7 to form a distance signal curve V. An exemplary distance signal profile V is illustrated in the diagram according to FIG. 7. The ordinate of this diagram shows the distance D detected by the sensor 6. The abscissa of this diagram shows the time t. The distances D at the various times t + to ts are given by way of example. This distance waveform V can be a detected distance waveform Vist or a
hinterlegten Abstandssignalverlauf V,e: entsprechen. deposited distance signal curve V, e: correspond.
In anderen Worten können die Fig. 2 bis 7 wie folgt beschrieben werden: Bei einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Plastifizierschnecke 4 wird ein Messbereich eines Sensors 6 überstrichen. Der Sensor 6 kann im Flansch 21 oder im Plastifizierzylinder 3 montiert sein. Der Sensor 6 kann als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Während der axialen Bewegung werden die Abstände D zur Kontur der Schneckenspitze und damit verbundenen Bauteile vermessen und aufgezeichnet. Das erhaltene Signal entspricht dem Abstand D zu einer Reflektionsfläche bzw. Topographie an einem oder mehreren Bauteilen der Plastifizierschnecke 4 (z. B. Rückstromsperre 5a oder Mischteile). Während der Bewegung ergibt sich der Abstandssignalverlauf V in Abhängigkeit von der Zeit t, der Position entlang der Längsachse L und dem Winkel W, der mit der Drehzahl normiert wird. Je nach Grundform des Funktionsbereichs 5 ergibt sich ein charakteristischer Verlauf, der dem Typ T des Funktionsbereichs 5 eindeutig zugewiesen werden kann. Zum Vergleich der charakteristischen Abstandssignalverläufe V werden diese in In other words, FIGS. 2 to 7 can be described as follows: When the plasticizing screw 4 moves forwards or backwards, a measuring range of a sensor 6 is swept over. The sensor 6 can be mounted in the flange 21 or in the plasticizing cylinder 3. The sensor 6 can be designed as an ultrasonic sensor. During the axial movement, the distances D to the contour of the screw tip and the associated components are measured and recorded. The signal obtained corresponds to the distance D to a reflection surface or topography on one or more components of the plasticizing screw 4 (e.g. non-return valve 5a or mixing parts). During the movement, the distance signal curve V results as a function of time t, the position along the longitudinal axis L and the angle W, which is normalized with the speed. Depending on the basic shape of the functional area 5, a characteristic curve results which can be clearly assigned to the type T of the functional area 5. To compare the characteristic distance signal curves V, these are shown in
Abhängigkeit von der Position während des zeitlichen Verlaufs und der Drehzahl ins Dependence on the position during the course of time and the speed ins
Verhältnis gesetzt und die so erhaltenen Graphen werden durch übereinanderlegen Relationship is set and the graphs obtained in this way are superimposed by
verglichen. compared.
In Fig. 8 ist ein schematischer Schnitt durch einen Plastifizierzylinder 3 und eine Plastifizierschnecke 4 dargestellt. Die Plastifizierschnecke 4 weist einen Funktionsbereich 5 in Form einer Schneckengangzone 5c auf. Diese Schneckengangzone 5c weist eine oder mehrere, helixförmig um die In Fig. 8 a schematic section through a plasticizing cylinder 3 and a plasticizing screw 4 is shown. The plasticizing screw 4 has a functional area 5 in the form of a screw flight zone 5c. This screw flight zone 5c has one or more, helically around the
Plastifizierschnecke 4 gewundene Schneckengänge 24 auf. Plasticizing screw 4 coiled screw flights 24.
Wenn sich die Plastifizierschnecke 4 gemäß Fig. 8 in Richtung des Bewegungspfeils P bewegt und/oder wenn sich die Plastifizierschnecke 4 um die Längsachse L dreht, so wird durch den Sensor 6 ein Abstandssignalverlauf Vist erfasst. Dieser ist in Fig. 9 veranschaulicht. Die Erhebungen im Abstandssignalverlauf Viss entsprechenden den nutförmigen Schneckengänge 24, da dort der Abstand D zum Sensor 6 größer ist als im Bereich der Schneckenstege 25. Der erfasste Abstandssignalverlauf Viss ergibt ein charakteristisches Signal, welches mit hinterlegten Abstandssignalverläufen Vrer verglichen wird. In Abhängigkeit einer Übereinstimmung wird der erkannte Typ T des Funktionsbereichs 5 ausgegeben. Hinterlegte Abstandssignalverläufe V,e: können in When the plasticizing screw 4 according to FIG. 8 moves in the direction of the movement arrow P and / or when the plasticizing screw 4 rotates about the longitudinal axis L, the sensor 6 detects a distance signal curve Vist. This is illustrated in FIG. 9. The elevations in the distance signal curve Viss correspond to the groove-shaped screw flights 24, since there the distance D to the sensor 6 is greater than in the area of the screw flights 25. The recorded distance signal curve Viss produces a characteristic signal which is compared with the stored distance signal curves Vrer. The recognized type T of the functional area 5 is output as a function of a match. Stored distance signal curves V, e: can be found in
einer Art Bibliothek digital gespeichert sein. stored digitally in a kind of library.
Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre 5a. Fig. 10a zeigt eine Seitenansicht, Fig. 10b einen Querschnitt und Fig. 10c eine Frontansicht. In diesem Fall ist die Rückstromsperre 5a als sogenannte Einkugelsperre mit einer einzigen (Sperr)-Kugel 23 und einem Sperrring 20 FIGS. 10a, 10b and 10c show different representations of a non-return valve 5a. FIG. 10a shows a side view, FIG. 10b shows a cross section and FIG. 10c shows a front view. In this case, the non-return valve 5a is a so-called single-ball lock with a single (locking) ball 23 and a locking ring 20
ausgebildet. educated.
Demgegenüber zeigen die Fig. 11a (Seitenansicht), 11b (Querschnitt) und 11c (Frontansicht) eine Rückstromsperre 5a in Form Zentralkugelsperre. Hier bildet die Kugel 23 samt dem Kugelsitz ein Kugelventil. Diese Rückstromsperre 5a weist im Bereich der Schneckenspitze 27 mehrere regelmäßig um die Längsachse L In contrast, FIGS. 11a (side view), 11b (cross section) and 11c (front view) show a non-return valve 5a in the form of a central ball lock. Here the ball 23 together with the ball seat forms a ball valve. This non-return valve 5a has several regularly around the longitudinal axis L in the region of the screw tip 27
angeordnete Ausströmöffnungen 26 auf. arranged outflow openings 26.
Die Fig. 12a (Querschnitt) und 12b (Frontansicht) zeigen eine Ring-Rückstromsperre 5a in Form einer Mehrflügelsperre. In diesem Fall weist die Mehrflügelsperre drei um 12a (cross section) and 12b (front view) show a ring non-return valve 5a in the form of a multi-vane barrier. In this case, the multi-leaf lock will redirect three
die Längsachse L angeordnete, regelmäßig voneinander beabstandete Flügel 28 auf. the longitudinal axis L arranged, regularly spaced wings 28 on.
Die Fig. 13 zeigt eine Rückstromsperre 5a gemäß Fig. 10b, welche in einem Fig. 13 shows a non-return valve 5a according to FIG. 10b, which in a
Plastifizierzylinder 3 angeordnet ist. Plasticizing cylinder 3 is arranged.
Fig. 14 zeigt eine Rückstromsperre 5a gemäß Fig. 11b, welche in einem Fig. 14 shows a non-return valve 5a according to FIG. 11b, which in a
Plastifizierzylinder 3 mit einem Messkopf 6a angeordnet ist. Plasticizing cylinder 3 is arranged with a measuring head 6a.
Die Fig. 15 zeigt eine im Plastifizierzylinder 3 angeordnete Rückstromsperre 5a 15 shows a non-return valve 5a arranged in the plasticizing cylinder 3
gemäß Fig. 12a. according to Fig. 12a.
Fig. 16a zeigt die Frontansicht gemäß 10c und schematisch des Messkopf 6a. Während des Drehens der Plastifizierschnecke 4 tastet der Messkopf 6a den Funktionsbereich 5 — in diesem Fall die Oberfläche der als Zentralkugelsperre ausgebildeten Rückstromsperre 5a — ab. Dadurch ergibt sich der charakteristische Abstandssignalverlauf Vist gemäß Fig. 16b. Die Erhöhungen im Abstandssignalverlauf Viss entsprechen den seitlichen Abflachungen 29 an der 16a shows the front view according to 10c and schematically of the measuring head 6a. During the rotation of the plasticizing screw 4, the measuring head 6a scans the functional area 5 - in this case the surface of the non-return valve 5a designed as a central ball lock. This results in the characteristic distance signal curve Vist according to FIG. 16b. The increases in the distance signal curve Viss correspond to the lateral flattened areas 29 on the
Rückstromsperre 5a. Non-return valve 5a.
Demgegenüber zeigt Fig. 17a die Frontansicht gemäß Fig. 11c. Durch Abtasten der Oberfläche durch den Messkopf 6a (wie in Fig. 14 angedeutet), ergibt sich der Abstandssignalverlauf Visı gemäß Fig. 17b. Gut erkennbar sind die regelmäßig angeordneten Erhöhungen, in welchen die Distanz D größer ist und welche den In contrast, FIG. 17a shows the front view according to FIG. 11c. By scanning the surface with the measuring head 6a (as indicated in FIG. 14), the distance signal curve Visı according to FIG. 17b results. The regularly arranged elevations in which the distance D is greater and which is clearly visible are clearly visible
einzelnen Ausströmöffnungen 28 in der Schneckenspitze 27 entsprechen. individual outflow openings 28 in the screw tip 27 correspond.
Fig. 18a zeigt die Frontansicht gemäß Fig. 12b einer Rückstromsperre 5a in Form einer Mehrflügelsperre. Im in Fig. 18b dargestellten, erfassten Abstandssignalverlauf Vist entsprechen die Erhöhungen den Einkerbungen zwischen den Flügeln 28 der 18a shows the front view according to FIG. 12b of a non-return valve 5a in the form of a multi-vane barrier. In the detected distance signal curve Vist shown in FIG. 18b, the elevations correspond to the notches between the blades 28 of FIG
Schneckenspitze 27. Snail tip 27.
Bezugszeichenliste: List of reference symbols:
1 Plastifiziervorrichtung 1 plasticizing device
6a 6b 6a 6b
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
13 13
Formgebungsmaschine Plastifizierzylinder Plastifizierschnecke Funktionsbereich Rückstromsperre Forming machine plasticizing cylinder plasticizing screw functional area non-return valve
Mischer mixer
Schneckengangzone Worm gear zone
Sensor sensor
Messkopf Measuring head
Auswerteeinheit Erkennungsvorrichtung Evaluation unit recognition device
Speicher Storage
Sackbohrung Blind hole
Steuer- oder Regeleinheit Schließeinheit Control or regulation unit, clamping unit
bewegbare Formaufspannplatte feststehende Formaufspannplatte Formwerkzeug Antriebsvorrichtung für bewegbare Formaufspannplatte Antriebsvorrichtung für Plastifizierschnecke Bildschirm movable platen fixed platen molding tool drive device for movable platen drive device for plasticizing screw screen
Einfülltrichter Filling funnel
Einspritzkanal Injection port
Sperrring Locking ring
Flansch flange
Anschlag attack
Kugeln (Sperrkugel oder Lagerkugeln) Schneckengänge Schneckenstege Ausströmöffnungen Schneckenspitze Balls (locking ball or bearing balls) screw flights screw flights outflow openings screw tip
Flügel wing
seitliche Abflachungen lateral flattenings
Längsachse Longitudinal axis
D Abstand D distance
T Typ des Funktionsbereichs T Type of functional area
B Betriebszustand des Funktionsbereichs V Abstandssignalverlauf B Operating state of the functional area V Distance signal curve
Vist erfasster Abstandssignalverlauf Vist detected distance waveform
Vrer hinterlegter Abstandssignalverlauf Vrer deposited distance signal curve
St Typ repräsentierendes Signal St type representing signal
Se Betriebszustand repräsentierendes Signal P Bewegungspfeil Se operating state representing signal P movement arrow
R Bewegungspfeil R movement arrow
W Winkel W angle
Innsbruck, am 25. April 2019 Innsbruck, April 25, 2019
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