AT525098B1 - Einspritzeinheit, Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzeinheit und Verfahren zum Überprüfen einer Einspritzeinheit - Google Patents

Abstract

Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine (2) umfassend - wenigstens einen Einspritzzylinder (3), - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke (5), - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6), um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) zu verhindern, - wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit (7), die dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke (5) zu steuern oder zu regeln und - wenigstens einen Sensor (8) zur Ermittlung einer axialen Position der Einspritzschnecke (5), wobei die axiale Position der Einspritzschnecke (5) ein Maß für das Volumen des Massepolsters ist, wobei die wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) auf eine sich durch Verschleiß der Rückstromsperre (6) hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 4, eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzeinheit, ein Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Einspritzeinheit, sowie ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Speichermedium zur Überprüfung wenigstens einer Einspritzeinheit.

[0002] Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Masse einem offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.

[0003] Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgussmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein für Formgebungsmaschinen.

[0004] Gattungsgemäße Einspritzeinheiten für Spritzgussmaschinen umfassen

- wenigstens einen Einspritzzylinder,

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke und

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre, um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke zu verhindern.

[0005] Entsprechende aus dem Stand der Technik geläufige Einspritzeinheiten können somit eine plastifizierte Masse, welche sich im Einspritzzylinder befindet, über eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke entlang einer Längsachse der Einspritzschnecke ausschieben. Dies geschieht meistens über eine Einspritzseite des Einspritzzylinders, welche oft als Einspritzdüse ausgebildet ist.

[0006] Um dem Einspritzzylinder plastifizierte Masse zuführen zu können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, diese über die Einspritzschnecke - genauer gesagt: durch eine Rotationsbewegung der Einspritzschnecke - zu plastifizieren und entlang der Längsachse der Einspritzschnecke in einen Schneckenvorraum zu fördern, aus welchem anschließend über die Einspritzbewegung der Einspritzschnecke die plastifizierte Masse aus dem Einspritzzylinder ausgeschoben wird.

[0007] Um ein entsprechendes Fördern plastifizierter Masse entlang der Einspritzschnecke zuzulassen, jedoch ein Rückfließen der plastifizierten Masse während der Einspritzbewegung bzw. der Ausschubbewegung aus dem Einspritzzylinder zu verhindern, werden Rückstromsperren vorgesehen.

[0008] Da die Rückstromsperre im Einspritzzylinder ein bewegtes Bauteil darstellt und kontinuierlich mit vorbeifließendem plastifizierten Material in Verbindung steht, ist die Rückstromsperre Reibung ausgesetzt, welche Reibung unweigerlich zu einem Verschleiß führt.

[0009] Es ist aus dem Stand bekannt, dass Rückstromsperren ein Verschleißteil der Einspritzeinheit darstellen und zu einem vorgegebenen Serviceintervall ausgetauscht werden müssen, da sie aufgrund des Verschleißes nach gegebener Zeit nicht mehr die benötigte Prozessgenauigkeit gewährleisten können.

[0010] Auch wenn während des kontinuierlichen Verschleißes der Rückstromsperre Prozessparameter der Spritzgussmaschine darauf eingestellt werden können, um der wachsenden Ungenauigkeit durch den Verschleiß entgegenzuwirken, ist eine Grenze gegeben, bei der es nicht mehr möglich ist, den Verschleiß durch Anpassung von Prozessparametern der Spritzgussmaschine entgegenzuwirken und die Rückstromsperre getauscht werden muss.

[0011] Folglich ergibt sich aus dem Stand der Technik das Bestreben, einen genauen vorliegenden Zustand der Rückstromsperre feststellen zu können, um den Prozessparameter oder ein Serviceintervall genauer bestimmen zu können.

[0012] Weiters ist es bekannt (wie beispielsweise durch die EP 2 000 281 A1 oder die DE 10 2017 004 374 A1), durch erfasste Prozessparameter während des Produktionszyklus der Spritzgussmaschine (wie beispielsweise ein Lastmoment einer Plastifizierschnecke) auf einen Verschleiß der Rückstromsperre rückzuschließen, wobei anschließend die Prozessparameter dem wachsenden Verschleiß angepasst werden.

[0013] Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass die Prozessparameter lediglich einer bereits vorliegenden Prozessabweichung nachgeführt werden können. Es wird somit nicht der vorliegende Verschleiß gemessen, sondern eine Abweichung, die als Verschleiß deklariert wird (jedoch auch durch andere Parameter, wie beispielsweise eine Veränderung der Einstellbarameter, hervorgerufen sein könnte).

[0014] Weiters ergibt sich aus diesen Methoden der Nachteil, dass durch den laufenden Prozess (durch beispielsweise sich verändernde Materialqualitäten, Materialverunreinigungen oder Temperaturabweichungen) Messungenauigkeiten entstehen, welche nur durch aufwendige und komplexe Regelungsstrategien zu dennoch annehmbaren Rückschlüssen auf einen Verschleiß der Rückstromsperre führen, wie es beispielsweise durch die DE 10 2019 128 177 A1 oder die DE 10 2018 007 641 A1 beschrieben wird.

[0015] Beispielsweise ist es aus der AT 521585 A1 bekannt, die Rückstromsperre über Ultraschallsensoren, welche am Einspritzzylinder angeordnet werden, zu überwachen und aus den Messergebnissen des Ultraschallsensors eine Größe und/oder einen Verschleiß der Rückstromsperre abzuschätzen. Jedoch macht es dies erforderlich, aufwendige und teure Messsensorik am Einspritzzylinder anzuordnen, welche auch durch die thermischen hohen Beanspruchungen eine kurze Lebensdauer aufweisen. Um die Lebensdauer der Sensorik zu erhöhen, könnte temperaturfeste Sensorik verwendet werden, welche jedoch um ein Vielfaches aufwändiger und daher teurer ist.

[0016] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einspritzeinheit, ein Verfahren, eine Formgebungsmaschine, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Speichermedium bereitzustellen, womit ein Verschleiß der Rückstromsperre einfach festzustellen ist und/oder frühzeitig vor dessen Einfluss auf den Produktionszyklus erfasst werden kann und/oder unter möglichst geringer Beeinträchtigung des Fertigungsprozesses messtechnisch zugänglich wird und/oder durch einfache Mittel - vorzugsweise kostengünstig - erfassbar wird.

[0017] Hinsichtlich der Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 4 gelöst. Weiters wird Schutz begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Einspritzeinheit.

[0018] Hinsichtlich des Verfahrens wird die gestellte Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 16 und/oder 17 gelöst, hinsichtlich des Computerprogrammproduktes mit den Merkmalen der Ansprüche 18 und/oder 19 und bezüglich des computerlesbaren Speichermediums mit den Merkmalen des Anspruchs 20.

[0019] Vorteilhafte Ausführungsformen sind anhand der abhängigen Ansprüche definiert.

[0020] Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Masse einem offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.

[0021] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, ein erfindungsgemäßes Verfahren, ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt und/oder ein erfindungsgemäßes computerlesbares Speichermedium kann oder können durch ihren Einsatz in bereits bekannten Ausführungsvarianten des Standes der Technik, wie beispielsweise in der Beschreibungseinleitung beschrieben, ihren Einsatz finden und nachträglich installiert werden.

[0022] In einer ersten Variante der Erfindung geschieht dies, indem die Einspritzeinheit folgendes umfasst: - wenigstens einen Einspritzzylinder,

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke,

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete mit der Einspritzschnecke axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre, um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Plastifizierzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke zu verhindern,

- wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit, die dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke zu steuern oder zu regeln und

- wenigstens einen Sensor zur Ermittlung einer axialen Position der Einspritzschnecke, wobei die axiale Position der Einspritzschnecke ein Maß für das Volumen des Massepolsters ist,

wobei die wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke

axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors auf eine sich durch

Verschleiß der Rückstromsperre hervorgerufene (insbesondere volumenmäßige und/oder mas-

semäßige) Verringerung des Massepolsters zu schließen.

[0023] Auf diese Art und Weise kann eine Dichtheit einer Rückstromsperre schnell und kostengünstig ermittelt werden, wobei über die Dichtheit der Rückstromsperre auf einen Verschleiß der Rückstromsperre geschlossen werden kann.

[0024] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors ein für die Dichtheit der Rückstromsperre repräsentatives Signal auszugeben.

[0025] Es kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors einen radialen Verschleiß der Rückstromsperre, vorzugsweise einen (durch Verschleiß geänderten) Abstand zwischen einer inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders und der darin angeordneten Rückstromsperre, zu bestimmen.

[0026] Alternativ oder zusätzlich kann in einer zweiten Variante der Erfindung vorgesehen sein,

dass die Einspritzeinheit folgendes umfasst:

- wenigstens einen Einspritzzylinder,

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke,

- eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre, um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke zu verhindern,

- wenigstens einer Steuer- oder Regeleinheit, die dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke zu steuern oder zu regeln und

- wenigstens ein Sensor zur Ermittlung einer axialen Position der Einspritzschnecke,

wobei die wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, während einer ersten

Druckphase die Einspritzschnecke axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um

einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausge-

bildet ist,

- die Einspritzschnecke während einer anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben,

- die Einspritzschnecke während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und

- mithilfe des wenigstens einen Sensors axiale Positionen und/oder eine Veränderung zwischen den axialen Positionen der Einspritzschnecke während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase zu ermitteln und daraus einen Verschleiß der Rückstromsperre zu bestimmen.

[0027] Die Veränderung der Position der Einspritzschnecke ist somit als Veränderung des Massepolsters (sozusagen die Veränderung dessen Masse oder Volumens) umzulegen.

[0028] Dementsprechend kann somit während einer ersten Druckphase eine axiale Position der Einspritzschnecke festgestellt werden. Anschließend wird in einer ersten Rückzugsphase die Einspritzschnecke zurückgezogen und dem Massepolster über die Rückstromsperre somit eine weitere (plastifizierte) Masse zugeführt. Mit Aufbau einer zweiten anschließenden Druckphase schließt die Rückstromsperre wiederum und es wird ein Druck auf den nun vergrößerten Massepolster aufgebaut, wobei wiederum eine axiale Position der Einspritzschnecke gemessen werden kann.

[0029] Über diese zwei axial gemessenen Positionen während der Druckphasen und dem Wissen über die Rückzugbewegung der Einspritzschnecke kann nun darauf rückgeschlossen werden, wie groß der Massepolster ist und sein sollte unter der Voraussetzung, dass die Rückstromsperre rechtzeitig geschlossen hat und keinen Verschleiß aufweist.

[0030] Wenn sich nun der Massepolster in der zweiten Druckphase (gegenüber einer Referenzmessung zum Beispiel) vergrößert, kann auf einen Verschleiß der Rückstromsperre rückgeschlossen werden, da diese offensichtlich durch den Verschleiß während der Rückzugsphase einen höheren Massestrom zum Massepolster zulässt, womit sich der Massepolster vergrößert.

[0031] Beiden Varianten der Erfindung liegt zugrunde, dass ein Verschleiß der Rückstromsperre durch geschicktes Ansteuern der Einspritzschnecke und Beobachten der Position der Einspritzschnecke erfasst werden kann.

[0032] Darunter, dass die Einspritzschnecke angesteuert wird (Druckbeaufschlagung oder Verschieben), ist selbstverständlich zu verstehen, dass Antriebe der Einspritzschnecke so angesteuert werden, dass sich entsprechende Druckbeaufschlagung oder Verschiebung der Einspritzschnecke einstellt.

[0033] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke während einer zweiten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben und vorzugsweise während einer wiederum anschließenden dritten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster auszuüben. Die zweite Rückzugsphase wird bevorzugt anschließend an die zweite Druckphase durchgeführt.

[0034] Darunter, dass Phasen aneinander anschließend durchgeführt werden, wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die Phasen direkt aneinander anschließend durchgeführt werden oder dass sich ein zeitlicher Abstand ergibt, während dessen optional weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden können.

[0035] Es ist zu bemerken, dass die Erfindung nicht auf zwei oder drei Druckphasen oder Rückzugsphasen beschränkt ist. Tatsächlich kann durch Durchführen einer Vielzahl (von Druck- und Rückzugsphasen das heißt, mehr als zwei oder drei Rückzugsphasen) die Genauigkeit der Erfassung des Verschleißes gemäß der zweiten Variante der Erfindung verbessert werden.

[0036] Es kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke während der ersten Rückzugsphase und/oder während der zweiten Rückzugsphase um eine vorgebbare Distanz axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben. Diese vorgebbare Distanz kann beispielsweise frei wählbar sein, wobei besonders bevorzugt messtechnisch eine größere Messgenauigkeit bereitgestellt werden könnte, wenn die Distanz, um welche die Einspritzschnecke axial entlang ihrer Längsachse zurückgezogen wird, größer gewählt wird.

[0037] Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke während der ersten Rückzugsphase und/oder während der zweiten Rückzugsphase in einem vorgebbaren Zeitraum und/oder mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit und/oder in einem vorgebbaren Bewegungsprofil axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben.

[0038] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors ein für ein Ansprechverhalten, vorzugsweise für einen axialen Verschleiß der Rückstromsperre, repräsentatives Signal auszugeben,

wobei dieses Ansprechverhalten, beispielsweise bei einer Ringrückstromsperre, aussagekräftig für einen axialen Verschleiß ist.

[0039] Ein Massepolster ist im Zuge des vorliegenden Dokumentes als Masse zu verstehen, welche im Einspritzzylinder bei - vorzugsweise vollständig - geschlossener Rückstromsperre zwischen der Einspritzschnecke und einer Austragöffnung des wenigstens eines Einspritzzylinders vorliegt. Die Position der Einspritzschnecke wird dadurch zum Maß für das Volumen des Massepolsters, das vor der Rückstromsperre aufgestaut ist.

[0040] Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einspritzschnecke rotatorisch um ihre Längsachse antreibbar ist, womit vorzugsweise eine Plastifizierung eines zu plastifizierenden Materials durchführbar ist. Einspritzschnecken, welche axial und rotierend bewegbar sind, arbeiten zumeist zyklisch, wobei das plastifizierbare Material zunächst durch die rotierende Bewegung plastifiziert wird und anschließend durch eine axiale Bewegung aus dem wenigstens einen Einspritzzylinder ausgeschoben - und vorzugsweise in eine Formkavität eingespritzt - wird.

[0041] Es kann vorgesehen sein, dass die Rückstromsperre als Ringrückstromsperre ausgeführt ist, wobei ein Sperrring axial zwischen einer ersten Anschlagposition an zumindest zwei in Bezug auf die Längsachse winkelversetzten Stegen und einer zweiten Anschlagposition an einem umlaufenden Druckring bewegbar ist.

[0042] Die Erfindung kann aber ebenso bei anderen Typen von Rückstromsperren (beispielsweise Kugelrückstromsperre) eingesetzt werden.

[0043] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einspritzeinheit wenigstens eine Einspritzdüse aufweist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die folgenden Schritte bei verschlossener Einspritzdüse auszuführen:

- die Einspritzschnecke axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen und auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors auf die sich durch Verschleiß der Rückstromsperre hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen und/oder

- während einer ersten Druckphase die Einspritzschnecke axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, die Einspritzschnecke während der anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben, die Einspritzschnecke während der anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen und mithilfe des wenigstens einen Sensors die axialen Positionen und/oder die Veränderung zwischen den axialen Positionen der Einspritzschnecke während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase zu ermitteln und daraus den Verschleiß der Rückstromsperre zu bestimmen

[0044] Eine verschlossene Einspritzdüse kann beispielsweise durch einen in einem vorherigen Produktionszyklus erstarrten Anguss erzeugt werden. Ebenso ist es denkbar, dass Verschlussdüsen oder dergleichen zum Einsatz kommen.

[0045] Es kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, den Verschleiß der Rückstromsperre in einem von einem Produktionszyklus gesonderten Prüfzyklus durchzuführen.

[0046] Somit kann es vorgesehen sein, dass vor oder nach einem Produktionszyklus ein Prüfzyklus durchgeführt wird, um einen Verschleiß der Rückstromsperre zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Produktion oder der Produktionszyklus von einem oder mehreren Prüfzyklen unterbrochen wird, wobei im laufenden Betrieb sporadisch oder zu vorbestimmten Zeitpunkten eine Überprüfung der Rückstromsperre erfolgt. Besonders bevorzugt könnte es auch vorgesehen sein, dass bei einer Abweichung eines Prozessparameters (gröBer oder kleiner eines vorgebbaren Grenzwertes oder außerhalb eines Toleranzbereiches) während eines Produktionszyklus der Formgebungsmaschine (beispielsweise automatisch und/oder nach Zustimmung eines Bedieners) in einen Prüfzyklus gewechselt wird, um einen Verschleiß der Rückstromsperre zu überprüfen.

[0047] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Meldung auszugeben, falls der durch die Steuer- oder Regeleinheit bestimmte Verschleiß einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet.

[0048] Grenzwerte können beispielsweise durch Versuche ermittelt werden und in der Steueroder Regeleinheit hinterlegt sein. Diese Grenzwerte können beispielsweise als Bereiche angegeben werden, worin sich die Messwerte streuen dürfen und eine akzeptable Messungenauigkeit und/oder Zufallsstreuung berücksichtigt wird. Alternativ oder zusätzlich können diese Grenzwerte auch über Berechnungen, Simulationen oder auch durch Erfahrungswerte definiert werden. Durchaus denkbar ist auch, dass Grenzwerte individuell durch einen Bediener (beispielsweise je nach Einsatzgebiet der Erzeugnisse) festlegbar sind. Die Grenzwerte können als Funktionen, Zahlen, Toleranzband oder auch als Graph in der Steuer- oder Regeleinheit hinterlegt sein.

[0049] Auch Ausgestaltungen sind denkbar, bei denen Grenzwerte an externen Speichersystemen oder auch beispielsweise in der Analyseeinheit hinterlegt sind, wobei die Grenzwerte durch die Steuer- oder Regeleinheit abrufbar sind. Somit wäre es auch möglich Grenzwerte in einem externen Speichersystemen oder der Analyseeinheit unabhängig von der Steuer- oder Regeleinheit zu verändern oder anzupassen.

[0050] Es kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, die Meldung in Form eines Alarms auszugeben und/oder die Meldung in Form einer Veränderung eines Steuersignals für die Einspritzeinheit auszugeben. Eine Meldung kann beispielsweise in verschiedensten Formen für einen Bediener, einen Betreiber oder eine kooperierende Steueroder Regeleinheit bereitgestellt werden, wie beispielsweise durch ein visuelles Signal, ein Steuersignal, digitale Signale, in einer Cloud hinterlegte Signale oder ähnliches.

[0051] Es kann vorgesehen sein, dass ein Prozessparameter, eine Prozesszeit oder eine Prozessgeschwindigkeit durch die Steuer- oder Regeleinheit bei Vorliegen einer Meldung angepasst wird, um beispielsweise einen Verschleiß der Rückstromsperre regelungstechnisch zu erfassen und diesen zu berücksichtigen, sodass der Verschleiß keinen Einfluss auf die Prozessqualität hat.

[0052] Besonders bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass die Einspritzeinheit bei Vorliegen einer Meldung stillgelegt wird.

[0053] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit mit einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Zustandes der Rückstromsperre und/oder eines Zustandes des wenigstens einen Einspritzzylinders verbunden oder verbindbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung baulich getrennt von der Steuer- oder Regeleinheit ausgebildet ist und mit dieser in signalleitender Verbindung steht.

[0054] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit eine Ansteuereinheit

und eine Analyseeinheit aufweist, welche vorzugsweise über eine Datenfernübertragungsverbin-

dung miteinander verbunden sind, wobei die Analyseeinheit dazu ausgebildet ist,

- auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors auf eine sich durch Verschleiß der Rückstromsperre hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen und/oder

- aus den axialen Positionen und/oder der Veränderung der axialen Positionen der Einspritzschnecke einen Verschleiß der Rückstromsperre zu bestimmen.

[0055] Es kann vorgesehen sein, dass die Funktion der Ansteuereinheit, der Auswerteeinheit, der Anzeigevorrichtung und/oder der Steuer- oder Regeleinheit eine zentrale Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine übernimmt. Jedoch ist es auch möglich, dass die Ansteuereinheit, Auswerteeinheit, Anzeigevorrichtung und/oder die Steuer- oder Regeleinheit über ein LAN, WLAN und/oder eine Datenfernübertragungsverbindung (zum Beispiel Internet) mit der Einspritzeinheit verbunden oder verbindbar ist. Auch Mischformen sind denkbar, wobei gewisse erfindungsgemäße Funktionen der Ansteuereinheit, Auswerteeinheit und/oder Steuer- oder Regeleinheit an der Formgebungsmaschine realisiert werden (z.B. Ansteuerung der Einspritzschnecke) und gewisse andere erfindungsgemäße Funktionen (z.B. Berechnung des Verschleißes) fern von der Formgebungsmaschine realisiert werden.

[0056] Durchaus denkbar ist auch eine Ausführungsform, in welcher die Ansteuereinheit, Auswerteeinheit, Anzeigeeinheit und/oder die Steuer- oder Regeleinheit durch baulich und/oder räumlich getrennte Recheneinheiten ausgebildet sind, welche Recheneinheiten in signalleitender Verbindung miteinander stehen. Auch eine Ausführungsform ist denkbar, bei welcher Ressourcen von der Ansteuereinheit, Auswerteeinheit und/oder der Steuer- oder Regeleinheit geteilt werden.

[0057] Beispielsweise könnte es auch vorgesehen sein, dass vom Sensor generierte Messwerte an der Formgebungsmaschine oder der Einspritzeinheit an einer zentralen Auswertestelle (in diesem Zusammenhang eine Auswerteeinheit und/oder eine Steuer- oder Regeleinheit) bearbeitet oder ausgewertet werden, wobei eine Anzeige (beispielsweise eines Verschleißes) in einem von überall zugänglichem Portal bereitgestellt wird. Natürlich besteht in umgekehrter Richtung auch wieder die Möglichkeit von der zentralen Auswertestelle Signale die Formgebungsmaschine oder die Einspritzeinheit zu schicken.

[0058] Weiters kann es vorgesehen sein, dass im Rahmen der Auswertung Daten für eine Visualisierung, das heißt eine Bildschirmdarstellung oder dergleichen für Bediener, berechnet werden. Es kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Analyse der Steuer- oder Regeleinheit Daten für die Visualisierung berechnet werden, welche anschließend über eine Datenübertragungsverbindung an die Formgebungsmaschine und/oder das Peripheriegerät weitergegeben werden können und an dieser an einem Bildschirm für den Bediener ersichtlich angezeigt werden können. Diese können beispielsweise die Rückstromsperre und/oder den Verschleiß visualisieren.

[0059] Bezüglich eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen wenigstens einer Einspritzeinheit einer Formgebungsmaschine kann vorgesehen sein, dass eine in wenigstens einem Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke mit einer Kraft in Förderrichtung beaufschlagt wird, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit einer Einspritzschnecke axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke verhindert wird, um einen Massepolster vor der Rückstromsperre zu bilden, wobei eine axiale Position der Einspritzschnecke während der Kraftbeaufschlagung beobachtet wird, wobei bei einer für eine Verringerung des Massepolsters indikativen Bewegung der Einspritzschnecke auf einen Verschleiß der Rückstromsperre geschlossen wird.

[0060] Alternativ oder zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine in wenigstens einem Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke mit einer Kraft in Förderrichtung beaufschlagt wird, wobei durch eine

im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke axial bewe-

gungsschlüssig verbundene Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im we-

nigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke verhindert wird, um einen Massepolster vor der Rückstromsperre zu bilden, wobei während einer ersten

Druckphase die Einspritzschnecke axial in Förderrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, um

einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, wobei

- die Einspritzschnecke während einer anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung verschoben wird,

- die Einspritzschnecke während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen und

- mithilfe einer Messung axialer Positionen und/oder einer Veränderung zwischen den axialen Positionen während der ersten Druckphase und der zweiten Druckphase ein Verschleiß der Rückstromsperre bestimmt wird.

[0061] Bezüglich eines erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt kann vorgesehen sein, dass das Computerprogrammprodukt Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programmes durch einen Computer diesen veranlassen,

- eine in wenigstens einem Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gela-

gerten Einspritzschnecke zur Beaufschlagung mit einer Kraft in Förderrichtung anzusteuern, um einen Druck auf ein Massepolster aufzubauen, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke axial entlang der Längsachse bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke verhindert wird, um den Massepolster vor der Rückstromsperre zu bilden, und

- Messwerte in Bezug auf eine axiale Position der Einspritzschnecke während der Kraftbeaufschlagung entgegenzunehmen und bei einer für eine Verringerung des Massepolsters indikativen Bewegung der Einspritzschnecke auf einen Verschleiß der Rückstromsperre zu schließen.

[0062] Alternativ oder zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt vorgesehen sein, dass das Computerprogrammprodukt Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programmes durch einen Computer diesen veranlassen,

- eine in wenigstens einem Einspritzzylinder axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke während einer ersten Druckphase zur Beaufschlagung mit einer eine Kraft in Förderrichtung anzusteuern, um einen Druck auf ein Massepolster aufzubauen, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke verhindert wird, um den Massepolster vor der Rückstromsperre zu bilden,

- die Einspritzschnecke während einer anschließenden ersten Rückzugsphase zur axialen Verschiebung entgegen der Förderrichtung anzusteuern,

- die Einspritzschnecke während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase zur axialen Beaufschlagung in Förderrichtung mit einer Kraft anzusteuern, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und

- Messwerte in Bezug auf eine axiale Position der Einspritzschnecke entgegenzunehmen und auf Basis axialer Positionen und/oder einer Veränderung zwischen den axialen Positionen während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase einen Verschleiß der Rückstromsperre zu bestimmen.

[0063] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

[0064] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, [0065] Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, [0066] Fig. 3 ein beispielhaftes Messergebnis,

[0067] Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, [0068] Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, [0069] Fig. 6 ein beispielhaftes Messergebnis,

[0070] Fig. 7 eine Formgebungsmaschine und

[0071] Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung aus einer Formgebungsmaschine und einer Berechnungseinheit.

[0072] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre 6, welche als Ringrückstromsperre ausgebildet ist.

[0073] Die Ringrückstromsperre ist an einem vorderen axialen Ende einer Einspritzschnecke 5 angeordnet, wobei die Rückstromsperre 6 axial bewegungsschlüssig entlang der Längsachse 4 der Einspritzschnecke 5 mit der Einspritzschnecke 5 verbunden ist.

[0074] Die Rückstromsperre 6 weist einen Sperrring 9 auf, welcher axial zwischen einer ersten Anschlagposition (wie in Fig. 1 gezeigt), in welcher der Sperrring 9 an den winkelversetzten Stegen 10 der Rückstromsperre anliegt, und einer zweiten Anschlagsposition (wie in Fig. 2 gezeigt), in welcher der Sperrring 9 an einem umlaufenden Druckring 11 anliegt, bewegbar ist.

[0075] Die Einspritzschnecke 5 ist mit der Rückstromsperre 6 gemeinsam innerhalb des Einspritzzylinders 3 angeordnet, welcher in einem vorderen Bereich über den Flansch 17 abgeschlossen wird.

[0076] Der Flansch 17 trägt des Weiteren eine hier nur symbolisch angedeutete Einspritzdüse 12. Es wäre beispielsweise möglich, eine Nadelverschlussdüse zu verwenden, welche aktiv (beispielsweise über eine Ansteuerung mithilfe einer Steuer- oder Regeleinheit 7) geöffnet oder geschlossen werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einspritzdüse 12 über einen erstarrten Anguss verschlossen.

[0077] Während der Produktion mittels der Formgebungsmaschine 2 wird nun über eine Rotationsbewegung der Einspritzschnecke 5, welche in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls zur Plastifizierung dient, ein zu plastifizierendes Material plastifiziert.

[0078] Das plastifizierte Material wird anschließend von der Einspritzschnecke 5 über den sich in einer ersten Anschlagsposition befindlichen Sperrring 9 (genauer gesagt: durch den Sperrring 9 hindurch) und über die Stege 10 in den Schneckenvorraum 14 gefördert.

[0079] In einer anschließenden Einspritzbewegung wird die Einspritzdüse 12 geöffnet und die Einspritzschnecke 5 entlang ihrer Förderrichtung (in Fig. 2 durch den Pfeil gekennzeichnet) in Richtung der Einspritzdüse 12 verschoben, wobei sich im Schneckenvorraum 14 ein Druck aufbaut, welcher den Sperrring 9 in eine zweite Anschlagposition, in welcher der Sperrring 9 am Druckring 11 anliegt, verschoben wird.

[0080] In dieser zweiten Anschlagposition des Sperrringes 9 wird ein Rückströmen der plastifizierten Masse im Einspritzzylinder 3 entgegen der Förderrichtung der Einspritzschnecke verhindert und ein Massepolster im Schneckenvorraum 14 vor der Einspritzschnecke 5 aufgebaut.

[0081] Bei offener Einspritzdüse 12 würde der Massepolster aus dem Schneckenvorraum 14 ausgeschoben, d.h. die plastifizierte Masse im Schneckenvorraum 14 würde über die axiale Bewegung der Einspritzschnecke 5 entlang der Längsachse 4 in Förderrichtung ausgetragen und über die Einspritzdüse 12 beispielsweise einem Formwerkzeug 20 einer Formgebungsmaschine 2 zugeführt.

[0082] Da der Sperrring 9 der Rückstromsperre 6 einer Reibung unterliegt - unter anderem zwischen der inneren Oberfläche des Einspritzzylinders 3 und der radialen äußeren Fläche des Sperrringes 9 - tritt ein radialer Verschleiß 18 durch das Bilden eines Spalts 15 auf.

[0083] Dieser radiale Verschleiß 18 führt dazu, dass die Rückstromsperre in einer zweiten Anschlagposition nicht mehr vollständig abdichtet, wie gut durch die Fig. 2 zu erkennen ist.

[0084] Um diesen radialen Verschleiß 18 nun erfindungsgemäß zu erkennen, kann es vorgesehen sein, dass bei verschlossener Einspritzdüse 12 über eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke 5 entlang der Längsachse 4 ein Druck auf einen im Schneckenvorraum 14 vorliegenden Massepolster aufgebaut wird und über einen Positionssensor 8 der Einspritzschnecke 5 die Position der Einspritzschnecke 5 beobachtet wird.

[0085] Dieses Vorgehen kann zur besseren und einfacheren messtechnischeren Erfassung bei geschlossener Einspritzdüse 12 erfolgen.

[0086] Ein solches beispielhaftes Messverfahren ist in Fig. 3 dargestellt.

[0087] So zeigt Fig. 3 eine Messung der axialen Position der Einspritzschnecke 5, wobei zu einem Zeitpunkt to die Einspritzschnecke 5 axial in Förderrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, wobei sich zunächst die Rückstromsperre 5 schließt und dann ein Massepolster im Schneckenvorraum 14 gebildet wird bis der Massepolster durch die Beaufschlagung der Kraft über die Einspritzschnecke 5 mit einem definierten Druck belastet wird und sich ein Kräftegleichgewicht einstellt, wie in der dargestellten Kurve in Fig. 3 zu entnehmen ist (Start der Zeitspanne At).

[0088] Weiters ist zu erkennen, dass die Messungen bei geschlossener Einspritzdüse 12 und somit abgeschlossenem Schneckenvorraum 14 vorgenommen wurden.

[0089] Wie in diesem Diagramm dargestellt ist, wurde der Versuch mit einer intakten Rückstromsperre 6 durchgeführt, welche durch die durchgezogene schwarze Linie zu erkennen ist, und mit einer verschlissenen Rückstromsperre 6, welche durch die strichlierte Linie dargestellt ist.

[0090] So ist zu erkennen, dass die intakte Rückstromsperre 6 nach Kraftbeaufschlagung und Bildung des Massepolsters abdichtet, wobei die Einspritzschnecke 5 in ihrer Position x+ über die Zeitspanne At verharrt, wohingegen die verschlissene Rückstromsperre 6 nicht vollständig abdichtet und weiterhin plastifiziertes Material aus dem Schneckenvorraum entgegen der Förderrichtung der Einspritzschnecke 5 austritt, wodurch sich eine Bewegung der Einspritzschnecke 5 um Ax in der Zeitspanne At ergibt.

[0091] Durch dieses Messverfahren kann nun ein Verschleiß der Rückstromsperre festgestellt werden, wobei sogar eine Größe des Verschleißes beispielsweise durch folgende Formel bere-

chenbar ist: Ao [2 Vschnecke = X9 As 2 pı - D2)

[0092] So kann über die Schneckengeschwindigkeit Vschnecke (= = über das Verhältnis Ao zu As

(wobei As die innere Querschnittsfläche des Plastifizierzylinders darstellt und Ay den Blendenquerschnitt der Sperre) der vorliegende Blendenquerschnitt berechnet werden. Das Druckgefälle (P: - P2) zwischen den Punkten vor und nach der Rückstromsperre 5 ist dabei als bekannte Größe aus der Messung einzusetzen.

[0093] Die Dichte p stellt und der stoffspezifischen Dichteflussbeiwert ao stellen dabei bekannte Materialgrößen dar.

[0094] Über diese Berechnung lässt sich sogar - da davon auszugehen ist, dass sich die Rückstromsperre 5 koaxial zur inneren Oberfläche des Plastifizierzylinders 3 befindet - ein (zumindest mittleres) Spaltmaß des Spalts 15 zwischen der Rückstromsperre 6 und der inneren Oberfläche des Plastifizierzylinders 3 berechnen.

[0095] Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre 6, wobei in einer Detailansicht der Bereich des axialen Verschleißes der Rückstromsperre 6 dargestellt ist. Hierbei ist in Fig. 4 eine intakte Rückstromsperre 6 gezeigt und in Fig. 5 eine verschlissene.

[0096] So ist zu erkennen, wie sich in den Figuren 4 und 5 der Sperrring 9 der Rückstromsperre 6 jeweils in einer ersten Anschlagposition befindet, wobei der Sperrring 9 an den Stegen 10 der Rückstromsperre 6 anliegt und in einem hinteren Bereich des Sperrringes 9 ein Strömungsquerschnitt 16 freigegeben wird, sodass von der Einspritzschnecke 5 plastifiziertes Material über den Strömungsquerschnitt 16 und im vorderen Bereich über die Stege 10 dem Schneckenvorraum 14 zugeführt werden können.

[0097] Durch die hohen herrschenden Drücke und einer durch die Plastifizierung hervorgerufene Rotationsbewegung der plastifizierten Masse wird der Sperrring 9 an die Stege 10 mit hohen Kräften angedrückt, wobei der Sperrring 9 gleichzeitig zumeist eine Rotationsbewegung ausführt, welche durch die Strömung der plastifizierten Masse hervorgerufen wird.

[0098] Dieses Anlegen des Sperrringes 9 an den Steg 10 gepaart mit der Relativbewegung des Sperrringes 9 zu den Stegen 10 (durch die Rotationsbewegung) führt zu einer Abreibung an den Stegen 10 und dem Sperrring 9, wodurch es zu einem axialen Verschleiß der Rückstromsperre 6 kommt.

[0099] Des Weiteren wird in der zweiten Anschlagposition des Sperrringes 9, in welcher der Sperrring 9 an den Druckring 11 der Rückstromsperre 6 angedrückt wird, ebenfalls ein Verschleiß hervorgerufen, welcher (wenn auch geringer) den axialen Verschleiß der Rückstromsperre 6 beeinflusst.

[00100] Wenn sich nun der axiale Verschleiß der Rückstromsperre 6 vergrößert, verändern sich

die Schließzeiten der Rückstromsperre, da der Sperrring 9 einen größeren Weg zurücklegen muss, wobei sich im laufenden Prozess der Formgebungsmaschine Ungenauigkeiten ergeben.

[00101] Weiters ergibt sich, wie deutlich durch den Unterschied zwischen Fig. 4 und Fig. 5 zu erkennen ist, durch den axialen Verschleiß eine Vergrößerung des Strömungsquerschnittes 16.

[00102] Diese Vergrößerung des Strömungsquerschnittes 16 führt bei konstanten Prozessparametern der Formgebungsmaschine 2 zu einer Vergrößerung des Massepolsters und somit der eingespritzten oder einem Formwerkzeug 20 zugeführten plastifizierten Masse. Diese zunehmende Vergrößerung hat somit direkt Einfluss auf die Prozessqualität der Formgebungsmaschine 2,

[00103] Ein solcher axialer Verschleiß lässt sich nun durch eine Bestimmung wie in Fig. 6 anhand eines beispielhaft dargestellten Diagrammes erkennen, wobei ein Massepolster im Schneckenvorraum 14 aufgebaut wird und durch eine axiale Bewegung entlang der Längsachse 4 der Einspritzschnecke 5 über die Einspritzschnecke 5 mit einer Kraft beaufschlagt wird, sodass sich die Rückstromsperre 6 schließt.

[00104] Wenn nun die Rückstromsperre 6 geschlossen ist und der Massepolster mit der Kraft über die Einspritzschnecke 5 unter Druck gesetzt ist, kann eine axiale Position der Einspritzschnecke 5 gemessen werden, welche indikativ für eine Größe des Massepolsters ist.

[00105] Anschließend wird die Einspritzschnecke 5 entgegen der Förderrichtung in einer Rückzugsphase um eine definierte Länge zurückgezogen und somit der Massepolster mit weiterer plastifizierter Masse (welche in den Schneckenvorraum 14 bei geöffneter Rückstromsperre 6 strömt) vergrößert.

[00106] Nach dem Rückzug um eine definierte Zeit oder Länge wird wiederum in einer Druckphase über eine Kraft entlang der Förderrichtung und der Längsachse 4 mit der Einspritzschnecke 5 ein Druck auf den vergrößerten Massepolster ausgeübt und wiederum während der Druckphase mithilfe einer Position der Einspritzschnecke 5 eine Größe des Massepolsters ermittelt. Diese Vorgehensweise kann beliebig oft wiederholt werden.

[00107] Über dieses Vorgehen kann nun ermittelt werden, ob ein axialer Verschleiß einer Rückstromsperre 6 vorliegt, wobei sich der Massepolster über die Vergrößerung des axialen Verschleißes ebenfalls vergrößert, da sich der Strömungsquerschnitt 16 vergrößert hat.

[00108] So ist in Fig. 6 zu erkennen, wie sich die Messwerte intakter Rückstromsperren (durch AV: zu erkennen) von einem Messwert einer verschlissenen Rückstromsperre (durch AV; zu erkennen) deutlich unterscheiden.

[00109] Fig. 7 zeigt eine Formgebungsmaschine 2 mit einer Einspritzeinheit 1, wobei die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Einspritzeinheit 1 eine Einspritzschnecke 5 aufweist, welche auch zur Plastifizierung eines zu plastifizierenden Materials genutzt wird (und somit ebenfalls die Plastifiziereinheit 19 der Formgebungsmaschine ausbildet).

[00110] Die Einspritzschnecke 5 ist im Einspritzzylinder 3 axial entlang einer Längsachse 4 verschiebbar gelagert.

[00111] Die Einspritzschnecke 5 ist axial bewegungsschlüssig mit der Rückstromsperre 6 verbunden, um einen Massepolsters vor der Rückstromsperre 6 bilden zu können und ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder 3 entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke 5 zu verhindern.

[00112] Die in Fig. 7 dargestellte Formgebungsmaschine 2 weist eine Einspritzeinheit 1 und eine Schließeinheit 21 auf, welche gemeinsam auf einem Maschinenrahmen 22 angeordnet sind.

[00113] Die Schließeinheit 21 weist eine feststehende Formaufspannplatte 23, eine bewegbare Formaufspannplatte 24 und eine Stirnplatte 25 auf.

[00114] Im Gegensatz zur dargestellten horizontalen Drei-Platten-Maschine könnte die Schließeinheit 21 auch als Zwei-Platten-Maschine oder als Vertikalmaschine ausgebildet sein.

[00115] Die bewegbare Formaufspannplatte 24 ist über eine Antriebsvorrichtung 26 relativ zum Maschinenrahmen 22 bewegbar. Eine solche Antriebsvorrichtung 26 kann beispielsweise einen Kniehebelmechanismus aufweisen.

[00116] An der festen Formaufspannplatte 23 und der beweglichen Formaufspannplatte 24 können Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 20 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt dargestellt).

[00117] Das in Fig. 7 geschlossen dargestellte Formgebungswerkzeug 20 weist wenigstens eine Kavität auf. Zur Kavität führt ein Einspritzkanal, über welchen eine plastifizierte Masse des Plastifizieraggregates 19 zugeführt werden kann.

[00118] Die Einspritzeinheit 1 dieses Ausführungsbeispiels weist einen Einspritzzylinder 3 und eine am Einspritzzylinder 3 angeordnete Einspritzschnecke 5 auf. Diese Einspritzschnecke 5 ist um ihre Längsachse 4 drehbar sowie entlang der Längsachse 4 axial in Förderrichtung bewegbar.

[00119] Diese Bewegungen werden über eine schematisch dargestellte Antriebeinheit 27 angetrieben. Bevorzugt umfasst diese Antriebeinheit 27 einen Drehantrieb für die Drehbewegung und einen linearen Antrieb für die axiale Einspritzbewegung.

[00120] Das Plastifizieraggregat 19 (und somit die Einspritzeinheit 1) steht mit einer Steuer- oder Regeleinheit 7 in signaltechnischer Verbindung. Von der Steuer- oder Regeleinheit 7 werden Steuerbefehle an das Plastifizieraggregat 19 ausgegeben.

[00121] Die Steuer- oder Regeleinheit 7 kann mit einer Bedieneinheit und/oder einer Anzeigevorrichtung 13 verbunden sein oder integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.

[00122] Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung aus einer Formgebungsmaschine 2, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Spritzgießmaschine ausgebildet ist, und einer Berechnungseinheit 28, wobei die Berechnungseinheit 28 als zentraler Server 29 (beispielsweise Cloud-Server) realisiert ist, welche auf öffentlich nutzbare Server 29 zurückgreift.

[00123] Die gezeigte Berechnungseinheit 28 dieses Ausführungsbeispiels kann beispielsweise die Funktion der Steuer- oder Regeleinheit 7 übernehmen. Jedoch könnte es auch vorgesehen sein, dass die Funktion der Steuer- oder Regeleinheit 7 durch die Maschinensteuerung 35 übernommen wird.

[00124] Die Formgebungsmaschine 2 ist über eine Datenübertragungseinheit 30 mit dem zentraler Server 29 verbunden, wobei die Datenübertragungseinheit 30 eine Datenübertragungsverbindungen 31 aufweist, ein Edge Computing Device 32 und eine Firewall 33.

[00125] Durch das Symbol der Firewall 33 sollen Maßnahmen verdeutlicht werden, die insbesondere der informationellen Sicherheit und der Maschinensicherheit dienen und der Tatsache Rechnung tragen, dass die Berechnungseinheit 28 nicht im direkten Einflussbereich des Betreibers der Formgebungsmaschine 2 steht. Eine Firewall 33 gehört natürlich zu solchen Maßnahmen.

[00126] Durch das Edge Computing Device 32 werden zentrale Daten von der Formgebungsmaschine 2 weg zu einer Berechnungseinheit 28 geleitet und von dieser wieder zurück an die Formgebungsmaschine 2.

[00127] Ein zusätzliches Bedienportal 34 kann vorgesehen sein, welches mit dem zentralen Server 29 verbunden ist. So wird es einem Bediener ermöglicht, von jedem Gerät aus, welches das Aufrufen des Portals 34 erlaubt, über den zentralen Server 29 auf die Berechnungseinheit 28 zuzugreifen und somit auf Prozessdaten der Formgebungsmaschine 2. Auch die Möglichkeit, die Funktion der Steuer- oder Regeleinheit 7 zu übernehmen oder diese über das Portal 34 auszulösen, kann vorgesehen sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Einspritzeinheit

2 Formgebungsmaschine

3 Einspritzzylinder

4 Längsachse

5 Einspritzschnecke

6 Rückstromsperre

7 Steuer- oder Regeleinheit

8 Sensor 9 Sperrring 10 Steg

11 Druckring

12 Einspritzdüse

13 Anzeigevorrichtung 14 Schneckenvorraum

15 Spalt 16 Strömungsquerschnitt 17 Flansch

18 Radialer Verschleiß

19 Plastifizieraggregat

20 Formwerkzeug

21 Schließeinheit

22 Maschinenrahmen

23 feste Formaufspannplatte

24 bewegliche Formaufspannplatte 25 Stirnplatte

26 Antriebsvorrichtung

27 Antriebseinheit

28 Berechnungseinheit

29 zentraler Server

30 Datenübertragungseinheit

31 _Datenübertragungsverbindungen 32 Edge Computing Device

33 Firewall

34 Bedienportal

35 Maschinensteuerung

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine (2) umfassend

   - wenigstens einen Einspritzzylinder (3),

   - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke (5),

   - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6), um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) zu verhindern,

   - wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit (7), die dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke (5) zu steuern oder zu regeln und

   - wenigstens einen Sensor (8) zur Ermittlung einer axialen Position der Einspritzschnecke (5), wobei die axiale Position der Einspritzschnecke (5) ein Maß für das Volumen des Massepolsters ist,

   wobei die wenigstens eine Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) auf eine sich durch Verschleiß der Rückstromsperre (6) hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen.

   2. Einspritzeinheit nach Anspruch 1, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) ein für die Dichtheit der Rückstromsperre (6) repräsentatives Signal auszugeben.

   3. Einspritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) einen radialen Verschleiß der Rückstromsperre (6), vorzugsweise einen Abstand zwischen einer inneren Oberfläche des wenigstens einen Einspritzzylinders (3) und der darin angeordneten Rückstromsperre (6), zu bestimmen.

   4. Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend

   - wenigstens einen Einspritzzylinder (3),

   - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerte Einspritzschnecke (5),

   - eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6), um zur Bildung eines Massepolsters vor der Rückstromsperre (5) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) zu verhindern,

   - wenigstens einer Steuer- oder Regeleinheit (7), die dazu ausgebildet ist, eine axiale Bewegung der Einspritzschnecke (5) zu steuern oder zu regeln und

   - wenigstens ein Sensor (8) zur Ermittlung einer axialen Position der Einspritzschnecke (5),

   wobei die wenigstens eine Steuer oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, während einer

   ersten Druckphase die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist,

   - die Einspritzschnecke (5) während einer anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben,

   - die Einspritzschnecke (5) während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und

   - mithilfe des wenigstens einen Sensors (8) axiale Positionen und/oder eine Veränderung zwischen den axialen Positionen der Einspritzschnecke (5) während der ersten Druck-

   10. 11.

   12.

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   phase und der zweite Druckphase zu ermitteln und daraus einen Verschleiß der Rückstromsperre (6) zu bestimmen.

   Einspritzeinheit nach Anspruch 4, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke (5) während einer zweiten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben und vorzugsweise während einer wiederum anschließenden dritten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen.

   Einspritzeinheit nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Einspritzschnecke (5) während der ersten Rückzugsphase und/oder der zweiten Rückzugsphase um eine vorgebbare Distanz axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) ein für ein Ansprechverhalten, vorzugsweise für einen axialen Verschleiß, der Rückstromsperre (6) repräsentatives Signal auszugeben.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Rückstromsperre (6) als Ring-Rückstromsperre ausgeführt ist, wobei ein Sperrring (9) axial zwischen einer ersten Anschlagposition an zumindest zwei in Bezug auf die Längsachse winkelversetzten Stegen (10) und einer zweiten Anschlagposition an einem umlaufenden Druckring (11) bewegbar ist.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Einspritzeinheit (1) wenigstens eine Einspritzdüse (12) aufweist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die folgenden Schritte bei verschlossener Einspritzdüse (12) auszuführen:

   - die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen und auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) auf die sich durch Verschleiß der Rückstromsperre (6) hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen und/oder

   - während einer ersten Druckphase die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, die Einspritzschnecke (5) während der anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung zu verschieben, die Einspritzschnecke (5) während der anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft zu beaufschlagen, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen und mithilfe des wenigstens einen Sensors (8) die axialen Positionen und/oder die Veränderung zwischen den axialen Positionen der Einspritzschnecke (5) während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase zu ermitteln und daraus den Verschleiß der Rückstromsperre (6) zu bestimmen.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, den Verschleiß der Rückstromsperre (6) in einem von einem Produktionszyklus gesonderten Prüfzyklus durchzuführen.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, eine Meldung auszugeben, falls der durch die Steuer- oder Regeleinheit (7) bestimmte Verschleiß einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet.

   Einspritzeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Meldung in Form eines Alarms auszugeben und/oder die Meldung in Form einer Veränderung eines Steuersignals für die Einspritzeinheit (5) auszugeben.

   13.

   14.

   15.

   16.

   17.

   18.

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   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) mit einer Anzeigevorrichtung (13), zum Anzeigen eines Zustands der Rückstromsperre (6) und/oder eines Zustandes des wenigstens einen Einspritzzylinders (5) verbunden oder verbindbar ist.

   Einspritzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (7) eine Ansteuereinheit und eine Analyseeinheit aufweist, welche vorzugsweise über eine Datenfernübertragungsverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Analyseeinheit dazu ausgebildet ist,

   - auf Basis der Messwerte des wenigstens einen Sensors (8) auf eine sich durch Verschleiß der Rückstromsperre (6) hervorgerufene Verringerung des Massepolsters zu schließen und/oder

   - aus den axialen Positionen und/oder der Veränderung der axialen Positionen der Einspritzschnecke (5) einen Verschleiß der Rückstromsperre (6) zu bestimmen.

   Formgebungsmaschine mit wenigstens einer Einspritzeinheit (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche.

   Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Einspritzeinheit (1) einer Formgebungsmaschine (2), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine in wenigstens einem Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke (5) mit einer eine Kraft in Förderrichtung beaufschlagt wird, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) verhindert wird, um einen Massepolster vor der Rückstromsperre (6) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Position der Einspritzschnecke (5) während der Kraftbeaufschlagung beobachtet wird, wobei bei einer für eine Verringerung des Massepolsters indikativen Bewegung der Einspritzschnecke (5) auf einen Verschleiß der Rückstromsperre (6) geschlossen wird.

   Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Einspritzeinheit (1) einer Formgebungsma-

   schine (2), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine in wenigstens ei-

   nem Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerten Ein-

   spritzschnecke (5) mit einer Kraft in Förderrichtung beaufschlagt wird, wobei durch eine im

   wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial

   bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten

   Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Ein-

   spritzschnecke (5) verhindert wird, um einen Massepolster vor der Rückstromsperre (6) zu

   bilden, wobei während einer ersten Druckphase die Einspritzschnecke (5) axial in Förderrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass

   - die Einspritzschnecke (5) während einer anschließenden ersten Rückzugsphase axial entgegen der Förderrichtung verschoben wird,

   - die Einspritzschnecke (5) während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase axial in Förderrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und

   - mithilfe einer Messung axialer Positionen und/oder einer Veränderung zwischen den axialen Positionen während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase ein Verschleiß der Rückstromsperre (6) bestimmt wird.

   Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programmes

   durch einen Computer diesen veranlassen,

   - eine in wenigstens einem Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke (5) zur Beaufschlagung mit einer Kraft in Förderrichtung anzusteuern, um einen Druck auf ein Massepolster aufzubauen, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial ent-

   lang der Längsachse (4) bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) verhindert wird, um den Massepolster vor der Rückstromsperre (6) zu bilden, und

   - Messwerte in Bezug auf eine axiale Position der Einspritzschnecke (5) während der Kraftbeaufschlagung entgegenzunehmen und bei einer für eine Verringerung des Massepolsters indikativen Bewegung der Einspritzschnecke (5) auf einen Verschleiß der Rückstromsperre (6) zu schließen.

   19. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programmes durch einen Computer diesen veranlassen,

   - eine in wenigstens einem Einspritzzylinder (3) axial entlang einer Längsachse (4) verschiebbar gelagerten Einspritzschnecke (5) während einer ersten Druckphase zur Beaufschlagung mit einer eine Kraft in Förderrichtung anzusteuern, um einen Druck auf ein Massepolster aufzubauen, wobei durch eine im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) angeordnete und mit der Einspritzschnecke (5) axial bewegungsschlüssig verbundene Rückstromsperre (6) ein Rückströmen einer plastifizierten Masse im wenigstens einen Einspritzzylinder (3) entgegen einer Förderrichtung der Einspritzschnecke (5) verhindert wird, um den Massepolster vor der Rückstromsperre (6) zu bilden,

   - die Einspritzschnecke (5) während einer anschließenden ersten Rückzugsphase zur axialen Verschiebung entgegen der Förderrichtung anzusteuern,

   - die Einspritzschnecke (5) während einer wiederum anschließenden zweiten Druckphase zur axial Beaufschlagung in Förderrichtung mit einer Kraft anzusteuern, um einen Druck auf den Massepolster aufzubauen, und

   - Messwerte in Bezug auf eine axiale Position der Einspritzschnecke (5) entgegenzunehmen und auf Basis axialer Positionen und/oder einer Veränderung zwischen den axialen Positionen während der ersten Druckphase und der zweite Druckphase ein Verschleiß der Rückstromsperre (6) zu bestimmen.

   20. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 18 und/oder 19 gespeichert ist.

   Hierzu 6 Blatt Zeichnungen