AT7304U1

AT7304U1 - Spritzgiessmaschine

Info

Publication number: AT7304U1
Application number: AT0062003U
Authority: AT
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-01-25
Also published as: US20050053684A1; DE102004043274B4; DE102004043274A1; US7261539B2; DE102004043274C5

Abstract

Spritzgießmaschine mit einer öffen- und schließbaren Form, die deren Formhohlraum eine fluide Formmasse, vorzugsweise Kunststoff, einspritzbar ist, wobei mindestens eine Leseeinrichtung (12) für wenigstens einen im Formhohlraum (4) angeordneten Transponder (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgiessmaschine mit einer öffen- und schliessbaren Form, die de- ren Formhohlraum eine fluide Formmasse, vorzugsweise Kunststoff, einspritzbar ist.

Gemäss einer ersten Variante der Erfindung ist mindestens eine Leseeinrichtung für wenigstens einen im Formhohlraum angeordneten Transponder vorgesehen.

Transponder sind an sich bekannt. Sie dienen dazu, eine berührungslose Kommunikation zwi- schen dem meist minituarisierten Transponder und einer Leseeinrichtung herzustellen, wobei der Datentransport in beiden Richtungen vor sich gehen kann. Es können im Allgemeinen also Daten aus dem Transponder ausgelesen werden und häufig auch Daten in einen Speicher des Transpon- ders geschrieben werden. Es gibt aktive Transponder, die mit einer eigenen Energiequelle, bei- spielsweise einer Batterie, ausgestattet sind. Zunehmend kommen auch passive Transponder zum Einsatz, die die Versorgungsenergie für die elektronischen Schaltkreise am Transponder aus dem abfragenden elektromagnetischen Feld der Leseeinrichtung beziehen. Dazu weisen diese passiven Transponder neben einer Empfangsantenne bzw. -spule häufig auch einen Resonanzkondensator auf.

Der erfindungsgemässe Einsatz einer Leseeinrichtung für einen Transponder im Formhohlraum einer Spritzgiessmaschine erlaubt zahlreiche vorteilhafte -Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise ist es möglich, den Transponder mit Sensoren (z. B. für Druck oder Temperatur) auszustatten bzw. zu verbinden. Dann erlaubt die Leseeinrichtung, während des Spritzgiessprozesses relevante Pro- zessdaten aus dem Formhohlraum mittels des Transponders nach aussen zu transportieren. Diese Daten können beispielsweise für die Optimierung des Spritzgiessprozesses verwendet werden, wobei es auch möglich ist, dass eine elektronische Steuereinrichtung, die bei modemen Spritz- giessmaschinen standardmässig vorhanden ist, diese Daten automatisch auswertet und in Abhän- gigkeit davon Spritzgiessparameter verstellt bzw. regelt.

Ausserdem besteht die Möglichkeit, den Transponder - während er sich im Formhohlraum be- findet - mit Daten zu beschreiben. Diese Daten können entweder aus den genannten Sensoren (z. B. für Druck oder Temperatur) stammen, um dem Artikel über den miteingegossenen Transpon- der die Historie seiner Herstellungsparameter mitzugeben. Es besteht aber auch die Möglichkeit, während des Herstellungsprozesses weitere äussere Daten einzuschreiben, beispielsweise Artikeli- dentifikaitonsdaten oder aber weitere Daten über den Herstellungsprozess, die Herstellungszeit, das Herstellungsdatum, etc.

Um eine gute Kommunikation zwischen dem Transponder und der Leseeinrichtung, vor allem bei der bevorzugten Anwendung eines RFID-Systems zu gewährleisten, kann die Empfangseinheit (Antenne) der Leseeinrichtung in der dem Formhohlraum zugewandten Innenwandung der Form angeordnet sein. Um bei den üblichen metallischen Formen eine unerwünschte Abschirmwirkung zu vermeiden bzw. zu verringern, kann ein Teil der Formwandung aus einem Dielektrikum, bei- spielsweise Keramik oder Ferrit, bestehen. Auch ist es zur Empfangsverbesserung denkbar, die häufig auf einem Chip der Leseeinrichtung integrierte Antenne durch eine weitläufig verlegte exter- ne Antenne bzw. Spule zu ersetzen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung beschäftigt sich mit der Problematik der positionsgenauen Anbringung des Transponders innerhalb des hergestellten Spritzgussteiles, insbesondere dann, wenn der Transponder nicht an der Oberfläche des Spritzgussteiles, sondern in seinem Innern allseitig von der Formmasse umgeben untergebracht sein soll.

Eine solche Variante der Spritzgiessmaschine ist gekennzeichnet durch eine 'Einrichtung zum Einbringen mindestens eines Transponders in die fluide Formmasse vorzugsweise an einer von der Innenwandung des Formhohlraums beabstandeten Stelle, wobei der Transponder vorzugswei- se allseitig von der fluiden Formmasse umschliessbar ist.

Es gibt dazu mehrere Realisierungsmöglichkeiten, beispielsweise kann die Halterung für den Transponder miteingegossen werden. Es ist aber auch möglich, diese während des Herstellungs- prozesses nach Positionierung des Transponders und teilweiser Erstarrung der Formmasse zu- rückzuziehen. Schliesslich besteht auch die Möglichkeit, den Transponder in die gegebenenfalls teilweise vorerstarrte Formmasse einzuschiessen.

Insbesondere dann, wenn es auf die Endlage des Transponders im fertigen Artikel nicht so sehr ankommt, besteht die Möglichkeit, diesen mit der fluiden Formmasse in die Form einzubrin- gen, beispielsweise über die Plastifizierschnecke.

Es ist auch denkbar, den Transponder mit dem Rohmaterial (Kunststoffgranulat) zuzuführen.

Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Transponder bereits im Rohmaterial verteilt miteinzu- bringen. Dann können diese Transponder auch zur Identifikation der Rohmaterialchargen verwen- det werden. Wenn ausschliesslich diese Identifikation gewünscht ist, reicht es aus, pro Charge einen Transponder vorzusehen und diesen im bzw. am Transportbehältnis für das Rohmaterial anzuordnen.

Schliesslich ist es auch möglich, ausserhalb des Formhohlraums zumindest einen Transponder an einem Transportbehältnis (Tray) für die aus dem Formhohlraum entnommenen Spritzgussteile anzuordnen, wobei dann günstigerweise mehrere beabstandete Leseeinrichtungen vorgesehen sind, um den Weg dieser Transportbehältnisse verfolgen zu können.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbe- schreibung näher erläutert.

Es zeigen:
Die Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge- mässen Spritzgiessmaschine, die Fig. 2 bis 4 Varianten zur lagesicheren Einbringung des Transponders in die Formmasse im Formhohlraum, die Fig. 5 und 6 Varianten, bei denen der Transponder miteingespritzt wird, die Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer ausserhalb der Formmasse befindlichen Leseeinrich- tung für einen hergestellten Artikel mit Transponder, die Fig. 8 und 9 Ausführungsbeispiele zur Erzielung eines verbesserten Empfangs bzw. einer verbesserten bidirektionalen Kommunikation zwischen Transponder und Leseeinrichtung, die Fig. 10 eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Variante der Erfin- dung, die Fig. 11den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines geeigneten passiven Transponders.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer holmlosen Spritzgiessmaschine mit einem Maschinenrahmen 1, einem Schliessmechanismus 2 und einem Einspritzaggregat 3. Die bewegliche Formaufspannplatte 4 wird über ein Gelenk 5 vom Schliessmechanismus 2 bewegt. Die feste Formaufspannplatte 6 ist fest mit dem Maschinenrahmen 1 verbunden. Die bewegliche Formaufspannplatt 4 trägt die in der Fig. 1 linke Formhälfte 7. Die feste Formaufspannplatte trägt die rechte Formhälfte 8. Die beiden Formhälften 7 und 8 ergeben zusammen die öffen- und schliessbare Form, die im geschlossenen Zustand zumindest einen Formhohlraum 9 begrenzt, in die eine fluide Formmasse, vorzugsweise Kunststoff, über das Spritzaggregat einspritzbar ist. Nach dem Aushärten dieser Formmasse und dem Öffnen der Form über die Schliesseinrichtung 2 kann der fertige Spritzgussartikel entnommen werden.

Gesteuert werden die Komponenten der Spritzgiessmaschine über eine elektronische Steuer- einrichtung 10, wobei die Steuerleitungen 11 nur schematisch dargestellt sind, weil dies beim Stand der Technik grundsätzlich bestens bekannt ist. Erfindungsgemäss ist nun mindestens eine Leseeinrichtung (in Fig. 1 sind es zwei Leseeinrichtungen 12) für wenigstens einen im Formhohl- raum 9 angeordneten Transponder 13, vorgesehen. Die Leseeinrichtungen 12 sind an der Innen- wandung der Form angeordnet. Sie können, wie die Fig. 8 und 9 im Folgenden noch zeigen wer- den, zumindest teilweise in ein Dielektrikum eingebettet sein, um eine gute, berührungslose Kom- munikation zwischen Transponder 13 und Leseeinrichtung 12 sicherzustellen.

Der Transponder kann mit Druck- oder Temperatursensoren in Verbindung stehen bzw. diese in integrierter Form aufweisen und damit Prozessdaten während des Herstellungsprozesses an die Leseeinrichtung 12 weitergeben, die dann über Leitungen 14 an die elektronische Steuereinrich- tung gelangen. Sie können dort graphisch dargestellt und/oder abgespeichert werden. Es ist aber auch möglich, dass diese Daten aktiv in einen Regelprozess einbezogen werden, um den laufen- den Spritzgusszyklus oder nachfolgende Spritzgusszyklen in seinen Parametern zu verändern.

Ausserdem ist es möglich, dass die Kommunikation zwischen Transponder 13 und Leseeinrichtung 12 bidirektional erfolgt, dass also auch Daten über die Empfangseinheit, welche dann auch als Sendeeinheit arbeitet, in einen Speicher des Transponders übertragen werden. Dies können beispielsweise herstellungsspezifische Daten, wie Herstellungszeit oder Chargennummer, sein.

Nach der Herstellung verbleibt der Transponder 13 im Artikel und erlaubt auch später noch das Auslesen der darin befindlichen Daten.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Einrichtung zum Halten des Transponders an einer vordefinierten Lage innerhalb des Formhohlraums und damit auch innerhalb des hergestell- ten Spritzgiessteiles. Diese Einrichtung besteht im vorliegenden Fall aus dünnen Drähten 15. Diese werden mit dem Transponder eingegossen und verbleiben im Spritzgiessteil. Grundsätzlich sind natürlich auch andere mechanische Halterungen als Drähte durchaus denkbar und möglich.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfasst die Einrichtung 16 zum Einbringen des Transponders 13 einen bewegbaren Halteteil 17. Über diesen ist der Transponder beim Einbringen der fluiden Formmasse tragesicher gehalten und kann dann zu einem geeigneten Zeitpunkt zu- rückgezogen werden. Durch Aufbringen des üblichen Nachdrucks kann der dabei zunächst verbleibende Kanal leicht geschlossen werden. Der Transponder 13 bleibt dann an einer vordefi- nierten Lage in der Formmasse und letztlich im Artikel, ohne dass zusätzliche Halteteile darin verbleiben.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der Transponder 13 über eine Einrichtung 18 und einen Kanal 19 in die noch nicht ganz ausgehärtete fluide Formmasse eingeschossen wird. Auch damit ist es möglich, den Transponder an eine Stelle im Inneren des Artikels zu befördern.

Wenn die Lage des Transponders 13 im Artikel keine so grosse Rolle spielt, besteht eine Mög- lichkeit, den Transponder in den Formhohlraum zu bringen darin, ihn mit der fluiden Formmasse einzubringen. Beispiele für geeignete Einrichtungen dazu zeigen die Fig. 5 und 6. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Transponder 13 in Richtung des Pfeiles 20 über eine Einbringeinrichtung 21 in den Bereich zwischen dem vorderen Ende der Plastifizierschnecke 22 in den Plastifizierzylinder 23 eingebracht und anschliessend mit der fluiden Formmasse eingespritzt.

Dazu ist es besonders vorteilhaft, den Transponderchip in einem scherstabilen Gehäuse unterzu- bringen.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zufuhr des Transponders 13 aus einer Einrichtung 24 in den unteren Bereich des Trichters 25 für die Rohmaterialzufuhr.

Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der eine Leseeinrichtung 12 ausserhalb der Form einen Transponder 13 in einem fertig hergestellten Spritzgussteil 26 liest, beispielsweise um -den Spritzgussteil zu identifizieren oder um andere Daten aus dem Transponder auszulesen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen insbesondere bei Verwendung eines RFID-Systems, welches Funkwellen verwendet, der Empfang der Leseeinrichtung 12 bzw. allge- mein die bidirektionale Kommunikation zwischen Leseeinrichtung 12 und Transponder 13 verbes- sert ist.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dazu ein Teil der sonst üblichen metalli- schen Formhälfte 8 aus einem nicht oder nur schlecht leitenden Dielektrikum 27 ausgebildet.

Beispielsweise kann das Dielektrikum aus Keramik oder einem anderen formstabilen Material bestehen. Eine andere Möglichkeit, den Empfang zu verbessern, zeigt die fig. 9, bei dem die Leseeinrichtung eine externe Antenne 28 bzw. Empfangspule aufweist.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Transponder 13 an einem über ein Förderband 29 bewegbaren Behältnis 30 (tray) für die hergestellten Kunststoffartikel befestigt. In Fig. 10 ist beispielhaft eine Leseeinrichtung 12 dargestellt, die auch Daten in den Transponder schreiben kann. Damit ist es möglich, über das Transportbehältnis 30 Daten über die hergestellten Artikel mitzugeben, die bei der weiteren Behandlungslogistik verwendet werden können. Im Allge- meinen sind dazu noch mehrere weitere Leseeinrichtungen 12 vorgesehen, die in Fig. 10 nicht dargestellt sind. Die Leseeinrichtung 12 wird in üblicher Weise von einer elektronischen Steuerein- richtung 31 gesteuert, die Teil der gesamten Maschinensteuerung sein kann. Wie bereits eingangs erwähnt wurde, können prinzipiell verschiedenartige Transponder eingesetzt werden.

Die Fig. 11 zeigt ein Beispiel für einen passiven Transponder 13 mit einer Antenne 32. Diese kann als Luftspule ausgebildet sein. Sie kann aber auch auf einem Transponderchip integriert oder anderweitig verlegt sein. Weiters ist ein Resonanzkondensator 33 vorgesehen. Der Transponder 13 kann noch mit Sensoren 37 für den Druck und 38 für die Temperatur in Verbindung stehen. Die Sensordaten können entweder direkt an die Leseeinrichtung übertragen werden und/oder im Speicher 36 abgespeichert werden. Es ist auch möglich, die Sensoren 37 und 38 auf dem Chip des Transponders bzw. einem gemeinsamen Träger unterzubringen. Ausserdem ist es durchaus denk- bar und möglich andere physikalische Grössen als Druck und Temperatur zu erfassen.

Der schematisch dargestellte HF-Teil 34 umfasst einen Gleichrichter und stellt die Stromver-

sorgung des Versorgers sicher. Ausserdem moduliert bzw. demoduliert er die Signale, um eine Datenübertragung zwischen der nicht dargestellten Leseeinrichtung und der Steuerlogik zu ermög- lichen. Diese Steuerlogik umfasst in an sich bekannter Weise einen Taktgenerator und eine Ablauf- und Speichersteuerung so wie gegebenenfalls eine Verschlüsselungslogik. Die Steuerlogik 35 steht mit einem Speicher 36, beispielsweise einem EEPROM in Verbindung.

Ein solcher passiver Transponder bezieht die Energie aus dem Feld der Leseeinrichtung.

Es können bevorzugt aber auch aktive Transponder eingesetzt werden, bei denen Batterien, beispielsweise flexible Flachzellen oder Knopfzellen die Stromversorgung sicherstellen.

ANSPRÜCHE :
1. Spritzgiessmaschine mit einer öffen- und schliessbaren Form, in deren Formhohlraum eine fluide Formmasse, vorzugsweise Kunststoff, einspritzbar ist, gekennzeichnet durch min- destens eine Leseeinrichtung (12) für wenigstens einen im Formhohlraum (4) angeordne- ten Transponder (13).

Claims

2. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfangs- einheit der Leseeinrichtung (12) in der dem Formhohlraum (9) zugewandten Innenwan- dung (7,8) der Form angeordnet ist.

3. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Formwandung aus einem Dielektrikum (27), vorzugsweise Keramik oder Ferrit, besteht und die Empfangseinheit (12) der Leseeinrichtung im Bereich des Dielektrikums angeordnet ist (Fig. 8).

4. Spritzgiessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (12) teilweise auf einem Träger, vorzugsweise Chip angeordnet ist und die Antenne (28) der Leseeinrichtung (12) ausserhalb des Trägers derselben an oder in der Form angeordnet ist (Fig. 9).

5. Spritzgiessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (12) und der Transponder (13) Teile eines RFID-Systems sind.

6. Spritzgiessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (12) auch als Schreibeinrichtung ausgebildet ist, mittels derer - vorzugsweise über die als Sendeeinheit arbeitende Empfangseinheit - Daten zum Transponder (13), vorzugsweise in einen Speicher desselben, übertragbar sind.

7. Spritzgiessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Formhohlraum zumindest ein Sensor (37, 38) vorzugsweise ein Druck und/oder Tempe- ratursensor, angeordnet ist, der mit dem Transponder (13) in Verbindung steht.

8. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (37, 38) im bzw. am Transponder (13) integriert ausgebildet ist.

9. Spritzgiessmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15; 16,17; 18,19) zum Einbringen bzw. Halten mindestens eines Transponders (13) in die fluide bzw. in der fluiden Formmasse, vorzugsweise an einer von der Innenwandung des Formhohlraums (9) beabstandeten Stelle, wobei der Transponder (13) vorzugsweise allseitig von der fluiden Formmasse umschliessbar ist.

10. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mechani- sche Halterung (15), beispielsweise in Form von Drähten, aufweist, die mit dem Transpon- der (13) eingegossen wird und mit dem Transponder (13) im Spritzgiessteil verbleibt (Fig. 2).

11. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einbringen mindestens eines Transponders (13) einen bewegbaren Halteteil (17) zum lösbaren Halten des Transponders (13) aufweist (Fig. 3).

12. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteteil (17) im Wesentlichen vollständig in die Wandung der Form (7, 8) zurückziehbar ist (Fig. 3).

13. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einbringen mindestens eines Transponders (13) eine Einrichtung (18,19) zum Ein- schiessen des Transponders (13) in die noch nicht ausgehärtete Formmasse aufweist <Desc/Clms Page number 5> (Fig. 4).

14. Spritzgiessmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21,24) zum Einbringen mindestens eines Transponders (13) in die fluide Formmasse an einer Stelle bevor diese in den Formhohlraum (9) eintritt (Fig. 5, Fig. 6).

15. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ein- bringen (21) mindestens eines Transponders (13) in die fluide Formmasse im Bereich der Plastifizierschnecke (22) des Spritzaggregates (3) oder in den daran anschliessenden Ka- nal (Fig. 5).

16. Spritzgiessmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Ein- richtung (24) zum Einbringen mindestens eines Transponders (13) in das Kunststoffgranu- lat vor dem bzw. am Eingang zum Plastifizierzylinder (23) (Fig. 6).

17. Spritzgiessmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn- zeichnet, dass in bzw. an den Transportbehältnissen für das zu verarbeitende Rohmateri- al zumindest ein Transponder vorgesehen ist.

18. Spritzgiessmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn- zeichnet, dass ausserhalb des Formhohlraums (9) zumindest ein Transponder (13) an einem Transportbehältnis (30) für die aus dem Formhohlraum (9) entnommenen Spritz- gussteile (26) angeordnet ist.

19. Spritzgiessmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehre- re beabstandete Leseeinrichtungen (12) zum Lesen der Transponder (13) an den Transportbehältnissen vorgesehen sind.

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