DE102009024639B4

DE102009024639B4 - Spritzgießmaschine mit Energierückgewinnung

Info

Publication number: DE102009024639B4
Application number: DE102009024639.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wobbe Hans
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2029-06-13
Also published as: AT11577U1; AT506978A1; DE102009024639A1

Abstract

Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus der von im oder durch den Betrieb der Spritzgießmaschinen sich erwärmenden oder beheizten Bereichen oder Bauteilen der Spritzgießmaschine abgegebenen Abwärme, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens einen Thermogenerator (1) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus der von im oder durch den Betrieb der Spritzgießmaschinen sich erwärmenden oder beheizten Bereichen oder Bauteilen der Spritzgießmaschine abgegebenen Abwärme.
Derartige Spritzgießmaschinen sind seit langem bekannt und gehen beispielsweise aus den folgenden Druckschriften hervor: DE 101 53 704 A1 , DE 198 31 483 A1 , DE 196 03 036 A1 , DE 24 25 589 A1 , DE 27 23 088 A1 , DE 32 12796 C1 , EP 122 885 A2 , JP H06-312 438 A und JP H10-100 215 A .
Die Druckschrift DE 101 53 704 A1 betrifft dabei eine Kunststoff-Spritzgießmaschine, welche aus einem beheizten Plastifizierzylinder für das zu verspritzende Kunststoffmaterial und einem mit diesem befüllbaren Spritzgießwerkzeug einschließlich eines Maschinenantriebs besteht. Zur Energierückgewinnung ist dabei zwischen dem Maschinenantrieb und der Einlassseite des Plastifizierzylinders ein Wärmetransportsystem wirksam, mittels dem Abwärme vom Maschinenantriebbereich zum zu erwärmenden Kunststoffmaterial geleitet werden kann.
Die DE 100 04 390 A1 ist ferner auf einen thermoelektrischen Generator gerichtet, der im Rahmen eines Herstellungsprozesses für Halbleiter Bauelemente unter Verwendung der Standardsiliziumtechnologie herstellbar ist.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Rückgewinnung von Energie wird entweder Luft oder eine Flüssigkeit mit den Abwärme erzeugenden Bauteilen der Spritzgießmaschine kontaktiert und anschließend einem Wärmetauscher oder direkt einem zu erwärmenden Bauteil der Spritzgießmaschine zugeführt.
Derartige Einrichtungen zur Energierückgewinnung bauen relativ groß und weisen darüber hinaus den Nachteil auf, dass sich die aus der Abwärme gewonnene Energie nicht speichern lässt, sondern unmittelbar zum Beheizen der zu erwärmenden Bauteile der Spritzgießmaschine verwendet werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Gewinnung von Rückenergie aus Abwärme bereitzustellen, bei welcher die so gewonnene Energie einerseits leicht speicherbar ist und andererseits für verschiedene Zwecke genutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Thermogeneratoren sind an sich bereits bekannt und müssen daher nicht im Detail beschrieben werden. Thermogeneratoren bestehen zum Beispiel aus mehreren in Reihe flächig kontaktierten Kohle/Graphitplatten, die zur Erhöhung der Effektivität mit Fullarenen angereichert werden können. Diese dienen als Träger von dünnschichtig aufgetragenen thermoelektrischen Materialien, wie Beispielsweise NiCu-NiCr. Durch die am Thermogenerator anliegende Temperaturdifferenz entsteht eine elektrische Gleichspannung, die über Kontakte abgegriffen werden kann. Die so gewonnene Energie kann in elektrischen Speichereinrichtungen, wie Akkumulatoren oder Kondensatoren gespeichert und/oder für die verschiedensten Zwecke verwendet werden.
So kann beispielsweise der Thermogenerator über elektrische Leitungen mit wenigstens einem elektrische Energie benötigenden Bauteil der Spritzgießmaschine verbunden sein. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Antriebseinheit der Spritzgießmaschine oder um einen anderen der in vielfältiger Form bei Spritzgießmaschinen vorhandenen elektrischen Verbraucher handeln.
Ein anderes Beispiel für einen solchen Verbraucher ist eine Heizvorrichtung, welche zum Beheizen ausgewählter Bereiche oder Bauteile der Spritzgießmaschine verwendet wird.
Es kann aber auch vorgesehen sein, den Thermogenerator über elektrische Leitungen mit dem Werkstromnetz zu verbinden, sodass die durch den Thermogenerator in der Spritzgießmaschine erzeugte Energie außerhalb der Spritzgießmaschine verwendet werden kann.
Thermogeneratoren können an allen Stellen der Spritzgießmaschine angeordnet werden, bei welchen Abwärme entsteht. Die Thermogeneratoren können entweder direkt mit diesern Stellen kontaktiert werden oder in einem gewissen Abstand zu ihnen angeordnet werden. Bei den Stellen handelt es sich beispielsweise um das Spritzaggregat der Spritzgießmaschine, hier besonders um den Plastifizierzylinder und die Einspritzdüse.
Ein weiteres Beispiel stellen Hydraulikanlagen der Spritzgießmaschine dar, welche als Antriebe eingesetzt werden, zum Beispiel um einen Anpresshub zu erzeugen oder um die Formaufspannplatten relativ zueinander zu bewegen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
1 in schematischer Seitenansicht das Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine sowie eine Hydraulikanlage der Spritzgießmaschine,
2 ein Detail des in 1 dargestellten Spritzaggregats und
3a, 3b den Stand der Technik sowie ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung.
Die in den 1 und 2 schraffiert dargestellten Bereiche stellen die Thermogeneratoren 1 dar.
Zu erkennen ist in 1, dass beispielsweise eine Hydraulikanlage 3 mittels eines Thermogenerators 1 ummantelt wurde, um die in der Hydraulikanlage 3 als Abwärme anfallende Energie zumindest teilweise rückzugewinnen. Die Hydraulikanlage 3 weist dabei in bekannter Weise einen Ölbehälter 4, eine Pumpe 5 und einen verschiedenste Ventile aufweisenden Hydraulikblock 6 auf. Zu erkennen ist, dass jene Bauteile der Hydraulikanlage 3, bei welchen besonders viel Abwärme abfällt, wie die Pumpe 5 und der Hydraulikblock 6, zusätzlich gesondert mit einem Thermogenerator 1 ummantelt wurden.
Wie in 1 erkennbar ist, wurde auch das Spritzaggregat 2 der Spritzgießmaschine in verschiedensten Bereichen mit einem Thermogenerator 1 ummantelt bzw. umgeben. Erkennbar sind beispielsweise Anordnung eines Thermogenerators 1 bei einem Antriebszylinder 7, welcher dazu dient, das Spritzaggregat 2 zur feststehenden Formaufspannplatte 8 hin und von dieser weg zu bewegen. Weiterhin erkennbar ist die Ummantelung 1 eines dem Ausführen des Einspritzhubes dienenden Zylinders.
2 zeigt den Plastifizierzylinder 9 des in 1 dargestellten Spritzaggregats 2, der eine Heizvorrichtung in Form von mehreren elektrischen Heizbändern 10 aufweist. Die Heizbänder 10 sind nach außen hin mit einem Thermogenerator 1 abgedeckt.
Weiters zeigt die 2, dass auch die Einspritzdüse 11 ein von einem Thermogenerator 1 abgedecktes Heizband 10 aufweist.
Vor allem bei elektrischen Spritzgießmaschinen – aber nicht nur bei diesen – können Thermogeneratoren 1 um Servomotoren 11 der Spritzgießmaschine und/oder Leistungsteile 12 des Servomotors 11 angeordnet werden.
3b zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung. 3a zeigt zum besseren Verständnis den Stand der Technik. Dargestellt ist ein Kühlschema für fünf Servomotoren 11 einer nicht näher dargestellten Spritzgießmaschine sowie für das Leistungsteil 12 der Servomotoren 11. Die Servomotoren 11 werden über elektrische Leitungen 15 durch ein nicht im Detail dargestelltes Leistungsteil 12 versorgt. Das Leistungsteil 12 ist an einer sogenannten Cold Plate angeordnet, welche ihrerseits flüssigkeitsgekühlt ist und daher in einen Kühlkreislauf 14, der auch die Servomotoren 11 erfassen kann, eingebunden ist. Zu erkennen sind weiters eine Durchflussregelung 16 sowie ein Wärmetauscher 13 des Flüssigkeitskreislaufs 14. Besonders bevorzugt vorgesehen ist die Anordnung von Thermogeneratoren 1, einerseits um den Wärmetauscher 13 herum sowie andererseits bei den Wärme abstrahlenden Bereichen des Leistungsteiles 12 und bevorzugt auch nur die Servomotoren 11 herum.
Weitere Anwendungsbeispiele sind: Temperiergeräte, Trockner, Hydraulik-Beistellaggregate (vor allem bei elektrischen Spritzgießmaschinen).
Auf die Darstellung von elektrischen Leitungen, welche von den einzelnen Thermogeneratoren 1 zu den elektrischen Verbrauchern oder Speichereinrichtungen führen, wurde verzichtet.
Bezugszeichenliste

1: Thermogenerator
2: Spritzaggregat
3: Hydraulikanlage
4: Ölbehälter
5: Pumpe
6: Hydraulikblock
7: Antriebszylinder
8: Formaufspannplatte
9: Plastifizierzylinder
10: elektrisches Heizband
11: Servomotor
12: Leistungsteil
13: Wärmetauscher
14: Kühlkreislauf
15: elektrische Leitung
16: Durchflussregelung

Claims

Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus der von im oder durch den Betrieb der Spritzgießmaschinen sich erwärmenden oder beheizten Bereichen oder Bauteilen der Spritzgießmaschine abgegebenen Abwärme, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens einen Thermogenerator (1) aufweist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermogenerator (1) über elektrische Leitungen mit wenigstens einem elektrische Energie benötigenden Bauteil der Spritzgießmaschine verbunden ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermogenerator (1) über elektrische Leitungen mit einer Heizvorrichtung zum Beheizen ausgewählter Bereiche oder Bauteile der Spritzgießmaschine verbunden ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermogenerator (1) über elektrische Leitungen mit einem Werkstromnetz verbunden ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Thermogenerator (1) das Spritzaggregat (2) der Spritzgießmaschine wenigstens teilweise umgibt.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Thermogenerator (1) den Plastifizierzylinder der Spritzgießmaschine wenigstens teilweise umgibt.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Thermogenerator (1) die Einspritzdüse der Spritzgießmaschine wenigstens teilweise umgibt.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Thermogenerator (1) eine Hydraulikanlage (3) der Spritzgießmaschine wenigstens teilweise umgibt.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Thermogenerator (1) einen Servomotor (11) der Spritzgießmaschine und/oder einen Leistungsteil (12) des Servomotors (11) wenigstens teilweise umgibt.