DE102015010589A1 - Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine - Google Patents

Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102015010589A1
DE102015010589A1 DE102015010589.2A DE102015010589A DE102015010589A1 DE 102015010589 A1 DE102015010589 A1 DE 102015010589A1 DE 102015010589 A DE102015010589 A DE 102015010589A DE 102015010589 A1 DE102015010589 A1 DE 102015010589A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plasticizing
screw
wall
cylinder
ultrasonic transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102015010589.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Praher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Engel Austria GmbH
Original Assignee
Engel Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Engel Austria GmbH filed Critical Engel Austria GmbH
Publication of DE102015010589A1 publication Critical patent/DE102015010589A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/24—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of the velocity of propagation of sound
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/7604—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177—Location of measurement
    • B29C2945/7618—Injection unit
    • B29C2945/7619—Injection unit barrel
    • B29C2945/76193—Injection unit barrel barrel-chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177—Location of measurement
    • B29C2945/7618—Injection unit
    • B29C2945/7619—Injection unit barrel
    • B29C2945/76193—Injection unit barrel barrel-chamber
    • B29C2945/76197—Injection unit barrel barrel-chamber screw ante-chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76381—Injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76451—Measurement means
    • B29C2945/76474—Ultrasonic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76595—Velocity
    • B29C2945/76605—Velocity rotational movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76655—Location of control
    • B29C2945/76658—Injection unit
    • B29C2945/76665—Injection unit screw
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2213/00—Temperature mapping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine, mit einer in einer Zylinderbohrung eines sich axial erstreckenden Plastifizierzylinders verschiebbar und drehbar angeordneten Plastifizierschnecke, wobei zwischen einer Einspritzdüse des Plastifizierzylinders und einer Schneckenspitze der Plastifizierschnecke ein Schneckenvorraum angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Ultraschallwandlern an unterschiedlichen axialen Positionen einer Wandung des Plastifizierzylinders angeordnet ist und eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, aus Signalen der Ultraschallwandler ein axiales Temperaturprofil im Schneckenvorraum zu erstellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7.
  • Aus der AT 512 647 B1 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Ermittlung eines radialen Temperaturprofils in einem Plastifizierzylinder einer gattungsgemäßen Plastifiziereinheit bekannt. Das Verfahren verwendet das Prinzip der Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen.
  • Weiters bekannt sind:
    • – Die Verwendung von Kontaktthermometern, die wandschlüssig mit einer Wand des Plastifizierzylinders eingesetzt werden. Für die Montage der Kontaktthermometer sind Sensorbohrungen an der Wandung des Plastifizierzylinder nötig. Durch die hohen Drücke entstehen für die Temperatursensoren hohe mechanische Beanspruchungen. Dementsprechend sind derartige Sensoren sehr stabil auszulegen. Diese robuste Ummantelung führt zu sehr langen Ansprechzeiten, was wiederum eine dynamische Regelung beim Aufdosieren erschwert bzw. unmöglich macht. Ein weiterer Nachteil der wandschlüssigen Kontaktthermometer ist die Tatsache, dass nur die Temperatur am Rand der Kunststoffschmelze gemessen werden kann.
    • – Die Verwendung von Infrarotthermometern, die wandschlüssig in einer Wandung des Plastifizierzylinders eingesetzt werden. Für die Montage der Kontaktthermometer sind Sensorbohrungen am Plastifizierzylinder nötig. Die Ansprechzeiten sind deutlich besser als bei Kontaktthermometern, jedoch wird auch hier nur die Schmelzetemperatur am Rand (je nach Kunststofftyp und Eindringtiefe der Infrarotstrahlung typischerweise 1–8 mm) gemessen. Des Weiteren kann es zu Fehlern durch Streuung und Reflexion der Infrarotstrahlung kommen. Der Emissionskoeffizient der Kunststoffschmelze muss in einer Kalibrationsmessung ermittelt werden.
    • – Laser-induzierte Fluoreszenz. Für die Montage der optischen Zugänge sind Sensorbohrungen am Plastifizierzylinder nötig. Über einen Laserstrahl werden dem Kunststoff beigefügte Fluoreszenzfarbstoffe angeregt. Die resultierende Fluoreszenz wird über eine konfokale Anordnung über einen Lichtleiter in ein Spektrometer geleitet. Die Auswertung der (temperaturabhängigen) Fluoreszenzspektren erlaubt eine Rückrechnung auf die Temperatur im Fokusbereich des Laserstrahls. Mittels der laser-induzierten Fluoreszenz kann (falls die Kunststoffschmelze für die Laserstrahlung und die Fluoreszenzstrahlung transparent ist) eine Mittelung der radialen Temperaturmessung durchgeführt werden, indem die Fokusposition des Lasers in der Kunststoffschmelze variiert wird. Die gesamte Instrumentierung (Laser, Spektrometer, optische Zugänge) ist sehr aufwändig und der dauerhafte Einsatz in industrieller Umgebung als kritisch einzustufen.
  • Beim Plastifizieren kann es zu die Qualität der plastifizierten Schmelze ungünstig beeinflussenden Temperaturschwankungen im Plastifizierzylinder kommen.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Plastifiziereinheit einer Spritzgießmaschine, bei welcher die Qualität der plastifizierten Schmelze beeinflussende Temperaturschwankungen erkannt werden können, sowie die Bereitstellung eines entsprechenden Verfahrens.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Plastifiziereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die unerwünschten Schwankungen der Produktqualität spritzgegossener Kunststoffteile sind vor allem auf ungünstige axiale Temperaturprofile (Temperaturgradienten) der plastifizierten Schmelze zurück zu führen, da diese in der Regel weit höher sind als die radialen Temperaturprofile. Die axialen Temperaturprofile entstehen durch die Verkürzung der effektiven Schneckenlänge beim Aufdosieren der Kunststoffschmelze in den Schneckenvorraum. Zur Ermöglichung einer aktiven Steuerung oder Regelung der Schmelzetemperatur beim Aufdosieren (z. B. mittels Staudruck und/oder Drehzahl der Schnecke) ist die Messung der axialen Schmelzetemperatur nötig. Die Erfindung ermöglicht diese auf einfache Weise.
  • Vorteile der Erfindung:
    • – Es sind keine Bohrungen durch die Wandung des Plastifizierzylinders für die Ultraschallwandler nötig.
    • – Die Temperatur der Kunststoffschmelze wird über die gesamten Durchmesser der Zylinderbohrung gemittelt (nicht nur am Rand).
    • – Die Erfindung ermöglicht sehr schnelle Ansprechzeiten.
    • – Es ist an sich keine Kalibration nötig: Die Messung der Schallgeschwindigkeit an verschiedenen Positionen reicht aus um axiale Temperaturdifferenzen zu detektieren. Dies ist auf den annähernd konstanten Druck im Schneckenvorraum beim Aufdosieren zurück zu führen.
  • Die Erfindung wird für verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der 1 bis 3 im Detail diskutiert.
  • Ausschnittsweise gezeigt ist eine Plastifiziereinheit 1 für eine Spritzgießmaschine in Form einer in einer Zylinderbohrung eines Plastifizierzylinders (mit Wandung 2) verschiebbar angeordneten, drehbaren Plastifizierschnecke 4. Durch das Aufdosieren von plastifiziertem Kunststoff im Bereich zwischen Einspritzdüse (nicht dargestellt) und der Spitze der Plastifizierschnecke 4 (Schneckenvorraum 3) wird die Plastifizierschnecke 4 von der Einspritzdüse weg bewegt. Dabei bildet sich im Schneckenvorraum 3 ein sogenannter Massepolster.
  • Wird ein Ultraschallpuls durch eine Kunststoffschmelze entlang eines Schalllaufweges S (zwischen einem Ultraschallsender und Ultraschallempfänger) gesendet, ergibt sich die Laufzeit tLaufzeit des Pulses durch die Schmelze aus der Formel
    Figure DE102015010589A1_0002
    wobei cL,S (p, T) die vom Druck p und der Temperatur T abhängige longitudinale Schallgeschwindigkeit an einer Position s entlang des Schalllaufweges S bezeichnet.
  • Ist die longitudinale Schallgeschwindigkeit cL als Funktion des Druckes p und der Temperatur T bekannt (durch Kalibrationsmessungen oder bevorzugt durch Nachsehen in dem Fachmann bekannten Tabellen, welche für verschiedene Kunststoffe die Laufzeit von Schall angeben – dies ist möglich, weil im Schneckenvorraum beim Dosieren zumindest annähernd ein konstanter Druck herrscht) kann aus der Laufzeitmessung auf die mittlere Temperatur entlang des Schalllaufweges S geschlossen werden.
  • Zur Messung der axialen Temperaturverteilung im Schneckenvorraum 3 werden Ultraschall-Laufzeitmessungen an mehreren axialen Positionen durchgeführt.
  • Die Messungen können mittels sogenannter Reflexions- oder Transmissionsmessungen durchgeführt werden.
  • Die Reflexionsmessung ist in 1 dargestellt. Es erfolgt eine axiale Messung der Schmelzetemperatur im Schneckenvorraum 3.
  • Ein Ultraschallwandlerarray mit mehreren Ultraschallwandlern 5 wird entlang des Schneckenvorraums 3 an der Wandung 2 des Plastifizierzylinders angebracht. Alternativ kann auch mit einem Ultraschallwandler 5 abwechselnd an unterschiedlichen axialen Positionen über mehrere Spritzgießzyklen gemessen werden.
  • Ein in den Plastifizierzylinder gesendeter Ultraschallpuls, wird an der Oberkante der Zylinderbohrung reflektiert. Ein Teil der Schallenergie läuft weiter durch die plastifizierte Kunststoffschmelze, wird an der Unterkante der Zylinderbohrung reflektiert und läuft zurück zum Ultraschallwandler. Aus der Differenz der Laufzeiten der Reflexionen an der Ober- bzw. Unterkante (toben bzw. tunten) der Zylinderbohrung und dem bekannten Durchmesser der Zylinderbohrung dzylinder kann auf die Schallgeschwindigkeit (bei dem Staudruck pstau während des Aufdosierens) und somit auf die mittlere Schmelzetemperatur Tm entlang des Schalllaufweges geschlossen werden:
    Figure DE102015010589A1_0003
  • Durch die Messung an verschiedenen axialen Positionen ergibt sich ein axiales Temperaturprofil im Schneckenvorraum 3. Die Berechnung erfolgt in einer in 3 dargestellten Auswerteeinheit 8.
  • Bei der Transmissionsmessung, dargestellt in 2, werden zwei gegenüber liegende Ultraschallwandlerarrays 6, 7 mit Ultraschallwandlern 5 an unterschiedlichen axialen Positionen entlang des Schneckenvorraums 3 an der Wandung 2 des Plastifizierzylinders angebracht, wobei das eine Ultraschallwandlerarray als Senderarray 6 und das gegenüber liegende Ultraschallwandlerarray als Empfängerarray 7 verwendet wird. Alternativ kann auch mit zwei Ultraschallwandlern 5 (Sender und Empfänger) abwechselnd an verschiedenen axialen Positionen über mehrere Spritzgießzyklen gemessen werden.
  • Ein von einem Ultraschallwandler 5 des Senderarrays 6 in den Plastifizierzylinder gesendeter Ultraschallpuls läuft durch die erste Hälfte der Wandung 2 des Plastifizierzylinders, weiter durch die Kunststoffschmelze und danach durch die zweite Hälfte der Wandung 2 des Plastifizierzylinders zum gegenüber liegenden Ultraschallwandler 5 des Empfängerarrays 7. Von der so gemessenen gesamten Laufzeit tgesamt des Ultraschallpulses müssen noch die Laufzeiten ts, te durch die Wandung 2 des Plastifizierzylinders abgezogen werden. Diese können durch Reflexionsmessungen mittels der Ultraschallwandler 5 im Sende- bzw. Empfängerarray 6, 7 ermittelt werden. Die Schallgeschwindigkeit cL ergibt sich aus
    Figure DE102015010589A1_0004
  • Durch die Messung an verschiedenen axialen Positionen ergibt sich ein axiales Temperaturprofil im Schneckenvorraum 3. Die Berechnung erfolgt in einer in 3 dargestellten Auswerteeinheit 8.
  • Die Messung von te ist relativ aufwendig. Unter der Annahme, dass in der Wandung 2 ein nahezu rotationssymmetrisches Temperaturprofil vorherrscht, ist te ungefähr gleich ts. Damit kann auf die Messung von te verzichtet werden.
  • Die Erfindung kann dahingehend verwendet werden um beim Aufdosieren eine für den Spritzgießprozess vorteilhafte Temperaturverteilung zu erzeugen.
  • In 3 ist eine Anordnung zur Steuerung bzw. Regelung der Schmelzetemperatur im Schneckenvorraum 3 beim Aufdosieren (beispielhaft für Reflexionsmessungen, auch Transmissionsmessungen könnten verwendet werden) dargestellt.
  • Beim Aufdosieren erfolgt der Start der Messung. Sobald sich die Plastifizierschnecke 4 zurückzieht und der Schalllaufweg an einer Position somit frei ist, kann an der jeweiligen Position eine Schallgeschwindigkeitsmessung erfolgen. Vorteilhaft an der Anordnung ist die Tatsache, dass der Druck (Staudruck) im Schneckenvorraum 3 bekannt und annähernd konstant ist und es nicht nötig ist die druck- und temperaturabhängige Schmelzetemperatur aus den gemessenen Schallgeschwindigkeiten direkt zu berechnen.
  • Alleine die Änderung der Schallgeschwindigkeit an verschiedenen axialen Positionen reicht aus um axiale Temperaturdifferenzen (axialer Temperaturgradient) zu ermitteln. Die Umrechnung der Ultraschall-Laufzeiten in Schallgeschwindigkeiten bzw. Temperaturen erfolgt in einer Auswerteeinheit 8. Die errechneten Schallgeschwindigkeiten bzw. Temperaturwerte werden von einer Steuer- oder Regeleinheit 9 dazu benutzt um Maschinenparameter (z. B. Staudruck, bevorzugt die Schneckendrehzahl) über einen die Plastifizierschnecke antreibenden Motor M so zu beeinflussen, dass ein Temperaturabfall im Schneckenvorraum 3 aufgrund einer verkürzten Schneckenlänge der Plastifizierschnecke 4 kompensiert werden kann. Diese Beeinflussung erfolgt bevorzugt von Zyklus zu Zyklus, also nicht zwingend während eines Zyklus der Plastifiziereinheit 1 bzw. der Spritzgießmaschine, von welcher die Plastifiziereinheit 1 ein Teil ist.
  • Die Auswerteeinheit 8 und die Steuer- oder Regeleinheit 9 können physisch in einem Bauteil gemeinsam ausgebildet sein.
  • In allen Ausführungsbeispielen liegen die Ultraschallwandler 5 an der Wandung 2 des Plastifzierzylinders an, befinden sich also nicht in Bohrungen in der Wandung 2, welche die Wandung 2 durchbrechen. Es wäre denkbar, die Ultraschallwandler 5 in Sackbohrungen versenkt in der Wandung 2 anzuordnen, z. B. bei Platzproblemen mit auf dem Plastifizierzylinder montierten Heizbändern.
  • Vorteilhafterweise werden die Ultraschallwandler 5 an die Wandung 2 des Plastifizierzylinders angepresst, zum Beispiel über magnetische Haltemittel. Das Anbringen eines Ultraschallgels zwischen den Ultraschallwandlern 5 und der Wandung 2 ist ratsam. Reicht die passive Kühlung der Ultraschallwandler 5 durch die Umgebungsluft nicht aus, kann auch eine aktive Kühlung vorgesehen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • AT 512647 B1 [0002]

Claims (9)

  1. Plastifiziereinheit (1) für eine Spritzgießmaschine, mit einer in einer Zylinderbohrung eines sich axial erstreckenden Plastifizierzylinders verschiebbar und drehbar angeordneten Plastifizierschnecke (4), wobei zwischen einer Einspritzdüse des Plastifizierzylinders und einer Schneckenspitze der Plastifizierschnecke (4) ein Schneckenvorraum (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Ultraschallwandlern (5) an unterschiedlichen axialen Positionen einer Wandung (2) des Plastifizierzylinders angeordnet ist und eine Auswerteeinheit (8) vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, aus Signalen der Ultraschallwandler (5) ein axiales Temperaturprofil im Schneckenvorraum (3) zu erstellen.
  2. Plastifiziereinheit nach Anspruch 1, wobei ein einziges Ultraschallwandlerarray mit entlang des Schneckenvorraums (3) angeordneten Ultraschallwandlern (5) an einer Seite der Wandung (2) vorgesehen ist, wobei das Ultraschallwandlerarray als Sende- und Empfängerarray ausgebildet ist.
  3. Plastifiziereinheit nach Anspruch 1, wobei zwei einander gegenüber liegende Ultraschallwandlerarrays mit entlang des Schneckenvorraums (3) angeordneten Ultraschallwandlern (5) an der Wandung 2 des Plastifizierzylinders angebracht sind, wobei ein Ultraschallwandlerarray als Senderarray (6) und das gegenüber liegende Ultraschallwandlerarray als Empfängerarray (7) ausgebildet ist.
  4. Plastifiziereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ultraschallwandler (5) – vorzugsweise durch magnetische Haltemittel – an die Wandung (2) des Plastifizierzylinders angepresst sind.
  5. Plastifiziereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen den Ultraschallwandlern (5) und der Wandung (2) ein Ultraschallgel angeordnet ist.
  6. Plastifiziereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Steuer- oder Regeleinheit (9) vorgesehen ist, welcher mit der Auswerteeinheit (8) in Verbindung steht und die dazu ausgebildet ist, Maschinenparameter der Plastifizierschnecke – vorzugsweise die Schneckendrehzahl – über einen die Plastifizierschnecke antreibenden Motor (M) so zu beeinflussen, dass ein Temperaturabfall im Schneckenvorraum (3) aufgrund einer verkürzten Schneckenlänge der Plastifizierschnecke (4) kompensierbar ist.
  7. Verfahren zum Erstellen eines Temperaturprofils im Schneckenvorraum (3) einer Plastifiziereinheit (1) einer Spritzgießmaschine unter Verwendung wenigstens eines Ultraschallwandlers (5), wobei die Plastifiziereinheit (1) einen Plastifizierzylinder mit einer Wandung (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass aus an unterschiedlichen axialen Positionen der Wandung (2) des Plastifizierzylinders mittels des wenigstens einen Ultraschallwandlers (5) gewonnenen Signalen ein axiales Temperaturprofil erstellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Signale an den unterschiedlichen axialen Positionen durch Umpositionieren des wenigstens einen Ultraschallwandlers (5) gewonnen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Signale an den unterschiedlichen axialen Positionen durch eine Vielzahl von Ultraschallwandlern (5) gewonnen werden.
DE102015010589.2A 2014-08-14 2015-08-10 Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine Pending DE102015010589A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT639/2014 2014-08-14
ATA639/2014A AT516452B1 (de) 2014-08-14 2014-08-14 Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015010589A1 true DE102015010589A1 (de) 2016-02-18

Family

ID=55235070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015010589.2A Pending DE102015010589A1 (de) 2014-08-14 2015-08-10 Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160046055A1 (de)
CN (1) CN105365182A (de)
AT (1) AT516452B1 (de)
DE (1) DE102015010589A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018122693A1 (de) 2017-09-25 2019-03-28 Engel Austria Gmbh Formgebungsmaschine mit einer Plastifiziereinheit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073775B1 (fr) 2017-11-23 2020-12-25 Arianegroup Sas Installation d'extrusion munie d'un systeme de controle apte a detecter une anomalie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT512647B1 (de) 2012-09-12 2013-10-15 Engel Austria Gmbh Temperaturverlaufermittlung im Schmelzeraum

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4740146A (en) * 1986-07-25 1988-04-26 Peter Angelbeck Apparatus for measuring and controlling the wall thickness of plastic pipes
JPH08276490A (ja) * 1995-04-07 1996-10-22 Mitsui Toatsu Chem Inc 押出成形機シリンダー内樹脂の溶融位置測定方法及び押出成形機の運転方法
US5951163A (en) * 1996-10-16 1999-09-14 National Research Council Of Canada Ultrasonic sensors for on-line monitoring of castings and molding processes at elevated temperatures
DE19944709A1 (de) * 1998-09-24 2000-04-27 Barmag Barmer Maschf Vorrichtung und Verfahren zur Führung einer Polymerschmelze
SG91321A1 (en) * 2000-03-27 2002-09-17 Sumitomo Heavy Industries Method for controlling an injection molding machine capable of reducing variations in weight of molded products
DE102009004946B4 (de) * 2008-10-22 2015-04-09 Sikora Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines plastifizierten Kunststoffs am Ausgang eines Extruders

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT512647B1 (de) 2012-09-12 2013-10-15 Engel Austria Gmbh Temperaturverlaufermittlung im Schmelzeraum

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018122693A1 (de) 2017-09-25 2019-03-28 Engel Austria Gmbh Formgebungsmaschine mit einer Plastifiziereinheit

Also Published As

Publication number Publication date
CN105365182A (zh) 2016-03-02
AT516452B1 (de) 2016-08-15
US20160046055A1 (en) 2016-02-18
AT516452A1 (de) 2016-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2179835B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines plastifizierten Kunststoffs am Ausgang eines Extruders
AT512619B1 (de) Durchflussmessgerät
WO2019110194A1 (de) Technik zur überwachung eines extruders bzw. einer spritzgiessmaschine
EP0202497B1 (de) Temperaturkompensierte Ultraschall-Wanddickenmessung
DE102015010589A1 (de) Plastifiziereinheit für eine Spritzgießmaschine
EP2748565B1 (de) Durchflusssensor
EP1393046A2 (de) Transmissionssensor
DE202020001011U1 (de) Vorrichtung zur Messung einer Durchflussgeschwindigkeit eines Fluids
DE2012207A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln viskositätsabhängiger Ver fahrensvorgänge
DE102013013902B4 (de) Temperaturverlaufermittlung im Schmelzraum
EP3567397B1 (de) Verfahren und optoelektronischer sensor zum messen einer entfernung von objekten
EP2071356B1 (de) Messvorrichtung
DE19944709A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Führung einer Polymerschmelze
DE102007054186A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Durchflusses einer strömenden Flüssigkeit
EP3567398A1 (de) Verfahren und optoelektronischer sensor zum messen einer entfernung von objekten
EP2488844B1 (de) Ultraschallbasierte messvorrichtung und -verfahren
EP2095070A1 (de) Messverfahren zur bestimmung der wanddicke eines extrudierten kunststoffprofils
DE102019122273A1 (de) Verfahren zum Erfassen von Inhomogenitäten in Schmelzen
DE102015010245B4 (de) Verfahren zur Beeinflussung der Schmelzetemperatur im Plastifizierzylinder einer Plastifiziereinheit
DE102018131126A1 (de) Prozessüberwachung bei der Herstellung von Spritzgussformteilen
DE10112583A1 (de) Verfahren zur Temperaturkompensation sowie Vorrichtung zum Messen der spezifischen Dichte
DE102018222798A1 (de) Verfahren zum Ermitteln eines Schließzeitpunktes eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors
DE102011081544A1 (de) Messverfahren und Messvorrichtung zur Druckbestimmung von Flüssigkeiten
EP4193121B1 (de) Thz-messverfahren sowie thz-messvorrichtung zum vermessen eines messobjektes
DE102021110254A1 (de) Kalorimetrischer Durchflussmesser, Verfahren zur Kalibrierung eines kalorimetrischen Durchflussmessers sowie Steuerungs- und Auswerteeinheit für einen Durchflussmesser

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication