DE102022112316A1 - Injection unit, molding machine with such an injection unit and method for checking an injection unit - Google Patents
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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.Injection unit for a molding machine (2) comprising - at least one injection cylinder (3), - an injection screw (5) mounted to be displaceable axially along a longitudinal axis (4) in at least one injection cylinder (3), - an injection screw (5) arranged in at least one injection cylinder (3) and a non-return valve (6) connected to the injection screw (5) so that it can move axially, in order to prevent a backflow of a plasticized material in at least one injection cylinder (3) against a conveying direction of the injection screw (5) to form a mass cushion in front of the non-return valve (6), - at least a control or regulating unit (7) which is designed to control or regulate an axial movement of the injection screw (5) and- at least one sensor (8) for determining an axial position of the injection screw (5), the axial position of the injection screw (5) is a measure of the volume of the mass cushion, the at least one control or regulating unit (7) is designed to apply a force to the injection screw (5) axially in the conveying direction in order to build up pressure on the mass cushion, the control or regulating unit (7) being designed to, on the basis of the measured values of the at least one sensor (8) a reduction in the mass cushion caused by wear of the non-return valve (6).
Description
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.The present invention relates to an injection unit for a molding machine with the features of the preamble of
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.Molding machines can be understood to mean injection molding machines, transfer presses, presses and the like. Forming machines in which the plasticized mass is fed to an open mold are also entirely conceivable.
Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgussmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein für Formgebungsmaschinen.The state of the art is outlined below using an injection molding machine. The same applies in general to shaping machines.
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.
- - at least one injection cylinder,
- - an injection screw mounted in the at least one injection cylinder so as to be displaceable axially along a longitudinal axis and
- - A non-return valve arranged in at least one injection cylinder and connected to the injection screw in an axially movement-locking manner in order to prevent a backflow of a plasticized material in the at least one injection cylinder against a conveying direction of the injection screw to form a mass cushion in front of the non-return valve.
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.Corresponding injection units familiar from the prior art can thus push out a plasticized mass, which is located in the injection cylinder, via an axial movement of the injection screw along a longitudinal axis of the injection screw. This usually happens via an injection side of the injection cylinder, which is often designed as an injection nozzle.
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.In order to be able to feed plasticized mass to the injection cylinder, it is known from the prior art to plasticize it via the injection screw - more precisely: by rotating the injection screw - and to convey it along the longitudinal axis of the injection screw into an antechamber of the screw, from which then via the injection movement of the injection screw pushes the plasticized mass out of the injection cylinder.
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.In order to allow the plasticized mass to be conveyed along the injection screw, but to prevent the plasticized mass from flowing back out of the injection cylinder during the injection movement or the ejection movement, non-return valves are provided.
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.Since the non-return valve in the injection cylinder is a moving component and is continuously in contact with the plasticized material flowing past, the non-return valve is exposed to friction, which friction inevitably leads to wear.
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.It is known from the prior art that non-return valves represent a wearing part of the injection unit and have to be replaced at a specified service interval, since after a given time they can no longer guarantee the required process accuracy due to wear.
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.Even if, during the continuous wear of the non-return valve, process parameters of the injection molding machine can be adjusted to counteract the growing inaccuracy caused by wear, there is a limit at which it is no longer possible to counteract the wear by adjusting process parameters of the injection molding machine and the non-return valve must be exchanged.
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.Consequently, there is an effort from the prior art to be able to determine an exact present state of the non-return valve in order to be able to determine the process parameter or a service interval more precisely.
Weiters ist es bekannt (wie beispielsweise durch die
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 Einstellparameter, hervorgerufen sein könnte).However, this has the disadvantage that the process parameters can only be tracked to an already existing process deviation. It is therefore not the actual wear that is measured, but a deviation that is declared as wear (however, it could also be caused by other parameters, such as a change in the setting parameters).
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
Beispielsweise ist es aus der
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.The object of the invention is therefore to provide an injection unit, a method, a shaping machine, a computer program product and a computer-readable storage medium, with which wear on the non-return valve can be easily detected and/or can be detected early before it influences the production cycle and/or as little as possible little impairment of the production process is metrologically accessible and / or by simple means - is detectable - preferably inexpensive.
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.Regarding the injection unit for a molding machine, this object is solved by the features of
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.With regard to the method, the stated object is achieved by the features of
Vorteilhafte Ausführungsformen sind anhand der abhängigen Ansprüche definiert.Advantageous embodiments are defined on the basis of the dependent claims.
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.Molding machines can be understood to mean injection molding machines, transfer presses, presses and the like. Forming machines in which the plasticized mass is fed to an open mold are also entirely conceivable.
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.A device according to the invention, a method according to the invention, a computer program product according to the invention and/or a computer-readable storage medium according to the invention can be used and subsequently installed through their use in already known variants of the prior art, such as described in the introduction to the description.
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,
- - at least one injection cylinder,
- - an injection screw mounted in at least one injection cylinder so that it can be displaced axially along a longitudinal axis,
- - a non-return valve arranged in at least one injection cylinder and connected to the injection screw in an axially non-moving manner in order to prevent a backflow of a plasticized material in the at least one plasticizing cylinder against a conveying direction of the injection screw to form a mass cushion in front of the non-return valve,
- - at least one control or regulating unit which is designed to control or regulate an axial movement of the injection screw and
- - at least one sensor for determining an axial position of the injection screw, the axial position of the injection screw being a measure of the volume of the mass cushion,
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.In this way, the tightness of a non-return valve can be determined quickly and inexpensively, it being possible to infer wear and tear of the non-return valve from the tightness of the non-return valve.
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.Provision can preferably be made for the control or regulating unit to be designed to output a signal which is representative of the tightness of the non-return valve on the basis of the measured values of the at least one sensor.
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.Provision can be made for the control or regulating unit to be designed on the basis of the measured values of the at least one sensor to determine radial wear of the non-return valve, preferably a distance (changed due to wear) between an inner surface of the at least one injection cylinder and the non-return valve arranged therein.
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,
- - 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.
- - at least one injection cylinder,
- - an injection screw mounted in at least one injection cylinder so as to be displaceable axially along a longitudinal axis,
- - a non-return valve arranged in at least one injection cylinder and connected to the injection screw in an axially non-moving manner in order to prevent a backflow of a plasticized material in the at least one injection cylinder against a conveying direction of the injection screw to form a mass cushion in front of the non-return valve,
- - at least one control or regulating unit which is designed to control or regulate an axial movement of the injection screw and
- - at least one sensor for determining an axial position of the injection screw,
- - to move the injection screw axially against the conveying direction during a subsequent first retraction phase,
- - to apply a force to the injection screw during a subsequent second pressure phase, axially in the conveying direction, in order to build up pressure on the mass cushion, and
- - Using the at least one sensor to determine axial positions and/or a change between the axial positions of the injection screw during the first pressure phase and the second pressure phase and to determine wear on the non-return valve therefrom.
Die Veränderung der Position der Einspritzschnecke ist somit als Veränderung des Massepolsters (sozusagen die Veränderung dessen Masse oder Volumens) umzulegen.The change in the position of the injection screw is therefore to be assigned as a change in the mass cushion (the change in its mass or volume, so to speak).
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.Accordingly, an axial position of the injection screw can be determined during a first pressure phase. Then, in a first withdrawal phase, the injection screw is withdrawn and a further (plasticized) mass is fed to the mass cushion via the non-return valve. With the build-up of a second subsequent pressure phase, the non-return valve closes again and pressure is built up on the mass cushion, which is now enlarged, and an axial position of the injection screw can again be measured.
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.From these two axially measured positions during the pressure phases and the knowledge of the retraction movement of the injection screw, conclusions can now be drawn as to how large the mass cushion is and should be, provided that the non-return valve has closed in good time and is not showing any wear.
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.If the mass cushion now increases in the second pressure phase (compared to a reference measurement, for example), it can be concluded that the non-return valve is worn, since it obviously allows a higher mass flow to the mass cushion due to the wear during the retraction phase, which means that the mass cushion increases.
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.Both variants of the invention are based on the fact that wear on the non-return valve can be detected by skillfully controlling the injection screw and observing the position of the injection screw.
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.The fact that the injection screw is controlled (pressurization or displacement) is of course to be understood as meaning that drives of the injection screw are controlled in such a way that the corresponding pressure application or displacement of the injection screw occurs.
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.It can preferably be provided that the control or regulating unit is designed to displace the injection screw axially counter to the conveying direction during a second retraction phase and preferably to apply a force axially in the conveying direction during a subsequent third pressure phase in order to apply pressure to the compound cushion exercise. The second withdrawal phase is preferably carried out after the second pressure phase.
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.For the purposes of the invention, phases being carried out consecutively mean that the phases are carried out directly after one another or that there is a time interval during which optio nal further process steps can be carried out.
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.It should be noted that the invention is not limited to two or three compression phases or withdrawal phases. In fact, by carrying out a plurality (of compression and retraction phases, that is to say more than two or three retraction phases), the accuracy of the wear detection can be improved according to the second variant of the invention.
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.Provision can be made for the control or regulating unit to be designed to displace the injection screw by a definable distance axially counter to the conveying direction during the first retraction phase and/or during the second retraction phase. This definable distance can, for example, be freely selectable, in which case a greater measurement accuracy could particularly preferably be provided in terms of measurement technology if the distance by which the injection screw is retracted axially along its longitudinal axis is selected to be greater.
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.Alternatively or additionally, it can also be provided that the control or regulation unit is designed to move the injection screw during the first retraction phase and/or during the second retraction phase in a definable period of time and/or at a definable speed and/or in a definable movement profile to move axially against the conveying direction.
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.It is preferably provided that the control or regulation unit is designed to output a signal representative of a response behavior, preferably for axial wear of the non-return valve, based on the measured values of the at least one sensor, with this response behavior, for example in the case of a ring non-return valve, being meaningful for is axial wear.
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.In the context of the present document, a mass cushion is to be understood as a mass which is present in the injection cylinder when the non-return valve is closed—preferably completely—between the injection screw and a discharge opening of the at least one injection cylinder. The position of the injection screw thus becomes a measure of the volume of the mass cushion that is built up in front of the non-return valve.
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.It can be provided, for example, that the injection screw can be driven in rotation about its longitudinal axis, with which a plasticization of a material to be plasticized can preferably be carried out. Injection screws, which can be moved axially and in rotation, usually work cyclically, with the plasticizable material first being plasticized by the rotating movement and then pushed out of the at least one injection cylinder by an axial movement and preferably injected into a mold cavity.
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.It can be provided that the non-return valve is designed as a ring non-return valve, with a blocking ring being movable axially between a first stop position on at least two webs angularly offset with respect to the longitudinal axis and a second stop position on a circumferential pressure ring.
Die Erfindung kann aber ebenso bei anderen Typen von Rückstromsperren (beispielsweise Kugelrückstromsperre) eingesetzt werden.However, the invention can also be used with other types of non-return valves (e.g. ball non-return valves).
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
- - apply a force to the injection screw axially in the conveying direction in order to build up pressure on the mass cushion and, on the basis of the measured values of the at least one sensor, to conclude the reduction in the mass cushion caused by wear of the non-return valve and/or
- - during a first pressure phase, to apply a force to the injection screw axially in the conveying direction in order to build up pressure on the mass cushion, to displace the injection screw axially counter to the conveying direction during the subsequent first retraction phase, to axially displace the injection screw in the conveying direction during the subsequent second pressure phase Applying force to build up pressure on the mass cushion and using the at least one sensor to determine the axial positions and/or the change between the axial positions of the injection screw during the first pressure phase and the second pressure phase and from this to determine the wear on the non-return valve
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.A closed injection nozzle can be produced, for example, by a sprue that has solidified in a previous production cycle. It is also conceivable that shut-off nozzles or the like are used.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, den Verschleiß der Rückstromsperre in einem von einem Produktionszyklus gesonderten Prüfzyklus durchzuführen.It can be provided that the control or regulating unit is designed to reduce the wear of the non-return valve in one to carry out a separate test cycle in the production cycle.
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 (größer 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.Provision can thus be made for a test cycle to be carried out before or after a production cycle in order to determine wear and tear on the non-return valve. As an alternative or in addition, it can also be provided that the production or the production cycle is interrupted by one or more test cycles, with the non-return valve being checked sporadically or at predetermined times during operation. Particularly preferably, it could also be provided that if there is a deviation in a process parameter (greater or smaller than a specifiable limit value or outside a tolerance range) during a production cycle of the shaping machine (e.g. automatically and/or with the consent of an operator), a change is made to a test cycle in order to Check wear of the non-return valve.
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.Provision is preferably made for the control or regulating device to be designed to output a message if the wear determined by the control or regulating unit exceeds and/or falls below a definable limit value.
Grenzwerte können beispielsweise durch Versuche ermittelt werden und in der Steuer- oder 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.Limit values can be determined, for example, through tests and stored in the control or regulation unit. These limit values can be specified, for example, as ranges in which the measured values may scatter and an acceptable measurement inaccuracy and/or random scatter is taken into account. As an alternative or in addition, these limit values can also be defined via calculations, simulations or also through empirical values. It is also quite conceivable that limit values can be set individually by an operator (for example depending on the area of use of the products). The limit values can be stored in the control or regulation unit as functions, numbers, tolerance bands or also as a graph.
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.Configurations are also conceivable in which limit values are stored in external storage systems or also, for example, in the analysis unit, with the limit values being able to be called up by the control or regulation unit. It would thus also be possible to change or adapt limit values in an external storage system or the analysis unit independently of the control or regulation unit.
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 Steuer- oder Regeleinheit bereitgestellt werden, wie beispielsweise durch ein visuelles Signal, ein Steuersignal, digitale Signale, in einer Cloud hinterlegte Signale oder ähnliches.Provision can be made for the control or regulating unit to be designed to output the message in the form of an alarm and/or to output the message in the form of a change in a control signal for the injection unit. A message can, for example, be provided in a wide variety of forms for an operator, an operator or a cooperating control or regulation unit, such as a visual signal, a control signal, digital signals, signals stored in a cloud or the like.
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.It can be provided that a process parameter, a process time or a process speed is adjusted by the control or regulation unit when a message is present, for example to detect wear and tear on the non-return valve and to take this into account, so that the wear has no effect on the process quality .
Besonders bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass die Einspritzeinheit bei Vorliegen einer Meldung stillgelegt wird.Particularly preferably, it can also be provided that the injection unit is shut down when a message is present.
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.Provision is preferably made for the control or regulating unit to be connected or connectable to a display device for displaying a state of the non-return valve and/or a state of the at least one injection cylinder. It can also be provided that the display device is designed to be structurally separate from the control or regulation unit and is in signal-conducting connection with it.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit 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 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.
- - to conclude on the basis of the measured values of the at least one sensor a reduction in the mass cushion caused by wear of the non-return valve and/or
- - to determine wear of the non-return valve from the axial positions and/or the change in the axial positions of the injection screw.
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.It can be provided that the function of the control unit, the evaluation unit, the display device and/or the control or regulation unit is taken over by a central control or regulation unit of the shaping machine. However, it is also possible for the control unit, evaluation unit, display device and/or the control or regulation unit to be connected or connectable to the injection unit via a LAN, WLAN and/or a remote data transmission connection (e.g. Internet). Mixed forms are also conceivable, with certain functions according to the invention of the control unit, evaluation unit and/or open-loop or closed-loop control unit on the shaping machine be realized (eg control of the injection screw) and certain other functions according to the invention (eg calculation of wear) are realized remotely from the molding machine.
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.Also conceivable is an embodiment in which the control unit, evaluation unit, display unit and/or the control or regulation unit are formed by structurally and/or spatially separate computing units, which computing units are in signal-conducting connection with one another. An embodiment is also conceivable in which resources are shared by the control unit, evaluation unit and/or the control or regulation unit.
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.For example, it could also be provided that measured values generated by the sensor on the molding machine or the injection unit are processed or evaluated at a central evaluation point (in this context an evaluation unit and/or a control or regulation unit), with a display (e.g. of wear) provided in a portal accessible from anywhere. In the opposite direction, of course, there is also the possibility of sending signals from the central evaluation point to the shaping machine or the injection unit.
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 Verscheiß visualisieren.Provision can also be made for data for a visualization, ie a screen display or the like for the operator, to be calculated as part of the evaluation. It can be provided, for example, that during an analysis of the control or regulation unit, data for the visualization is calculated, which can then be forwarded to the shaping machine and/or the peripheral device via a data transmission connection and displayed there on a screen for the operator to see can become. These can, for example, visualize the non-return valve and/or wear.
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.With regard to a method according to the invention for checking at least one injection unit of a molding machine, it can be provided that an injection screw that is mounted in at least one injection cylinder so that it can be displaced axially along a longitudinal axis is subjected to a force in the conveying direction, with an injection screw that is arranged in the at least one injection cylinder and being axially non-moving with an injection screw connected non-return valve, a backflow of a plasticized mass in the at least one injection cylinder against a conveying direction of the injection screw is prevented in order to form a mass cushion in front of the non-return valve, with an axial position of the injection screw being observed during the application of force, with a movement indicative of a reduction in the mass cushion the injection screw indicates wear on the non-return valve.
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 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 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.
- - the injection screw is displaced axially against the conveying direction during a subsequent first retraction phase,
- - The injection screw is subjected to a force axially in the conveying direction during a subsequent second pressure phase in order to build up pressure on the mass cushion and
- - Wear of the non-return valve is determined using a measurement of axial positions and/or a change between the axial positions during the first pressure phase and the second pressure phase.
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 gelagerten 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.
- - to control an injection screw, which is mounted in at least one injection cylinder so that it can be displaced axially along a longitudinal axis, for the application of a force in the conveying direction in order to build up pressure on a mass cushion, with a non-return valve arranged in at least one injection cylinder and connected to the injection screw in a non-moving manner along the longitudinal axis Backflow of a plasticized mass is prevented in at least one injection cylinder against a conveying direction of the injection screw in order to form the mass cushion in front of the non-return valve, and
- - Receive measured values in relation to an axial position of the injection screw during the application of force and, in the event of a movement of the injection screw indicative of a reduction in the mass cushion, to conclude wear of the non-return valve.
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.
- - to control an injection screw mounted in at least one injection cylinder so that it can be displaced axially along a longitudinal axis during a first pressure phase for the application of a force in the conveying direction in order to build up pressure on a mass cushion, with an injection screw arranged in at least one injection cylinder and connected to the injection screw in an axially non-moving manner non-return valve prevents a plasticized mass from flowing back in the at least one injection cylinder against a conveying direction of the injection screw, in order to form the mass cushion in front of the non-return valve,
- - to control the injection screw during a subsequent first retraction phase for axial displacement against the conveying direction,
- - driving the injection screw during a subsequent second pressure phase for axial loading in the conveying direction with a force in order to build up pressure on the mass cushion, and
- - to receive measured values in relation to an axial position of the injection screw and to determine wear of the non-return valve on the basis of axial positions and/or a change between the axial positions during the first pressure phase and the second pressure phase.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, -
3 ein beispielhaftes Messergebnis, -
4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, -
5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Rückstromsperre, -
6 ein beispielhaftes Messergebnis, -
7 eine Formgebungsmaschine und -
8 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung aus einer Formgebungsmaschine und einer Berechnungseinheit.
-
1 a first embodiment of a non-return valve, -
2 a second embodiment of a non-return valve, -
3 an example measurement result, -
4 a third embodiment of a non-return valve, -
5 a fourth embodiment of a non-return valve, -
6 an example measurement result, -
7 a shaping machine and -
8th an embodiment of an arrangement of a shaping machine and a calculation unit.
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.The annular non-return valve is arranged at a front axial end of an
Die Rückstromsperre 6 weist einen Sperrring 9 auf, welcher axial zwischen einer ersten Anschlagposition (wie in
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.The
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.The
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.During production by means of the shaping
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.The plasticized material is then conveyed by the
In einer anschließenden Einspritzbewegung wird die Einspritzdüse 12 geöffnet und die Einspritzschnecke 5 entlang ihrer Förderrichtung (in
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.In this second stop position of the
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.When the injection nozzle 12 is open, the mass cushion would be pushed out of the
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.Since the
Dieser radiale Verschleiß 18 führt dazu, dass die Rückstromsperre in einer zweiten Anschlagposition nicht mehr vollständig abdichtet, wie gut durch die
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.In order to detect this radial wear 18 according to the invention, it can be provided that when the injection nozzle 12 is closed, a pressure is built up on a mass cushion present in the
Dieses Vorgehen kann zur besseren und einfacheren messtechnischeren Erfassung bei geschlossener Einspritzdüse 12 erfolgen.This procedure can be carried out with the injection nozzle 12 closed for better and simpler metrological detection.
Ein solches beispielhaftes Messverfahren ist in
So zeigt
Weiters ist zu erkennen, dass die Messungen bei geschlossener Einspritzdüse 12 und somit abgeschlossenem Schneckenvorraum 14 vorgenommen wurden.It can also be seen that the measurements were carried out with the injection nozzle 12 closed and the
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.As shown in this diagram, the test was carried out with an intact
So ist zu erkennen, dass die intakte Rückstromsperre 6 nach Kraftbeaufschlagung und Bildung des Massepolsters abdichtet, wobei die Einspritzschnecke 5 in ihrer Position x1 über die Zeitspanne Δt 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 Δx in der Zeitspanne Δt ergibt.It can be seen that the intact
Durch dieses Messverfahren kann nun ein Verschleiß der Rückstromsperre festgestellt werden, wobei sogar eine Größe des Verschleißes beispielsweise durch folgende Formel berechenbar ist:
So kann über die Schneckengeschwindigkeit
Die Dichte ρ stellt und der stoffspezifischen Dichteflussbeiwert α0 stellen dabei bekannte Materialgrößen dar.The density ρ and the substance-specific density flow coefficient α 0 represent known material quantities.
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.This calculation can even be used to calculate an (at least average) gap size of the gap 15 between the
So ist zu erkennen, wie sich in den
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.Due to the high prevailing pressures and a rotational movement of the plasticized mass caused by the plasticization, the
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.This application of the
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.Furthermore, wear is also caused in the second stop position of the
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.If now the axial wear of the
Weiters ergibt sich, wie deutlich durch den Unterschied zwischen
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.Given constant process parameters of the
Ein solcher axialer Verschleiß lässt sich nun durch eine Bestimmung wie in
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.If the
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.The
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.After the withdrawal by a defined time or length, pressure is again exerted on the enlarged mass cushion in a pressure phase via a force along the conveying direction and the
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.This procedure can now be used to determine whether there is axial wear on a
So ist in
Die Einspritzschnecke 5 ist im Einspritzzylinder 3 axial entlang einer Längsachse 4 verschiebbar gelagert.The
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.The
Die in
Die Schließeinheit 21 weist eine feststehende Formaufspannplatte 23, eine bewegbare Formaufspannplatte 24 und eine Stirnplatte 25 auf.The clamping
Im Gegensatz zur dargestellten horizontalen Drei-Platten-Maschine könnte die Schließeinheit 21 auch als Zwei-Platten-Maschine oder als Vertikalmaschine ausgebildet sein.In contrast to the horizontal three-platen machine shown, the clamping
Die bewegbare Formaufspannplatte 24 ist über eine Antriebsvorrichtung 26 relativ zum Maschinenrahmen 22 bewegbar. Eine solche Antriebsvorrichtung 26 kann beispielsweise einen Kniehebelmechanismus aufweisen.The
An der festen Formaufspannplatte 23 und der beweglichen Formaufspannplatte 24 können Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 20 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt dargestellt).Mold halves of a
Das in
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.The
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.These movements are driven by a
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.The plasticizing unit 19 (and thus the injection unit 1) is connected to a control or regulating unit 7 in terms of signals. Control commands are issued to the plasticizing unit 19 by the control or regulating unit 7 .
Die Steuer- oder Regeleinheit 7 kann mit einer Bedieneinheit und/oder einer Anzeigevorrichtung 13 verbunden sein oder integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.The control or regulation unit 7 can be connected to an operating unit and/or a
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.The
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.The shaping
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.The symbol of the
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.The
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.An
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Einspritzeinheitinjection unit
- 22
- Formgebungsmaschineshaping machine
- 33
- Einspritzzylinderinjection cylinder
- 44
- Längsachselongitudinal axis
- 55
- Einspritzschneckeinjection screw
- 66
- Rückstromsperrenon-return valve
- 77
- Steuer- oder Regeleinheitcontrol or regulation unit
- 88th
- Sensorsensor
- 99
- Sperrringlocking ring
- 1010
- Stegweb
- 1111
- Druckringpressure ring
- 1212
- Einspritzdüseinjector
- 1313
- Anzeigevorrichtungdisplay device
- 1414
- Schneckenvorraumsnail vestibule
- 1515
- Spaltgap
- 1616
- Strömungsquerschnittflow cross-section
- 1717
- Flanschflange
- 1818
- Radialer Verschleißradial wear
- 1919
- Plastifizieraggregatplasticizing unit
- 2020
- Formwerkzeugmolding tool
- 2121
- Schließeinheitlocking unit
- 2222
- Maschinenrahmenmachine frame
- 2323
- feste Formaufspannplattefixed platen
- 2424
- bewegliche Formaufspannplattemovable mold platen
- 2525
- Stirnplattefaceplate
- 2626
- Antriebsvorrichtungdrive device
- 2727
- Antriebseinheitdrive unit
- 2828
- Berechnungseinheitcalculation unit
- 2929
- zentraler Servercentral server
- 3030
- Datenübertragungseinheitdata transfer unit
- 3131
- Datenübertragungsverbindungendata transmission connections
- 3232
- Edge Computing DeviceEdge computing device
- 3333
- Firewallfirewall
- 3434
- Bedienportaloperator portal
- 3535
- Maschinensteuerungmachine control
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- AT 521585 A1 [0015]AT 521585 A1 [0015]
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Legal Events
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---|---|---|---|
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