DE202021103086U1 - Vorrichtung zum Dosieren eines Fluids - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (20, 20') zum Bereitstellen eines Fluids (F) und zum Dosieren des Fluids (F) in eine Spritzgießmaschine (10) oder in einen Extruder (10'), mit einem Fluidvorratsbehälter (6, 6') zum Bereitstellen des Fluids (F), dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidzylinder (1, 1') vorgesehen ist, in welchem ein Kolben (1a, 1a') mittels einer Kolbenstange (1b, 1b') entlang der Längsachse des Fluidzylinders (1, 1') verfahren werden kann, dass die Kolbenstange (1b, 1b') mit ihrem einen Ende in Wirkverbindung mit einem Antrieb (3, 3') zum Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') steht, dass die Kolbenstange (1b, 1b') mit ihrem gegenüberliegenden Ende mit dem Kolben (1a, 1a') verbunden ist, wobei auf der der Kolbenstange (1b, 1b') abgewandten Seite des Kolbens (1a, 1a') ein Zylinderraum (1c, 1c') mit einem veränderbarem Volumen für die Aufnahme und die Abgabe von Fluid (F) vorliegt, dass eine erste Fluidleitung (21, 21') vorgesehen ist, mit welcher der Zylinderraum (1c, 1c') mit dem Fluidvorratsbehälter (6, 6') verbunden ist, dass eine zweite Fluidleitung (22, 22') vorgesehen ist, welche mit ihrem einen Ende mit dem Zylinderraum (1c, 1c') verbunden ist und mit ihrem anderen Ende mit der Spritzgießmaschine (10) oder dem Extruder (10') verbindbar ist, dass ein Fluid-Drucksensor (7, 7') zur Erfassung des Drucks des in dem Zylinderraum (1c, 1c') befindlichen Fluides (F) vorgesehen ist, dass ein Regler (13, 13') vorgesehen ist, welchem die von dem Fluid-Drucksensor (7, 7') erfassten Messwerte zuführbar sind, und dass der Regler (13, 13') ausgebildet ist, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors (7, 7') zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb (3, 3') der Kolbenstange (1b, 1b') abzugeben, damit der Antrieb (3, 3') entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') bewirken kann.

Description

• Die Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von aufgeschäumten Kunststoff-Formteilen. Bei der Herstellung solcher aufgeschäumter Kunststoff-Formteile ist es bekannt, ein physikalisches Treibmittel direkt in die aufzuschäumende Kunststoffschmelze zu dosieren. In vielen Fällen kommen Stickstoff (N₂) oder Kohlendioxid (CO₂) als physikalisches Treibmittel zum Einsatz.
• Die DE 198 48 151 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Fluides und zum Dosieren des Fluides in eine Plastifizier- und Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine, wobei ein Fluidvorratsbehälter zum Bereitstellen des Fluides vorgesehen ist, und wobei der Fluidvorratsbehälter mit der Plastifizier- und Einspritzeinheit der Spritzgießmaschine verbindbar ist, um das Fluid der Plastifizier- und Einspritzeinheit zuführen zu können. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Fluidvorratsbehälter über einen Verdichter und einen Fluidinjektor an den Plastifzierzylinder der Spritzgießmaschine angeschlossen. In der Fluidleitung zwischen dem Verdichter und dem Fluidinjektor ist ein Fluid-Drucksensor vorgesehen, um den Druck P_F zu messen, mit welchem das Fluid der Plastifizier- und Einspritzeinheit zugeführt wird. Ferner ist ein Schmelze-Drucksensor an dem Plastifzierzylinder vorgesehen, um den Druck Ps von Fluid beladener Kunststoffschmelze messen zu können. Die Signale von Fluid-Drucksensor und Schmelze-Drucksensor werden einem Mittel zum Bestimmung der Differenz ΔP zwischen dem Druck P_F des Fluid-Drucksensors und dem Druck Ps des Schmelze-Drucksensors zugeführt und dort ausgewertet, d.h. ΔP = P_F - P_S. Der Differenzwert Δ wird der Steuerung der Spritzgießmaschine zugeführt, die gemäß einem Programm dafür sorgt, dass der Differenzwert Δ innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes bleibt. Beispielsweise kann die Drehzahl der Schnecke und die axiale Kraft beim Einspritzen der mit dem Fluid beladenen Schmelze dafür verwendet werden, um den Differenzwert Δ innerhalb des Toleranzbandes zu halten. Eine Reduzierung der Einspritzkraft führt nämlich zu einer Reduzierung des Schmelzedrucks Ps. Ebenso kann auch der Fluiddruck P_F geregelt werden, um die gewünschte Druckdifferenz ΔP einzuhalten. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird somit auf eine vorgegebene Druckdifferenz ΔP geregelt.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt eine erste Aufgabe der Erfindung darin, eine alternative Vorrichtung zum Bereitstellen und Dosieren eines Fluids anzugeben. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
• Für das Verfahren der Kolbenstange können an sich bekannte Typen von Antrieben vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Antrieb als Spindelantrieb ausgebildet sein, wobei die Spindelstange des Spindelantriebs in Wirkverbindung mit der Kolbenstange steht. Ebenso kann der Antrieb als Zahnstangenantrieb ausgebildet sein, wobei die Zahnstange direkt in Wirkverbindung mit der Kolbenstange steht oder über eine dazwischenliegende Kupplung.
• Ein besonderer Nachteil an der aus DE 198 48 151 A1 bekannten Vorrichtung liegt darin, dass die Temperatur des Fluides bei der Regelung unberücksichtigt bleibt. Daher ist eine Regelung eines konstanten Volumenanteils des Fluides bzw. des Gases - und somit eines konstanten Dichtegehalts des Formteils - in der Schmelze nicht möglich. Durch eine Temperaturänderung der Schmelze oder des Gases ändert sich die Dichte dieser Medien. Um gleichwohl die gleichen Volumenanteile diese Medien zu erhalten, müsste der Druck des Fluids angepasst werden, wobei dies eine Temperaturänderung des Fluids zur Folge hat. Es genügt somit nicht, in dem System eine Druckdifferenz aufrecht zu erhalten.
• Ausgehend hiervon kann eine weitere Aufgabe der Erfindung und damit ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer eine Regelung eines konstanten Volumenanteils des Fluides in der gasbeladenen Schmelze möglich ist.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher im Anspruch 4 vorgesehen, dass an dem Fluidzylinder ein Fluid-Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur von dem Fluid in dem Zylinderraum vorgesehen ist. Die von dem Fluid-Temperatursensor erfassten Messwerte sind dem Regler zuführbar. Ferner ist der Regler ausgebildet, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors und des Fluid-Temperatursensors zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb der Kolbenstange abzugeben, damit der Antrieb entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange bewirken kann. Da sowohl Druck- als auch Temperaturwerte gemessen und ausgewertet werden, kann ein konstanter Volumenanteil des Fluids in der fluidbeladenen Kunststoffschmelze geregelt werden. Der Regler ist somit vorzugsweise als Volumenregler ausgebildet.
• Zur Verbesserung kann gemäß der Weiterbildung von Anspruch 5 ein Positionserfassungsmittel vorgesehen sein, um die Position des Kolbens in dem Fluidzylinder erfassen zu können. Die von dem Positionserfassungssensor erfassten Messwerte sind dem Regler zuführbar. Der Regler ist ausgebildet, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors, des Fluid-Temperatursensors, des Positionserfassungsmittels und der pvT Daten des Fluids zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb der Kolbenstange abzugeben, damit der Antrieb entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange bewirken kann. Vorzugsweise kann dabei eine Veränderung des Fluid-Volumenstroms aus dem Zylinderraum bewirkt werden. Beim Anschluss einer solchen Vorrichtung an einen Plastifizierzylinder kann somit erreicht werden, dass ein konstanter Volumenanteil des Fluids in der fluidbeladenen Kunststoffschmelze aufrechterhalten wird. Gemäß einer Ausgestaltung kann hierbei der Regler als Volumenregler ausgebildet sein und ein Verfahren der Kolbenstange derart bewirkt werden, dass der Volumenstrom an Fluid aus dem Fluidzylinder konstant gehalten werden kann.
• Die Plastifizierzeit und die Scheckenrücklaufgeschwindigkeit sind aus dem Schuss davor bekannt. Dann berechnet man den Vorschub der Kolbenstange des Zylinders entsprechend so, dass man linear in Abhängigkeit der Schneckenrüclaufgeschwindigekeit das Fluid einbringt bis ca. 80 % des Plasthubwegeges. Sollte man auf Grund von Druck- und/oder Temperaturschwankungen nicht exakt bei 80% den Sollwert treffen, dann kann man das Abschalten des Gasventils leicht um diesen Punkt variieren, so dass das Gasvolumen immer konstant ist.
• Als Positionserfassungsmittel kann gemäß Anspruch 7 ein Inkrementalgeber vorgesehen sein. Ebenso denkbar sind ein induktives oder ein magnetisches Wegmesssystem.
• In vorteilhafter Weise ist der Fluidzylinder fluiddicht, vorzugsweise gasdicht, ausgebildet. Zudem sollte der Fluidzylinder für einen ausreichend hohen Mindestdruck des Fluides im Zylinderraum ausgelegt sein. Vorteilhafterweise sollte der Fluidzylinder für einen Fluiddruck im Zylinderraum ausgelegt sein, der mindestens 250 bar beträgt, vorzugsweise mindestens 350bar.
• Für die Herstellung von aufgeschäumten Kunststoff-Formteilen kann die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung bei einer an sich bekannten Spritzgießmaschine verwendet werden, wobei die Plastifizier- und Einspritzeinheit vorzugsweise mit einer sogenannten Schubschnecke ausgestattet ist. Dies bedeutet, dass die Plastifizer- und Einspritzeinheit eine in einem Plastifizierzylinder angeordnete und darin dreh- und linearantreibbare Plastifizierschnecke umfasst. Des Weiteren ist an einer geeigneten Stelle des Plastifizierzylinders ein Fluidinjektor vorgesehen, an den eine Fluidleitung angeschlossen werden kann.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Fluidzylinder einen Zylinderraum mit einem solchen Volumen aufweisen, dass nach erfolgter Kompression des Fluides in dem Zylinderraum ein Volumen an komprimiertem Fluid vorliegt, welches für mehrere mit der Plastifizier- und Einspritzeinheit durchzuführende Spritzgießzyklen ausreicht, insbesondere für mindestens einen Spritzgießzyklus, vorzugsweise für mindestens 10 Spritzgießzyklen. Eine Ausführungsform für mehrere Spritzgießzyklen hat den Vorteil, dass der Kolben im Zylinderraum nicht für jeden Zyklus den vollen Hub verfahren werden muss. Eine größere Baugröße des Fluidzylinders kann auch ein größeres Prozessfenster in Bezug auf das Bauteilgewicht abdecken. Dadurch werden Verschleißteile geschont und die Varianten des Fluidzylinders auf ein Minimum verringert.
• Eine besonders einfache Art und Weise der Regelung ergibt sich, wenn der Regler in die vorhandene Steuerung der Spritzgießmaschine integriert ist. Dann kann nämlich die Fluidinjektion in einfacher Weise eingestellt und geregelt sowie auf die Plastifizierphasen der Spritzgießmaschine eingestellt und angepasst werden. Ferner können alle Daten aus der Dosiervorrichtung, insbesondere die Istwerte von Fluid-Drucksensor, Fluid-Temperatursensor und dem Positionserfassungsmittel sowie die Verläufe von deren Messwerten in der Steuerung der Spritzgießmaschine aufgezeichnet und dokumentiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch als separate Einrichtung ausgebildet sein und an eine vorhandene Spritzgießmaschine angeschlossen werden (sogenannte StandAlone-Lösung).
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei einem an sich bekannten Extruder verwendet werden, d.h. bei einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen. Demzufolge kann ein kontinuierlich betreibbarer Extruder mit einer oder mehreren in einem Plastifizierzylinder drehbaren Plastifizierschnecken (Ein- oder Mehrschneckenextruder) und mit mehreren erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen ausgestattet sein. Aufgrund des kontinuierlichen Verfahrens werden zwei oder mehr der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen an einem Extruder verbaut und abwechselnd betrieben. An dem Plastifizierzylinder des Extruders kann ein einziger Fluidinjektor vorgesehen sein und die jeweils zweiten Fluidleitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können mit diesem Fluidinjektor verbunden sein. Es würde somit ein einziger Fluidinjektor vorhanden sein, an den alle zweiten Fluidleitungen angeschlossen sind. Es ist aber auch denkbar, dass für jede zweite Fluidleitung einer Dosiervorrichtung ein eigener Fluidinjektor an dem Plastifizierzylinder vorgesehen ist. Für die Versorgung der mehreren Fluidzylinder kann gegebenenfalls ein einziger Fluidvorratsbehälter mit einem geeigneten Verteiler vorgesehen sein, an welchem die ersten Fluidleitungen der Dosiervorrichtungen angeschlossen werden können.
• Auch bei einem Extruder kann es vorteilhaft sein, wenn die Regler der Dosiervorrichtungen in die vorhandene Steuerung des Extruders oder einer mit dem Extruder ausgestatteten Extrusionsanlage integriert ist. Dann kann nämlich die Fluidinjektion in einfacher Weise eingestellt und geregelt sowie auf den Betrieb des Extruders und der mehreren Fluidzylinder eingestellt und angepasst werden. Ferner können alle Daten aus den Dosiervorrichtungen, insbesondere die Istwerte der Fluid-Drucksensoren, Fluid-Temperatursensoren und der Positionserfassungsmittel sowie die Verläufe von deren Messwerten in der Steuerung des Extruders bzw. in der Steuerung der Extrusionsanlage aufgezeichnet und dokumentiert werden.
• Die Betriebsweise einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung zur Herstellung eines aufgeschäumten Kunststoff-Formteils soll nachfolgend näher beschrieben werden.
• Mittels eines geeigneten Schmelze-Drucksensors an dem Plastifizierzylinder wird der Druck der mit dem Fluid beladenen Kunststoffschmelze gemessen. Dieser Druck soll nachfolgend auch als Schmelzedruck bezeichnet werden. Abhängig von dem Schmelzedruck im Plastifizierzylinder wird das Fluid in dem Fluidzylinder auf einen vorgegebenen Solldruck vorkomprimiert. Hierzu wird der Fluidzylinder mit Fluid befüllt und der Kolben in eine Position verfahren, bei welcher der Fluid-Drucksensor den vorgegebenen Solldruck anzeigt. Das Injizieren des Fluides aus dem Fluidzylinder in den Plastifizierzylinder erfolgt in Abhängigkeit von Druck und Temperatur des Fluids in dem Fluidzylinder, in Abhängigkeit von der Position des Kolbens in dem Fluidzylinder und in Abhängigkeit von einem bestimmten Sollvolumen an Fluid, welches für einen Spritzgießzyklus in den Plastfizierzylinder eingebracht werden soll. Dieses Sollvolumen wird zuvor über die Masse des oder der herzustellenden, aufgeschäumten Kunststoff-Formteile und den gewünschten Prozentanteil an Masse von Fluid in dem oder den Kunststoff-Formteilen berechnet. Maßgeblich für das Sollvolumen ist somit dasjenige Volumen an Fluid, das in einem Spritzgießzyklus in die in diesem Spritzgießzyklus herzustellenden Kunststoff-Formteile eingebracht werden soll. Dieser Sollwert an Fluid-Volumen wird in einer Steuerung hinterlegt. Während der Fluidinjektion in der Plastifizierphase werden der Fluiddruck, die Kolbenposition und die Fluidtemperatur kontinuierlich gemessen. Über die pvT Daten des Fluids ist eine kontinuierliche Bestimmung der Dichte und somit des Volumens bzw. der daraus resultierenden Masse an Fluid möglich. Aus diesen Größen und der Injektionszeit (ein zeitlicher Abschnitt während der Plastifizierphase) kann ein Sollvolumenstrom über die Zeit errechnet werden. Dieser Sollvolumenstrom an Fluid wird mit dem aus Fluiddruck, Kolbenposition und Fluidtemperatur über die pvT Daten errechneten Istvolumenstrom an Fluid verglichen. Die daraus resultierende Regelabweichung wird als Stellgröße an den Antrieb für das Verfahren des Kolbens gegeben (bei einem Spindelantrieb an den Drehzahlregler). Die neue Sollgeschwindigkeit des Zylindervorschubs regelt somit kontinuierlich in Abhängigkeit der zuvor genannten Größen den Volumenstrom an Fluid. Der Fluiddruck ist eine resultierende Größe aus der Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens. Beide Größen gehen in die Regelung ein. Vorzugsweise kann mit der Injektion bei einem Gasdruck, der leicht (ca. 2bar) über dem Schmelzedruck/Massedruck liegt, gestartet werden. Es kann aber sein, dass 3 oder 4 bar Druckdifferenz notwendig sind, was zu einer Kompression des Gases führt. Daher gehen kontinuierlich alle Größen in den Regler ein, um bei Änderungen die Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich leicht anpassen zu können. Dadurch ist es möglich das exakte Volumen bzw. über die Dichte die exakte Masse des injizierten Fluides zu bestimmen und zu regeln. Damit kann sichergestellt werden, dass die aufgeschäumten Kunststoff-Formteile immer das gleiche Masseverhältnis an Kunststoffmaterial und an Fluid aufweisen.
• Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die 1 und 2 näher beschrieben werden. Es zeigen:
• 1 Spritgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
• 2 Extruder mit zwei erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen
• Die 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnete erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zum Bereitstellen eines Fluides F und zum Dosieren des Fluides F in den Plastifizierzylinder 31 einer Plastifizier- und Einspritzeinheit 30 einer Spritzgießmaschine 10. Im vorliegenden Beispiel ist die Plastifizier- und Einspritzeinheit 30 in der Weise ausgebildet, dass sie einen Plastifizierzylinder 31 und darin eine dreh- und linearantreibbare Plastifizierschnecke 32 umfasst. Die Plastifizierschnecke 32 ist somit als sogenannte Schubschnecke ausgebildet. Mit dem Bezugszeichen 40 ist schematisch ein Spritzgießwerkzeug angedeutet, in welchem eine mit Fluid angereicherte Kunststoffschmelze 16 enthalten ist. Das Spritzgießwerkzeug 40 ist in bekannter Weise in einer Schließeinheit der Spritzgießmaschine 10 eingebaut. Weitere Einzelheiten zum Aufbau und zum Betrieb einer Spritzgießmaschine sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher an dieser Stelle nicht weiter beschrieben zu werden.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel in der 1 einen Fluidzylinder 1, mit einem Kolben 1a und einer Kolbenstange 1b. Auf der der Kolbenstange 1b abgewandten Seite des Kolbens 1 liegt ein Zylinderraum 1c mit einem veränderbarem Volumen für die Aufnahme und die Abgabe eines Fluides F vor. Die Kolbenstange 1b steht mit ihrem einen Ende in Wirkverbindung mit einem Antrieb 3 zum Verfahren der Kolbenstange 1b. Der Antrieb kann als elektromotorischer Spindelantrieb ausgebildet sein, wobei die Spindelstange 2 in Wirkverbindung mit der Kolbenstange 1b steht.
• Über eine erste Fluidleitung 21 steht der Zylinderraum 1c in fluidischer Verbindung mit einem Fluidvorratsbehälter 6. Als Fluid wird im vorliegenden Beispiel Stickstoff N₂ verwendet, d.h. der Fluidvorratsbehälter ist als Gasflasche ausgebildet und mit Stickstoff N₂ gefüllt. Grundsätzlich können jedoch auch andere Fluide als Treibmittel für die Herstellung von geschäumten Kunststoff-Formteilen verwendet werden. In der Fluidleitung 21 ist ein Schaltventil 4 und am Fluidvorratsbehälter 6 ist ein Fluidvorratssensor 5 zur Messung des Fluiddrucks in dem Fluidvorratsbehälter 6 angeordnet.
• Über eine zweite Fluidleitung 22 steht der Zylinderraum 1 c in fluidischer Verbindung mit der Plastifizier- und Einspritzeinheit 30. In der Fluidleitung 22 ist ein Schaltventil 9 angeordnet. An ihrem einen Ende ist die Fluidleitung 22 mit dem Zylinderraum 1c verbunden und mit ihrem anderen Ende ist die Fluidleitung 22 an einen Fluidinjektor 11 angeschlossen, der an einer geeigneten Position am Plastifizierzylinder 31 angeordnet ist.
• An dem Fluidzylinder 1 sind ein Fluid-Drucksensor 7 zur Erfassung des Drucks des Fluides in dem Zylinderraum 1c und ein Fluid-Temperatursensor 8 zur Erfassung der Temperatur des Fluides in dem Zylinderraum 1c vorgesehen. Die Messwerte bzw. Signale von Fluid-Drucksensor 7 und Fluid-Temperatursensor 8 werden einem Regler 13 zugeführt, beispielsweise über geeignete Signalleitungen 23 und 24.
• Ferner ist ein Positionserfassungsmittel vorgesehen, mit welchem die Position des Kolbens 1a in dem Fluidzylinder 1 erfasst werden kann. Als Positionserfassungsmittel kann beispielsweise an dem Antrieb 3 ein Inkrementalgeber 3a vorgesehen sein, dessen Signale über eine Datenleitung 15 dem Regler 13 zugeführt werden können. Vorzugsweise kann der Regler 13 ausgebildet sein, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors 7, des Fluid-Temperatursensors 8 und des Positionserfassungsmittels 3a zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb 3 der Kolbenstange 1a abzugeben, damit der Antrieb 3 entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange 1b bewirken kann.
• An der Plastifizier- und Einspritzeinheit 30 ist an geeigneter Stelle eine Schmelze-Drucksensor 12 zur Erfassung des Drucks der mit dem Fluid beladenen Kunststoffschmelze in dem Plastifizierzylinder 31 vorgesehen.
• Nachfolgend soll der Betrieb der in der 1 dargestellten Anlage näher beschrieben werden. Als Fluid kann ein Gas, beispielsweise N₂ oder CO₂ verwendet werden.
• Schritt 1:
• Mittels des Antriebs 3 wird der Kolben 1a in dem Fluidzylinder 1 in die dem Antrieb 3 zugewandte Richtung in eine Position verfahren, in welcher der Zylinderraum 1a ein vorgebbares Volumen aufweist. Über den Inkrementalgeber 3a kann die Position des Kolbens 1a exakt bestimmt werden. Wenn man ohne Druckminderer an dem Fluidvorratsbehälter 6 bzw. der Gasflasche 6 arbeitet, wird zuvor überprüft, ob der Druck in der Gasflasche größer oder kleiner dem gewünschten Fluidinjektionsdruck 8 ist. Dementsprechend wird die Position des Kolbens1a berechnet, so dass entweder komprimiert werden kann oder - wenn der Druck in der Gasflasche 6 größer ist als der gewünschte Fluidinjektionsdruck 8 - , dann entsprechend entlastet werden kann.
• Schritt 2:
• Das Schaltventil 4 zwischen dem Fluidvorratsbehälter 6 und dem Fluidzylinder 1 wird geöffnet und aus dem Fluidvorratsbehälter 6 kann das Fluid mit dem in dem Fluidvorratsbehälter 6 vorherrschenden Druck, welcher an dem Fluidvorratssensor 5 angezeigt wird, in den Fluidzylinder 1 einströmen. Der Öffnungszeitpunkt des Schaltventils 4 wird so getaktet, dass der Fluidzylinder 1 außerhalb der Plastifizierphase gefüllt wird. Die Befüllung des Fluidzylinders 1 erfolgt also in einer Phase des Spritzgießprozesses, in welcher kein Fluiddruck am Injektor benötigt wird.
• Schritt 3:
• Wird am Fluid-Drucksensor 7 ein vorgegebener Messwert erreicht, wird das Schaltventil 4 geschlossen. Anschließend wird mittels des Antriebs 3 die Kolbenstange 1b und mit ihr der Kolben 1a verfahren. Dabei wird der Zylinderraum 1c verkleinert oder vergrößert und das darin eingeschlossene Fluid komprimiert oder dekomprimiert, je nachdem, ob der Druck in dem Fluidvorratsbehälter 6 kleiner oder größer ist als ein gewünschter Solldruck im Fluidzylinder 1. Der Kolben 1a wird soweit verfahren, bis ein vorgegebener Solldruck für das Beladen der Kunststoffschmelze im Plastifizierzylnder mit Fluid vorliegt. Dieser Solldruck soll nachfolgend auch als Betriebsdruck bezeichnet werden soll. Der Betriebsdruck kann beispielsweise 200 bar betragen. In vielen Fällen liegt der Betriebsdruck im Bereich von 100bar bis 400bar, insbesondere im Bereich zwischen 250 bar und 350 bar.
• Schritt 4:
• Unmittelbar vor oder in der nächsten Plastifizierphase wird das Schaltventil 9 zwischen dem Fluidzylinder 1 und dem Fluidinjektor 11 geöffnet. Der Betriebsdruck im Fluidzylinder 1 ist höher als der Schmelzedruck im Plastifizierzylinder 31, vorzugsweise um einige bar höher. Infolgedessen strömt Fluid aus dem Zylinderraum 1c über den Fluidinjektor 11 in den Plastifizierzylinder 31 und kann sich dort mit Kunststoffschmelze vermischen.
• Schritt 5:
• Der Fluiddruck, die Fluidtemperatur und die Position des Kolbens 1a in dem Zylinderraum 1c werden erfasst und dem Regler 13 zugeführt. Dieser beaufschlagt den Antrieb 3 mit einem Stellsignal, beispielsweise über eine Datenleitung 14, damit der Antrieb ein Verfahren der Kolbenstange 1b und somit des Kolbens 1a bewirken kann. Dadurch ergibt sich eine Veränderung das Fluiddrucks. Die Regelung erfolgt vorzugsweise derart, dass sich durch das Verfahren des Kolbens ein konstanter Volumenstroms aus dem Zylinderraum in den Plastifizierzylinder ergibt. Der Regler 13 arbeitet in diesem Fall als Volumenregler, d.h. Sollwert ist ein gewünschter Volumenstrom und entsprechend wird der Kolben 1a verfahren. Dabei wird der Kolben 1a vorzugsweise derart verfahren, dass auch ein vorgegebener Betriebsdruck im Zylinderraum 1c aufrechterhalten bleibt, welcher geringfügig größer ist als der Schmelzedruck, damit eine Injektion in die Schmelze erfolgen kann. Die Position des Kolbens 1a sowie der Druck und die Temperatur des Fluides im Zylinderraum 1c werden kontinuierlich in der Fluidinjektionsphase erfasst und gespeichert. Mittels der Wegdifferenz, d.h. dem Verfahrweg des Kolbens 1a, der Differenz von Fluiddruck und Fluidtemperatur zwischen Start und Ende des Verfahrwegs, und dem pvT-Diagramm des verwendeten Fluides kann das in den Plastifizierzylinder 31 eingebrachte Fluidvolumen bzw. - über das pVT-Diagramm umgerechnet - die Masse an Fluid exakt für jeden Schuss bzw. jeden Spritzgießzyklus berechnet werden.
• Schritt 6:
• Weicht die eingebrachte Masse an Fluid von einem vorgegebenen Sollwert ab, so kann kontinuierlich der Fluiddruck in dem Zylinderraum 1c über den Verfahrweg des Kolbens 1a verändert werden, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Fluiddruck in dem Zylinderraum 1c und dem Schmelzedruck in dem Plastifizierzylinder größer oder kleiner wird. Darüber kann ein bestimmter Volumenstrom bzw. ein bestimmter Massestrom an Fluid exakt in die Kunststoffschmelze eingebracht werden.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Regler 13 in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert sein. Alle Sollwerte und Istwerte sowie Parameter als auch die gesamte Regelung der Vorrichtung 20 sind in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Somit kann die Fluidinjektion in einfacher Weise eingestellt und geregelt sowie auf die Plastifizierphasen der Spritzgießmaschine angepasst werden. Alle Daten aus der Vorrichtung 20, insbesondere die Istwerte von Fluid-Drucksensor 7, Fluid-Temperatursensor 8 und Positionserfassungsmittel 3a sowie die Verläufe von deren Messwerten können in der Steuerung der Spritzgießmaschine aufgezeichnet und dokumentiert werden.
• Nachfolgend soll an einem konkreten Material- und Zahlenbeispiel die Betriebsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben werden
• Als Kunststoffmaterial wird ein PPGF (30%) verwendet und als Fluid Stickstoff (N₂). Der Druck im Fluidvorratsbehälter 6 beträgt 150 bar und wird vom Fluidvorratssensor 5 angezeigt. Als Betriebsdruck wird ein Wert von 125 bar vorgegeben. Der Zylinderraum 1c wird hierfür bei geöffnetem Schaltventil 4 und geschlossenem Schaltventil 9 mit N₂ aus dem Fluidvorratsbehälter 6 befüllt, bis der vorgenannte Betriebsdruck von 125 bar erreicht ist. Danach wird das erste Schaltventil 4 geschlossen. Um das Schließen des Schaltventils 4 zu erleichtern, kann der Druck in dem Zylinderraum 1c zunächst auf 150bar hochgehen und nachfolgend kann die Kolbenstange 1b verfahren werden, um eine Druckentlastung im Zylinderraum 1c auf 125 bar zu erzielen. Von dem Fluid-Drucksensor 7 wird somit ein Fluiddruck von 125 bar gemessen. Die Abmessungen des Zylinderraums 1c sind wie folgt: Durchmesser = 30mm, Länge bzw. maximaler Verfahrweg = 250 mm. Die Spritzgießmaschine befindet sich beim Start der Plastifizierphase in einem Zustand, bei dem an dem Fluidinjektor ein Schmelzedruck von 120bar vorliegt. Es wird ein aktiver Staudruck aufrechterhalten, damit das Gas nicht aus der Schmelze entweicht. Das bedeutet, dass der Schmelzedruck von der Spritzgießmaschine aktiv auf einem Sollwert gehalten wird, vorliegend 120bar.
• Durch die Rotation der Schnecke wird Schmelze nachgefördert und der Solldruck an Schmelze von 120bar kann aufrechterhalten werden. Nach einer vorgebbaren Zeit (z.B. z Sekunden) nach dem Start der Plastifizierphase wird das zweite Schaltventil 9 geöffnet und das N₂ kann über die Fluidleitung 22 und den Fluidinjektor 11 in den Plastifizierzylinder 31 strömen.
• Es soll pro Spritzgießzyklus ein aus PPGF bestehendes Kunststoff-Formteil hergestellt werden, welches eine Masse von 200g hat und einen prozentualen Anteil von N₂ von 0,3% aufweist, was einer Masse von 0,6 g N₂ an der Gesamtmasse des aufgeschäumten Kunststoff-Formteils entspricht. Der Fluiddruck beträgt 125 bar, die Fluidtemperatur 22°C.
• Unter Verwendung der Zustandsgleichung idealer Gase $$\text{p}\times \text{V}=\text{m}\times {\text{R}}_{\text{N2}}\times \text{T}$$

  

  ergibt sich ein Verfahrweg des Kolbens 1a von 5,22 mm, um das gewünschte Volumen und somit die gewünschte Masse von 0,6g an N₂ in den Plastifizierzylinder 31 zu bringen. Dieser Verfahrweg soll nachfolgend auch als Injektionshub bezeichnet werden.
• Die Plastifizierzeit und der Schneckenweg während der Plastifizierphase sind bekannt bzw. vorgegeben. Aus dem Schneckenweg und dem Innendurchmesser des Plastifizierzylinders ergibt sich das während der Plastifizierphase im Schneckenvorraum aufdosierte Schmelzevolumen. Aus der bekannten Plastifizierzeit und dem bekannten Schneckenweg wird eine Vorschubgeschwindigkeit für das Verfahren des Kolbens 1a ermittelt, um mindestens während 50% und maximal während 80% des Schneckenwegs das Fluid in die Schmelze zu injizieren.
• Wenn von Zyklus zu Zyklus mit dem Kolben 1c jeweils nur ein einziger Hub gefahren wird, d.h. ein einziger Injektionshub, und dazwischen der Zylinderraum 1c wieder mit N₂ nachbefüllt wird, kann der Kolben 1a stets von der gleichen Startposition aus verfahren werden und in Abhängigkeit von den sich ergebenden Istwerten während der Fluidinjektion wird der Injektionshub des Kolbens fortwährend nachberechnet und die Zielposition des Kolbens 1a angepasst.
• In der 2 ist schematisch die Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen 20 und 20' an einem Extruder 10 dargestellt. Die Teile der ersten Dosiervorrichtung tragen die gleichen Bezugszeichen wie in der 1. Die Bezugszeichen an den Teilen der zweiten Dosiervorrichtung sind mit einem Strich versehen.
• Der Extruder 10 ist rein drehangetrieben und wird kontinuierlich betrieben. Nicht dargestellt sind dem Extruder nachgelagerte Baugruppen. Diese sind je nach Verwendungszweck dem Fachmann bekannt und brauchen daher an dieser Stelle der Beschreibung nicht beschriebe zu werden. Der Extruder 10 verfügt über einen Plastifizierzylinder 31' mit einer drehangetriebenen Schnecke 32'. In dem vorliegenden Beispiel handelt es sich somit um einen Einschneckenextruder. Anstelle des Einschneckenextruders kann auch ein Doppelschneckenextruder vorgesehen werden.
• An dem Plastifizierzylinder 31' sind zwei Fluidinjektoren 11 und 11' angeordnet, d.h. für jede zweite Fluidleitung 22, 22' der Dosiervorrichtungen 20, 20' ist ein eigener Fluidinjektor vorgesehen ist. Über den Fluidinjektor 11 kann das Fluid aus dem Fluidzylinder 1 injiziert werden und über den Fluidinjektor 11' das Fluid aus dem Fluidzylinder 1'. Es ist aber auch möglich, dass an dem Plastifizierzylinder 31' nur ein einziger Fluidinjektor vorgesehen ist und die jeweils zweiten Fluidleitungen 22, 22' sind mit diesem einen Fluidinjektor verbunden. Hierzu kann ein geeigneter Verteiler an dem einzigen Fluidinjektor vorgesehen sein, an den die beiden Fluidleitungen 22 und 22' angeschlossen sind.
• Ferner sind ein erster Schmelze-Drucksensor 12 der ersten Dosiervorrichtung 20 und zweiter Schmelze-Drucksensor 12' der zweiten Dosiervorrichtung 20' an dem Plastifizierzylinder 31' angebracht.
• Im vorliegenden Beispiel verfügt jede Dosiervorrichtung 20, 20' über einen eigenen Fluidvorratsbehälter 6, 6'. Für die Versorgung der mehreren Fluidzylinder 1, 1' kann gegebenenfalls auch ein einziger Fluidvorratsbehälter mit einem geeigneten Verteiler vorgesehen sein, an welchem die ersten Fluidleitungen 21, 21' der Dosiervorrichtungen 20, 20' angeschlossen sind.
• Die Regler 13, 13' können in die zentrale Steuerung einer mit dem Extruder 10 ausgestatteten Extrusionsanlage integriert sein.
• Aufgrund des kontinuierlichen Verfahrens werden die beiden Dosiervorrichtungen 20 und 20' im Wechsel betrieben. Während bei einer der beiden Dosiervorrichtungen der Kolben verfahren und das Fluid aus dieser Dosiervorrichtung in den Extruder 10 injiziert wird, kann die andere Dosiervorrichtung mit Fluid befüllt werden. Wenn die Masse an Fluid der zuerst genannten Dosiervorrichtung ein vorgebbares Minimum erreicht hat, wird auf die andere Dosiervorrichtung umgeschaltet. Dieser Wechsel wiederholt sich und sorgt dafür, dass der Extruder kontinuierlich betrieben und kontinuierlich Fluid injiziert werden kann.
• Bedarfsweise können auch mehr als zwei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtungen an einem Extruder vorgesehen sein.
• Bezugszeichenliste

1, 1'

Fluidzylinder

1a, 1a'

Kolben

1b, 1b'

Kolbenstange

1c, 1c'

Zylinderraum

2, 2'

Spindelstange

3, 3'

Antrieb

3a, 3a'

Inkrementalgeber

4, 4'

Erstes Schaltventil

5, 5'

Fluidvorratssensor

6, 6'

Fluidvorratsbehälter

7, 7'

Fluid-Drucksensor

8, 8'

Fluid-Temperatursensor

9, 9'

Zweites Schaltventil

10

Extruder

11, 11'

Fluidinjektor

12, 12'

Schmelze-Drucksensor

13, 13'

Regler

14, 14'

Datenleitung

15, 15'

Datenleitung

16

Geschäumte Kunststoffschmelze

20, 20'

Dosiervorrichtung

21, 21'

Erste Fluidleitung

22, 22'

Zweite Fluidleitung

23, 23'

Signalleitung

24, 24'

Signalleitung

30

Plastifizier- und Einspritzeinheit

31, 31'

Plastifizierzylinder

32, 32'

Plastifizierschnecke

40

Werkzeug

• 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
• DE 19848151 A1 [0002, 0005]

Claims (18)

1. Vorrichtung (20, 20') zum Bereitstellen eines Fluids (F) und zum Dosieren des Fluids (F) in eine Spritzgießmaschine (10) oder in einen Extruder (10'), mit einem Fluidvorratsbehälter (6, 6') zum Bereitstellen des Fluids (F), dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidzylinder (1, 1') vorgesehen ist, in welchem ein Kolben (1a, 1a') mittels einer Kolbenstange (1b, 1b') entlang der Längsachse des Fluidzylinders (1, 1') verfahren werden kann, dass die Kolbenstange (1b, 1b') mit ihrem einen Ende in Wirkverbindung mit einem Antrieb (3, 3') zum Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') steht, dass die Kolbenstange (1b, 1b') mit ihrem gegenüberliegenden Ende mit dem Kolben (1a, 1a') verbunden ist, wobei auf der der Kolbenstange (1b, 1b') abgewandten Seite des Kolbens (1a, 1a') ein Zylinderraum (1c, 1c') mit einem veränderbarem Volumen für die Aufnahme und die Abgabe von Fluid (F) vorliegt, dass eine erste Fluidleitung (21, 21') vorgesehen ist, mit welcher der Zylinderraum (1c, 1c') mit dem Fluidvorratsbehälter (6, 6') verbunden ist, dass eine zweite Fluidleitung (22, 22') vorgesehen ist, welche mit ihrem einen Ende mit dem Zylinderraum (1c, 1c') verbunden ist und mit ihrem anderen Ende mit der Spritzgießmaschine (10) oder dem Extruder (10') verbindbar ist, dass ein Fluid-Drucksensor (7, 7') zur Erfassung des Drucks des in dem Zylinderraum (1c, 1c') befindlichen Fluides (F) vorgesehen ist, dass ein Regler (13, 13') vorgesehen ist, welchem die von dem Fluid-Drucksensor (7, 7') erfassten Messwerte zuführbar sind, und dass der Regler (13, 13') ausgebildet ist, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors (7, 7') zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb (3, 3') der Kolbenstange (1b, 1b') abzugeben, damit der Antrieb (3, 3') entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') bewirken kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitungen (21, 21', 22, 22') an demjenigen Ende des Fluidzylinders (1, 1') mit dem Zylinderraum (1c, 1c') verbunden sind, welches sich auf der der Kolbenstange (1b, 1b') abgewandten Seite des Kolbens (1c, 1c') befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (21, 21') und/oder die zweite (22, 22') Fluidleitung an das Bodenteil des Fluidzylinders (1. 1') angeschlossen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fluidzylinder (1, 1') ein Fluid-Temperatursensor (8, 8') zur Erfassung der Temperatur des Fluides (F) in dem Zylinderraum (1c, 1c') vorgesehen ist, dass die von dem Fluid-Temperatursensor (8, 8') erfassten Messwerte dem Regler (13, 13') zuführbar sind, und dass der Regler (13, 13') ausgebildet ist, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors (7, 7') und des Fluid-Temperatursensors (8, 8') zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb (3, 3') der Kolbenstange (1b, 1b') abzugeben, damit der Antrieb (3, 3') entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') bewirken kann, wobei das Verfahren vorzugsweise in der Weise vorgesehen ist, dass ein konstanter Volumenanteil des Fluides (F) in der fluidbeladenen Kunststoffschmelze aufrechterhalten wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass ein Positionserfassungsmittel (3a, 3a') vorgesehen ist, um die Position des Kolbens (1a, 1a') in dem Fluidzylinder (1, 1') erfassen zu können, dass die von dem Positionserfassungsmittel (3a, 3a') erfassten Messwerte dem Regler (13, 13') zuführbar sind, und dass der Regler (13, 13') ausgebildet ist, um die Messwerte des Fluid-Drucksensors (7, 7'), des Fluid-Temperatursensors (8, 8') und des Positionserfassungsmittels (3a, 3a') zu verarbeiten und entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Stellsignal an den Antrieb (3, 3') der Kolbenstange (1b, 1b') abzugeben, damit der Antrieb (3, 3') entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung dieser Messwerte ein Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') bewirken kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionserfassungsmittel ein Inkrementalgeber (3a, 3a'), ein induktives Wegmesssystem, oder ein magnetisches Wegmesssystem vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidzylinder (1, 1') fluiddicht ausgebildet ist und für einen Fluiddruck im Zylinderraum von mindestens 250 bar ausgelegt ist, insbesondere von mindestens 350 bar, und dass vorzugsweise ein Gas als Fluid (F) vorgesehen ist, insbesondere Stickstoff (N₂) oder Kohlendioxid (CO₂).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (13, 13') als Volumenregler ausgebildet ist und ein Verfahren der Kolbenstange (1b, 1b') derart bewirkt werden kann, dass der Volumenstrom an Fluid (F) aus dem Fluidzylinder (1, 1') konstant gehalten werden kann.
9. Spritzgießmaschine (10) mit einer Plastifizier- und Einspritzeinheit (30) und mit einer Dosiervorrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Plastifizier- und Einspritzeinheit (31) eine in einem Plastifizierzylinder (31) angeordnete und darin dreh- und linearantreibbare Plastifizierschnecke (32) umfasst, wobei an dem Plastifizierzylinder (31) ein Fluidinjektor (11) vorgesehen ist, und wobei die zweite Fluidleitung (22) mit dem Fluidinjektor (11) verbunden ist.
10. Spritzgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (13) derart ausgebildet ist, dass ein konstanter Volumenanteil des Fluids (F) in der fluidbeladenen Kunststoffschmelze aufrechterhalten wird.
11. Spritzgießmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (13) als Volumenregler ausgebildet ist und ein Verfahren der Kolbenstange (1b) derart bewirkt werden kann, dass der Volumenstrom an Fluid (F) aus dem Fluidzylinder (1) konstant gehalten werden kann.
12. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidzylinder (1) einen Zylinderraum (1c) mit einem solchen Volumen aufweist, dass nach erfolgter Kompression des Fluides (F) in dem Zylinderraum (1c) ein Volumen an komprimiertem Fluid (F) vorliegt, welches für mehrere mit der Plastifizier- und Einspritzeinheit (30) durchzuführende Spritzgießzyklen ausreicht, insbesondere für mindestens einen Spritzgießzyklus, vorzugsweise für mindestens zehn Spritzgießzyklen.
13. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießmaschine eine Steuerung zum Bedienen der Spritzgießmaschine aufweist und dass der Regler (13) in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert oder in diese integrierbar ist.
14. Extruder (10') mit einer oder mehreren in einem Plastifizierzylinder (31') drehbaren Plastifizierschnecken (32') und mit mehreren Dosiervorrichtungen (20, 20') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an dem Plastifizierzylinder (31') wenigstens ein Fluidinjektor (11, 11') vorgesehen ist, und wobei die zweiten Fluidleitungen (22, 22') der Dosiervorrichtungen (20, 20') nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem der Fluidinjektoren (11, 11') verbunden sind.
15. Extruder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (13, 13') derart ausgebildet sind, dass ein konstanter Volumenanteil des Fluids (F) in der fluidbeladenen Kunststoffschmelze aufrechterhalten wird.
16. Extruder nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (13, 13') als Volumenregler ausgebildet sind und ein Verfahren der Kolbenstangen derart bewirkt werden kann, dass der Volumenstrom an Fluid aus dem jeweiligen Fluidzylinder konstant gehalten werden kann.
17. Extruder nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder eine Steuerung zum Bedienen des Extruders aufweist und dass die Regler (13, 13') in die Steuerung des Extruders integriert oder in diese integrierbar ist
18. Extruder nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ohne Fluidvorratsbehälter ausgebildet sind und dass stattdessen ein einziger zentraler Fluidvorratsbehälter vorgesehen ist, an den alle zweiten Fluidleitungen der Vorrichtungen angeschlossen sind, vorzugsweise mittels eines geeigneten Verteilers.

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