DE4305772A1 - Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses an einem Formwerkzeug für plastische Massen - Google Patents
Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses an einem Formwerkzeug für plastische MassenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur temperatur
abhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses von einem
Kühlmittelzulauf zu einem Formwerkzeug für plastische
Massen, z. B. einem Kunststoffspritzgießwerkzeug, wobei
die Vorrichtung einen Kühlmittelzulauf, einen Kühlmittel
rücklauf sowie ein in diesen Kühlmittelkreislauf einge
schaltetes Ventil aufweist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in dem
DE 88 02 462 U1 beschrieben. Bei den üblichen
Vorrichtungen dieser Art wird das Ventil, welches den
Durchfluß des Kühlmittels durch das entsprechende Werk
zeug regelt, elektrisch betätigt. Beispielsweise werden
hierzu Magnetventile eingesetzt, die über einen
Temperaturfühler ein elektrisches Signal erhalten und
so angesteuert werden. Es sind auch elektromotorische
Betätigungen für solche Ventile bekannt.
Grundsätzlich ist eine solche Beeinflussung der
Kühlmitteltemperatur erforderlich. Insbesondere bei der
Formgebung von Kunststoffteilen, z. B. beim Spritzgießen,
fällt eine erhebliche Prozeßwärme an, die üblicherweise
durch Kühlung des formgebenden Werkzeuges mit einem das
Werkzeug durchströmenden flüssigen Kühlmedium abgeführt
wird. Die Qualität des Formteiles und die Wirtschaftlich
keit des Verfahrens werden hierbei maßgeblich von der
Temperatur des Kühlmediums und der pro Zeiteinheit vom
Kühlmedium abgeführten Wärmemenge bestimmt. Durch Regelung
der Durchflußmenge des Kühlmediums, z. B. mittels in die
einzelnen Kühlkreise integrierter, selbsttätiger Regel
ventile, kann die Temperaturdifferenz zwischen Kühlmedium
eintritt und -austritt und damit die ab geführte Wärmemenge
den Erfordernissen des Werkstoffes und des Formteiles
entsprechend konstant gehalten werden. Änderungen bei
der Wärmezufuhr, z. B. infolge der Änderung im Zyklus
bei der Temperatur des Werkstoffes oder dergleichen,
werden so selbsttätig ausgeregelt. Die zur Regelung
verwendete Regelgröße ist die Temperaturdifferenz zwischen
Kühlmediumeintritt und -austritt, bzw. bei konstanter
Kühlmediumeintrittstemperatur die Austrittstemperatur
allein.
Bei den bekannten Vorrichtungen ist ein erheblicher
Installationsaufwand zu treiben, weil die entsprechenden
Motor- oder Magnetventile elektrisch betätigbar sind.
Es ist also eine elektrische Installation erforderlich.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer
Art zu schaffen, die bei vereinfachtem Installations
aufwand, insbesondere ohne zusätzliche elektrische
Verdrahtung, eine temperaturabhängige Regelung des Kühl
mittels ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß dem
Ventil ein von der Temperatur des Kühlmittelrücklaufs
oder von einem anderen Bereich einer Wärmequelle des
Formwerkzeuges gesteuerter Thermostat als Stellorgan
zugeordnet ist.
Durch den Einsatz eines Thermostaten zur Regelung der
Durchflußmenge ist in einfacher Weise ohne Fremdenergie
eine temperaturabhängige Regelung des Kühlmittelzuflusses
gewährleistet. Insbesondere wird als vorteilhaft
angesehen, daß als Thermostat ein üblicher
Warmwasser- oder Heizungsthermostat angeordnet ist, wobei
der mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilkörper
des Ventils mittels eines Stößels des Thermostaten derart
betätigbar ist, daß bei einer mittels eines
Temperaturfühlers des Thermostaten erfaßten Temperatur
im Kühlmittelrücklauf, die höher als die Soll-Temperatur
ist, mittels des Stößels der Ventilkörper zunehmend in
die Offenstellung vom Ventilsitz abhebbar ist und der
Kühlmitteldurchfluß vergrößert ist, während bei
abnehmender Temperatur der Ventilkörper durch Hilfsmittel,
z. B. durch eine Schließfeder, zunehmend bis in die
Schließlage verstellbar ist.
Derartige Thermostaten sind bei Warmwasser- und
Heizungsanlagen vielfach bekannt. In der Kombination
werden sie als sogenannte Warmwasser- oder
Heizungsthermostatventile bezeichnet. Diese
Funktionseinheit besteht aus einem Ausdehnungskörper
und einem von diesem betätigten Ventilkörper. Durch Wärme
einwirkung expandiert das im Ausdehnungskörper enthaltene
Ausdehnungsmedium und betätigt über einen Stößel den
Ventilkörper, wodurch eine der eingestellten Temperatur
proportionale Durchflußöffnung im Ventilsitz des Ventil
körpers freigegeben wird. Die Einstellung der gewünschten
Temperatur erfolgt durch Änderungen des wirksamen
Verstellweges, insbesondere durch mechanische
Voreinstellung. Das Ausdehnungselement mit dem
Ausdehnungsmedium befindet sich im Bereich der zu
regelnden Wärmequelle und ist über eine Kapillarverbindung
mit dem Betätigungsstößel verbunden.
Als Regelgröße kommt entweder die
Kühlmediumaustrittstemperatur, die
Werkzeugoberflächentemperatur oder eine andere die
Werkzeugtemperatur kennzeichnende Temperatur in
Betracht. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Warmwasser- oder Heizungsthermostatventilen
erfolgt erfindungsgemäß bei einer Temperaturerhöhung
des Werkzeuges oder des Kühlmittelrückflusses die
Vergrößerung der Durchflußmenge, während eine Temperatur
senkung eine Verringerung der Durchflußmenge zur Folge
hat. Durch die entsprechende Anordnung des Ventilkörpers
wird die Funktion sichergestellt. Vorzugsweise ist dabei
vorgesehen, daß der Thermostat ein mit Flüssigkeit
gefülltes, temperaturabhängiges Betätigungselement für
den Stößel aufweist und daß das Betätigungselement über
eine Kapillarleitung mit einem im Kühlmittelrücklauf
oder im Bereich der anderen Wärmequelle des
Formwerkzeuges, die eine die Werkzeugtemperatur
kennzeichnende Temperatur annimmt, flüssigkeitsgefüllten
Temperaturfühler verbunden ist.
Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß der Ventilkörper
durch ein mittels eines Federelementes gegen den
Ventilsitz gedrängtes Element, insbesondere eine Kugel,
gebildet ist.
Auch kann bevorzugt sein, daß der Stößel des Thermostaten
auf ein abgedichtet im Kühlmitteldurchlaufkanal eines
Gehäuses angeordnetes, koaxial zum Stößel verschiebbares
Stellglied einwirkend angeordnet ist, welches Stellglied
mit einem Stellzapfen gegen den Ventilkörper drängbar
ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß im Kühlmittelrück
laufbereich des Kühlmitteldurchlaufkanals des Gehäuses
der Temperaturfühler angeordnet ist.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß in den Kühlmittel
rücklaufbereich ein Meßfühler einer Temperaturmeß- und
-anzeigevorrichtung angeordnet ist, deren Anzeigeteil
an der Gehäuseseite angeordnet ist, die auch den Thermos
taten trägt.
Auch kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelrücklauf
bereich einen das Ventil überbrückenden Bypass-Kanal
aufweist.
Die beschriebene Vorrichtung stellt eine sehr
kostengünstige Alternative zu dem bekannten, motorisch
geregelten Durchflußverteilsystem dar. Im Grundkonzept
kann auf jede Form von Hilfsenergie verzichtet werden.
Das Funktionsprinzip hat sich bei Heizkörperthermostat
ventilen seit langem bewährt, so daß keine besonderen
Probleme bei der Realisierung der Vorrichtung auftreten.
Durch das Aneinanderreihen mehrerer derartiger Einheiten
können beliebig lange Batterien hergestellt werden, bei
denen jede Einheit für sich individuell eingestellt werden
kann. Die separaten Ausdehnungskörper können entweder
unsichtbar im Rücklauf des Einzelelements integriert
werden oder im Werkzeug selbst oder an der Werkzeugober
fläche fest installiert und mittels einer
Kapillarverbindung mit dem Betätigungsteil verbunden
sein. Zur Vereinfachung der Einstellung des Sollwertes
ist der Einbau eines Kontaktthermometers pro Einheit
oder auch eine digitale Temperaturanzeige vorteilhaft.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Die einzige Zeichnungsfigur eine erfindungsgemäße
Vorrichtung in Ansicht, teilweise geschnitten.
Die Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des
Kühlmittelzuflusses von einem Kühlmittelzulauf 1 zu einem
Formwerkzeug für plastische Massen, beispielsweise einem
Kunststoffspritzgießwerkzeug ist mit ihrem Zulauf 1,
der bei 2 aus einem Armaturengehäuse 3 ausmündet, mit
dem Kühlmittelzulauf des Kunststoffspritzgießwerkzeuges
verbindbar. Ein Kühlmittelrücklauf 4 ist mit dem
Kühlmittelrücklauf des Werkzeuges verbunden. In dem so
gebildeten Kühlmittelkreislauf ist ein Ventil 5
eingeschaltet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann
das Kühlmittel über den Kühlmittelzulauf 1, 2 dem
Werkzeug zugeführt werden und über den Kühlmittelrücklauf
stutzen 4 wieder vom Werkzeug abgeführt werden, wobei
durch entsprechende Gehäusekanäle ein Abgang in eine
Ablaufbohrung 6 ermöglicht ist. Diese Ablaufbohrung 6
kann beispielsweise über einen Kühler mit einem
Kühlmittelspeicher verbunden sein oder aber das erwärmte
Kühlmittel kann abgeführt werden, während dann über dem
Kühlmittelzulauf 1 Frischwasser eingespeist wird. Es
ist dann kein geschlossener Kreislauf gebildet.
Dem Ventil 5 ist erfindungsgemäß ein von der Temperatur
des Kühlmittelrücklaufs 4 oder von einem anderen Bereich
einer Wärmequelle des Formwerkzeuges gesteuerter
Thermostat 7 als Stellorgan zugeordnet. Als Thermostat
7 ist ein üblicher Warmwasser- oder Heizungsthermostat
angeordnet, wobei der mit einem Ventilsitz 8
zusammenwirkende Ventilkörper 9 des Ventils 5, der mittels
einer Druckfeder 10 in Schließlage gehalten wird, mittels
eines Stößels 11 des Thermostaten 7 unmittelbar oder
mittelbar derart betätigbar ist, daß bei einer mittels
eines Temperaturfühlers 12 des Thermostaten 7 erfaßten
Temperatur im Kühlmittelrücklauf 4 oder im Bereich einer
anderen
Wärmequelle des Formwerkzeuges dann, wenn diese Temperatur
höher als die Soll-Temperatur ist, die an dem Thermostaten
7 eingestellt ist, mittels des Stößels 11 der Ventilkörper
9 zunehmend in die Offenstellung vom Ventilsitz 8 abhebbar
ist, so daß der Kühlmitteldurchfluß vergrößert ist, weil
der Durchlaßquerschnitt für das rücklaufende Kühlmedium
vergrößert ist. Demzufolge kann beim Kühlmittelzulauf
1, 2 eine größere Menge an Kühlmittel zufließen. Bei
abnehmender Temperatur wird der Ventilkörper 9 durch
Hilfsmittel, insbesondere die Schließfeder 10, zunehmend
in die Schließlage verstellt, bis endlich die Schließlage
erreicht ist.
Der Thermostat 7 weist ein mit Flüssigkeit oder
Gas gefülltes, temperaturabhängiges Betätigungselement
für den Stößel 11 auf. Das Betätigungselement ist über
eine Kapillarleitung 13 mit den im Kühlmittelrücklauf
oder im Bereich einer anderen Wärmequelle des
Formwerkzeuges, die eine die Werkzeugtemperatur
kennzeichnende Temperatur annimmt, flüssigkeitsgefüllten
Temperaturfühler 12 verbunden.
Der Ventilkörper 9 ist vorzugsweise durch eine Kugel
gebildet. Der Stößel 11 des Thermostaten 7 wirkt auf
ein abgedichtet im Kühlmitteldurchlaufkanal (bei 14)
des Gehäuses 3 angeordnetes, koaxial zum Stößel 11
verschiebbares Stellglied 15 ein, wobei dieses Stell
glied 15 mit einem Stellzapfen 16 gegen den Ventilkörper
9 drängbar ist.
Zusätzlich ist im Kühlmittelrücklaufbereich (in der Kammer
17) des Gehäuses 3 ein Meßfühler 18 einer Temperatur
meß- und -anzeigevorrichtung 19 angeordnet, deren
Anzeigeteil an dem der Zeichnung rechten Gehäuseseite
angeordnet ist, die auch den Thermostaten 7 trägt. Die
Ausbildung des Gehäuses 3 und die Anordnung der
entsprechenden Elemente und Kanalmündungen ist so
vorgenommen, daß eine Aneinanderreihung von gleichen
Gehäusen mit gleichen Elementen nebeneinander in Richtung
der Mittelachse 20, 21 der Kanäle 1, 6 möglich ist.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach
variabel.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung
offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als
erfindungswesentlich angesehen.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des
Kühlmittelzuflusses von einem Kühlmittelzulauf zu
einem Formwerkzeug für plastische Massen, z. B. einem
Kunststoffspritzgießwerkzeug, wobei die Vorrichtung
einen Kühlmittelzulauf, einen Kühlmittelrücklauf sowie
ein in diesen Kühlmittelkreislauf eingeschaltetes
Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil
(5) ein von der Temperatur des Kühlmittelrücklaufs
(4) oder von einem anderen Bereich einer Wärmequelle
des Formwerkzeuges gesteuerter Thermostat (7) als
Stellorgan zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Thermostat (7) ein üblicher Warmwasser- oder
Heizungsthermostat angeordnet ist, wobei der mit
einem Ventilsitz (8) zusammenwirkende Ventilkörper
(9) des Ventils (5) mittels eines Stößels (11) des
Thermostaten (7) derart betätigbar ist, daß bei einer
mittels eines Temperaturfühlers (12) des Thermostaten
(7) erfaßten Temperatur im Kühlmittelrücklauf, die
höher als die Soll-Temperatur ist, mittels des
Stößels (11) der Ventilkörper (9) zunehmend in die
Offenstellung vom Ventilsitz (8) abhebbar ist und
der Kühlmitteldurchfluß vergrößert ist, während bei
abnehmender Temperatur der Ventilkörper (9) durch
Hilfsmittel, z. B. durch eine Schließfeder (10),
zunehmend in die Schließlage verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Thermostat (7) ein mit Flüssigkeit
oder Gas gefülltes, temperaturabhängiges
Betätigungselement für den Stößel (11) aufweist und
daß das Betätigungselement über eine Kapillarleitung
(13) mit einem im Kühlmittelrücklauf oder im Bereich
der anderen Wärmequelle des Formwerkzeuges, die eine
die Werkzeugtemperatur kennzeichnende Temperatur
annimmt, flüssigkeits- oder gasgefüllten
Temperaturfühler (12) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (9) durch ein
mittels eines Federelementes (10) gegen den Ventilsitz
(8) gedrängtes Element, insbesondere eine Kugel,
gebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stößel (11) des Thermostaten
(7) auf ein abgedichtetes im Kühlmitteldurchlaufkanal
(14) eines Gehäuses (3) angeordnetes, koaxial zum
Stößel (11) verschiebbares Stellglied (15) einwirkend
angeordnet ist, welches Stellglied (15) mit einem
Stellzapfen (16) gegen den Ventilkörper (9) drängbar
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Kühlmittelrücklaufbereich (17)
des Kühlmitteldurchlaufkanals des Gehäuses (3) der
Temperaturfühler (12) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Kühlmittelrücklaufbereich
(17) ein Meßfühler (18) einer Temperaturmeß- und
-anzeigevorrichtung (19) angeordnet ist, deren
Anzeigeteil an der Gehäuseseite angeordnet ist, die
auch den Thermostaten (7) trägt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kühlmittelrücklaufbereich
einen das Ventil (5) überbrückenden Bypass-Kanal
aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934305772 DE4305772C2 (de) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses an einem Formwerkzeug für plastische Massen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19934305772 DE4305772C2 (de) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses an einem Formwerkzeug für plastische Massen |
Publications (2)
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---|---|
DE4305772A1 true DE4305772A1 (de) | 1994-09-01 |
DE4305772C2 DE4305772C2 (de) | 1994-12-01 |
Family
ID=6481287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934305772 Expired - Fee Related DE4305772C2 (de) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Vorrichtung zur temperaturabhängigen Regelung des Kühlmittelzuflusses an einem Formwerkzeug für plastische Massen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4305772C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7172674B2 (en) | 2000-10-31 | 2007-02-06 | Sez Ag | Device for liquid treatment of wafer-shaped articles |
DE102017112129A1 (de) | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Engel Austria Gmbh | Regelvorrichtung zur Regelung wenigstens einer Regelgröße zumindest eines Temperierkreislaufs |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
DE8802462U1 (de) * | 1988-02-25 | 1988-08-25 | GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, 58566 Kierspe | Vorrichtung zur Regelung des Kühlmittelzuflusses von einem Kühlmittelspeicher zu einem Formwerkzeug für plastische Massen |
-
1993
- 1993-02-25 DE DE19934305772 patent/DE4305772C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE8802462U1 (de) * | 1988-02-25 | 1988-08-25 | GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, 58566 Kierspe | Vorrichtung zur Regelung des Kühlmittelzuflusses von einem Kühlmittelspeicher zu einem Formwerkzeug für plastische Massen |
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US7799695B2 (en) | 2000-10-31 | 2010-09-21 | Lam Research Ag | Device for liquid treatment of wafer-shaped articles |
US7988818B2 (en) | 2000-10-31 | 2011-08-02 | Lam Research Ag | Device for liquid treatment of wafer-shaped articles |
DE102017112129A1 (de) | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Engel Austria Gmbh | Regelvorrichtung zur Regelung wenigstens einer Regelgröße zumindest eines Temperierkreislaufs |
US10606220B2 (en) | 2016-06-03 | 2020-03-31 | Engel Austria Gmbh | Closed-loop control device for controlling at least one control value of at least one tempering circle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4305772C2 (de) | 1994-12-01 |
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