DE4436117C2

DE4436117C2 - Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung

Info

Publication number: DE4436117C2
Application number: DE19944436117
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Liehr; Dietmar Hofmann
Original assignee: Riesselmann F & H Kunststoff
Current assignee: ONI-WAERMETRAFO GMBH, 51789 LINDLAR, DE
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2014-09-28
Also published as: DE4436117A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung von Spritzgußmaschineneinheiten, insbesondere für die Verarbeitung vernetzbarer Polymere, und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung, mit mindestens einem Temperierkreislauf.

Beim Spritzgießen ist der thermische Betriebszustand des Werkzeuges mit der Werkzeugtemperatur als Maß neben der der Zylinder- und Schmelztemperatur eine der wichtigsten thermischen Funktionsgrößen. Er übt einen großen Einfluß auf die Fließfähigkeit der Kunststoffschmelze, die Zykluszeit und die Qualität der Formteile, insbesondere die Oberflächengüte, die Schwindung und den Verzug aus.

Der thermische Betriebszustand des Plastifizierzylinders ist für die Verarbeitung von vernetzbaren Hochpolymeren von entscheidender Bedeutung. Derartige Werkstoffe erfordern bei der Verarbeitung zu Formteilen beim Spritzgießen ein relativ niedriges Temperaturniveau während der Verweilzeit im Plastifizierzylinder, um eine vorzeitige Vernetzung bzw. Teilvernetzung der Formmasse zu verhindern. Die bei der Plastifizierung durch Friktion der Masse, d. h. durch Umwandlung von mechanischer Energie, entstehende Wärmemenge ist im stationären, d. h. eingefahrenen, Maschinenzustand gewöhnlich größer als die Wärmemenge, die zum Erreichen einer optimalen Masseviskosität notwendig ist.

Die Temperaturführung der Formmasse bzw. Schmelze im System Schnecke/Zylinder muß so gesteuert werden, daß keine vorzeitigen Vernetzungsreaktionen infolge zu hoher Massetemperatur auftreten. Die exakte Temperaturführung für die Formmassen über die Zylindertemperierung übt einen wesentlichen Einfluß auf die Qualität der herzustellenden Formteile aus.

In der US-PS 4,420,446 ist ein Verfahren zur Werkzeugtemperaturkontrolle beim Spritzgießen beschrieben. Dabei wird eine ausgewählte Kontrolltemperatur als Solltemperatur vorgegeben. Die Werkzeugtemperatur wird in unmittelbarer Nähe des Formnestes gemessen. In Abhängigkeit von Über- bzw. Unterschreiten der Solltemperatur werden die Ventile des Kühlkreislaufes geöffnet bzw. geschlossen. Zusätzlich werden bei Über- bzw. Unterschreiten vorgegebener oberer und unterer Grenztemperaturen optische und akustische Warnsignale abgegeben.

Eine ähnliche Lösung, bei der die mit der Schmelze zugeführte Wärme zum Temperieren der Werkzeugwand ausgenutzt werden soll, ist in der Zeitschrift "Plastverarbeitet" 1984, Heft 5, S. 77 bis 80, beschrieben. Die Temperierung wird dabei durch einen Mikroprozessor gesteuert, über einen Thermosensor wird an der Werkzeugkontur die durch die Einbringung der Schmelze hervorgerufene Temperaturerhöhung gemessen und der Mikroprozessor regelt (in Abhängigkeit davon) die Öffnungszeit des Magnetventilsystems für die Kühlwasserzufuhr. Es findet eine sogenannte Impulskühlung statt und das Werkzeug übernimmt die Funktion des Wärmetauschers. Aus der EP 0 218 919 B1 ist ein Verfahren zur Eichung und Korrektur der Vorrichtung zur Werkzeugtemperierung bei Spritzgießmaschinen bekannt, bei dem ein Rechner das Schließen und Öffnen der Ventile als Funktion eines Temperaturunterschiedes in den Formwerkzeugen nach einer Meßperiode mit maximal geöffneten Ventilen und einer Meßperiode mit geschlossenen Ventilen steuert. Nach Erreichen der Solltemperaturen werden zwei Eichzyklen durchgeführt, in denen das Streckenverhalten des Werkzeuges durch den gemessenen Temperaturabfall bzw. -anstieg getestet wird. Ausgehend von den ermittelten Temperaturdifferenzen errechnet der Rechner die Öffnungszeiten der Ventile, die notwendig sind, um die vorgegebene Solltemperatur einzuhalten. Die Temperierung erfolgt nur auf der Basis der momentan gemessenen Werkzeugtemperatur. Diese bekannten, auf dem gleichen Prinzip basierenden Verfahren, haben folgende Nachteile.

Die große Nähe der Temperaturfühler zur Werkzeugkontur, also zur heißesten Zone des Werkzeuges, führen notwendigerweise bei jedem Einspritzvorgang, auch beim Anfahren, zu einer Überschreitung der Solltemperatur und damit zur Auslösung der Kühlung. Die Temperierung in alleiniger Abhängigkeit von der momentan gemessenen Temperatur kann bei einer immer vorhandenen Trägheit des thermischen Ausgleichs zwischen Schmelze und Werkzeug, sowie zwischen Kühlmedium und Werkzeug zu einer zeitlichen Verschiebung der Werkzeugtemperierung und damit zu Werkzeugtemperaturen führen, die deutlich unterhalb bzw. oberhalb der gewählten Kontrolltemperatur liegen. Sowohl Störgrößen im Spritzgießprozeß, z. B. ein vermindertes Kühlmittelangebot, als auch die ungünstige Lage von Kühlflächen zur Werkzeugkontur bei komplizierten Werkzeugen, werden durch diese Verfahren nicht immer ausreichend kompensiert, eine Anpassung der Temperierbedingungen an die momentanen Prozeßparameter ist somit nicht durchgängig möglich.

Ein weiteres bekanntes Temperierverfahren (WO 92/08598) steuert den Temperier mediendurchfluß nach Errechnung einer mittleren Werkzeugtemperatur oder mittleren Rücklauftemperatur des Temperiermediums bzw. nach einer Trendermittlung der mittleren Werkzeugtemperaturen oder der mittleren Rücklauftemperatur mehrerer zurückliegender Zyklen. Dabei wird die mittlere Werkzeugtemperatur mit einer vorgegebenen Solltemperatur verglichen und das Kühlregime im Folgezyklus verändert, falls die mittlere Werkzeugtemperatur von der vorgegebenen Solltemperatur abweicht. Der Meßort für die Temperaturmessung im Werkzeug bzw. im Rücklauf des Temperiermediums wird als nicht kritisch angesehen, was jedoch im Widerspruch zu den Erkenntnissen aus der Praxis steht.

Zur Öffnungsdauer der Magnetventile im Zyklus werden in oben beschriebenem Verfahren nur allgemeine Aussagen getroffen. Zum einen wird das Magnetventil geöffnet, falls die mittlere Temperatur des vorangegangenen Zyklus oberhalb einer oberen Grenztemperatur liegt, zum anderen, wenn die mittleren Temperaturen einer Anzahl vorangegangener Zyklen einen steigenden Trend in der Nähe der Solltemperatur signalisieren. Die Öffnungsdauer selbst soll abhängig sein von der "Rate" der Temperaturänderung bzw. der Größe der Differenz zum akzeptierten Temperaturbereich. Auf eine konkrete nachvollziehbare Berechnungsvorschrift wird dabei jedoch nicht näher eingegangen.

Die mit diesem Verfahren praktizierte Regelung der Werkzeugtemperatur im Folgezyklus läßt akut auftretende Störungen im Zyklus unberücksichtigt. Diese Störungen werden erst nachträglich und über den relativ trägen Mechanismus einer mittleren Temperatur ausgeregelt. Es ist anzunehmen, daß die beschriebene Regelung im allgemeinen und bei wirkenden Störgrößen im besonderen der tatsächlichen Werkzeugtemperatur "hinterherläuft", wobei die beabsichtigte hohe Prozeßstabilität nicht erreicht wird.

Mit der Aussage zum Meßort und in Kenntnis dessen, daß die Temperaturverteilung im Werkzeug einem Temperaturfeld genügt, bestehen aus praktischen Erfahrungen heraus bei einer willkürlichen Festlegung des Meßortes im Werkzeug berechtigte Zweifel an der Erreichung des angestrebten Zieles. Bei der Temperaturmessung im Temperiermedienrücklauf sind es mehrere Kritikpunkte, die die beabsichtigte Wirkung des Verfahrens mehr oder weniger in Frage stellen. Um die mittlere Rücklauftemperatur in bezug auf die jeweilige Werkzeugtemperatur zu errechnen, ist eine Temperaturmessung über die gesamte Zyklusdauer im fließenden Medium erforderlich. Das wiederum bewirkt eine ständige, wenn auch gedrosselte, zusätzliche Wärmeabfuhr aus dem Werkzeug. In Anwendungen, bei denen mittlere oder sogar hohe Werkzeugtemperaturen benötigt werden, kann das geforderte Temperaturniveau im Werkzeug nicht gehalten werden. Eine Messung der Vorlauftemperatur findet nicht statt, das hat zur Folge, daß ein wesentlicher Einflußfaktor des thermischen Betriebszustandes des Werkzeuges unberücksichtigt bleibt und bei Veränderungen unvermeidbar zu Abweichungen vom thermischen Sollzustand des Werkzeuges führt. Des weiteren sind die, bei der eingefahrenen Maschine im Störfall auftretenden Abweichungen einer mittleren Rücklauftemperatur zu einer vorgegebenen Solltemperatur, vor allem bei größeren Volumenströmen, erfahrungsgemäß so gering, daß eine sinnvolle Einflußnahme auf die Durchflußdauer des Temperiermediums nicht immer möglich ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten, insbesondere für die Verarbeitung vernetzbarer Polymere, und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung, mit mindestens einem Temperierkreislauf, wobei die Rücklauftemperatur des Temperiermediums gemessen und im Ergebnis eines Ist-Soll-Vergleiches der Durchfluß des Temperiermediums verändert wird, zu schaffen, das unter Berücksichtigung der momentanen Parameter des Spritzgießvorganges, einschließlich auftretender Störungen des Prozesses, eine hinreichend genaue Konstanz des thermischen Betriebszustandes des Werkzeuges bei gleichzeitig selbsteinstellender Regelung gewährleistet und ohne zusätzliche Energie arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit dem Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.

Bei der Lösung der Aufgabe wurde von folgendem Grundgedanken ausgegangen:

Der Wärmeinhalt im Werkzeug wird bestimmt von wärmezuführenden Komponenten (Wärmemenge der eingespritzten Schmelze, Heißkanaltemperierung, . . .) und wärmeabführenden Komponenten (Werkzeugkühlung, Wärmeabfuhr durch Konvektion und Strahlung, Wärmeleitung). Soll der thermische Betriebszustand des Werkzeuges in der Fertigung konstant gehalten werden, müssen die im Fertigungsprozeß unvermeidbaren Schwankungen in den einzelnen Komponenten, die den Wärmeinhalt bestimmen, in ihrer Auswirkung auf den thermischen Betriebszustand des Werkzeuges kompensiert werden. Dabei ist als Wärmeabfuhr aus dem Werkzeug nur die Werkzeugkühlung bzw. -temperierung gezielt beherrschbar, insbesondere besteht die Notwendigkeit, die zeitliche Dauer des Temperiermediendurchflusses im Werkzeug so zu steuern, daß Störungen jeder Art, die auf den Wärmeinhalt des Werkzeuges wirken, wie z. B. Veränderungen in der Temperatur der Schmelze, Schwankungen der Temperiermedien vorlauftemperatur und des -volumens, Veränderungen der Zykluszeit, Schwankungen der Umgebungstemperatur u. a., ausgeglichen werden.

Als die für den Wärmeinhalt des Werkzeuges in Abhängigkeit von einem Zeitintervall im Zyklus relevante Größe wird WRG (u₁, u₂) (die dem Wärmeinhalt Relevante Größe) gemäß (1) eingeführt.

WRG (u₁, u₂) wird analog zum Integral der Temperaturkurve über der Zeitachse zwischen den Zeitpunkten u₁ und u₂, verringert um das Integral über dem Temperaturverlauf des Temperiermedienvorlaufs im gleichen Zeitintervall, definiert und berechnet, wobei T_rück(t) den Temperaturverlauf im Rücklauf, T_vor(t) den Temperaturverlauf im Vorlauf des Temperiermediums und u₁ und u₂ die Intervallgrenzen des Zeitintervalls bedeuten.

Die mögliche Dauer der Wärmeabfuhr aus dem Werkzeug zwischen den Zeitpunkten Z₁, festgelegt durch ein Signal der Maschinenablaufsteuerung in zeitlicher Nähe des Einspritzvorganges bei der Werkzeugtemperierung bzw. in zeitlicher Nähe des Plastifizierbeginns bei der Zylindertemperierung, und Z₂, festgelegt durch ein Signal der Maschinenablaufsteuerung in zeitlicher Nähe des Zyklusendes, wird von Null (maximale Wärmeabfuhr) bis 100 (minimale Wärmeabfuhr) prozentual, aber umgekehrt proportional, auf die mögliche Temperaturdauer bezogen, eingeteilt. Der Bediener gibt die gewünschte Dauer der Wärmeabfuhr prozentual auf die getroffene Einteilung bezogen, d. h., als relative Temperierdauer, an. In einem als Referenzzyklus gekennzeichneten ersten Zyklus nach Erreichen des thermischen Gleichgewichtes des Werkzeuges wird die, aus der vorgegebenen relativierten Temperierdauer t_d, resultierende Größe WRG_ref(Z₁, t_d) wie folgt errechnet.

In allen Folgezyklen wird zum Zeitpunkt Z₁ des jeweiligen Zyklus der Temperierimpuls der Dauer t_d gestartet, wobei t_d als Gegenstand eines noch zu beschreibenden Korrekturverfahrens im Verlauf des jeweiligen Zyklus und bei auftretenden Abweichungen des Temperaturverlaufes zum Temperaturverlauf des sogenannten Referenzzyklus korrigiert wird. Dazu wird jeder Folgezyklus beginnend vom Zeitpunkt Z₁ bis zum Ende der relativierten Temperierdauer t_d in kleinste Zeitintervalle (t_i-1, t_i) unterteilt, in jedem Zeitpunkt t_i die Medienvorlauf- und die Medienrücklauftemperatur gemessen und der Wert WRG_ist(t_i-1, t_i) gemäß folgender Berechnungsformel berechnet:

WRG_ist(t_i-1, t_i) wird permanent für jeden Zeitpunkt t_i und bis zum Ablauf der relativierten Temperierdauer t_d mit dem Wert WRG_ref(t_i-1, t_i) des Referenzzyklus und immer zum zyklisch gleichen Zeitpunkt gemäß (2) verglichen:

WD (t_i) = WRG_ist(t_i-1, t_i) - WRG_ref(t_i-1, t_i) (2)

Die Differenz beider Wertgrößen signalisiert eine Differenz der aus dem Werkzeug in diesem Zeitintervall (t_i-1, t_i) abgeführten Wärmemenge und wird verfahrensgemäß für eine Korrektur der relativierten Temperierdauer t_d um die Korrekturzeit t_korr(t_i) im laufenden Zyklus genutzt.

Dabei gilt für die Ergebnisse von (2) folgende Falluntersuchung:

WD(t_i)<0: im Vergleich zum zyklisch gleichen Zeitintervall des Referenzzyklus ist der Wärmeinhalt des Werkzeuges im Istzyklus höher, die Dauer der Temperierung muß um den Wert t_korr(t_i) verlängert werden.
WD(t_i)<0: im Vergleich zum zyklisch gleichen Zeitintervall des Referenzzyklus ist der Wärmeinhalt des Werkzeuges im Istzyklus geringer, die Dauer der Temperierung muß um den Wert t_korr(t_i) verkürzt werden.
WD(t_i)=0: eine Korrektur der Temperierdauer ist nicht notwendig.

Zur wertmäßigen Berechnung von t_korr(t_i) wird von folgenden Überlegungen ausgegangen:

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit gelte der Fall WD(t_i)<0. Die zur Abfuhr des gemäß (2) errechneten wärmemengenproportionalen Überschußbetrages notwendige Zeit t_korr(t_i) wird zum Zeitpunkt t_i zur vorgegebenen relativierten Temperierdauer t_d addiert.

Es gilt

t_d = t_d + t_korr(t_i)

wobei t_korr aus folgender Beziehung herzuleiten ist:

WD(t_i) = WRG_ref(t_d, t_d + t_korr),

damit gilt

Nach Einsetzen der Zeitwerte und unter der Voraussetzung, daß die Länge des Zeitintervalles gegen Null und damit die Werte T(t_i-1) gegen die Werte T(t_i) gehen, ergibt sich

(T_rück(t_i) - T_vor(t_i))_ist _* (t_i-t_i-1) - (T_rück(t_i) - T_vor(t_i))_ref _* (t_i-t_i-1) = (T(t_d)-T_vor(t_d))_ref _* (t_d+t_korr-t_d)

((T_rück(t_i) - T_vor(t_i))_ist - (T_rück(t_i) - T_vor(t_i))_ref) _* (t_i-t_i-1) = (T(t_d) - T_vor(t_d))_ref _* (t_korr)

und damit ist

wobei

t_i einen einzelnen Zeitpunkt für die Messung der Rücklauftemperatur,
T_rück(t) die Temperatur im Medienrücklauf,
T_vor(t) die Temperatur im Medienvorlauf,
(.)_ist · Term bezieht sich auf den jeweils aktuellen Zyklus,
(.)_ref · Term bezieht sich auf den Referenzzyklus und
t_d die Temperaturdauer im Zyklus

bedeuten.

Für Anwendungen, die durch äußere Gegebenheiten, z. B. eine ungünstige temperiertechnische Auslegung des Werkzeuges, eine übermäßige Trägheit in der Wärmeübertragung von der Schmelze zum Temperiermedium zeigen, wird in (3) ein Faktor K zwischen 0,5 und 1,5 eingeführt, der bei gegebener Notwendigkeit dämpfend bzw. verstärkend auf die errechnete Korrekturzeit t_korr(t_i) wirkt. Damit ergibt sich:

Für den Fall WD(t_i)<0 ergibt sich sinngemäß die gleiche Herleitung für t_korr(t_i), wobei die Korrekturzeit t_korr(t_i) ein negatives Vorzeichen erhält.

Der eigentliche Temperierprozeß wird in zwei Phasen, eine Anfahrphase und eine stationäre Betriebsphase, mit jeweils unterschiedlichen Temperierbedingungen getrennt, wobei die Anfahrphase nach der Auswahl des Refrenzzyklus beendet ist. Temperierimpulse werden immer zum Zeitpunkt Z₁, in zeitlicher Nähe des Einspritzvorganges bzw. Plastifiziervorganges, dem jeweiligen Beginn der Schneckenrotation, eingeleitet, um im Zeitbereich der größten Temperaturdifferenz zwischen eingespritzter Schmelze bzw. plastifizierter Masse und Temperierkanal die erforderliche Wärmeableitung zu bewirken. Dabei wird die Impulsdauer während der Anfahrphase vom Anfahrmodus bestimmt, währenddessen sie in der stationären Betriebsphase als relativierte Temperierdauer vorgegeben wird und im Ergebnis des oben beschriebenen Korrekturverfahrens ständig an die Erfordernisse des Fertigungsprozesses angepaßt wird. Spätestens mit dem Zeitpunkt Z₂ wird jede mögliche Temperierung im Zyklus beendet.

Bereits vor dem ersten Maschinenzyklus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, daß eine Zusatzheizung zugeschaltet werden kann, die in den für den thermischen Betriebszustand relevanten Temperierkreisen bzw. in den für den thermischen Betriebszustand der zu plastifizierenden Masse wichtigen Zylinderzonen die Zeitdauer der Erwärmung auf das angestrebte thermische Niveau minimiert. Bei Nutzung der Zusatzheizung wird diese nach einer vorgegebenen Anhebung der Rücklauftemperatur nach einem Temperierimpuls festgelegter Dauer abgeschaltet.

In der Anfahrphase erfolgt im ersten Zyklus, zum Zeitpunkt Z₁ beginnend, eine Initialtemperierung mit einem Temperierimpuls t_init mit festgelegter Dauer, um eine erste vollständige Durchspülung des betreffenden Temperierkreislaufes zu erzielen. In den Folgezyklen wird die vorgegebene relativierte Dauer t_d in Abhängigkeit von dem im Werkzeug gewünschten thermischen Niveau in Anfahrimpulse aufgeteilt, deren Dauer aus t_d ermittelt wird.

wobei j von 1 bis m läuft und günstigerweise m=5 gilt für ein gewünschtes relativ niedriges thermisches Niveau und m=10 für ein gewünschtes relativ hohes thermisches Niveau. Ist der vorgegebene Wert der relativierten Temperierdauer erreicht, wird für diesen Zyklus erstmals das beschriebene Integral WRG(Z₁, t_d) über den Temperaturverlauf errechnet. Der Folgezyklus wird als Referenzzyklus gekennzeichnet, es folgt eine Temperierung der vorgegebenen relativierten Dauer und wiederum eine Berechnung des beschriebenen Temperaturinte grals. Ist die Differenz beider Integrale kleiner als ein vorgegebener Wert W_G, wird der zuletzt gefahrene Zyklus als Referenzzyklus anerkannt, der zeitliche Temperaturverlauf in Medienvorlauf und Medienrücklauf in geeigneter Weise festgehalten und die Anfahrphase gilt als abgeschlossen. Für W_G wird ein Wert zwischen 1 und 20%, vorzugsweise von 10%, des als Referenz berechneten Integrals WRG(Z₁, t_d) vorgegeben. Ist die Differenz beider Integrale größer als dieser vorgegebene Wert W_G, erfolgt erneut eine Temperierung der vorgegebenen relativierten Dauer und ein Vergleich mit dem errechneten Wert WRG(Z₁, t_d) des Vorgängerzyklus. Diese Folge von Temperierung und Integralvergleich wird für jeden folgenden Zyklus bis zur Unterschreitung des Vorgabewertes W_G und der damit verbundenen Kennzeichnung des aktuellen Zyklus als Referenzzyklus und Abschluß der Anfahrphase fortgesetzt. Der Referenzzyklus ist der Folgezyklus nach dem Erreichen des thermischen Gleichgewichts der zu temperierenden Einheit, wie z. B. des Zylinders oder des Werkzeuges. Wie ausführlich beschrieben, wird dieser Gleichgewichtszustand durch die genannten Verfahrensschritte der Anfahrphase erreicht. Es ist jedoch auch denkbar, daß der thermische Gleichgewichtszustand auf eine andere Art und Weise erlangt werden kann. Hinsichtlich der Signale aus der Maschinenablaufsteuerung, die für die Zeitpunkte Z₁ und Z₂ herangezogen werden, gibt es für die Werkzeugtemperierung z. B. folgende Möglichkeiten.

Als Zeitpunkt Z₁ wird der Beginn der Nachdruckzeit und als Z₂ das Ende der Werkzeug öffnungsbewegung gewählt oder als Zeitpunkt Z₁ der Beginn des Einspritzvorganges und als Z₂ das Ende der Werkzeugöffnungsbewegung oder der Zeitpunkt Z₁ und der Zeitpunkt Z₂ werden durch die gleichen Signale der Maschinenablaufsteuerung festgelegt, wobei in diesem Fall Z₂ mit dem Signal Z₁ des Folgezyklus identisch ist. Dieser letztere Fall wird vorzugsweise bei relativ niedrig gewünschtem Temperaturzustand des Werkzeuges angewandt.

Bei der Zylindertemperierung wird als Zeitpunkt Z₁ z. B. der Plastifizierbeginn festgelegt, für den Zeitpunkt Z₂ bieten sich die gleichen Varianten wie bei der Werkzeug temperierung an.

Durch das erfindungsgemäße Temperierverfahren wird die Prozeßstabilität beim Spritzgießen wesentlich erhöht. Die Ausschußquote kann gegenüber der konventionellen Temperiermethode um ca. 30% gesenkt werden. Zykluszeitverkürzungen von ca. 5% führen zu einer beachtlichen Produktivitätssteigerung. Externe Temperiergeräte mit Heizung und Umwälzpumpen werden nur benötigt, wenn hohe Temperiermedien temperaturen erforderlich sind. Infolgedessen verringert sich der spezifische Energieverbrauch des Spritzgießprozesses um ca. 10%.

Durch die Temperierung ausgehend von der Messung der Vorlauf- und Rücklauftemperatur tritt noch der zusätzliche Vorteil ein, daß eine Einbringung von Thermosensoren in die Zylinderwand bzw. das Spritzgießwerkzeug entfallen kann. Insbesondere bei komplizierten Spritzgießwerkzeugen ist die Einbringung der Bohrungen für die Thermosensoren mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden.

Ein weiterer Vorteil besteht z. B. auch darin, daß bei Spritzgießmaschinen die Temperierung sowohl des Zylinders als auch des Spritzgießwerkzeuges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen kann. Beide Prozeßabläufe können somit in ein gemeinsames Steuergerät eingebunden werden, wodurch sich der gerätetechnische Aufwand wesentlich verringert.

Die Erfindung soll nachfolgend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Funktionsschaltbild für die Temperierung eines Spritzgießwerkzeuges und

Fig. 2 ein Funktionsschaltbild für die Temperierung des Zylinders einer Spritzgießmaschine.

In dem Funktionsschaltbild gemäß Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 1 mit einem Spritzgießwerkzeug 2 dargestellt. Die Temperierung des Spritzgießwerkzeuges 2 erfolgt über Temperiermedienkreisläufe K₁ bis K_n, wobei der Durchfluß des Temperier mediums für jeden Temperiermedienkreislauf mittels der Magnetventile M₁ bis M_n unterbrochen oder freigegeben werden kann.

In dem Funktionsschaltbild gemäß Fig. 2 ist eine Spritzgießmaschine 1 einschließlich Plastifizierzylinder 2′, dargestellt. Die Temperierung des Plastifizierzylinders 2′ erfolgt über Temperierkreisläufe K₁ bis K_n, wobei der Durchfluß des Temperiermediums für jeden Temperierkreislauf mittels der Magnetventile M₁ bis M_n unterbrochen oder freigegeben werden kann. Der thermische Betriebszustand der Zylinderzonen, die den Temperierkreisen K₁ bis K_n zugeordnet werden, können durch die Heizkreise H₁ bis H_n auf ein vorgegebenes Temperaturniveau angehoben werden, bei ausschließlicher Nutzung der Plastifizierabwärme kann auf die Zusatzheizung verzichtet werden.

Das erfindungsgemäß arbeitende Steuergerät 3 zur Werkzeug- bzw. Plastifizierzylinder temperierung besteht aus den Baugruppen Anpaßstufe, Analog-Digitalwandler (ADU), Recheneinheit (CPU), Eingabeeinheit, Ausgabeeinheit und verschiedene Schnitt stellen. Die funktionelle Einbindung der einzelnen Baugruppen in dieses Gerät und damit in das System Spritzgieß- bzw. Plastifiziervorgang, Temperaturmessung und Anpassung des Temperiermedienstromes ist folgende:

Je Temperierkreislauf K_i (i=1, . . ., n) des Spritzgießwerkzeuges bzw. des Plastifizierzylinders ist im Temperiermedienrücklauf in Werkzeug- bzw. Zylindernähe ein Thermosensor ThR_i (i=1, . . ., n) eingebracht, der flexibel mit der Anpaßstufe des Steuergerätes verbunden ist; zusätzlich wird ein Thermosensor ThV in den Temperiermedienvorlauf eingebracht.

Durch die Anpaßstufe werden die anliegenden thermischen Signale entsprechend der gewählten Sensoren und Übertragungsmaterialien an den angeschlossenen Analog- Digital-Umwandler (ADU) angepaßt. Dieser übermittelt die empfangenen thermischen Signale als elektrische Signale an eine Recheneinheit (CPU), auf der sie verarbeitet werden. Dabei bestimmt die auf der CPU installierte Software, ausgehend vom Integral über dem Temperaturverlauf in einem ausgewählten Referenzzyklus, vom zyklussynchron gemessenen Temperaturverlauf in jedem Folgezyklus und des darüber berechneten Vergleichsintegrales, die Durchflußdauer des Temperiermediums im jeweiligen Temperierkreislauf.

Beginn und Ende des Temperiermediendurchflusses legt die CPU durch Ausgabe von Schaltsignalen an das Magnetventil des jeweiligen Temperierkreises fest. Die Zuordenbarkeit von Meßwerten, Rechenergebnissen und Temperierkreisen ist gewährleistet. An die CPU gleichfalls angeschlossen sind eine Eingabeeinheit zur Eingabe der Stellgrößen und eine Ausgabeeinheit für die Bedienerführung. In die CPU eingeleitete Signale Z₁ und Z₂ aus der Ablaufsteuerung der Spritzgießmaschine liefern die zeitlichen Bezüge zum Spritzgießprozeß.

Beispiel 1

Auf einer Spritzgießmaschine vom Typ Krauss Maffei 150-620 B wird ein Automobilteil Motorentlüftung aus Polyamid 6.6 hergestellt. Die verfahrenstechnischen Parameter sind folgende:

- Werkzeugauslegung: 2fach
- Masse eines Schusses (2 Formteile + Anguß): 204 g
- Werkzeugmasse: 850 kg
- Spritzdruck: 920 bar
- Einspritzzeit: 1,8 s
- Schließkraft: 1300 kN
- Nachdruck: 750 bar
- Nachdruckzeit: 5,5 s
- Vorlauftemperatur: 37°C
- Zykluszeit: 33 s

Das Spritzgießwerkzeug ist mit vier Temperierkreisläufen ausgerüstet, Temperaturfühler im Rücklauf eines jedes Temperierkreislaufes und ein Fühler im Temperiermedienvorlauf sind mit der Steuereinheit gekoppelt. Als Zeitpunkt Z₁ wird "Beginn Nachdruck", als Z₂ das "Ende der Werkzeugsöffnungsbewegung" gewählt. Die Zeitdauer zwischen Z₁ und Z₂ beträgt 22 s.

Als relativierte Temperierdauer t_d werden für die Temperierkreise 1 und 2 (Düsenseite) 50%, d. h. 11 s, und für die Temperierkreise 3 und 4 (Fahrseite) 40%, d. h. 13,2 s, vorgegeben.

Die Medienrücklauftemperaturen der betreffenden Temperierkreisläufe werden unmittelbar im Ausgang aus dem Werkzeug gemessen.

Die Temperaturmessungen in Rücklauf und Vorlauf erfolgen kontinuierlich über die gesamte Zyklusdauer.

Am Beispiel des Temperierkreises 1 soll die Arbeitsweise des Verfahrens erläutert werden.

In der Anfahrphase erfolgt im ersten Zyklus, zum Zeitpunkt Z₁ beginnend, ein Initialimpuls t_init mit festgelegter Dauer, um eine erste vollständige Durchspülung des betreffenden Temperierkreislaufes zu erzielen. Die Dauer des Initialimpulses t_init wird empirisch aus vorliegenden Erfahrungswerten festgelegt, wobei für dieses Beispiel 5 Sekunden als ausreichend angesehen werden. Für die folgenden m Zyklen wird jeweils ein Anfahrimpuls wie folgt ermittelt:

Diese Berechnung erfolgt kühlkreisabhängig, wobei m=5 gewählt wird. Für den Kreis 1 ergeben sich für die Zyklen 2 bis 6 folgende Temperierimpulse: 2,2 s, 4,4 s, 6,6 s, 8,8 s, 11 s.

Ist der vorgegebene Wert der relativierten Temperierdauer, also 50% bzw. 11 s, erreicht, wird für diesen Zyklus erstmals das beschriebene Integral WRG(Z₁, t_d) über den Temperaturverlauf errechnet, WRG(Z₁, t_d)=27,5. Der Folgezyklus wird als Referenzzyklus gekennzeichnet, es erfolgt eine Temperierung der vorgegebenen 11 s und wiederum eine Berechnung des beschriebenen Temperaturintegrales, WRG(Z₁, t_d)=28,3. Die Differenz beider Integrale (0,8) ist kleiner als ein vorgegebener Wert W_G (2,75), das bedeutet, der zuletzt gefahrene Zyklus wird als Referenzzyklus anerkannt, der zeitliche Temperaturverlauf des Medienvor- und Medienrücklaufes gespeichert und die Anfahrphase gilt als abgeschlossen.

In allen Folgezyklen wird zum Zeitpunkt Z₁ des jeweiligen Zyklus der Temperierimpuls der Dauer t_d gestartet, wobei t_d(11 s) unter Anwendung des Korrekturverfahrens im Verlauf des jeweiligen Zyklus und bei auftretenden Abweichungen des Temperaturverlaufes zum Temperaturverlauf des sogenannten Referenzzyklus korrigiert wird. Dazu wird jeder Folgezyklus beginnend vom Zeitpunkt Z₁ bis zum Ende der relativierten Temperierdauer t_d in kleinste Zeitintervalle (t_i-1, t_i) der Dauer 0,05 s unterteilt, in jedem Zeitpunkt t_i die Medienrücklauftemperatur gemessen und der Wert WRG_ist(t_i-1, t_i) gemäß (1) berechnet:

WRG_ist(t_i-1, t_i) wird permanent für jeden Zeitpunkt t_i und bis zum Ablauf der relativierten Temperierdauer t_d mit dem Wert WRG_ref(t_i-1, t_i) des Referenzzyklus und immer zum zyklisch gleichen Zeitpunkt gemäß (2) verglichen. Die Differenz WD(t_i) beider Wertgrößen wird verfahrensgemäß für eine Korrektur der relativierten Temperaturdauer t_d um die Korrekturzeit t_korr(t_i) im laufenden Zyklus genutzt.

wobei gilt K=1.

Aus den Meß- und Rechenergebnissen werden beispielhaft die Werte T_rück(t_i), T_vor(t_i), WRG_ist(t_i-1, t_i), W_D(t_i), t_korr(t_i) und t_d für den 50., 80., 120. und 200. Meßpunkt des 20. Zyklus des Temperierkreislaufes 1 in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Alle Temperierkreisläufe werden mit Brauchwasser aus dem geschlossenen Kühlwassernetz des Betriebes gespeist, das im Vorlauf eine Temperatur von 37°C aufweist. Der Einsatz eines Temperiergerätes ist nicht erforderlich.

Nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wurden im Dauerbetrieb die eingangs genannten Formteile qualitätsgerecht in einer Zykluszeit von 33 s hergestellt. Die ermittelte Ausschußquote betrug 2,6% und der spezifische Energieverbrauch lag bei 0,59 kWh/kg.

Beispiel 2

Aus einer Spritzgießmaschine vom Typ Krauss Maffei 250-1200 B wird ein Automobilteil Abdeckung aus Polypropylen gefüllt mit 40% Talkum, hergestellt. Die verfahrenstechnischen Parameter sind folgende:

- Werkzeugauslegung: 1fach
- Masse eines Schusses (2 Formteile + Anguß): 210 g
- Werkzeugmasse: 770 kg
- Spritzdruck: 800 bar
- Einspritzzeit: 2,0 s
- Schließkraft: 2000 kN
- Nachdruck: 700 bar
- Nachdruckzeit: 3,5 s
- Vorlauftemperatur: 14°C
- Zykluszeit: 26,5 s

Das Spritzgießwerkzeug ist mit vier Temperierkreisläufen ausgerüstet, Temperaturfühler im Rücklauf eines jedes Temperierkreislaufes und ein Fühler im Temperiermedienvorlauf sind mit der Steuereinheit gekoppelt. Als Zeitpunkt Z₁ wird "Beginn Nachdruck", als Z₂ das "Ende der Werkzeugsöffnungsbewegung" gewählt. Die Zeitdauer zwischen Z₁ und Z₂ beträgt 19 s.

Als relativierte Temperierdauer t_d werden für die Temperierkreise 1 und 2 (Düsenseite) 70%, d. h. 5,7 s, und für die Temperierkreise 3 und 4 (Fahrseite) 65%, d. h. 6,6 s, vorgegeben.

Der Verfahrensablauf ist analog wie im Beispiel 1, für die Errechnung der Dauer der Anfahrimpulse wird m=5 gesetzt und die Anfahrphase ist nach 7 Zyklen mit der Auswahl des Referenzzyklus abgeschlossen. Die in den Folgezyklen errechneten Temperierimpulse erreichen unter dem Einfluß praktisch auftretender Störeinflüsse auf den thermischen Betriebszustand des Werkzeuges eine Dauer zwischen 4,2 s und 7,5 s für die Kreise 1 und 2 und zwischen 5,4 s und 8,0 s für die Kreise 3 und 4.

Alle Temperierkreisläufe werden mit Brauchwasser aus dem geschlossenen Kühlwassernetz des Betriebes gespeist, das im Vorlauf eine Temperatur von ca. 14°C aufweist. Der Einsatz eines Temperiergerätes ist nicht erforderlich.

Nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wurden über einen Produktionstag im Dreischichtbetrieb die eingangs genannten Formteile infolge der erreichten Konstanz des thermischen Betriebszustandes mit optimaler Prozeßstabilität qualitätsgerecht in einer Zykluszeit von 26,5 Sekunden hergestellt. Die ermittelte Ausschußquote betrug 0,85% und der spezifische Energieverbrauch lag bei 0,55 kWh/kg.

Beispiel 3 Fertigung des Formteiles "Dämpfungspuffer" aus einer Gummimischung auf SBR/NR-Kautschukbasis im Spritzgießverfahren.

Die verfahrenstechnischen Parameter sind folgende:

Spritzgießmaschine:
- Schließkraft: 850 kN
- Schneckenkolbendurchmesser: 45 mm
- Schneckendrehzahl: 90 U/min
- Staudruck in Prozent: 35%
- Zykluszeit: 45 s

Spritzgießform:
- vollautomatisch ausformend
- elektrisch beheizt

Formteil:
- offen, direkt über Angießsystem angespritzt
- Fachzahl: 24
- Schußgewicht (einschl. Anguß): 0,064 kg

Der Plastifizierzylinder ist mit drei Temperierkreisläufen ausgerüstet, die über Thermosensoren im Medienrücklauf und einen Thermosensor im Medienvorlauf mit der Steuereinheit gekoppelt sind. Kreis 1 (Masseeinzug) und Kreis 3 (Düsenbereich) sind mit Zusatzheizungen ausgestattet. Als Zeitpunkt Z₁ wird "Plastifizierbeginn", als Z₂ das "Ende der Werkzeugsöffnungsbewegung" gewählt. Die Zeitdauer zwischen Z₁ und Z₂ beträgt 37 s.

Als relativierte Temperierdauer t_d werden für den Temperierkreis 1 (Einzugszone) 90% (3,7 s) festgelegt, d. h. ein relativ hohes Niveau der Friktionswärme soll erhalten bleiben, für die Temperierkreise 2 (Beginn Ausstoßzone) und 3 werden 80% (7,4 s) vorgegeben. Für den thermischen Betriebszustand des Plastifizierzylinders bedeutet diese Vorgabe einen ansteigenden Wärmeinhalt über den Zylinder in Richtung Ausstoßzone, der aus der in dieser Richtung relativ stark ansteigenden Friktionswärme resultiert. Die Medienrücklauftemperaturen der betreffenden Temperierkreisläufe werden unmittelbar im Ausgang aus dem Zylinder gemessen.

In der Anfahrphase wurde bereits nach wenigen Minuten ein solches Niveau des thermischen Betriebszustandes erreicht, daß die Zusatzheizungen abgeschaltet werden konnten. Die Anfahrphase ist nach 12 Zyklen abgeschlossen, wobei 3 Zyklen zur Feststellung des Referenzzyklus dienten. Die in den Folgezyklen errechneten Temperierimpulse erreichen unter dem Einfluß praktisch auftretender Störeinflüsse auf den thermischen Betriebszustand des Plastifizierzylinders eine Dauer zwischen 2,0 s und 5,5 s für den Kreis 1 und zwischen 5,4 s und 8,6 s für die Kreise 2 und 3. Alle Temperierkreisläufe werden mit Brauchwasser aus dem geschlossenen Kühlwassernetz des Betriebes gespeist, das im Vorlauf eine Temperatur von ca. 14°C aufweist. Der Einsatz eines Temperiergerätes ist nicht erforderlich.

Nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wurden im Dauerbetrieb die eingangs genannten Formteile qualitätsgerecht unter folgenden Parametern hergestellt:

- Zykluszeit: 45 s
- Ausschußquote: 2,9%
- spezifischer Energieverbrauch: 0,60 kWh/kg
- zusätzlicher Bedienaufwand für Nachstellarbeiten je Schicht: 22 min

Vergleichsbeispiel 1

Analog wie im Beispiel 1 werden die Formteile unter Anwendung der konventionellen Temperierung bei folgenden Temperierbedingungen hergestellt:

- Temperiermethode: 2 zweikreisige Beistelltemperiergeräte
- Temperiermedium: Wasser
- Temperiermedientemperatur: 2×55°C, 2×60°C

Die erforderliche Zykluszeit betrug dabei 37 s. Im Dauerbetrieb wurde eine Ausschußquote von 3,1% erreicht und der spezifische Energieverbrauch lag bei 0,72 kWh/kg.

Vergleichsbeispiel 2

Analog wie im Beispiel 2 werden die Formteile unter Anwendung der konventionellen Temperierung bei folgenden Temperierbedingungen hergestellt, wobei das Werkzeug mittels zweier Beistelltemperiergeräte temperiert wird:

- Temperiermethode: 2 zweikreisige Beistelltemperiergeräte
- Temperiermedium: Wasser
- Temperiermedientemperatur:
2×50°C (düsenseitig),
2×45°C (fahrseitig)

Die erforderliche Zykluszeit betrug 29 s. Im Dauerbetrieb wurde eine Ausschußquote von 2,6% erreicht und der spezifische Energieverbrauch lag bei 0,69 kWh/kg.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird gegenüber der konventionellen Temperierung eine deutlich verbesserte Prozeßstabilität erreicht. Neben der Einsparung an Temperiergeräten, in beiden Beispielen sind es je zwei, besteht der wesentliche Vorteil in einer Verkürzung der Zykluszeit. Gemäß den Beispielen liegt diese bei etwa 10%. Dadurch wird eine erhebliche Produktivitätssteigerung erreicht. Auch die Ausschußquote konnte beträchtlich gesenkt werden. In den Beispielen liegen die erzielten Senkungen der Ausschußquote bei 38 bzw. 67%. Insgesamt ergibt sich dadurch auch eine Senkung des spezifischen Energieverbrauchs, die zwischen 10 und 20% liegt.

Vergleichsbeispiel 3

Analog wie im Beispiel 3 werden die Formteile unter Anwendung der konventionellen Temperierung bei folgenden Temperierbedingungen hergestellt:

- Temperiermethode: ein Beistelltemperiergerät, stetige Temperierung über den gesamten Plastifizierzylinder
- Temperiermedium: Wasser
- Temperiermedientemperatur: 75°C

Im Dauerbetrieb wurden die in Beispiel 2 genannten Formteile unter folgenden Parametern hergestellt:

- Zykluszeit: 52 s
- Ausschußquote: 4,2%
- spezifischer Energieverbrauch: 0,70 kWh/kg
- zusätzl. Bedienaufwand für Nachstellarbeiten je Schicht: 37 min

Claims

1. Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten, insbesondere für die Verarbeitung vernetzbarer Polymere, und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung, mit mindestens einem Temperierkreislauf, wobei die Rücklauftemperatur des Temperiermediums gemessen wird und im Ergebnis eines Ist- Sollwertvergleiches der Durchfluß des Temperiermediums verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mögliche Dauer der Wärmeabfuhr im Zyklus der jeweiligen Einheit zwischen zwei Zeitpunkten Z₁ und Z₂, die durch Signale aus der Ablaufsteuerung der Maschineneinheit vorgegeben sind, in gleiche Teile aufgeteilt wird und die gewünschte Dauer der Wärmeabfuhr vor Beginn der Regelung als relativierte Temperierdauer vorgegeben wird, danach kontinuierlich die Rücklauf- und Vorlauftemperatur des Temperiermediums gemessen werden, und nach Erreichen des thermischen Gleichgewichtes der jeweiligen Einheit, im Folgezyklus als Sollwert eine dem Wärmeinhalt der Einheit relevante Wertgröße WRG als Fläche über die in Abhängigkeit von der Zeit gemessene Differenz zwischen der Rücklauftemperatur und der Vorlauftemperatur des Temperiermediums eines sogenannten Referenzzyklus für die vorgegebene relativierte Temperierdauer ermittelt und gespeichert wird und in allen nachfolgenden Zyklen die durch den Kurvenverlauf des momentanen Istzustandes und die daraus analog zu dem Referenzzyklus ermittelte Fläche mit der im Referenzzyklus ermittelten Fläche verglichen wird und aus der ermittelten Flächendifferenz als Maß für die Abweichung vom Wärmeinhalt des Referenzzyklus der Korrekturwert für die Dauer des für den im jeweiligen Zyklus ausgelösten Temperierimpulses bestimmt wird, und der ermittelte Temperierimpuls zu dem Zeitpunkt Z₁ ausgelöst wird und spätestens zu dem Zeitpunkt Z₂ jede mögliche Temperierung im Zyklus beendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperierung von Formwerkzeugen für das Spritzgießen als Zeitpunkt Z₁ der Beginn der Nachdruckzeit oder der Beginn des Einspritzvorganges und als Zeitpunkt Z₂ das Ende der Werkzeugöffnungsbewegung festgelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zylindertemperierung von Spritzgießmaschinen als Zeitpunkt Z₁ der Plastifizierbeginn (Beginn der Schneckenrotation) und als Zeitpunkt Z₂ das Ende der Werkzeugöff nungsbewegung festgelegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte Z₁ und Z₂ durch die gleichen Signale der Maschinenablaufsteuerung festgelegt werden, wobei der Zeitpunkt Z₂ mit dem Zeitpunkt Z₁ des Folgezyklus identisch ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Gleichgewichtszustand während der Anfahrphase zu Beginn des Prozesses durch folgende Verfahrensschritte erreicht wird:

a) im ersten Zyklus des Prozesses wird ein Temperierimpuls t_init mit einer festgelegten Dauer zum Zeitpunkt Z₁ eingeleitet, um eine erste vollständige Durchspülung des Temperierkreislaufes zu bewirken,
b) in den Folgezyklen wird die relativierte Temperierdauer t_d in Abhängigkeit von dem gewünschten thermischen Niveau in eine bestimmte Anzahl an Anfahrimpulsen unterschiedlicher Dauer je Zyklus nach folgender Beziehung wobei
t_d die relativierte Temperierdauer
j eine Anzahl von 1 bis m und
m eine Wertzahl von 5 bis 10 für das thermische Niveau, wobei 5 ein niedriges und 10 ein hohes thermisches Niveau ist,
bedeuten,
unterteilt, wobei in jedem Zyklus nur ein Anfahrimpuls eingeleitet wird und die ermittelten Anfahrimpulse so oft eingeleitet werden, bis der vorgegebene Wert von t_d erreicht ist,
c) wenn der Wert t_d erreicht ist, wird für diesen Zyklus das Integral WRG (Z₁, t_d) über den Temperaturverlauf errechnet und gespeichert,
d) in dem Folgezyklus in dem der Wert t_d erstmalig erreicht wurde, wird analog wie im Verfahrensschritt c) das Integral WRG (Z₁, t_d) über den Temperaturverlauf errechnet und mit dem gespeicherten errechneten Wert des Integrals des vorhergehenden Zyklus verglichen, ist die Differenz kleiner als ein vorgegebener Wert W_G, so wird dieser Zyklus als Referenzzyklus festgelegt und gespeichert, ist die Differenz gleich oder größer als der Wert WRG (Z₁, t_d), so wird die Berechnung des Intergrals mit dem Wert des vorhergehenden Zyklus in den Folgezyklen so lange wiederholt, bis der Wert W_G unterschritten und damit der Anfahrprozeß beendet ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des stationären Betriebes in allen Zyklen zum Zeitpunkt Z₁ des jeweiligen Zyklus die Temperierung mit der relativierten Temperierdauer t_d gestartet wird, wobei in aufeinanderfolgenden kurzen Zeitintervallen ständig die Vor- und Rücklauftemperatur gemessen, das Integral WRG (t_i-1, t_i) berechnet, mit dem Integral des Referenzzyklus zum jeweils zyklisch gleichen Zeitpunkt verglichen und im Ergebnis der fortlaufend ermittelten Differenz die Temperierdauer t_d im laufenden Zyklus korrigiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzheizung vorgesehen ist, die wahlweise vor der Anfahrphase, während der Anfahrphase und der stationären Betriebsphase zuschaltbar ist und nach Erreichen des erforderlichen thermischen Niveaus wieder abgeschaltet wird.