SK282546B6 - Spôsob temperovania jednotiek vstrekovacích strojov, predovšetkým na spracovanie zosieťovateľných polymérov, a jednotiek tvarovacích nástrojov na spracovanie plastov - Google Patents

Abstract

Pri opísanom spôsobe sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (Ki) alebo teplota plastifikačného valca (2') či vstrekovacieho lejacieho nástroja (2) a následne sa v závislosti od výsledku porovnávania skutočnej a požadovanej hodnoty mení prietok temperovacieho média. Tým sa dosiahne dostatočne presná nemennosť tepelného prevádzkového stavu vstrekovacieho lejacieho nástroja (2) pri samočinne sa nastávajúcej regulácii, a to bez prívodu prídavnej energie. Po dosiahnutí tepelnej rovnováhy danej jednotky sa v nasledujúcom cykle ako požadovaná hodnota vypočítava a ukladá hodnota WRG takzvaného referenčného cyklu, ktorá je relevantná k tepelnému obsahu v jednotke a predstavuje plochu v závislosti od času meraného rozdielu medzi teplotou temperovacieho média v spätnej a doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (Ki) alebo plochu teploty meranej v závislosti od času v časovom intervale od okamihu Z1 do konca dĺžky temperovania tD, vypočítanej v rozbehovom móde. Vo všetkých nasledujúcich cykloch sa plocha vypočítaná z okamžitého skutočného stavu a z toho analogicky vypočítaná plocha referenčného cyklu porovnáva s plochou vypočítanou v referenčnom cykle a z vypočítaného rozdielu plôch sa ako miera odchýlky od tepelného obsahu referenčného cyklu vypočítava hodnota korekcie pre dĺžku temperovacieho impulzu, ktorý sa generuje v práve prebiehajúcom cykle.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu temperovania jednotiek vstrekovacích strojov, predovšetkým na spracovanie zosieťovateľných polymérov, a jednotiek tvarovacích nástrojov na spracovanie plastov, s najmenej jedným kvapalinovým temperovacím okruhom, pri ktorom sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu alebo teplota v plastifikačnom valci, prípadne tvarovacom nástroji a podľa výsledku porovnávania skutočnej hodnoty so zadanou požadovanou hodnotou sa mení prietok temperovacieho média.

Doterajší stav techniky

Pri vstrekovaní je okrem teploty vstrekovacieho valca a teploty taveniny jednou z najdôležitejších tepelných veličín tiež tepelný prevádzkový stav a teplota vstrekovacieho nástroja. Tento tepelný stav a teplota majú veľký vplyv na tekutosť plastovej taveniny, trvanie cyklu a akosť výliskov, predovšetkým na akosť povrchu týchto výliskov, ich zmršťovanie a zborcovanie.

Tepelný prevádzkový stav plastifikačného valca má rozhodujúci význam na spracovanie zosietovateľných vysokopolymémych materiálov. Tieto materiály vyžadujú pri spracovaní vstrekovaním na výlisky počas pobytu v plastifikačnom valci pomerne nízku teplotu, aby sa predišlo predčasnému zosieteniu, prípadne čiastočnému zosieteniu tvarovanej hmoty. Tepelná energia, ktorá vzniká pri plastifikácii v dôsledku trenia hmoty, to jest premenou mechanickej energie, je v stacionárnom prevádzkovom stave stroja, to jest po jeho rozbehnutí, obvykle väčšia ako množstvo tepla, ktoré je potrebné na dosiahnutie optimálnej viskozity hmoty.

Priebeh tepla v tvarovanej hmote, prípadne tavenine, v systéme plastifikačného valca so závitovkou musí byť regulovaný tak, aby v dôsledku príliš vysokých teplôt hmoty nedochádzalo k žiadnym predčasným reakciám, vedúcim k zosieteniu. Presná regulácia teploty tvarovanej hmoty pomocou temperovania plastifikačného valca má podstatný vplyv na akosť vyrábaných výliskov.

V praxi sa až doteraz mohol presadiť len postup s použitím temperovacích zariadení, ktoré však majú niektoré zásadné nevýhody, ktoré sú ďalej opísané v súvislosti s opisom použitia temperovacích zariadení pri vstrekovacích nástrojoch.

Sú už známe rôzne spôsoby regulácie tepelného prevádzkového stavu, to jest spôsoby temperovania vstrekovacích nástrojov.

V praxi sa až doteraz mohol presadiť len postup s použitím temperovacích zariadení. Na zavedenie temperovania nástroja ako integrálnej súčasti vstrekovacích strojov sa v súčasnosti len pracuje. Prvý známy variant spočíva v tom, že temperovacie zariadenie sa umiestni vo vstrekovacom stroji - pozri Plaste und Kautschuk 1982, zošit 2, str. 86.

Temperovacie zariadenie sa takto nachádza v bezprostrednej blízkosti vstrekovacieho nástroja, čím sa predíde tepelným stratám v potrubnom systéme. Týmto riešením sa dosiahne malá potreba miesta na inštaláciu vstrekovacieho stroja, zachovajú sa však základné nedostatky tohto spôsobu temperovania. Je to predovšetkým energeticky nepriaznivý spôsob činnosti a vysoké zaobstarávacie náklady na tieto temperovacie zariadenia.

Z DD patentového spisu č. 203 011 je známy spôsob, podľa ktorého sa fáza chladenia po procese vstrekovania preruší a potom nasleduje fáza temperovania, na ktorú zno vu nadväzuje fáza chladenia, ktorá by mala trvať tak dlho, pokiaľ zostávajúca energia obsiahnutá vo výlisku postačí ohriať vstrekovací nástroj na teplotu vhodnú pre nasledujúci cyklus vstrekovania.

Nevýhody tohto spôsobu temperovania spočívajú predovšetkým v tom, že technologicky podmienené rozdiely v odvádzaní tepla v priebehu jednotlivých fáz chladenia na počiatku výrobného procesu sa musia vyrovnávať ručne buď rôznym škrtením prietoku chladiacej vody regulačnými ventilmi alebo zmenami nastavenia nastaviteľných časových relé sa musí nastavovať trvanie fáz chladenia. Toto predstavuje značnú prácu a kladie vysoké požiadavky na obsluhu. Okrem toho nie je možné týmto spôsobom, podobne ako pri bežných temperovacích zariadeniach, vyregulovať nevyhnutné poruchy výrobného procesu, napríklad kolísanie teploty a prietoku chladiacej vody, teplotné zmeny, predovšetkým zmeny teploty taveniny a zmeny dĺžky výrobného cyklu, to jest vplyv týchto energetických parametrov na kvalitu výrobku. V závislosti od veľkosti energetického vplyvu týchto rušivých veličín sa môže viac alebo menej silne meniť termodynamický stav vstrekovacieho nástroja, v dôsledku čoho môže dôjsť k rozdielom akosti vyrábaných výliskov, ktoré môžu byť dôvodom výmetu.

V US patentovom spise č. 4 420 446 je opísaný spôsob regulácie teploty vstrekovacieho nástroja pri vstrekovaní, pri ktorom je vopred ako požadovaná teplota zadaná zvolená regulačná teplota. Teplota vstrekovacieho nástroja sa meria v bezprostrednej blízkosti jadra formy. V závislosti od odchýlky od požadovanej teploty smerom hore alebo dole sa otvárajú alebo zatvárajú ventily v chladiacom okruhu. Okrem toho, pri prekročení vopred zadanej hornej medznej teploty alebo poklese pod vopred zadanú spodnú medznú teplotu vydáva zariadenia optické a akustické varovné signály.

Podobné riešenie, podľa ktorého sa teplo vnášané taveninou má využívať na temperovanie steny vstrekovacieho nástroja, je opísané v časopise „Plastenverarbeiter“ 1984, zošit 5, str. 77 až 80. Temperovanie sa pritom reguluje pomocou mikroprocesora, pomocou snímača teploty sa pri vnútornom povrchu vstrekovacieho nástroja meria zvýšenie teploty vyvolávané privedením taveniny a mikroprocesor v závislosti od výsledku merania reguluje čas otvorenia systému elektromagnetických ventilov v prívode chladiacej vody. Prebieha takzvané impulzné chladenie a vstrekovací nástroj pritom preberá funkciu tepelného výmenníka.

Z dokumentu EP 0 218 919 B 1 je známy spôsob ciachovania a korigovania zariadenia na temperovanie nástrojov vo vstrekovacích strojoch, podľa ktorého je zatváranie a otváranie ventilov riadené počítačom v závislosti od rozdielu teplôt v tvarovacom nástroji po meracej perióde s maximálne otvorenými ventilmi a po meracej perióde so zatvorenými ventilmi. Po dosiahnutí požadovaných teplôt sa prevedú dva ciachovacie cykly, počas ktorých sa na základe meraného poklesu alebo nárastu teploty testuje chovanie tvarovacieho nástroja v procese. Počítač na základe zistených rozdielov teplôt vypočíta doby otvorenia ventilov, ktoré sú potrebné na to, aby sa dodržala vopred zadaná požadovaná teplota. Temperovanie prebieha len na základe okamžitej meranej teploty vstrekovacieho nástroja.

Tieto známe spôsoby, ktoré sú založené na rovnakom princípe, majú nasledujúce nedostatky:

Tesná blízkosť snímača teploty pri vnútornom povrchu vstrekovacieho nástroja, to jest pri najteplejšej oblasti tohto nástroja, nevyhnutne spôsobuje pri každom procese vstrekovania a tiež pri rozbehu stroja prekročenie požadovanej teploty a tým spustenie chladenia. Temperovanie v závislosti len od okamžitej meranej teploty vedie pri vždy prí2

SK 282S46 B6 tomnej zotrvačnosti tepelného vyrovnávania medzi taveninou a vstrekovacím nástrojom a medzi chladiacim médiom a týmto nástrojom k časovému posuvu temperovania vstrekovacieho nástroja a tým k teplotám vstrekovacieho nástroja, ktoré sú výrazne pod, pripadne nad zvolenou regulačnou teplotou.

Týmto spôsobom tiež nie sú dostatočne kompenzované rušivé javy v procese vstrekovania, napríklad zmenšenie množstva chladiaceho média, ktoré je k dispozícii, ani nepriaznivá poloha chladiacich plôch proti vnútornému povrchu nástroja pri zložitých vstrekovacích nástrojov. Opísaný spôsob tiež neumožňuje prispôsobenie parametrov temperovania okamžitým parametrom výrobného procesu. Opísaný spôsob okrem toho v porovnaní so známymi ešte staršími spôsobmi temperovania neumožňuje zníženie podielu zmätkov, skrátenie času cyklu a zníženie spotreby energie.

Ďalší známy spôsob temperovania je opísaný v dokumente WO 92/08598, podľa ktorého sa prietok temperovacieho média reguluje na základe výpočtu strednej teploty tvarovacieho nástroja alebo strednej teploty temperovacieho média v spätnej vetve temperovacieho okruhu, prípadne na základe výpočtu trendu strednej teploty tvarovacieho nástroja alebo strednej teploty temperovacieho média v spätnej vetve temperovacieho okruhu vo viacerých predchádzajúcich cykloch. Stredná hodnota teploty tvarovacieho nástroja sa pritom porovnáva s vopred zadanou požadovanou teplotou a režim chladenia v nasledujúcom cykle sa zmení, ak stredná teplota tvarovacieho nástroja sa od zadanej požadovanej teploty odchýli. Miesto merania teploty v tvarovacom nástroji, prípadne v spätnej vetve temperovacieho okruhu sa nepovažuje za kritické, čo je však v rozpore so skúsenosťami z praxe.

K dĺžke otvorenia elektromagnetických ventilov v priebehu cyklu sa v súvislosti so zmienenými spôsobmi uvádzajú len všeobecné údaje. Podľa jedného údaju sa elektromagnetický ventil otvorí, ak stredná teplota v predchádzajúcom cykle leží nad hornou medznou teplotou, podľa iného údaju vtedy, ak stredné teploty určitého počtu predchádzajúcich cyklov signalizujú rastúci trend smerom k požadovanej teplote. Vlastná doba otvorenia má byť pritom závislá od „početnosti“ zmien teploty, prípadne veľkosti rozdielu od akceptovateľného rozsahu teplôt. Neuvádza sa však pritom konkrétny postup výpočtu, podľa ktorého by sa mohlo postupovať.

Regulácia teploty tvarovacieho nástroja v nasledujúcom cykle prevádzaná podľa tohto spôsobu neberie do úvahy akútne sa vyskytujúce poruchy v priebehu cyklu. Tieto poruchy sú vyregulované až dodatočne, a to ešte pomocou pomerne pomalého mechanizmu strednej teploty. Možno predpokladať, že pri opísanej regulácii všeobecne a pri pôsobiacich rušivých vplyvoch predovšetkým sleduje táto regulácia skutočnú teplotu tvarovacieho nástroja s oneskorením, takže nie je možné dosiahnuť potrebnú vysokú stabilitu výrobného procesu. Vzhľadom na výroky k miestu merania teploty a pri vedomí skutočnosti, že rozloženie teploty v tvarovacom nástroji je dané teplotným poľom, vznikajú na základe praktických skúseností s náhodným umiestením miesta merania v tvarovacom nástroji oprávnené pochybnosti, či opísaným spôsobom je možné dosiahnuť stanovený cieľ. Pri meraní teploty temperovacieho média v spätnej vetve temperovacieho okruhu je viac kritických bodov, ktoré viac alebo menej spochybňujú zamýšľaný účinok tohto spôsobu. Aby sa mohla vypočítať stredná teplota v spätnej vetve vo vzťahu k okamžitej teplote tvarovacieho nástroja, je potrebné merať teplotu v tečúcom temperovacom médiu priebežne po celý čas cyklu. Toto opäť vyvoláva trvalý, aj keď škrtený, prídavný odvod tepla z tvarovacieho nástroja. V aplikáciách, kde sú potrebné stredné alebo dokonca vysoké teploty tvarovacieho nástroja, nie je možné v tvarovacom nástroji dodržať požadovanú úroveň teploty. Neprevádza sa meranie v doprednej vetve temperovacieho okruhu, čo má za následok, že sa neberie ohľad na podstatný vplyvový faktor pôsobiaci na prevádzkový stav tvarovacieho nástroja, čo pri jeho zmenách nevyhnutne vedie k odchýlkam od požadovaného tepelného stavu tohto tvarovacieho nástroja. Okrem toho odchýlky strednej teploty v spätnej vetve temperovacieho okruhu od zadanej požadovanej teploty sú už pri bežiacom vstrekovacom stroji, predovšetkým pri väčších prietokových množstvách temperovacieho média, podľa skúseností tak malé, že už nemajú značný vplyv na čas prietoku temperovacieho média.

Úlohou vynálezu je preto nájsť taký spôsob temperovania jednotiek vstrekovacích strojov, predovšetkým na spracovanie zosieťovateľných polymérov, a jednotiek vstrekovacích nástrojov na spracovanie plastov, s najmenej jedným kvapalinovým temperovacím okruhom, pričom sa meria teplota v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu alebo teplota plastifikačného valca či nástroja a na základe porovnania skutočnej teploty s požadovanou teplotou sa mení prietok temperovacieho média, ktorý pri rešpektovaní okamžitých parametrov procesu vstrekovania vrátane vyskytujúcich sa porúch tohto procesu bez prívodu ďalšej energie zaistí dostatočne vysokú stabilitu tepelného prevádzkového stavu nástroja, pričom regulácia sa má súčasne automaticky nastavovať, prípadne byť adaptívna.

Podstata vynálezu

Uvedenú úloha rieši a nedostatky známych spôsobov do značnej miery odstraňuje spôsob temperovania jednotiek vstrekovacích strojov, predovšetkým na pracovanie zosieťovateľných polymérov, a jednotiek tvarovacích nástrojov na spracovanie plastov, s najmenej jedným kvapalinovým temperovacím okruhom, pri ktorom sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu alebo teplota v plastifikačnom valci, prípadne tvarovacom nástroji a podľa výsledku porovnania sa skutočné hodnoty so zadanou požadovanou hodnotou sa mení prietok temperovacieho média, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že

a) pred meraním teploty temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu sa možná časová dĺžka odvádzania tepla v danej jednotke v priebehu cyklu rozdelí medzi okamihmi Z_b Z₂ na rovnaké úseky a pred začiatkom regulácie sa ako relativizovaná dĺžka temperovania zadá požadovaná dĺžka odvádzania tepla, pričom sa priebežne meria teplota temperovacieho média v spätnej a doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu a po dosiahnutí tepelnej rovnováhy v danej jednotke sa v nasledujúcom cykle ako požadovaná hodnota zadanej relativizovanej dĺžky temperovania vypočíta a uloží veličina WRG, ktorá je relevantná k obsahu tepla v jednotke a predstavuje plochu v závislosti od času meraného rozdielu medzi teplotou temperovacieho média v spätnej vetve a v doprednej vetve v priebehu takzvaného referenčného cyklu, alebo

b) priebežne sa meria teplota v plastifikačnom valci, prípadne v nástroji v miestach, ktoré sú pre daný kvapalinový temperovací okruh tepelne rovnomerne ovplyvňované tak taveninou, prípadne ohrievanou tvarovanou hmotou, ako i temperovaním, a po dosiahnutí tepelnej rovnováhy danej jednotky sa v nasledujúcom cykle vypočíta a uloží veličina

WRG, ktorá je relevantná k obsahu tepla v jednotke a predstavuje plochu v závislosti od času, v intervale medzi okamihom Zj a koncom temperovacej doby t_D vypočítanej v rozbehovom móde, meranej teploty v priebehu takzvaného referenčného cyklu, a pre oba kroky a) a b) sa vo všetkých nasledujúcich cykloch plocha, ktorá je vypočítaná z priebehu okamžitého skutočného stavu, a plocha vypočítaná z tohto analogicky k referenčnému cyklu, porovnáva s plochou vypočítanou v referenčnom cykle a z vypočítaného rozdielu plôch sa ako meradlo odchýlky od tepelného obsahu referenčného cyklu vypočíta korekčná veličina pre dĺžku temperovacieho impulzu generovaného v danom cykle, pričom tento temperovací impulz je generovaný v okamihu Z_b akékoľvek možné temperovanie končí najneskôr v okamihu Z2 a signály Zj a Z₂ sú vopred zadané z riadiacej jednotky procesu.

Na temperovanie tvarovacích nástrojov na vstrekovanie sa ako okamih Z, výhodne stanoví začiatok doby kalibračného tlaku alebo začiatok procesu vstrekovania a ako okamih Z₂ koniec otváracieho pohybu nástroja.

Pre temperovanie plastifikačných valcov vstrekovacích strojov sa ako okamih Z| výhodne stanoví začiatok plastifikácie (začiatok otáčania závitovky) a ako okamih Z₂ koniec otváracieho pohybu nástroja.

Okamihy a Z₂ sú výhodne dané zhodnými signálmi z riadiacej jednotky procesu, pričom okamih Z₂ je zhodný s okamihom Z, nasledujúceho cyklu.

Miesto merania teploty sa výhodne nachádza v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom nástroja (stenou nástroja) a temperovacími kanálmi alebo temperovacou plochou na prietok temperovacieho média a súčasne v oblasti stredu medzi vstupom a výstupom temperovacieho média v dostatočne veľkej vzdialenosti od vnútorného povrchu nástroja.

V prípade merania na plastifikačnom valci sa miesto merania teploty výhodne nachádza v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom a vonkajším povrchom steny plastifikačného valca a súčasne v oblasti stredu medzi vstupom a výstupom temperovacieho média do a z príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu.

Tepelná rovnováha sa vo variante merania teploty v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu počas rozbehovej fázy na začiatku procesu dosiahne nasledujúcimi krokmi:

a) v prvom cykle procesu sa v okamihu Z] generuje temperovací impulz t_init s určitou dĺžkou, aby sa dosiahlo prvé úplné prepláchnutie kvapalinového temperovacieho okruhu,

b) v nasledujúcich cykloch je relativizovaný čas temperovania t_d v závislosti od tepelnej úrovne rozdelený na určitý počet rozbehových impulzov rôznej dĺžky na cyklus, a to podľa vzťahu ~d-anf ” 1 ' n

kde t_d je relativizovaný čas temperovania, j je číslo od 1 do m a m je hodnota tepelnej úrovne v rozsahu 5 až 10, pričom 5 predstavuje nízku a 10 vysokú tepelnú úroveň, pričom v každom cykle sa generuje len jeden rozbehový impulz a vypočítané rozbehové impulzy sa generujú tak často, pokiaľ sa nedosiahne vopred zadaná hodnota t_d,

c) po dosiahnutí hodnoty t_d sa pre tento cyklus vypočíta a uloží integrál WRG(Z_bt_d) priebehu teploty,

d) v cykle nasledujúcom po cykle, v ktorom bola po prvý raz dosiahnutá hodnota t_d, sa analogicky ako v kroku c) vypočíta integrál WRG(Z_bt_d) priebehu teploty a tento integrál sa porovnáva s hodnotou uloženého vypočítaného integrálu predchádzajúceho cyklu, ak je rozdiel menší ako vopred zadaná hodnota W_G, je tento cyklus označený a uložený ako referenčný cyklus, ak sa rozdiel rovná alebo je väčší ako hodnota WRG(Z_b t_d), opakuje sa v nasledujúcich cykloch výpočet integrálu s hodnotou predchádzajúceho cyklu tak dlho, pokiaľ sa nedosiahne pokles pod hodnotu W_G a tým ukončenie procesu rozbehu.

V priebehu stacionárnej prevádzky sa vo všetkých cykloch v okamihu Z, daného cyklu začne temperovanie s relativizovanou dĺžkou ta temperovania, pričom v nasledujúcich krátkych časových intervaloch sa priebežne meria teplota v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu, vypočítava sa integrál WRG(ti__bti), tento integrál sa v cyklicky rovnakom okamihu porovnáva s integrálom referenčného cyklu a podľa výsledku priebežne zisťovaného rozdielu sa koriguje čas temperovania t_d práve prebiehajúceho cyklu.

Stav tepelnej rovnováhy sa vo variante s meraním teploty v plastifikačnom valci, prípadne nástroji, dosiahne v rozbehovej fázy na začiatku procesu nasledujúcimi krokmi:

a) v prvom zo všetkých cyklov na začiatku procesu sa v 0kamihu Z] generuje iniciačný impulz t_init s pevnou dĺžkou, aby sa dosiahlo prvé úplné prepláchnutie príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu,

b) pri dosiahnutí definovanej vzdialenosti meranej strednej teploty od vopred zadanej požadovanej teploty sa v nasledujúcom cykle v okamihu Z_x generuje temperovací impulz tann nepatrnej časovej dĺžky, pričom tento impulz rovnakej dĺžky sa generuje vo všetkých nasledujúcich cykloch až do prvého prekročenia vopred zadanej požadovanej teploty, aby sa dosiahlo tlmené priblíženie strednej teploty nástroja, prípadne plastifikačného valca, k zvolenej požadovanej teplote,

c) pri dosiahnutí, prípadne prekročení vopred zadanej požadovanej teploty sa nástroj, prípadne plastifikačný valec, pomocou v každom cykle aktualizovaného zadania vypočítaného impulzu na temperovacie médium a temperovacie fázy závislé od aktuálneho porovnávania požadovanej a skutočnej hodnoty v cykle uvedie v priebehu n cyklov do blízkosti tepelnej rovnováhy tak, že z celkovej doby trvania impulzov pre temperovacie médium v stanovenom počte bezprostredne predchádzajúcich cykloch sa vypočíta aritmetický priemer temperovacej doby na cyklus, ktorý sa modifikuje súčiniteľom Kl, ktorý umožňuje kompenzáciu prakticky nevyhnutne pôsobiacich rušivých tepelných vplyvov na teplotný stav jednotky, a ako vypočítaná dĺžka impulzu t_E sa použije na zavádzanie temperovacieho média v okamihu 7._λ nasledujúceho cyklu,

d) po dosiahnutí vopred zadaného počtu n cyklov nasledujúcich po prvom prekročení vopred zadanej požadovanej teploty sa v nasledujúcom cykle v okamihu Zi generuje temperovací impulz s dĺžkou t_D, pričom hodnota t_D je zhodná s hodnotou t_E vypočítanou pre tento cyklus, vypočíta sa hodnota integrálu WRG(Z_bt_D) a

e) pri prvom výpočte hodnoty WRG(Z_bt_D) nasledujúceho cyklu sa vypočíta hodnota WRG (Z_bt_D) pre aktuálny cyklus a porovnáva sa veľkosť oboch týchto hodnôt a ak je tento rozdiel menší ako vopred zadaná hodnota W_G, je aktuálny cyklus určený ako referenčný cyklus, je vhodným spôsobom uložený časový priebeh teploty v nástroji a rozbehová fáza sa považuje za ukončenú, inak rozbehová fáza pokračuje s modifikovanými parametrami n a Kl od kroku c) až do poklesu pod vopred zadanú hodnotu W_G v kroku e).

Počas rozbehovej fázy pri zadaní požadovanej teploty, ktorá leží pod zistenou skutočnou teplotou, prebieha vo všetkých nasledujúcich okamihoch Z] a Z₂ trvalé tempero vanie tak dlho, pokiaľ meraná skutočná teplota po prvý raz nepoklesne pod vopred zadanú požadovanú teplotu, pričom po poklese pod požadovanú teplotu rozbehová fáza pokračuje generovaním temperovacieho impulzu v okamihu Z] cyklu nasledujúceho po uvedenom prvom poklese a je ukončená opakovaným poklesom pod požadovanú teplotu a nasledujúcou voľbou referenčného cyklu.

Počas stacionárnej prevádzky je vo všetkých nasledujúcich cykloch v okamihu Zi každého cyklu spustené temperovanie s dĺžkou impulzu t_D, pričom v po sebe nasledujúcich krátkych časových intervaloch medzi okamihom Z| a koncom vypočítanej doby temperovania t_D sa meria teplota a vypočítava integrál WRG_ist(ti.i,ti), ktorý sa v cyklicky zhodnom okamihu porovnáva s integrálom referenčného cyklu a podľa zisteného rozdielu sa koriguje doba temperovania t_D práve bežiaceho cyklu.

Je výhodné, ak pred rozbehovou fázou a počas rozbehovej fázy a stacionárnej prevádzky sa voliteľne pripája prídavné kúrenie, ktoré sa po dosiahnutí požadovanej tepelnej úrovne opäť odpojí.

Pri riešení úlohy vynálezu sa teda vychádzalo z nasledujúcich základných myšlienok:

Tepelný obsah tvarovacieho nástroja, prípadne plastifikačného valca, je určený zložkami prinášajúcimi teplo, to znamená predovšetkým množstvom tepla vo vstrekovanej tavenine, temperovanie horúcimi kanálmi a podobne, a zložkami odvádzajúcimi teplo, čo je predovšetkým chladenie tvarovacieho nástroja, prípadne plastifikačného valca, odvod tepla konvekciou a vyžarovaním a odvod tepla vedením. Pokiaľ sa má tepelný prevádzkový stav tvarovacieho nástroja, prípadne plastifikačného valca, udržiavať počas procesu vstrekovania konštantný, musia byť tiež vo výrobnom procese kompenzované nevyhnutné kolísania jednotlivých zložiek, ktoré určujú tento tepelný obsah, to znamená kompenzovaný vplyv tohto kolísania na tepelný prevádzkový stav, napríklad tvarovacieho nástroja. Odvod tepla z tvarovacieho nástroja pritom možno cielene ovplyvniť len chladením či temperovaním tohto tvarovacieho nástroja, predovšetkým je potom nutné regulovať dĺžku prietoku temperovacieho média tvarovacím nástrojom tak, aby boli vyrovnané poruchy akéhokoľvek druhu, ktoré ovplyvňujú tepelný obsah tvarovacieho nástroja, napríklad zmeny teploty taveniny, kolísanie teploty a prietoku temperovacieho média v doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu, kolísanie okolitej teploty a podobne.

Nasledujúce principiálne vysvetlenia sa týkajú variantov s meraním teploty tvarovacieho nástroja, prípadne plastifikačného valca.

Proces temperovania je rozčlenený na dve fázy, to znamená rozbehovú fázu a stacionárnu prevádzkovú fázu s navzájom odlišnými podmienkami temperovania. Temperovacie impulzy generované v každom cykle, predovšetkým počas stacionárnej prevádzkovej fázy, sú generované vždy v okamihu Z_b ktorý je určený signálom z riadenia prevádzky stroja a nachádza sa pri temperovaní tvarovacieho nástroja v časovej blízkosti procesu vstrekovania, prípadne pri temperovaní plastifikačného valca v časovej blízkosti procesu plastifikácie, to znamená počiatku otáčania závitovky. Takto sa dosiahne pôsobenie temperovacieho impulzu v časovej oblasti najväčších teplotných rozdielov medzi vstrekovanou taveninou a temperovacím kanálom a tým i potrebný odvod tepla. Najneskôr v okamihu Z₂ sa akékoľvek temperovania v priebehu cyklu ukončí, pričom tento okamih Z₂ je opäť určený signálom z riadenia prevádzky stroja, ktorý je generovaný v definovanom okamihu v časovej blízkosti konca cyklu. Po celý čas cyklu sa priebežne meria stredná teplota tvarovacieho nástroja, a to v mieste, ktoré je pre daný kvapalinový temperovaci okruh tepelne rovnomerne ovplyvňované tak vstrekovanou taveninou, ako i zmieneným temperovaním, pričom toto miesto sa nachádza približne v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom tvarovacieho nástroja a chladiacim kanálom, prípadne chladiacou plochou, a súčasne v oblasti stredu medzi vstupom a výstupom chladiaceho média, v dostatočnej vzdialenosti od vnútorného povrchu tvarovacieho nástroja. V prípade plastifikačného valca sa toto miesto nachádza v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom steny plastifikačného valca a temperovacím kanálom. Po prvom dosiahnutí alebo prekročení vopred zadanej požadovanej teploty tvarovacieho nástroja sa podľa vopred zadaného módu, ktorý bude ešte opísaný, zvolí takzvaný referenčný cyklus, čím jc rozbehová fáza ukončená. Tepelný obsah v tomto referenčnom cykle slúži spravidla ako požadovaná hodnota tepelného obsahu pre všetky nasledujúce cykly.

Ako veličina relevantná k tepelnému obsahu tvarovacieho nástroja v závislosti od určitého časového intervalu vnútri cyklu sa zavádza integrál WRG(u_bu₂) podľa nasledujúceho vzťahu (1):

Integrál WRG(u_bu₂) je definovaný a vypočítaný analogicky k integrálu teplotnej krivky T(t) na časovej osi medzi časovými bodmi u, a u₂, pričom Ui a u₂ označujú hranice časového intervalu.

Integrál WRG(Z_bt_D) sa po prvý raz vypočítava pre zvolený referenčný cyklus, pričom t_D znamená temperovaci čas vypočítaný pre tento referenčný cyklus.

^zi

Vo všetkých nasledujúcich cykloch sa v okamihu Z, daného cyklu spustí temperovaci impulz s dĺžkou t_D, pričom táto dĺžka t_D je v priebehu daného cyklu predmetom ďalej opísaného spôsobu korekcie a pri výskyte odchýlok teplotného priebehu od teplotného priebehu takzvaného referenčného cyklu je korigovaná. Každý nasledujúci cyklus je na tento účelom počínajúc okamihom Z] do konca temperovacej doby t_D rozdelený na najmenšie časové intervaly (ti-i>ti), ^v každom okamihu tj sa meria teplota a vypočíta sa podľa vzťahu (1) hodnota WRGj_st(ti._bti).

^ťi WBG_ist(^ci-l.ti> - | T<t> ^{dt Ζ}ί-1

Integrál WRG^/tj.iT) sa priebežne v okamihu h až do konca temperovacej doby t_D vo vždy cyklicky zhodnom okamihu podľa (2) porovnáva s hodnotou integrálu WRGreXtj.htj) referenčného cyklu.

WDttJ - RGi.tttl-l.tj,) - Rer.fttl-i.ti) (2)

Rozdiel oboch hodnôt WD(t_;) signalizuje rozdiel medzi množstvom tepla odvedeným z tvarovacieho nástroja v tomto časovom intervale (tn.tj) a je spôsobom podľa vynálezu počas práve prebiehajúceho cyklu využitý na korektúru dĺžky temperovania t_D o korekčnú dobu t_korr(ti).

Pre výsledky vzťahu (2) pritom platia pre jednotlivé prípady nasledujúce závery:

WD(tj) > 0: v porovnaní s cyklicky zhodným časovým intervalom referenčného cyklu je tepelný obsah tvarovacieho nástroja v práve prebiehajúcom cykle vyšší, dĺžka temperovania musí byť predĺžená o hodnotu t^Xtii).

WD(tj) < 0: v porovnaní s cyklicky zhodným časovým intervalom referenčného cyklu je tepelný obsah tvarovacieho nástroja v práve prebiehajúcom cykle nižší, dĺžka temperovania musí byť skrátená o hodnotu t_kon.(ti)

WD(ti) = 0: korektúra dĺžky temperovania nie je potrebná.

Pri výpočte hodnôt t_kon.(tj) sa vychádza z nasledujúcich úvah:

Predpokladá sa, že platí prípad WD(tj) > 0. Čas potrebný na odvedenie množstva tepla úmerného prebytku, vypočítanému podľa (2), sa v okamihu tj pričíta k vopred zadanému času temperovania t_D.

Platí ⁺ tkorr^iU pričom tk_orT(ti) sa odvodí z nasledujúceho vzťahu:

^><*1-11 ^{+ t}korr(^tl' | TE(t) dt, pričom pod TE(t) sa rozumie temperovacia jednotka, pre ktorú platí:

TE(t) = 1 pre t > 0 (3)

Tým teda platí:

toCH-l’ ⁺ ttorr'ti* ‘ | ^{TE(t) dt} tj t_D(ti_i) + tkorr^il

T(t)_1Bt dt - T(t)_raf dt - TE(t) dt

Ή-l t₁_₁

Po dosadení hodnôt času a za predpokladu, že dĺžka časového intervalu sa blíži k nule a hodnoty T(t;_,) sa teda blížia k hodnotám T(t_f), vyjde:

tttJi.t * (tj - ti.j) - T(ti)_ref * (ti - ti-i.) = TE(t_D)_ref * (t_D + tfcorr * ^(ti - *1-1’ ’ ^TE(tD>ref * ^(tkorrl a tým je _ tT(tj)_Íst - Tttjiref) * - Η-1» a podlá (3) “ (T(ti)i_at * Μ^-ίί-14 (⁴’ , pričom jednotlivé symboly znamenajú tj jednotlivý časový bod merania teploty tvarovacieho nástroja,

T(t) teplotu v tvarovacom nástroji, (,)_Kt termín sa vzťahuje k vždy aktuálnemu cyklu, (.)_rrftermín sa vzťahuje k referenčnému cyklu a t_D dĺžka temperovania v cykle.

Pre aplikáciu, ktorá v dôsledku vonkajších okolností, napríklad nepriaznivého prevedenia tvarovacieho nástroja z hľadiska temperovania, má nadmernú zotrvačnosť prenosu tepla z taveniny na temperovacie médium, sa do vzťahu (4) zavádza súčiniteľ K s hodnotou medzi 0,2 a 1,0, ktorý pri danej nutnosti pôsobí tlmivo na vypočítanú korekčnú dobu ttaXti). Z toho vyplýva:

WÄI = ^K ‘ ÍTÍtilist - ’N’H’reť * (ti - *1-1.)

Pre prípad WD(tj) < 0 je odvodenie t_korr(tj) analogické, pričom korekčná doba t^Xť) má záporne znamienko.

V rozbehovej fáze sa v prvom cykle počnúc okamihom Z] generuje iniciačný impulz t_init určitej dĺžky, aby sa docielilo prvé úplné prepláchnutie príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu, a pri dosiahnutí definovaného odstupu strednej teploty tvarovacieho nástroja od vopred zadanej požadovanej teploty sa potom v nasledujúcom cykle generuje v okamihu Z] temperovací impulz t^, menšej časovej dĺžky, pričom tento temperovací impulz t_mn sa potom generuje vo všetkých nasledujúcich cykloch až do prvého prekročenia vopred zadanej požadovanej teploty, čím je zaistené tlmené priblíženie strednej teploty tvarovacieho nástroja k zvolenej požadovanej teplote.

Jeden z variantov, ktorý predstavuje zvláštny prípad rozbehovej fázy, spočíva v tom, že pri zadaní požadovanej teploty, ktorá leží pod meranou skutočnou teplotou, prebieha vo všetkých nasledujúcich cykloch medzi okamihmi Z] a Z₂ priebežné temperovanie tak dlho, pokiaľ meraná skutočná teplota prvý raz nepoklesne pod zadanú požadovanú teplotu. Po poklese pod požadovanú teplotu pokračuje rozbehová fáza generovaním impulzu pre chladiace médium s dĺžkou t_mn v okamihu Z_t cyklu nadväzujúceho na prvý pokles pod požadovanú teplotu a je ukončená opakovaným prekročením požadovanej teploty a následnou voľbou referenčného cyklu.

Po prekročení vopred zadanej požadovanej teploty je tvarovací nástroj, prípadne plastifikačný valec, uvádzaný do tepelnej rovnováhy pomocou v každom cykle aktualizovanej hodnoty vypočítaného impulzu pre temperovacie médium a pomocou temperovacej fázy, ktorá závisí od aktuálneho porovnávania požadovanej a skutočnej hodnoty v priebehu n cyklov. S tým cieľom sa z celkovej doby trvania impulzov pre temperovacie médium v priebehu pevne stanoveného počtu bezprostredne predchádzajúcich cyklov vypočítava aritmetický priemer chladiacej doby na cyklus, ktorý sa modifikuje faktorom Kl, ktorý umožňuje reagovať na prakticky nevyhnutne sa vyskytujúce tepelné poruchy a ich vplyv na tepelný stav tvarovacieho nástroja. Vypočítaná dĺžka impulzu t_E sa potom použije na zavádzanie temperovacieho média v okamihu Z] nasledujúceho cyklu.

Po generovaní impulzu pre temperovacie médium s dĺžkou t_E prebieha na základe priebežne prevádzaného porovnávania požadovanej a skutočnej teploty tvarovacieho nástroja počas okamžitého prekročenia požadovanej teploty a teda v závislosti od teploty najneskôr v okamihu Z₂ aktuálneho cyklu generovanie ďalších temperovacich impulzov.

Časová dĺžka tohto temperovacieho impulzu t_B sa vypočíta zo vzťahu:

K1(J) n

-- S + t_vi) (5) , n 1=1 kde n je vopred zadaný minimálny počet po sebe nasledujúcich cyklov po prvom prekročení zadanej požadovanej teploty tvarovacieho nástroja pre nájdenie tepelnej rovnováhy, t_Ej je temperovací impulz vypočítaný pre cyklus i z n cyklov, tvi je súčet od teploty závislých temperovacich impulzov cyklu i z n cyklov, j je počet cyklov po prvom prekročení zadanej požadovanej teploty a

KÍ (j) je od j závislá veličina odvodená zo stroja alebo procesu, ktorá slúži k modifikácii strednej doby temperovania z n cyklov.

Pre výpočet platí počínajúc cyklom 1 až do prvého prekročenia požadovanej teploty nasledujúce počiatočné podmienky:

(*)tEl=ta„_n (**) výpočet vzťahu (5) prebieha pre j < n, kde n sa nahradí j (***)Kl(j) = a_<) + ai *j prej<n

Kl(j)=l prej = n

Po dosiahnutí vopred zadaného počtu n cyklov po prvom prekročení zadanej požadovanej teploty sa v okamihu Z] referenčného cyklu generuje temperovací impulz s dĺžkou t_D, pričom hodnota t_D sa rovná hodnote t_E vypočítanej podľa vzťahu (5) pre n-tý cyklus. Ďalej sa vypočíta hodnota integrálu WRG_ref(Z_bt_D).

V nasledujúcom cykle opäť prebieha temperovanie počas t_D a výpočet opísaného integrálu teploty. Ak je rozdiel oboch integrálov menší než vopred zadaná hodnota W_G, je naposledy prebehnutý cyklus označený za referenčný cyklus, je vhodným spôsobom uložený priebeh teploty v tvarovacom nástroji a rozbehová fázy sa považuje za ukončenú. Pre W_o sa volí hodnota v rozsahu 0,1 až 5 %, výhodne 2 % hodnoty integrálu WRG(Z_bt_D), ktorá predstavuje referenčnú hodnotu. Ak je rozdiel oboch integrálov väčší než táto vopred zadaná hodnota W_G, prejde sa počínajúc j = 1 znovu opísaným spôsobom n cyklov na účely nájdenia referenčnej hodnoty, pričom n sa výhodne volí rovnajúce sa 3 a KÍ (j) sa volí rovnajúce sa 0,75. V priebehu týchto troch cyklov sa opäť môžu generovať temperovacie impulzy vyplývajúce z porovnávania skutočnej s požadovanou teplotou. Po každom z uvedených troch cyklov sa podľa vzťahu (5) vypočíta doba temperovania t_E pre nasledujúci cyklus. Po treťom cykle sa stanoví K1 (j) = 1 a t_D = t_E, generuje sa temperovací impulz s dĺžkou t_D a vypočíta sa integrál WRG(Z_bt_D). Generovanie temperovacieho impulzu a výpočet integrálu sa prevedú tiež v nasledujúcom cykle, hodnoty integrálu sa porovnajú s predchádzajúcim cyklom a opakuje sa, počnúc prípadne j = 1, opísaná voľba referenčného cyklu, pokiaľ nie je splnená podmienka WRGj.,(Z_bt_D) - WRGj(Z_bt_D) < WG.

Aktuálny cyklus sa označí za referenčný cyklus a rozbehová fáza je ukončená.

Už pred prvým cyklom stroja sa môže zapnúť prídavné kúrenie, ktorým sa dosiahne skrátenie času ohrevu na potrebnú tepelnú úroveň v kvapalinových temperovacích okruhoch rozhodných pre tepelný prevádzkový stav, prípadne v oblastiach plastifíkačného valca, ktoré sú rozhodné pre tento prevádzkový stav. Pri použití prídavného kúrenia sa toto prídavné kúrenie pri definovanom priblížení teploty tvarovacieho nástroja, prípadne plastifíkačného valca, k požadovanej teplote odpojí.

Čo sa týka signálov z riadiacej jednotky stroja, ktoré sú využité na definovanie okamihov Z] a Z₂, sú pri temperovaní tvarovacieho nástroja napríklad nasledujúce možnosti:

Ako okamih Zj sa zvolí začiatok doby kalibračného tlaku a ako okamih Z₂ sa zvolí koniec otváracieho pohybu tvarovacieho nástroja, alebo sa ako okamih L_x zvolí začiatok procesu vstrekovania a ako okamih Z₂ sa zvolí koniec otváracieho pohybu tvarovacieho nástroja, prípadne ako okamihy Z) a Z₂ sa zvolia rovnaké signály z riadiacej jednotky stroja, pričom okamih Z₂ je v tomto prípade zhodný so signálom Ζ_Ί nasledujúceho cyklu. Naposledy uvedený prípad je vhodný predovšetkým pri požiadavke na pomerne nízke požadované teploty tvarovacieho nástroja.

Pri temperovaní plastifíkačného valca sa ako okamih Z] zvolí napríklad začiatok plastifíkácie, na voľbu okamihu Z₂ sa ponúkajú rovnaké varianty ako pri temperovaní tvarovacieho nástroja.

Nasledujúci opis sa týka variantov, pri ktorých sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve temperovacieho okruhu.

Ako veličina relevantná k tepelnému obsahu tvarovacieho nástroja v závislosti od časového intervalu v rámci cyklu sa zavedie integrál WRG(u_bu₂) podľa vzťahu (ľ).

í²

WRG(U_lrU₂) - (T_ruck(t) - T_vor(t)J dt “1 (ľ)

Integrál WRG(u_bu₂) sa vypočíta a definuje analogicky k integrálu teplotnej krivky pozdĺž časovej osi medzi okamihmi Uj a u₂, zmenšený o integrál teplotnej krivky priebehu teploty v doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu v rovnakom časovom intervalu, pričom T_rack(t) predstavuje priebeh teploty v spätnej vetve, T_vor(t) predstavuje priebeh teploty v doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu a U] a u₂ predstavujú integračné hranice časového intervalu. Možná dĺžka odvodu tepla z tvarovacieho nástroja, ktorá je medzi okamihom Z_b ktorý je určený signálom z riadiacej jednotky stroja v časovej blízkosti procesu vstrekovania pri temperovaní tvarovacieho nástroja, prípadne v časovej blízkosti začiatku plastifíkácie pri temperovaní plastifíkačného valca, a okamihom Z₂, ktorý je určený signálom z riadiacej jednotky stroja v časovej blízkosti konca cyklu, je od nuly (maximálny odvod tepla) percentuálne, ale obrátene úmerne vo vzťahu k možnej dobe temperovania, rozdelená do 100 (minimálny odvod tepla). Obsluha zadá požadovanú dobu odvodu tepla percentuálne podľa uvedeného delenia, to jest ako takzvanú relativizovanú dobu temperovania. V priebehu prvého cyklu po dosiahnutí tepelnej rovnováhy tvarovacieho nástroja, ktorý je označený za referenčný cyklus, sa z vopred zadanej relativizovanej doby temperovania t_d vypočíta hodnota integrálu WRG_rc)(Z_bt_d) podľa nasledujúceho vzťahu:

* j 'Trucmi - ^Tvor^>> «· ^Z1

Vo všetkých nasledujúcich cykloch sa v okamihu Z] daného cyklu spustí temperovací impulz s dĺžkou t_d. pričom hodnota t_d je ďalej opísaným postupom ešte v priebehu aktuálneho cyklu a pri vzniknutých odchýlkach priebehu teploty od priebehu teploty takzvaného referenčného cyklu korigovaná. Na ten účel je každý nasledujúci cyklus počnúc okamihom Z, až do konca relativizovanej doby temperovania t_d rozčlenený do najmenších časových intervalov (tj._btj), v každom okamihu t₍ sa meria teplota temperovacieho média v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu a vypočítava sa hodnota integrálu

WRG£_g^(t£_^,t£) podlá nasledujúceho vzorca:

- j (TruckCť ' Tvor^D ^dt · ^ťi-i

Integrál WRG_Í5t(ti._bti) sa priebežne v každom okamihu t, až do konca relativizovanej doby temperovania t_d vždy v cyklicky zhodnom časovom bode porovnáva s hodnotou integrálu WRG_ref(t_i._btj) referenčného cyklu podľa nasledujúceho vzťahu (2'):

WD(t_k) = - WHG_ref(t₁_₁.t_í> (2'1.

Rozdiel oboch hodnôt signalizuje rozdiel množstva tepla odvedeného z tvarovacieho nástroja v tomto časovom intervale (ti._btj) a je spôsobom podľa vynálezu využitý na korigovanie relativizovanej doby temperovania t_d o korekčnú dobu t_korT(tj) v práve prebiehajúcom cykle.

Výsledky vzťahu (2') možno pritom rozdeliť na nasledujúce prípady:

WD(tj) > 0: v porovnaní s cyklicky zhodným časovým intervalom referenčného cyklu je tepelný obsah tvarovacieho nástroja vyšší, doba temperovania sa musí predĺžiť o hodnotu t_korr(ti),

WD(tj) < 0: v porovnaní s cyklicky zhodným časovým intervalom referenčného cyklu je tepelný obsah tvarovacieho nástroja nižší, doba temperovania sa musí skrátiť o hodnotu IkorrOi),

WD(tj) = 0: nie je potrebná žiadna korektúra doby temperovania.

Pri výpočte hodnoty t_kolT(tj) sa vychádza z nasledujúcich úvah:

Nech bez obmedzenia všeobecnosti platí prípad WD(tj) > > 0. Čas t_korr(tj) potrebný na odvedenie množstva tepla úmemého prebytku, vypočítaného podľa (2'), sa v okamihu t; pričíta k vopred zadanej relativizovanej dobe temperovania td·

Platí td ^ťd ⁺ tkorrttl¹' pričom t_korr sa odvodí z nasledujúceho vzťahu:

WDttp = WRG_ref(t_d,t_d d- t_korr), takže platí ^MHGreftti-l'ti) “ ^refltd'td ⁺ tkorr¹ a

t, ti ( Hrucklti “ T_vorít) )_kstdt - | l^rucklt) “ ^Tvorlt) íref^t ^{= ť}i-i ^t ₁_₁ td ⁺ t_korr

- j <^Truck<t> - ’vor<t>>reť*t· t_d

Po dosadení hodnôt času a za predpokladu, že dĺžka časového intervalu sa blíži k nule a hodnoty T(t,.i) sa teda blížia hodnotám T(tj), vyjde:

(^Truck(^ti¹ “ ^Tvor^^ti¹ist * H-l¹ - ^ruck^l'

- ^Tvor^(ti”ref * <*1 ' 7-1’ * “ (rítd) “ Tvor^d^ref * 'N ⁺ tkorr td¹ ((Auck^l¹ ~ ^Tvor ¹ Ist “ C^rruck(^tl^{1 T}vor<tp ¹ * * tt_d - t₁.₁) = tT(t_d) - T_vor(t_d))_ref * (tkorr¹ a tým je ^tkorr “ ^τνοΓ^1^1βΐ “

Tvor^i^ref) * * ^vor^d^ref* j pričom jednotlivé symboly znamenajú:*** t₍ jednotlivý časový bod meraní teploty v spätnej vetve, Tmck(t) teplotu v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu,

T_vor(t) teplotu v doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu,

(.)_ist termín sa vzťahuje k vždy aktuálnemu cyklu,

(.)_ref termín sa vzťahuje k referenčnému cyklu a t_d dĺžka temperovania v cykle.

Pre aplikácie, ktoré v dôsledku vonkajších okolností, napríklad nepriaznivého prevedenia tvarovacieho nástroja z hľadiska temperovania, majú nadmernú zotrvačnosť prenosu tepla z taveniny na temperovacie médium, sa do vzťahu (3¹) zavádza súčiniteľ K s hodnotou medzi 0,5 a 1,5, ktorý pri danej nutnosti pôsobí tlmivo na vypočítanú korekčnú dobu t_kon.(tj). Z toho vyplýva:

tkorr = ^K * (ÍC^Truck(ti) - ^Tvor(td))i_st “ CTruckíti¹

- Tvormi¹¹ ret¹ ‘ <7 - ίχ.χ) >/< (T(t_d) - T_vor(t_dl )_re()

Pre prípad WD(tj) > 0 je odvodenie t_korr(ti) analogické, pričom korekčná doba t_koJtj) má záporné znamienko.

Vlastný proces temperovania je rozdelený na dve fázy, to na rozbehovú fázu a na stacionárnu prevádzkovú fázu s navzájom odlišnými podmienkami temperovania, pričom rozbehová fáza končí po výbere referenčného cyklu. Temperovacie impulzy sú vždy generované v okamihu Z_b v časovej blízkosti procesu vstrekovania, prípadne procesu plastifikácie, to jest jednotlivých začiatkov otáčania závitovky. Takto sa dosiahne pôsobenie temperovacieho impulzu v časovej oblasti najväčších teplotných rozdielov medzi vstrekovanou taveninou, prípadne plastifikovanou hmotou, a temperovacím kanálom a tým i potrebný odvod tepla. Dĺžka impulzu je v priebehu rozbehovej fázy určovaná rozbehovým módom, zatiaľ čo v priebehu stacionárnej prevádzkovej fázy je zadaná ako relativizovaná doba temperovania, ktorá je opísaným spôsobom korigovania neustále prispôsobovaná požiadavkám výrobného procesu. Najneskôr v okamihu Z₂ sa akékoľvek temperovanie v priebehu cyklu ukončí.

Už pred prvým cyklom činnosti stroja umožňuje spôsob podľa vynálezu zapnutie prídavného kúrenie, ktoré umožňuje skrátenie doby potrebnej na uvedenie príslušných kvapalinových temperovacích okruhov, ktoré sú rozhodujúce na dosiahnutie tepelného prevádzkového stavu, prípadne príslušných zón plastifikačného valca, ktoré sú rozhodujúce pre tepelný prevádzkový stav plastifikovanej hmoty, na potrebnú tepelnú úroveň. Pri použití prídavného kúrenia sa toto prídavné kúrenie po vopred zadanom zvýšení teploty v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu po temperovacom impulze určitej dĺžky odpojí.

V priebehu rozbehovej fázy sa v prvom cykle, počnúc okamihom Z] prevádza úvodné temperovanie temperovacím impulzom t;_n;_t určitej dĺžky, aby sa dosiahlo prvé úplné prepláchnutie dotyčného kvapalinového temperovacieho okruhu. V nasledujúcich cykloch je vopred zadaná relativizovaná doba t_d v závislosti od tepelnej úrovne požadovanej v tvarovacom nástroji rozdelená na rozbehové impulzy, ktorých dĺžka sa vypočíta z t_d:

^td ^d-anf j * ' m

pričom j je v intervale 1 až m a je výhodná hodnota m = 5 pre požadovanú pomerne nízku tepelnú úroveň a m = 10 pre požadovanú pomerne vysokú tepelnú úroveň. Len čo sa dosiahne vopred zadaná hodnota relativizovanej doby temperovania, je pre tento cyklus po prvý raz vypočítaný opísaný integrál WRG(Z_;,t_d) teplotného priebehu. Nasledujúci cyklus sa označí za referenčný cyklus a nasleduje temperovanie o zadanej relativizovanej dĺžke a opäť výpočet opísaného integrálu teploty.

Ak je rozdiel oboch integrálov menší než vopred zadaná hodnota W_G, je naposledy prebehnutý' cyklus uznaný za referenčný cyklus, vhodným spôsobom sa uloží časový priebeh teploty v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu a rozbehová fáza sa považuje za ukončenú. Pre W_G sa zadáva hodnota v rozsahu 1 až 20 %, s výhodne 10 %, hodnoty integrálu WRG(Z_I;t_d), ktorá bola vypočítaná ako referenčná.

Aj je rozdiel oboch integrálov väčší než vopred zadaná hodnota W_G, nasleduje znovu temperovanie po vopred zadanú relativizovanú dobu a porovnávanie s vypočítanou hodnotou WRG(Z_bt_d) predchádzajúceho cyklu. Tento sled temperovania a porovnávania integrálov pokračuje v každom nasledujúcom cykle až do poklesu pod zadanú hodnotu W_G, keď sa aktuálny cyklus označí za referenčný cyklus a rozbehová fáza sa ukončí.

Referenčným cyklom je cyklus nasledujúci po dosiahnutí tepelnej rovnováhy temperovanej jednotky, napríklad plastifikačného valca alebo tvarovacieho nástroja. Ako už bolo podrobne opísané, je tento rovnovážny stav dosiahnutý opísanými krokmi v priebehu rozbehovej fázy. Je možné si však tiež predstaviť, že tepelný rovnovážny stav sa dosiahne iným spôsobom.

Čo sa týka signálov z riadiacej jednotky stroja, ktoré sú využité na stanovenie okamihov Z] a Z₂, sú napríklad nasledujúce možnosti:

Ako okamih Z, sa volí začiatok doby kalibračného tlaku a ako okamih Z₂ sa volí koniec otváracieho pohybu nástroja alebo ako okamih Z, sa volí začiatok procesu vstrekovania a ako okamih Z₂ sa volí koniec otváracieho pohybu nástroja. Je tiež možné, že okamihy Z| a Z₂ sú určené zhodnými signálmi z riadiacej jednotky stroja, pričom signál Z₂ je v tomto prípade zhodný so signálom Z| nasledujúceho cyklu. Naposledy uvedený prípad sa výhodne použije pri pomerne nízkych požadovaných teplotách v tvarovacom nástroji.

Pri temperovaní plastifíkačného valca sa ako okamih Z\ volí napríklad začiatok plastifíkácie, pre voľbu okamihu Z₂ sa ponúkajú rovnaké možnosti ako pri temperovaní tvarovacieho nástroja.

Spôsobom temperovania podľa vynálezu možno podstatne zvýšiť stabilitu procesu pri vstrekovaní. V porovnaní s konvenčnými metódami temperovania možno až o 30 % znížiť podiel zmätkov. Je možné tiež dosiahnuť skrátenie doby cyklu o približne 5 až 15 %, čo prináša výrazné zvýšenie produktivity. Nie sú potrebné externé temperovacie zariadenia s kúrením a obehovými čerpadlami, ak sa požadujú vysoké teploty chladiaceho média. Zásluhou toho sa pri procese vstrekovacieho liatia približne o 10 % zníži merná spotreba energie.

Pri temperovaní, pri ktorom sa vychádza z meraní teploty v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu, pristupujú ešte prídavné výhody spočívajúce v tom, že môže odpadnúť umiestňovanie snímačov teploty do steny plastifíkačného valca, prípadne do vstrekovacieho lejacieho nástroja. Predovšetkým pri zložitých vstrekovacích lejacích nástrojoch je vytvorenie vŕtaných otvorov pre snímače teploty spojené so značnými nákladmi.

Ďalšia iná výhoda spočíva napríklad v tom, že pri vstrekovacích lejacích strojoch je možné spôsobom podľa vynálezu súčasne temperovať tak plastifikačný valec, ako i vstrekovací lejací nástroj.

Obe regulácie teda môžu byť takto združené v spoločnom regulačnom zariadení, zásluhou čoho sa podstatne znížia náklady na toto zariadenie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu je ďalej objasnená na príkladoch jeho prevedenia, ktoré sú opísané na základe pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:

- na obr. 1 fúnkčnú schému temperovania vstrekovacieho lejacieho nástroja s meraním teploty v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu,

- na obr. 2 fúnkčnú schému temperovania plastifíkačného valca vstrekovacieho lejacieho stroja s meraním teploty v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu, podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vo funkčnej schéme podľa obr. 1 je znázornený vstrekovací lejací stroj 1 so vstrekovacím lejacím nástrojom 2. Temperovanie vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 sa uskutočňuje kvapalinovými temperovacími okruhmi K_t až K„, pričom prietok temperovacieho média jednotlivými kvapalinovými temperovacími okruhmi Kj až K_n sa zatvára alebo otvára elektromagnetickými ventilmi M] až M_n.

Vo funkčnej schéme podľa obr. 2 je znázornený vstrekovací lejací stroj 1 vrátane plastifíkačného valca 2'. Temperovanie plastifíkačného valca 2' sa prevádza kvapalinovými temperovacími okruhmi K₃ až K_n, pričom prietok temperovacieho média jednotlivými kvapalinovými temperovacími okruhmi Kj až K_n sa uzatvára alebo otvára elektromagnetickými ventilmi Mj až M„. Tepelný stav zón plastifíkačného valca 2', ktoré sú priradené kvapalinovým temperovacím okruhom Kj až K_n, môže byť vykurovacími okruhmi H! až H„ zvýšený na vopred zadanú teplotnú úroveň, pri využití len sprievodného plastifíkačného tepla je možné prídavné vykurovanie vypustiť.

Riadiaca jednotka 3 na temperovanie vstrekovacieho lejacieho nástroja 2, prípadne plastifíkačného valca 2', pozostáva z blokov prispôsobovací stupeň 3.1, analógovo-digitálny prevodník 3.2, výpočtová jednotka 3.3, zadávacia jednotka 3.4, výstupná jednotka 3.5 a rôznych rozhraní. Funkčné prepojenie jednotlivých blokov v tomto zariadení a tým v systéme vstrekovacieho liatia, prípadne procesu plastifíkácie, meranie teploty a regulácia prúdenia temperovacieho média je nasledujúce:

Pre každý kvapalinový temperovací okruh K, (i = 1, ... n) vstrekovacieho lejacieho nástroja 2, prípadne plastifíkačného valca 2', je v spätnej vetve tohto kvapalinového temperovacieho okruhu K| v blízkosti vstrekovacieho lejacieho nástroja 2, prípadne plastifíkačného valca 2', umiestnený snímač ThRj teploty (i = 1,... n), ktorý je pružne spojený s prispôsobovacím stupňom 3.1 riadiacej jednotky 3; prídavné je tiež v doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu Kj umiestnený snímač ThVj teploty.

Prispôsobovací stupeň 3.1 prispôsobuje privádzané signály o teplote zo zvolených snímačov ThRj, ThVj teploty podľa teplonosných médií pre pripojený analógovodigitálny prevodník 3.2, ktorý privedené signály o teplote prenáša ako elektrické signály do výpočtovej jednotky 3.3, v ktorej sú tieto signály ďalej spracovávané. Softvér, ktorý je inštalovaný vo výpočtovej jednotke 3.3, potom v závislosti od integrálu vývoja teploty vo zvolenom referenčnom cykle, od priebehu teploty meranom v každom nasledujúcom cykle synchrónne s cyklom a v závislosti od z toho vypočítaného porovnávacieho integrálu určuje dobu prietoku temperovacieho média jednotlivými kvapalinovými temperovacími okruhmi K|.

Počiatok a koniec prietoku temperovacieho média určuje výpočtová jednotka 3.3, vysielaním spínacích signálov do elektromagnetických ventilov Mj jednotlivých kvapalinových temperovacích okruhov Kj. Je zaistené vzájomné priradenie nameraných hodnôt, výsledkov výpočtu a kvapalinových temperovacích okruhov Kj. K výpočtovej jednotke 3.3 je ďalej pripojená zadávacia jednotka 3.4 na zadávanie regulačných hodnôt a výstupná jednotka 3.5, napríklad informačný displej, na informovanie obsluhy. Sig nály Zj a Z₂, ktoré sa do výpočtovej jednotky 3.3 privádzajú z bloku 4 regulácie vstrekovacieho lejacieho stroja 1, nesú informáciu o časovom slede procesu vstrekovacieho liatia.

Funkčné schémy na meranie teplôt vo vstrekovacom nástroji 2, prípadne v stene plastifikačného valca 2' vstrekovacieho stroja 1 majú v zásade zhodnú konštrukciu, s jediným rozdielom spočívajúcim v tom, že snímače ThR, nie sú umiestnené v spätných vetvách kvapalinových temperovacích okruhov Kj, ale v stene plastifikačného valca 2', prípadne v stene vstrekovacieho nástroja 2. Miesto merania by sa malo nachádzať pokiaľ možno v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom formy a chladiacim kanálom, prípadne chladiacou plochou, a súčasne v oblasti uprostred medzi vstupom a výstupom temperovacieho média.

Ďalej je uvedených niekoľko príkladov uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu. Príklady 1 až 3 sa týkajú variantu s meraním teplôt temperovacieho média v spätných vetvách kvapalinových temperovacích okruhov K_t a príklady 4 až 6 variantu s meraním teploty vstrekovacieho nástroja 2, prípadne steny plastifikačného valca 2'.

Príklad 1

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 typu Krauss Maffei 150-820 B sa z polyamidu 6.6 vyrába súčiastka vetrania automobilu. Proces má nasledujúce technologické parametre:

- konštrukcia vstrekovacieho lej acieho nástroj a 2: dvoj itá

- hmotnosť jedného vstreku (2 odliatky + naliatok): 204 g

- hmotnosť vstrekovacieho lejacieho nástroja 2: 850 kg

- vstrekovací tlak: 920 bar

- doba vstrekovania:1,8 s

- závemá sila: 1300kN

- kalibračný tlak: 750 bar

- trvanie kalibračného tlaku:5,5 s

- teplota v doprednej vetve:37 °C

- dĺžka cyklu:33 s

Vstrekovací lejaci nástroj 2 je vybavený štyrmi kvapalinovými temperovacími okruhmi Kj ktoré sú prostredníctvom snímačov ThR| teploty v spätných vetvách kvapalinových temperovacích okruhov K| a snímačom ThV teploty v doprednej vetve kvapalinových temperovacích okruhov K prepojené s riadiacou jednotkou 3. Ako okamih Z_t sa volí okamih „počiatok kalibračného tlaku“ a ako okamih Z₂ sa volí okamih „koniec otváracieho pohybu nástroja“. Časový interval medzi okamihmi Z) a Z₂ je 22 s.

Ako relatizovaná doba chladenia t_d vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 je pre kvapalinové temperovacie okruhy K] a K₂ (strana dýzy) zadané 50 %, t. j. 11 s, a pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K< (protiľahlá strana) 40%, t. j. 13,2 s.

Teploty temperovacieho média príslušných kvapalinových temperovacích okruhov K_b4 sa merajú bezprostredne na výstupe vstrekovacieho lejacieho nástroja 2.

Merania teploty v spätnej a doprednej vetve kvapalinových temperovacích okruhov K_b4 prebiehajú po celý čas cyklu.

Uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu je ďalej objasnené na príklade kvapalinového temperovacieho okruhu K,.

V prvom cykle rozbehovej fázy prebieha, počnúc okamihom Zi, počiatočné chladenie s určitou časovou dĺžkou t_init, aby sa docielilo prvé úplné prepláchnutie príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu K_b Časová dĺžka inicializačného impulzu t_init počiatočného chladenia sa stanoví empiricky na základe existujúcich skúseností, pričom pre tento príklad sa ako dostatočná dĺžka javí dĺžka 5 sekúnd. Pre nasledujúcich m cyklov sa rozbehový impulz vypočítava podľa vzťahu:

ta ^fcd-anf “ 5 * m

Tento výpočet prebieha v závislosti od kvapalinového temperovacieho okruhu K_h pričom pre m sa volí hodnota 5, Pri kvapalinovom temperovacom okruhu Ki vychádzajú pre cykly 2 až 6 temperovacie impulzy s dĺžkami 2,2 s, 4,4 s, 6,6 s, 8,8 s a 11 s:

Ak sa dosiahne vopred zadaná relativizovaná doba temperovania, t. j. 50 %, prípadne 11 s, vypočíta sa pre tento cyklus po prvý raz opísaný integrál WRG(Z_btd) priebehu teploty, WRG(Z_btd) = 27,5. Nasledujúci cyklus je označený ako referenčný cyklus, prebieha temperovanie po vopred zadanú dobu 11 sekúnd a nasleduje opäť výpočet zmieneného integrálu teploty, WRG(Z_btd) = 28,3. Rozdiel uvedených integrálov, ktorý je 0,8, je menší než vopred zadaná hodnota W_G = 2,75, čo znamená, že naposledy prebehnutý cyklus je uznaný za referenčný cyklus, je uložený časový priebeh teploty v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu K₃ a rozbehová fáza sa považuje za ukončenú.

Vo všetkých nasledujúcich cykloch sa v okamihu Z, príslušného cyklu naštartuje temperovací impulz s dĺžkou tj, pričom hodnota t_d (11 s) sa v priebehu daného cyklu s použitím korekčného algoritmu koriguje pri výskyte odchýlok priebehu teploty od priebehu teploty takzvaného referenčného cyklu. Každý nasledujúci cyklus sa na ten účel počnúc okamihom Z] do konca relativizovanej doby temperovania td rozdelí na najmenšie časové intervaly (^,ζ, s dĺžkou 0,05 s, v každom okamihu t, sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu Kj a podľa rovnice (1) sa vypočítava hodnota WRG_j5t(t_i.i,t_i):

í¹

WRCd.tttj-iAi) = (Truckít) - Tvoril’ ^dt· ^ti-l

Hodnota WRG_ist(ti._bti) sa v každom okamihu t; až do konca relativizovanej doby temperovania t_d vždy k tomu istému okamihu cyklu podľa rovnice (2) priebežne porovnáva s hodnotou WRG/t,.,,!;) referenčného cyklu. Rozdiel WD(t|) zmienených hodnôt sa spôsobom podľa vynálezu v práve prebiehajúcom cykle použije na korektúru relativizovanej doby temperovania td o korekčnú dobu t^jt;).

^WD<ti) = WRG_ist(t_i_₁,t_i) - WRG^Ít^^tp ^tkorr ^ÍK * t (^rt-u_ckt^ťiJ ^T’voU^tlJist ~ ^ruck^U “

Iref t * ttl “ ti-irí/tKtj) - ľvor^d^ref pričom platí K = 1.

V nasledujúcej tabuľke sú ako príklad uvedené výsledky meraní a výpočtu hodnôt Truck(ti)> Tvor (t,), WRG^ti-hti), WD(tj), t_kolT(ti) a t_d pre 50., 80., 120. a 200. merací bod 20. cyklu kvapalinového temperovacieho okruhu K_b

Okamih i	Truek v tx (•C)1	ÍT Cct	»«GiSt v ti	WD v tt	tkorr v (e)	Λ (e)1
50	41,6	37,0	0,24	-0,01	-0,04	10,1
80	40,B	37,1	0,185	-0,02	-0,04	9*4
120	39,7	37,0	0,135	0,005	0,01	9,7
200	38,1	37,0	0,06	0,01	0,02	10,6

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy K] sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu 37 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky boli spôsobom podľa vynálezu trvalé vyrábané v zodpovedajúcej akosti s opakovacou dobou cyklu 33 s. Vypočítaný podiel zmätkov bol 2,6 % a merná spotreba energie bola približne 0,59 kWh/kg.

Príklad 2

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 typu Krauss Maffei 250-1200 B sa z polypropylénu plneného 40 % mastenca vyrábajú kryty pre automobilový priemysel.

Proces má nasledujúce technologické parametre:

- prevedenie vstrekovacieho lejacieho nástroja 2:	jednoduché
- hmotnosť 1 vstreku (2 odliatky + naliatok):	210 g
- hmotnosť vstrekovacieho lejacieho nástroja 2:	770 kg
- vstrekovací tlak:	800 bar
- doba vstrekovania:	2,0 s
- závemá sila:	2 000 kN
- kalibračný tlak:	700 bar
- trvanie kalibračného tlaku:	3,5 s
- teplota v doprednej vetve:	14 °C
- dĺžka cyklu:	26,5 s

Vstrekovací lejací nástroj 2 je vybavený štyrmi kvapalinovými temperovacími okruhmi K₍, ktoré sú prostredníctvom snímačov ThR_t teploty v spätných vetvách kvapalinových temperovacich okruhov K| a snímačom ThV teploty v doprednej vetve kvapalinových temperovacich okruhov K| prepojené s riadiacou jednotkou 3. Ako okamih Z[ sa volí okamih „počiatok kalibračného tlaku“ a ako okamih Z₂ sa volí okamih „koniec otváracieho pohybu nástroja“. Časový interval medzi okamihmi 7>\ aZ₂ je 19 s.

Ako relatizovaná doba chladenia ty vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 je pre kvapalinové temperovacie okruhy K, a K₂ (strana dýzy) zadané 70 %, to jest 5,7 s, a pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K4 (protiľahlá strana) 65 %, to jest 6,6 s.

Teploty temperovacieho média príslušných kvapalinových temperovacich okruhov K_b4 sa merajú bezprostredne na výstupe vstrekovacieho lejacieho nástroja 2.

Merania teploty v spätnej a doprednej vetve kvapalinových temperovacich okruhov K_V4 prebiehajú priebežne po celý čas cyklu.

Uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu je analogické ako v príklade 1, pre výpočet dĺžky rozbehových impulzov sa volí m = 5 a rozbehová fáza sa ukončí po 7 cykloch s voľbou referenčného cyklu. Temperovacie impulzy vypočítané v nasledujúcich cykloch dosahujú za pôsobenia vyskytujúcich sa rušivých vplyvov na tepelný stav vstrekovacieho nástroja 2 dĺžky medzi 4,2 s a 7,5 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K_t a K₂ a medzi 5,4 s a 8,0 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K4.

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy K₍ sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu približne 14 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky boli spôsobom podľa vynálezu trvalé vyrábané v trojsmennej prevádzke, zásluhou dosiahnutej konštantnosti tepelného prevádzkového stavu so zodpovedajúcou stabilitou prevádzky a akosťou. Opakovacia doba cyklu bola 26,5 sekúnd. Vypočítaný podiel zmätkov bol 0,85 % a merná spotreba energie bola približne 0,55 kWh/kg.

Príklad 3

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 sa z gumovej zmesi na báze kaučuku SBR/NR vyrábajú výlisky.

Proces má nasledujúce technologické parametre:

- vstrekovací lejací stroj 1:

- závemá sila: 850 kN

- priemer závitovkového piesta: 45 mm

- otáčky závitovky:

- náporový tlak v %:

- dĺžka cyklu:

- vstrekovacia forma:

/min.

35% s

- plnoautomatické vytvarovanie

- elektricky vyhrievaná

- výlisok:

- otvorený, priamo vystrieknutý zaliatím

- počet priehradok: 24

- hmotnosť výlisku: 0,064 kg (vrátane náliatku)

Plastifikačný valec 2' je vybavený tromi kvapalinovými temperovacími okruhmi K_l( ktoré sú prostredníctvom snímačov ThRj teploty v spätných vetvách kvapalinových temperovacich okruhov K a snímačom ThV teploty v doprednej vetve kvapalinových temperovacich okruhov K| prepojené s riadiacou jednotkou 3.

Kvapalinový temperovací okruh K₁ (vťahovanie hmoty) a kvapalinový temperovací okruh K₃ (oblasť dýzy) sú vybavené prídavným kúrením. Ako okamih Z₃ sa volí 0kamih „počiatok plastifikácie“ a ako okamih Z₂ sa volí 0kamih „koniec otváracieho pohybu nástroja“. Časový interval medzi okamihmi Z_t a Z₂ je 37 s.

Ako relatizovaná doba chladenia ty je pre kvapalinový temperovací okruh Kj (oblasť vťahovania) zadané 90 % (3,7 s), to jest má zostať zachovaná pomerne vysoká úroveň trecieho tepla. Pre kvapalinové temperovacie okruhy K₂ (začiatok vyrážacej zóny) a K₃ sa zadáva 80 %, to jest 7,4 s. Pre tepelný prevádzkový stav plastifikačného valca 2' znamená toto zadanie rastúci tepelný obsah pozdĺž plastifikačného valca 2' smerom k vyrážacej zóne, ktorý vyplýva z trecieho tepla, narastajúceho pomerne výrazne v tomto smere. Teploty temperovacieho média v spätných vetvách jednotlivých kvapalinových temperovacich okruhov K, sa merajú bezprostredne na výstupe z plastifikačného valca 2’.

Merania teploty v spätnej a doprednej vetve kvapalinových temperovacich okruhov K_b3 prebiehajú priebežne po celý čas cyklu.

V priebehu rozbehovej fázy bola už po niekoľkých minútach dosiahnutá taká úroveň tepelného prevádzkového stavu, že sa mohli odpojiť prídavné kúrenia. Rozbehová fáza bola ukončená po 12 cykloch, pričom 3 cykly poslúžili na stanovenie referenčného cyklu. Temperovacie impulzy vypočítané v nasledujúcich cykloch dosahujú pri pôsobení vyskytujúcich sa rušivých vplyvov na tepelný stav plastifikačného valca 2' dĺžku medzi 2,0 s a 5,5 s pre kvapalinový temperovací okruh K, a medzi 5,4 s a 8,6 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K₂ a K₃.

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy Kj sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu približne 14 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky sa spôsobom podľa vynálezu vyrábali v trvalej prevádzke so zodpovedajúcou akosťou a nasledu júcimi parametrami:

- dĺžka cyklu:

- podiel zmätkov:

- merná spotreba energie:

- prídavná spotreba pracovnej doby na nastavovanie - na smenú:

s

2,9 %

0,6 kWh/kg min.

Príklad 4

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 typu Krauss Maffei 150-620 B sa z polyamidu 6.6 vyrábajú súčiastky chladenia automobilového motora.

Proces má nasledujúce technologické parametre:

- prevedenie vstrekovacieho lejacieho nástroja 2: dvojité

- hmotnosť jedného vstreku (dva výlisky’ + naliatok): 204 g

- hmotnosť vstrekovacieho lejacieho nástroja 2:	850 kg
- vstrekovací tlak:	920 bar
- doba vstrekovania:	1,8 s
- závemá sila:	1300 kN
- kalibračný tlak:	750 bar
- trvanie kalibračného tlaku:	5,5 s
- teplota v doprednej vetve:	37 °C
- dĺžka cyklu:	33 s

Vstrekovací lejací nástroj 2 je vybavený štyrmi kvapalinovými temperovacími okruhmi K], ktoré sú prostredníctvom snímačov ThRj ThR( teploty prepojené s riadiacou jednotkou 3. Ako požadovaná teplota T_soll vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 je pre kvapalinové temperovacie okruhy Kí a K₂ (strana dýzy) zadané 65 °C a pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K,, (protiľahlá strana) 55 °C.

Teploty vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 v oblasti príslušných kvapalinových temperovacích okruhov K| sa merajú v geometrickom strede medzi temperovacím kanálom a vnútorným povrchom formy a približne uprostred medzi vstupom a výstupom temperovacieho média do a z príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu K,.

Na príklade kvapalinového temperovacieho okruhu Kj je ďalej opísaný spôsob a usporiadanie vŕtaných otvorov pre snímače TÚR, teploty. Otvor sa vytvorí uprostred medzi vstupom a výstupom temperovacieho média a súčasne uprostred medzi navzájom a vnútorným povrchom vstrekovacieho nástroja 2 rovnobežne prebiehajúcimi chladiacimi kanálmi v geometrickom strede medzi oboma chladiacimi kanálmi, kolmo na vnútorný povrch vstrekovacieho nástroja 2. Vŕtaný otvor končí v polovici vzdialenosti medzi chladiacim kanálom a vnútorným povrchom vstrekovacieho lejacieho nástroja 2. Konkrétne rozmerové údaje pre kvapalinový temperovací okruh K₃ sú nasledujúce:

- stredová vzdialenosť medzi temperovacími kanálmi: 40 mm

- vzdialenosť medzi stredom temperovacieho kanálu a vnútorným povrchom formy: 40 mm

- vzdialenosť medzi dnom vŕtaného otvoru a vnútorným povrchom formy: 20 mm

Vŕtané otvory na meranie teploty pre kvapalinové temperovacie okruhy K₂, K₃ a K4 sa vytvoria analogicky ako pre kvapalinový temperovací okruh K_r

Merania teploty v spätnej a doprednej vetve kvapalinových temperovacích okruhov K_M prebiehajú priebežne po celý čas cyklu. Ako reakcia na namerané hodnoty sú do príslušných kvapalinových temperovacích okruhov K, zavádzané impulzy pre temperovacie médium s časovo obmedzenou dĺžkou.

V prvom cykle rozbehovej fázy je v okamihu Z, (začiatok kalibračného tlaku) generovaný temperovací impulz tj„_it s určitou dĺžkou, ktorým sa dosiahne prvé úplné prepláchnutie dotyčného kvapalinového temperovacieho okruhu K_P Dĺžka inicializačného impulzu t^ sa stanoví vždy empiricky na základe existujúcich skúseností, pričom pre tento príklad sa za dostatočnú hodnotu považuje hodnota 5 sekúnd.

V nasledujúcom cykle je pri dosiahnutí teploty vstrekovacieho lejacieho nástroja 2 3 °K pod teplotou T_soII v danom kvapalinovom temperovacom okruhu Kj v okamihu Zj („začiatok kalibračného tlaku“) generovaný temperovací impulz tann s dĺžkou 0,3 sekundy. Tento temperovací impulz tann s dĺžkou 0,3 sekundy je potom generovaný vo všetkých nasledujúcich cykloch, až do prvého prekročenia požadovanej teploty T_so,|. Dosiahnutím, prípadne prekročením požadovanej teploty T_son začína dosiahnutie tepelnej rovnováhy vo vstrekovacom tvarovacom nástroji 2.

To znamená, že v n cykloch (n = 5) po prvom dosiahnutí alebo prekročení zadanej požadovanej teploty T_son je v okamihu Zj generovaný temperovací impulz t_E, ktorý je vypočítaný ako stredná hodnota z celkovej doby chladenia v predchádzajúcich piatich cykloch a modifikovaný súčiniteľom KÍ podľa nasledujúceho vzorca:

Kl(j) n ^tE “ * ^Σ ^Eí ⁺ '-Vil , n i=l kde n = 5, pričom pre KÍ (j) platí:

Kl( j) = a_Q 4- a₁ * j pre j < 6

Kl(j) = 1 pre j > 5

S prihliadnutím k tepelnej zotrvačnosti procesov prenosu tepla na počiatku stacionárnej prevádzkovej fázy a z toho často vyplývajúcich „prekmitov“ teplotnej regulácie sa pre konštanty ao a aj volia nasledujúce hodnoty:

a_Q = 0,25, a₁ = 0,15.

Pre KÍ (j) vychádza v závislosti od j monotónne stúpajúci priebeh, ktorý zaisťuje, že až impulz vypočítaný po piatom cykle po prekročení požadovanej teploty má dĺžku t_D dostatočnú na dodržiavanie vopred zadanej požadovanej teploty. Dĺžka t_D sa rovná hodnote t_E vypočítanej podľa (5) pre 6. cyklus, pre tento príklad je t_D = 12,7 s.

Od tohto okamihu nasleduje temperovanie v závislosti od porovnávania požadovanej a skutočnej teploty.

Pre tento, v príklade šiesty cyklus po prekročení požadovanej teploty, sa po prvý raz vypočítava zmienený integrál WRG(Z,,t_D) priebehu teploty, WRG(Z_bt_D) = 820,9. V nasledujúcom cykle znovu prebehne temperovanie s vypočítanou dĺžkou t_D a opäť tiež výpočet zmieneného integrálu teploty, WRG(Zj,t_D) = 826,7. Rozdiel oboch integrálov (5,8) je menší než vopred zadaná hodnota WG (WG = = 16,4), čo znamená, že naposledy prebehnutý cyklus je označený za referenčný cyklus, je uložený časový priebeh teploty vo vstrekovacom nástroji 2, prípadne piastifikačnom valci 2', a rozbehová fáza sa považuje za ukončenú.

Vo všetkých nasledujúcich cykloch sa v okamihu Z] príslušného cyklu naštartuje temperovací impulz s dĺžkou t_D, pričom hodnota t_D (12,7 s) sa v priebehu daného cyklu s použitím korekčného algoritmu koriguje pri výskyte odchýlok priebehu teploty od priebehu teploty takzvaného referenčného cyklu. Každý nasledujúci cyklus sa s tým cieľom počnúc okamihom L- do konca vypočítanej doby temperovania t_D rozdelí na najmenšie časové intervaly (tj.j.tj) s dĺžkou 0,05 s, v každom okamihu q sa meria teplota vstrekovacieho nástroja 2 a podľa rovnice (1) sa vypočítava hodnota WRGjs^tj.btj):

Hodnota WRGjnítj.bti) sa v každom okamihu tj až do konca doby temperovania t_D vždy k tomu istému okamihu cyklu podľa rovnice (2) priebežne porovnáva s hodnotou WRGjeXti.bti) referenčného cyklu. Rozdiel WD(t) zmienených hodnôt sa spôsobom podľa vynálezu v práve prebiehajúcom cykle použije na korektúru doby temperovania t_D o korekčnú dobu t_koir(ti).

WDttp . - «RSraflti-i, ti) tkorr^ti) - K ‘ (^T(ti)i_st - T(ti>_re£) * (ti - ti_i), pričom platí K = 1.

V nasledujúcej tabuľke sú ako príklad uvedené výsledky meraní a výpočtu hodnôt T(ti)_is„ WRG_is,(ti. i ,tj), wD(ti), t_korr(ti) a t_D pre 1., 50., 80., 120. a 200. merací bod 20. cyklu kvapalinového temperovacieho okruhu K_b

Okamih i	Tist V t< (*c|	Trgf v	WRG f V ti	ťkorr v tl (>	po tj (s)
1	64,8	64,8	3,25	0,00	12,7
50	65,8	66,3	3,30	-0,025	12,1
80	66,7	66,7	3,34	0,00	11,8
120	66,0	66,2	3,30	-0,01	11,6
200	65,4	65,2	3,25	0,0L	12,0

Ako je z príkladu zrejmé, je temperovaci impulz s dĺžkou 12,7 s, ktorý bol v referenčnom cykle generovaný a bol v tomto referenčnom cykle nevyhnutný na udržanie vopred zadanej požadovanej teploty, v priebehu 20. cyklu korigovaný z 12,7 cez 12,1, 11,8, a 11,6 až na 12 s.

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy K| sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu 37 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky boli spôsobom podľa vynálezu trvalé vyrábané v zodpovedajúcej akosti s opakovacou dobou cyklu 33 s. Vypočítaný podiel zmätkov bol 2,6 % a merná spotreba energie bola približne 0,59 kWh/kg.

Príklad 5

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 typu Krauss Maffei 250-1200 B sa z polypropylénu plneného 40 % mastenca vyrábajú kryty pre automobilový priemysel.

Proces má nasledujúce technologické parametre:

- prevedenie vstrekovacieho lejacieho nástroja 2:	jednoduché
- hmotnosť 1 vstreku (2 odliatky+naliatok):	210g
- hmotnosť vstrekovacieho lejacieho nástroja 2:	770 kg
-vstrekovací tlak:	800 bar
- doba vstrekovania:	2,0 s
- závemá sila:	2000 kN
- kalibračný tlak:	700 bar
- trvanie kalibračného tlaku:	3,5 s
- teplota v doprednej vetve:	14 °C
- dĺžka cyklu:	26,5 S

Vstrekovací lejací nástroj 2 je vybavený štyrmi kvapalinovými temperovacími okruhmi K_b ktoré sú prostredníctvom snímačov ThR| teploty vo vstrekovacom lejacom nástroji 2 v oblasti jednotlivých kvapalinových temperovacích okruhov K₍ prepojené s riadiacou jednotkou 3. Ako okamih Z[ sa volí okamih „počiatok kalibračného tlaku“ a ako okamih Z₂ sa volí okamih „koniec otváracieho pohybu nástroja“. Časový interval medzi okamihmi Z| a Z₂ je 19 s. Ako požadovaná teplota je pre kvapalinové temperovacie okruhy K] a K₂ (strana dýzy) zadané 55 °C a pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K₄ (protiľahlá strana) 45 °C.

Priebeh procesu je analogický ako v príklade 1, rozbehová fáza sa ukončí po 8 cykloch.

Temperovacie impulzy vypočítané v nasledujúcich cykloch dosahujú pri pôsobení vyskytujúcich sa rušivých vplyvov na tepelný stav vstrekovacieho nástroja 2 dĺžku medzi 4,2 s a 7,5 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K] a K₂ a medzi 5,4 s a 8,0 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K₃ a K4.

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy K, sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu približne 14 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky boli spôsobom podľa vynálezu trvalé vyrábané v trojsmennej prevádzke, zásluhou dosiahnutej konštantnosti tepelného prevádzkového stavu so zodpovedajúcou stabilitou prevádzky a akosťou. Opakovacia doba cyklu bola 26,5 sekúnd. Vypočítaný podiel zmätkov bol 0,85 % a merná spotreba energie bola približne 0,55 kWh/kg.

Príklad 6

Vo vstrekovacom lejacom stroji 1 sa z gumovej zmesi na báze kaučuku SBR/NR vyrábajú výlisky „vyrovnávací tlmič“.

Proces má nasledujúce technologické parametre:

vstrekovací lejací stroj 1:

- závemá sila: 850 kN

- priemer závitovkového piesta: 45 mm

- otáčky závitovky: 90 /min.

- náporový tlak v %: 35 %

- dĺžka cyklu: 45 s

- vstrekovacia forma:

- plnoautomatické vytvarovanie

- elektricky vyhrievaná

- výlisok:

- otvorený, priamo vystrieknutý zaliatím

- počet priehradok: 24

- hmotnosť výlisku: 0,064 kg (vrátane naliatku)

Plastifikačný valec 2' je vybavený tromi kvapalinovými temperovacími okruhmi K₍. ktoré sú prostredníctvom snímačov ThR| teploty v stene plastifikačného valca 2' prepojené s riadiacou jednotkou 3. Kvapalinový temperovaci okruh K] (vťahovanie hmoty) a kvapalinový temperovaci okruh K₃ (oblasť dýzy) sú vybavené prídavným kúrením. Ako okamih 7. sa volí okamih „počiatok plastifikácie“ a ako okamih Z₂ sa volí okamih „koniec otváracieho pohybu nástroja“. Časový interval medzi okamihmi Z| a Z₂ je 37 s.

Ako požadované teploty T_son plastifikačného valca 2' sú zadané nasledujúce hodnoty: kvapalinový temperovaci okruh K, (vťahovacia zóna) 45 °C, kvapalinový temperovaci okruh K₂ (ohrievacia a zhutňovacia zóna, začiatok vyrážacej zóny) 52 °C, kvapalinový temperovaci okruh K₃ (vyrážacia zóna a teleso dýzy) 60 °C, spínacia teplota pre kúrenie je T_son - 2,5 K, vypínacia teplota pre kúrenie je T_soll - 2,0 K.

Teploty steny plastifikačného valca 2' v oblasti jednotlivých kvapalinových temperovacích okruhov K, sa merajú približne v ťažisku steny plastifikačného valca 2', to jest pri danom vnútornom priemere 45 mm a danom vonkajšom priemere 90 mm plastifikačného valca 2' približne 15 mm od vonkajšieho povrchu v radiálnom smere a súčasne približne uprostred medzi vstupom a výstupom temperovacieho média do a z daného kvapalinového temperovacieho okruhu K₍. Meranie teploty prebieha priebežne po celú dĺžku cyklu.

V rozbehovej fáze bola už po niekoľkých minútach dosiahnutá vypínacia teplota pre prídavné kúrenie, od tejto doby boli v jednotlivých okamihoch Z] jednotlivých cyklov generované temperovacie impulzy t_ann s dĺžkou 0,3 s, aby sa docielilo tlmené dosiahnutie požadovanej teploty Tsoll· Po dosiahnutí požadovanej teploty T_Soll bol po piatom cykle po prvom prekročení požadovanej teploty Tsoll zvolený referenčný cyklus a tým ukončená rozbehová fáza.

Temperovacie impulzy vypočítané v nasledujúcich cykloch dosahujú za pôsobenia vyskytujúcich sa rušivých vplyvov na tepelný stav plastifikačného valca 2' hodnoty medzi 2,0 s a 5,5 s pre kvapalinový temperovaci okruh Kt a medzi 5,4 s a 8,6 s pre kvapalinové temperovacie okruhy K₂aK₃.

Všetky kvapalinové temperovacie okruhy K| sú napájané úžitkovou vodou z uzavretej siete chladiacej vody v prevádzke, ktorá má v doprednej vetve teplotu približne 14 °C. Nie je potrebné túto teplotu regulovať.

Opísané výlisky sa spôsobom podľa vynálezu vyrábali v trvalej prevádzke so zodpovedajúcou akosťou a nasledujúcimi parametrami:

SK 282546 Β6

- dĺžka cyklu:

- podiel zmätkov:

- merná spotreba energie:

- prídavná spotreba pracovnej doby na nastavovanie - na smenú:

s

2,9 %

0,60 kWh/kg min.

Porovnávací príklad 1

Analogicky ako v príkladoch 1 a 4 sa vyrábajú výlisky pri použití bežného temperovania, za nasledujúcich temperovacích podmienok:

- spôsob chladenia: 2 dvojokruhové pristavené temperovacie zariadenia

- temperovacie médium: voda

- teplota temperovacieho média: 2 x 55 °C, 2 x 60 °C.

Potrebná dĺžka cyklu pritom bola 37 sekúnd. V trvalej prevádzke sa dosiahol podiel zmätkov 3,1 %, merná spotreba energie bola približne 0,72 kWh/kg.

Porovnávací príklad 2

Analogicky ako v príkladoch 2 a 5 sa vyrábajú výlisky pri použití bežného temperovania, za nasledujúcich temperovacích podmienok, pričom vstrekovací nástroj 2 bol temperovaný pomocou dvoch pristavených temperovacích zariadení:

- spôsob chladenia: 2 dvojokruhové pristavené temperovacie zariadenia

- temperovacie médium: voda

- teplota temperovacieho média:

x 50 °C (na strane dýzy), x 45 °C (na protiľahlej strane).

Potrebná dĺžka cyklu pritom bola 29 sekúnd. V trvalej prevádzke sa dosiahol podiel zmätkov 2,6 %, merná spotreba energie bola približne 0,69 kWh/kg.

Spôsobom podľa vynálezu sa v porovnaní s konvenčným spôsobom temperovania dosiahne podstatné zvýšenie stability procesu. Okrem úspory temperovacích zariadení, v oboch príkladoch išlo o dve temperovacie zariadenia, sa dosiahne ďalšia výhoda spočívajúca v skrátení dĺžky cyklu. Toto skrátenie je podľa príkladov približne 10 %. Tým sa dosiahne výrazné zvýšenie produktivity. Okrom toho sa mohlo dosiahnuť i výrazné zníženie podielu zmätkov, ktoré podľa príkladov je 38 %, prípadne 67 %. Celkove sa dosiahne tiež zníženie mernej spotreby energie, ktoré je 10 až 20 %.

Porovnávací príklad 3

Analogicky ako v príkladoch 3 a 6 sa vyrábajú výlisky pri použití bežného temperovania, za nasledujúcich temperovacích podmienok:

- spôsob temperovania: jedno pristavené temperovacie zariadenie, priebežné temperovanie celého plastifikačného valca 2',

- temperovacie médium: voda,

- teplota temperovacieho média: 75 °C.

Výlisky uvedené v príklade 2 boli v trvalej prevádzke vyrábané za nasledujúcich podmienok:

- dĺžka cyklu:

- podiel zmätkov:

- merná spotreba energie:

- prídavná práca obsluhy pri nastavovaní, na smenú:

s

4,2 %

0,70 kWh/kg min.

Claims (12)

1. Spôsob temperovania jednotiek vstrekovacích lejacích strojov (1), predovšetkým na spracovanie zosieťova teľných polymérov, a jednotiek tvarovacích lejacích nástrojov (2) na spracovanie plastov, s najmenej jedným kvapalinovým temperovacím okruhom (Kj, pri ktorom sa meria teplota temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (K_ť) alebo teplota v plastifikačnom valci (2'), prípadne v vstrekovacom Iejacom nástroji (2) a podľa výsledku porovnávania skutočnej hodnoty so zadanou požadovanou hodnotou sa mení prietok temperovacieho média, vyznačujúci sa tým, že

a) pred meraním teploty temperovacieho média v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (K,) sa možná časová dĺžka odvádzania tepla v danej jednotke v priebehu cyklu rozdelí medzi okamihmi Z_b Z₂ na rovnaké úseky a pred začiatkom regulácie sa ako relativizovaná dĺžka temperovania zadá požadovaná dĺžka odvádzania tepla, načo sa priebežne meria teplota temperovacieho média v spätnej a doprednej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (K_;) a po dosiahnutí tepelnej rovnováhy v danej jednotke sa v nasledujúcom cykle ako požadovaná hodnota zadanej relativizovanej dĺžky temperovania vypočíta a uloží veličina WRG, ktorá je relevantná k obsahu tepla v jednotke a predstavuje plochu v závislosti od času meraného rozdielu medzi teplotou temperovacieho média v spätnej vetve a v doprednej vetve v priebehu takzvaného referenčného cyklu, alebo

b) priebežne sa meria teplota v plastifikačnom valci (2'), prípadne nástroji (2) v miestach, ktoré sú pre daný kvapalinový temperovací okruh (K,) tepelne rovnomerne ovplyvňované tak taveninou, prípadne ohrievanou tvarovanou hmotou, ako i temperovaním, a po dosiahnutí tepelnej rovnováhy danej jednotky sa v nasledujúcom cykle vypočíta a uloží veličina WRG, ktorá je relevantná k obsahu tepla v jednotke a predstavuje plochu v závislosti od času, v intervale medzi okamihom Z| a koncom temperovacej doby t_D vypočítanej v rozbehovom móde, meranej teploty v priebehu takzvaného referenčného cyklu, a v pre oba kroky a) a b) spôsobu sa vo všetkých nasledujúcich cykloch plocha, ktorá je vypočítaná z priebehu okamžitého skutočného stavu, a plocha vypočítaná z tohto analogicky k referenčnému cyklu, porovnáva s plochou, vypočítanou v referenčnom cykle a z vypočítaného rozdielu plôch sa ako meradlo odchýlky od tepelného obsahu referenčného cyklu vypočíta korekčná veíičina pre dĺžku temperovacieho impulzu generovaného v danom cykle, pričom tento temperovací impulz je generovaný v okamihu Z_b akékoľvek možné temperovanie končí najneskôr v okamihu Z₂ a signály Z] a Z₂ sú vopred zadané z riadiacej jednotky (3) procesu.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že na temperovanie vstrekovacích lejacích nástrojov (2) na vstrekovacie liatie sa ako okamih Z j stanoví začiatok doby kalibračného tlaku alebo začiatok procesu vstrekovania a ako okamih Z₂ koniec otváracieho pohybu vstrekovacieho lejacieho nástroja (2).

3. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že na temperovanie plastifikačných valcov (2') vstrekovacích strojov (1) sa ako okamih Z| stanoví začiatok plastifikácie (začiatok otáčania závitovky) a ako okamih Z₂ koniec otváracieho pohybu vstrekovacieho lejacieho nástroja (2).

4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že okamihy Z_x a Z₂ sú dané zhodnými signálmi z riadiacej jednotky (3) procesu, pričom okamih Z₂ je zhodný s okamihom Z_x nasledujúceho cyklu.

5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1, 2 a 4, vyznačujúci sa tým, že miesto merania teploty sa nachádza v oblasti geometrického stredu medzi vnútor ným povrchom vstrekovacieho lejacieho nástroja (2) (stenou vstrekovacieho lejacieho nástroja (2) a temperovacími kanálmi alebo temperovacou plochou na prietok temperovacieho média a súčasne v oblasti stredu medzi vstupom a výstupom temperovacieho média v dostatočne veľkej vzdialenosti od vnútorného povrchu vstrekovacieho lejacieho nástroja (2).

6. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1, 3 a 4, vyznačujúci sa tým, že miesto merania teploty sa nachádza v oblasti geometrického stredu medzi vnútorným povrchom a vonkajším povrchom steny plastifikačného valca (2') a súčasne v oblasti stredu medzi vstupom a výstupom temperovacieho média do a z príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu (K_;).

7. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že tepelná rovnováha sa vo variante merania teploty v spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (K.) počas rozbehovej fázy na počiatku procesu dosiahne nasledujúcimi krokmi:

a) v prvom cykle procesu sa v okamihu Zj generuje temperovací impulz t_init s určitou dĺžkou, aby sa dosiahlo prvé úplné prepláchnutie kvapalinového temperovacieho okruhu (1Q,

b) v nasledujúcich cykloch je relativizovaná doba temperovania t_d v závislosti od tepelnej úrovne rozdelená na určitý počet rozbehových impulzov rôznej dĺžky na cyklus, a to podľa vzťahu:

^fcd-anf “ i * >

m kde ta je relativizovaná doba temperovania, j je číslo od 1 do m a m je hodnota tepelnej úrovne v rozsahu 5 až 10, pričom 5 predstavuje nízku a 10 vysokú tepelnú úroveň, pričom v každom cykle sa generuje len jeden rozbehový impulz a vypočítané rozbehové impulzy sa generujú tak často, pokiaľ sa nedosiahne vopred zadaná hodnota t_d,

c) po dosiahnutí hodnoty t_d sa pre tento cyklus vypočíta a uloží integrál WRGjZj.Q priebehu teploty,

d) v cykle nasledujúcom po cykle, v ktorom bola po prvý raz dosiahnutá hodnota t_d, sa analogicky ako v kroku c) vypočíta integrál WRG(Z_bt_d) priebehu teploty a tento integrál sa porovnáva s hodnotou uloženého vypočítaného integrálu predchádzajúceho cyklu, ak je rozdieí menší než vopred zadaná hodnota WG, je tento cyklus označený a uložený ako referenčný cyklus, ak sa rozdiel rovná alebo je väčší než hodnota WRG(Z_bt_d), opakuje sa v nasledujúcich cykloch výpočet integrálu s hodnotou predchádzajúceho cyklu tak dlho, pokiaľ sa nedosiahne pokles pod hodnotu WG a tým ukončenie procesu rozbehu.

8. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4 a 7, vyznačujúci sa tým, že v priebehu stacionárnej prevádzky sa vo všetkých cykloch v okamihu Zi daného cyklu začne temperovanie s relativizovanou dĺžkou t_d temperovania, pričom v nasledujúcich krátkych časových intervaloch sa priebežne meria teplota v doprednej a spätnej vetve kvapalinového temperovacieho okruhu (Kj), vypočítava integrál WRG(tj._bti), tento integrál sa v cyklicky rovnakom okamihu porovnáva s integrálom referenčného cyklu a podľa výsledku priebežne zisťovaného rozdielu sa koriguje doba temperovania t_d práve prebiehajúceho cyklu.

9. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že stav tepelnej rovnováhy sa vo variante s meraním teploty v plastifikačnom valci (2'), prípadne vstrekovacom lejacom nástroji (2), dosiahne v rozbehovej fáze na začiatku procesu nasledujúcimi krokmi:

a) v prvom zo všetkých cyklov na začiatku procesu sa v okamihu Z j generuje iniciačný impulz t_ini_t s pevnou dĺžkou, aby sa dosiahlo prvé úplné prepláchnutie príslušného kvapalinového temperovacieho okruhu (Κ_;),

b) pri dosiahnutí definovanej vzdialenosti meranej strednej teploty od vopred zadanej požadovanej teploty sa v nasledujúcom cykle v okamihu Z] generuje temperovací impulz t_m„ nepatrnej časovej dĺžky, pričom tento impulz rovnakej dĺžky sa generuje vo všetkých nasledujúcich cykloch až do prvého prekročenia vopred zadanej požadovanej teploty, aby sa dosiahlo tlmené priblíženie strednej teploty vstrekovacieho lejacieho nástroja (2), prípadne plastifikačného valca (2'), k zvolenej požadovanej teplote,

c) pri dosiahnutí, prípadne prekročení vopred zadanej požadovanej teploty sa vstrekovací lejací nástroj (2), prípadne plastifikačný valec (2') pomocou v každom cykle aktualizovaného zadania vypočítaného impulzu pre temperovacie médium a temperovacie fázy závislé od aktuálneho porovnávania požadovanej a skutočnej hodnoty v cykle uvedie v priebehu n cyklov do blízkosti tepelnej rovnováhy tak, že z celkovej doby trvania impulzov pre temperovacie médium v stanovenom počte bezprostredne predchádzajúcich cyklov sa vypočíta aritmetický priemer temperovacej doby na cyklus, ktorý sa modifikuje súčiniteľom Kl, ktorý umožňuje kompenzáciu prakticky nevyhnutne pôsobiacich rušivých tepelných vplyvov na teplotný stav jednotky, a ako vypočítaná dĺžka impulzu t_E sa použije na zavádzanie temperovacieho média v okamihu Z_t nasledujúceho cyklu,

d) po dosiahnutí vopred zadaného počtu n cyklov nasledujúcich po prvom prekročení vopred zadanej požadovanej teploty sa v nasledujúcom cykle v okamihu Z] generuje temperovací impulz s dĺžkou t_D, pričom hodnota t_D je zhodná s hodnotou t_E vypočítanou pre tento cyklus, vypočíta sa hodnota integrálu WRG(Z_bt_D) a

e) pri prvom výpočte hodnoty WRG(Z_bt_d) nasledujúceho cyklu sa vypočíta hodnota WRG(Z_bt_D) pre aktuálny cyklus a porovnáva sa veľkosť oboch týchto hodnôt a ak je tento rozdiel menší než vopred zadaná hodnota WG, je aktuálny cyklus určený ako referenčný cyklus, je vhodným spôsobom uložený časový priebeh teploty vo vstrekovacom lejacom nástroji (2) a rozbehová fáza sa považuje za ukončenú, inak rozbehová fáza pokračuje s modifikovanými parametrami n a Kl od kroku c) až do poklesu pod vopred zadanú hodnotu WG v kroku e) spôsobu.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že počas rozbehovej fázy pri zadaní požadovanej teploty, ktorá leží pod zistenou skutočnou teplotou, prebieha vo všetkých nasledujúcich okamihoch Zj a Z₂ trvalé temperovanie tak dlho, pokiaľ meraná skutočná teplota po prvý raz nepoklesne pod vopred zadanú požadovanú teplotu, pričom po poklese pod požadovanú teplotu rozbehová fáza pokračuje generovaním temperovacieho impulzu tann v okamihu Z j cyklu nasledujúceho po uvedenom prvom poklese a je ukončená opakovaným poklesom pod požadovanú teplotu a nasledujúcou voľbou referenčného cyklu.

11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 6 a 9 až 10, vyznačujúci sa tým, že počas stacionárnej prevádzky je vo všetkých nasledujúcich cykloch v okamihu Z_t každého cyklu spustené temperovanie s dĺžkou impulzu t_D, pričom v po sebe nasledujúcich krátkych časových intervaloch medzi okamihom Z j a koncom vypočítanej doby temperovania t_D sa meria teplota a vypočítava integrál WRGistftj.jJi), ktorý sa v cyklicky zhodnom okamihu porovnáva s integrálom referenčného cyklu a podľa ziste15 ného rozdielu sa koriguje doba temperovania t_D práve prebiehajúceho cyklu.

12. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že pred rozbehovou fázou a počas rozbehovej fázy a stacionárnej prevádzky sa voliteľne pripojuje prídavné kúrenie, ktoré sa po dosiahnutí požadovanej tepelnej úrovne opäť odpojí.

2 výkresy

SK 282546 Β6