AT506978A1 - INJECTION MOLDING MACHINE WITH ENERGY RECOVERY - Google Patents
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Description
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Gewinnung von Energie aus der von im oder durch den Betrieb der Spritzgießmaschinen sich erwärmenden oder beheizten Bereichen oder Bauteilen der Spritzgießmaschine abgegebenen Abwärme.The present invention relates to an injection molding machine having means for recovering energy from the waste heat emitted from or heated by the operation of the injection molding machines or heated areas or components of the injection molding machine.
Derartige Spritzgießmaschinen sind seit langem bekannt und gehen beispielsweise aus den folgenden Druckschriften hervor: DE 101 53 704 A1, DE 198 31 483 A1, DE 196 03 036 A1, DE 24 25 589 A1, DE 27 23 088 A1, DE 32 12 796 C1, EP 122 885 A2, JP 06-312 438 A1 und JP 10-100 215 A1.Such injection molding machines have long been known and are apparent, for example, from the following publications: DE 101 53 704 A1, DE 198 31 483 A1, DE 196 03 036 A1, DE 24 25 589 A1, DE 27 23 088 A1, DE 32 12 796 C1 , EP 122 885 A2, JP 06-312 438 A1 and JP 10-100 215 A1.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Rückgewinnung von Energie wird entweder Luft oder eine Flüssigkeit mit den Abwärme erzeugenden Bauteilen der Spritzgießmaschine kontaktiert und anschließend einem Wärmetauscher oder direkt einem zu erwärmenden Bauteil der Spritzgießmaschine zugeführt.In the known devices for recovering energy either air or a liquid is contacted with the waste heat generating components of the injection molding machine and then fed to a heat exchanger or directly to a component to be heated of the injection molding machine.
Derartige Einrichtungen zur Energierückgewinnung bauen relativ groß und weisen darüber hinaus den Nachteil auf, dass sich die aus der Abwärme gewonnene Energie nicht speichern lässt, sondern unmittelbar zum Beheizen der zu erwärmenden Bauteile der Spritzgießmaschine verwendet werden muss.Such devices for energy recovery build relatively large and also have the disadvantage that the energy recovered from the waste heat can not save, but must be used directly for heating the components to be heated of the injection molding machine.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Spritzgießmaschine mit einer Einrichtung zur Gewinnung von Rückenergie aus Abwärme bereitzustellen, bei welcher die so gewonnene Energie einerseits leicht speicherbar ist und andererseits für verschiedene Zwecke genutzt werden kann.The object of the invention is to provide a generic injection molding machine with a device for recovering back energy from waste heat, in which the energy thus obtained on the one hand easily stored and on the other hand can be used for different purposes.
Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an injection molding machine with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Thermogeneratoren sind an sich bereits bekannt und müssen daher nicht im Detail beschrieben werden. Thermogeneratoren bestehen zum Beispiel aus mehreren in Reihe flächig kontaktierten Kohle/Graphitplatten, die zur Erhöhung der Effektivität mit Fullarenen angereichert werden können. Diese dienen als Träger von dünnschichtig aufgetragenen thermoelektrischen Materialien, wie Beispielsweise NiCu-NiCr. Durch die am Thermogenerator anliegende Temperaturdifferenz entsteht eine elektrische Gleichspannung, die über Kontakte abgegriffen werden kann. Die so gewonnene 64471-36/fr • · · φ φ φ · ·· • · · · φ φ · φ # φ · φ φ φ φφφφ φ φφ φ φφ φφ φ φφφφ φφ ·ΦΦ 2The thermal generators used according to the invention are already known per se and therefore do not need to be described in detail. Thermoelectric generators consist, for example, of a plurality of coal / graphite plates contacted in area in a row, which can be enriched with fullarenes to increase their effectiveness. These serve as carriers of thin-film thermoelectric materials such as NiCu-NiCr. The voltage applied to the thermogenerator temperature difference creates a DC electrical voltage that can be tapped via contacts. The thus obtained 64471-36 / fr ··· φ φ φ · · · · · · · φ φ · φ # φ · φ φ φ φφφφ φ φφ φ φφ φφ φ φφφφ φφ · φφ 2
Energie kann in elektrischen Speichereinrichtungen, wie Akkumulatoren oder Kondensatoren gespeichert und/oder für die verschiedensten Zwecke verwendet werden.Energy can be stored in electrical storage devices such as accumulators or capacitors and / or used for a variety of purposes.
So kann beispielsweise der Thermogenerator über elektrische Leitungen mit wenigstens einem elektrische Energie benötigenden Bauteil der Spritzgießmaschine verbunden sein. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Antriebseinheit der Spritzgießmaschine oder um einen anderen der in vielfältiger Form bei Spritzgießmaschinen vorhandenen elektrischen Verbraucher handeln.For example, the thermal generator can be connected via electrical lines to at least one component of the injection molding machine that requires electrical energy. The component may, for example, be a drive unit of the injection molding machine or another of the electrical consumers existing in manifold forms in injection molding machines.
Ein anderes Beispiel für einen solchen Verbraucher ist eine Heizvorrichtung, welche zum Beheizen ausgewählter Bereiche oder Bauteile der Spritzgießmaschine verwendet wird.Another example of such a consumer is a heater which is used to heat selected areas or components of the injection molding machine.
Es kann aber auch vorgesehen sein, den Thermogenerator über elektrische Leitungen mit dem Werkstromnetz zu verbinden, sodass die durch den Thermogenerator in der Spritzgießmaschine erzeugte Energie außerhalb der Spritzgießmaschine verwendet werden kann.But it can also be provided to connect the thermal generator via electrical lines to the factory power network, so that the energy generated by the thermal generator in the injection molding machine can be used outside the injection molding machine.
Thermogeneratoren können an allen Stellen der Spritzgießmaschine angeordnet werden, bei welchen Abwärme entsteht. Die Thermogeneratoren können entweder direkt mit diesem Stellen kontaktiert werden oder in einem gewissen Abstand zu ihnen angeordnet werden. Bei den Stellen handelt es sich beispielsweise um das Spritzaggregat der Spritzgießmaschine, hier besonders um den Plastifizierzylinder und die Einspritzdüse.Thermal generators can be arranged at all points of the injection molding machine, in which waste heat is generated. The thermal generators can either be contacted directly with this location or placed at a certain distance from them. The locations are, for example, the injection unit of the injection molding machine, here in particular the plasticizing cylinder and the injection nozzle.
Ein weiteres Beispiel stellen Hydraulikanlagen der Spritzgießmaschine dar, welche als Antriebe eingesetzt werden, zum Beispiel um einen Anpresshub zu erzeugen oder um die Formaufspannplatten relativ zueinander zu bewegen.Another example is hydraulic systems of the injection molding machine, which are used as drives, for example, to produce a Anpresshub or to move the platens relative to each other.
Die oben angeführten Aufzählungen sind natürlich nicht einschränkend zu verstehen.Of course, the above lists are not intended to be limiting.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the figures and the associated description of the figures. Showing:
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht das Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine sowie eine Hydraulikanlage der Spritzgießmaschine,1 is a schematic side view of the injection unit of an injection molding machine and a hydraulic system of the injection molding machine,
Fig. 2 ein Detail des in Fig. 1 dargestellten Spritzaggregats undFig. 2 shows a detail of the injection unit shown in Fig. 1 and
Fig. 3a, 3b den Stand der Technik sowie ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung. 3Fig. 3a, 3b, the prior art and another application example of the invention. 3
Die in den Fig. 1 und 2 schraffiert dargestellten Bereiche stellen die Thermogeneratoren 1 dar.The areas hatched in FIGS. 1 and 2 represent the thermal generators 1.
Zu erkennen ist in Fig. 1, dass beispielsweise eine Hydraulikanlage 3 mittels eines Thermogenerators 1 ummantelt wurde, um die in der Hydraulikanlage 3 als Abwärme anfallende Energie zumindest teilweise rückzugewinnen. Die Hydraulikanlage 3 weist dabei in bekannter Weise einen Ölbehälter 4, eine Pumpe 5 und einen verschiedenste Ventile aufweisenden Hydraulikblock 6 auf. Zu erkennen ist, dass jene Bauteile der Hydraulikanlage 3, bei welchen besonders viel Abwärme abfällt, wie die Pumpe 5 und der Hydraulikblock 6, zusätzlich gesondert mit einem Thermogenerator 1 ummantelt wurden.It can be seen in FIG. 1 that, for example, a hydraulic system 3 was sheathed by means of a thermogenerator 1 in order to at least partially recover the energy generated as waste heat in the hydraulic system 3. The hydraulic system 3 has in a known manner to an oil reservoir 4, a pump 5 and a variety of valves having hydraulic block 6. It can be seen that those components of the hydraulic system 3, in which a particularly large amount of waste heat drops, such as the pump 5 and the hydraulic block 6, were additionally covered separately with a thermogenerator 1.
Wie in Fig. 1 erkennbar ist, wurde auch das Spritzaggregat 2 der Spritzgießmaschine in verschiedensten Bereichen mit einem Thermogenerator 1 ummantelt bzw. umgeben. Erkennbar sind beispielsweise Anordnung eines Thermogenerators 1 bei einem Antriebszylinder 7, welcher dazu dient, das Spritzaggregat 2 zur feststehenden Formaufspannplatte 8 hin und von dieser weg zu bewegen. Weiters erkennbar ist die Ummantelung 1 eines dem Ausführen des Einspritzhubes dienenden Zylinders.As can be seen in FIG. 1, the injection unit 2 of the injection molding machine was also surrounded or surrounded by a thermal generator 1 in various areas. Visible are, for example, arrangement of a thermal generator 1 in a drive cylinder 7, which serves to move the injection unit 2 to the fixed platen 8 and away from it. Furthermore, it is possible to see the casing 1 of a cylinder serving to carry out the injection stroke.
Fig. 2 zeigt den Plastifizierzylinder 9 des in Fig. 1 dargestellten Spritzaggregats 2, der eine Heizvorrichtung in Form von mehreren elektrischen Heizbändem 10 aufweist. Die Heizbänder 10 sind nach außen hin mit einem Thermogenerator 1 abgedeckt.FIG. 2 shows the plasticizing cylinder 9 of the injection unit 2 shown in FIG. 1, which has a heating device in the form of a plurality of electrical heating bands 10. The heating bands 10 are covered to the outside with a thermogenerator 1.
Weiters zeigt die Fig. 2, dass auch die Einspritzdüse 11 ein von einem Thermogenerator 1 abgedecktes Heizband 10 aufweist.Furthermore, FIG. 2 shows that the injection nozzle 11 also has a heating band 10 covered by a thermal generator 1.
Vor allem bei elektrischen Spritzgießmaschinen - aber nicht nur bei diesen - können Thermogeneratoren 1 um Servomotoren 11 der Spritzgießmaschine und/oder Leistungsteile 12 des Servomotors 11 angeordnet werden.Especially in electric injection molding machines - but not only in these - thermal generators 1 can be arranged around servomotors 11 of the injection molding machine and / or power parts 12 of the servomotor 11.
Fig. 3b zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3a zeigt zum besseren Verständnis den Stand der Technik. Dargestellt ist ein Kühlschema für fünf Servomotoren 11 einer nicht näher dargestellten Spritzgießmaschine sowie für das Leistungsteil 12 der Servomotoren 11. Die Servomotoren 11 werden über elektrische Leitungen 15 durch ein nicht im Detail dargestelltes Leistungsteil 12 versorgt. Das Leistungsteil 12 ist an einer sogenannten Cold Plate angeordnet, welche ihrerseits flüssigkeitsgekühlt ist und daher in einen Kühlkreislauf 14, der auch die Servomotoren 11 erfassen kann, eingebunden ist. Zu • · · · · « « ··· ····· · · · ····· · · · t · · · · · ·« · ·· ·· · ···· ·· ··· 4 erkennen sind weiters eine Durchflussregelung 16 sowie ein Wärmetauscher 13 des Flüssigkeitskreislaufs 14. Besonders bevorzugt vorgesehen ist die Anordnung von Thermogeneratoren 1, einerseits um den Wärmetauscher 13 herum sowie andererseits bei den Wärme abstrahlenden Bereichen des Leistungsteiles 12 und bevorzugt auch nur die Servomotoren 11 herum.Fig. 3b shows another application example of the invention. Fig. 3a shows for better understanding of the prior art. Shown is a cooling scheme for five servomotors 11 of an injection molding machine, not shown, as well as for the power section 12 of the servomotors 11. The servomotors 11 are supplied via electrical lines 15 by a not shown in detail power section 12. The power unit 12 is arranged on a so-called cold plate, which in turn is liquid-cooled and therefore in a cooling circuit 14, which can also detect the servomotors 11, is involved. To ··································································································· 4 are further provided a flow control 16 and a heat exchanger 13 of the liquid circuit 14. Particularly preferred is the arrangement of thermal generators 1, on the one hand around the heat exchanger 13 and on the other hand in the heat radiating areas of the power unit 12 and preferably only the servomotors 11 around.
Weitere Anwendungsbeispiele sind: Temperiergeräte, Trockner, Hydraulik-Beistellaggregate (vor allem bei elektrischen Spritzgießmaschinen).Other application examples are: temperature control units, dryers, hydraulic auxiliary units (especially in electric injection molding machines).
Auf die Darstellung von elektrischen Leitungen, welche von den einzelnen Thermogeneratoren 1 zu den elektrischen Verbrauchern oder Speichereinrichtungen führen, wurde verzichtet.On the representation of electrical lines, which lead from the individual thermal generators 1 to the electrical loads or storage devices has been omitted.
Innsbruck, am 1. Juli 2008Innsbruck, July 1, 2008
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