CN107787270A - 用于运行注塑成型机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行注塑成型机的方法，该注塑成型机具有至少一个塑化装置(2、3)，该塑化装置具有至少一个塑化螺杆(3)，该塑化螺杆能够被驱动成围绕螺杆纵轴线(5)旋转且能沿该螺杆纵轴线(5)平移运动，其中，借助所述塑化装置(2、3)在螺杆前室(9)中提供用于注射到型腔中的塑料熔体(14)，为了将所述塑料熔体(14)注射到型腔中、即至少在注射阶段期间以及在保压阶段期间所述塑化螺杆(3)借助至少一个驱动装置不仅被平移地而且被旋转地驱动，其中，所述塑化螺杆(3)的旋转驱动以转速(n_scr)这样实现，使得熔体基于塑化螺杆(3)的平移的注射运动从螺杆前室(9)返回到塑化螺杆(3)的螺杆导程(71)中的回流被由于塑化螺杆(3)的旋转引起的逆输送流叠加，其中，出现由回流与逆输送流构成的差动流并且至少在注射阶段期间通过影响塑化螺杆(3)的转速(n_scr)来影响该差动流并且所述方法在没有使用回流闭锁的情况下实施。

Description

用于运行注塑成型机的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行注塑成型机的方法。

背景技术

注塑成型机的任务提出包括不连续地制造由优选高分子成型材料制成的成型件，其中，所述成型在压力下发生[Michaeli,W.:Einführung in dieKunststoffverarbeitung,Hanser,2010]。为此，首先固体的初始原料(颗粒、粉末等)在计量阶段中被转化成熔融状态。所述原料由于塑化螺杆的旋转在螺杆导程上被输送并且被压缩，从而该原料通过引入摩擦热量被熔化。在此，出现的熔体聚集在螺杆前室中并且在螺杆尖端上经过一种通常存在的回流闭锁，即一种以环形形状或球形形状的机械阀，该阀在打开的状态下沿输送方向释放熔体流。

在此之后的模具填充阶段(注射阶段和保压阶段)中实施随后的对模具型腔的模具填充。在此，塑化螺杆平移地以进给速度vinj被移动并且用作活塞，该活塞将熔体经由浇注通道注射到型腔中。在注射阶段的过程中，所述回流闭锁由于所造成的熔体压力ps和/或由于在缸壁上的摩擦而关闭。关闭时间点本身很难被确定并且经常保持不确定，因为所述关闭时间点与许多因素有关。然而，可重复的关闭时间点对型腔的重复精确的体积填充起决定性作用。如果所述回流闭锁在较晚的时间点关闭，则更多的熔体流动返回到螺杆导程中。

由US 7,713,049 B2已知一种方法，该方法利用熔体到螺杆导程中的回流。通过在螺杆上的边沿，在此有转矩作用到螺杆上，该转矩能够良好地被测量并且给出关于回流闭锁的关闭时间点的报告。一般地，螺杆在平移的注射运动中被旋转固定地保持。这在液压驱动式注塑成型机中通过经由在液压马达上的阀封闭油流发生并且在电动机械驱动式注塑成型机中通过塑化驱动装置发生，该塑化驱动装置借助位置调节阻止塑化螺杆旋转。在热固塑料螺杆或PVC螺杆中放弃使用回流闭锁，因为缺点超过益处。在螺杆前室中可运动的构件决定死区，熔体沉积到这些死区上并且分解并且例如导致玻璃般透明材料中的黑点。在非热塑性塑料中所述材料可能快速地交联，从而需要顺利地拆卸塑化单元。在此回流闭锁也是不适合的，从而必须忍受熔体回流到螺杆导程中。

由DE102005007747B3已知一种用于具有回流闭锁的电机驱动式注塑成型机的方法，在该方法中两个驱动马达并行地被驱动，以便实现较高的注射速度并且同时缩短塑化时间。在注塑成型机中回流闭锁的通常的实施方案已被指出，其排除在整个注射阶段中的塑化驱动装置的旋转，因为所述回流闭锁会因此不再能够符合功能地关闭。只有当在回流闭锁之前建立一定的注射压力，应该被旋转，以便再次填充已部分填充的螺杆导程。

DE4344335C2说明注射驱动装置和塑化驱动装置具有相同速度的旋转在结构上的必要性，以便在没有旋转的情况下使塑化螺杆运动。通过两个驱动装置借助空心轴的耦联，当计量驱动装置保持丝杆螺母或者甚至沿相反方向运动时，塑化螺杆沿轴向方向运动，同时注射驱动装置旋转。计量驱动装置旋转固定地保持驱动轴以便注射，并且注射电动机通过丝杆螺母引入塑化螺杆的轴向移动。在此不利的是，在此注射电动机的任何运行方式都要求运行计量电动机。

EP1162053B1的目标是一种这样的驱动装置构想，通过使两个驱动装置运动提高注射效率或在相同的注射效率时减少电动机的设计。为此，在两个电动机的轴之间设置有可拆卸的耦联装置，这使得塑化螺杆的旋转和移动可以是彼此无关的。对于所述注射运动来说，例如两个电动机能够被耦联，使得两个电动机的功率在注射阶段中可供使用。

由同种类型的US7,291,297B2说明一种用于具有回流闭锁的注塑成型机的方法，在该方法中不仅注射驱动装置而且计量驱动装置并行地被驱动。所述方法说明一种注塑成型周期，在该注塑成型周期中不仅在塑化螺杆的轴向注射运动期间，而且在周期的剩余部分中塑化螺杆与计量驱动装置并行地以变化的转速旋转。所述方法规定，根据可能性能够使塑化螺杆在整个周期上旋转。这在计量阶段中有利的是，减少用于起动运动的脱开力矩，因为塑化螺杆已经处于旋转的运动中。材料还在注射阶段期间就被计量加入，这又减少塑化时间，因为材料连续地被计量。在螺杆前室中待注射的熔体体积然而在注射阶段期间以及保压阶段期间始终通过回流闭锁保持与计量体积分开。因此，已公开的方法在模具填充的稳定性方面与所使用的回流闭锁的关闭特性有关。这让人感觉是不利的，因为尤其是回流闭锁的未准确确定的关闭时间点可能对体积上正确的模具填充具有重要的影响。

DE3021978C2说明一种用于调节注塑成型机的方法，该注塑成型机具有在编程的注射阶段和保压阶段中液压操纵的注射活塞。在此说明，在达到凝封点之前从保压阶段被切换到固化阶段，其方式为在注塑活塞前室中液压压力的或压力的在切换时刻存在的实际值用作用于凝结阶段的液压压力调节或注塑活塞前室压力调节的初始额定值。回流闭锁防止塑料熔体回流到螺杆导程中。

DE4238277C2涉及一种用于对以塑料为基的成型材料注塑成型的多区螺杆，该多区螺杆具有螺杆芯和呈螺旋形在其上延伸的螺杆螺纹以及恒定的螺杆直径，其中，所述螺杆芯具有不同的、局部恒定的或改变直径的纵向区段，从而沿塑化螺杆的整个长度存在具有不同螺杆螺纹高度的多个区域。

DE 102006033507A1描述一种塑料塑化装置、尤其是没有回流闭锁且具有呈圆锥形变细的螺杆芯的多区螺杆。在对相对低粘度的产品进行加工时并且在模具中存在特别长的流动路径的情况下，在这种标准三区螺杆中在注射过程中不会容易出现熔体向螺杆导程中的不希望且不确定的回流，这可能导致降低质量或使成型件变得不可用并且例如由于浇注通道的堵塞而对注塑成型机有不利的影响。尤其是当熔体受到强烈压缩并且同时在模具上材料太少地接纳时，在塑化螺杆的材料的出口位置上产生积压。现在虽然实现了通过将回流闭锁安装在塑化螺杆的前端部上或多或少顺利地克服所述问题，其中，回流闭锁在塑化时向前推动并且让熔体穿过，而在注射时向后被挤压并且因地堵住螺杆前室。

通常的回流闭锁是繁琐的构件，这些构件使塑化单元变得复杂、使其更容易发生故障并且明显更昂贵。如在现有技术中被使用的回流闭锁具有如下进一步阐述的缺点。

回流闭锁是一种机械构件。作为这种构件其经受磨损并且由于不均匀的关闭过程对过程波动负有责任。几何结构和尺度不仅在长度方面而且在内直径和外直径方面随着时间改变，从而关闭时间点改变。在大多数的注塑成型过程中，在固定设定的位置时从注射阶段被切换到保压阶段，这在随时间改变的回流闭锁几何结构中导致在型腔中不同的填充体积。与此对应地必须更新调节参数。此外，回流闭锁也形成流动障碍。在其使用时可能出现“死角”，这些死角可能导致熔体的停留时间不同以及因此材料的热损害。此外，回流闭锁也增大了流动阻力，造成较大的剪切并且因此可能也对材料损害负有责任。这些不利影响在对热敏感的热塑性塑料(例如PVC)以及热固塑料进行注塑成型时是特别明显的。为了对所述材料进行加工，经常也使用没有回流闭锁的螺杆，并且忍受某种程度的不确定的且不希望的熔体回流。

此外，已知的三区螺杆缺乏对于沿塑化螺杆对在加工温度方面敏感的物质进行加工足够的调温能力。塑化螺杆能够借助通常安装在塑化缸上的加热元件被调温。在注射开始时，整个塑化螺杆通常一次性被置于待加工的塑料材料的所希望的熔化温度上。但而后基本上不再需要额外加热，因为所述温度由于摩擦和耗散被维持。塑化螺杆的自己的工作(摩擦、剪切旋转、自转)提供所需热量的大约70％。然而所述出现的热量的缺点是，其是不可控制的热量。如果热塑性塑料材料的可实现的温度稳定性在对敏感材料进行加工时在相对窄的公差之外，则这导致，例如在非常低的温度时不能充分流动的、即非常高粘度的物质被注射并且型腔不能被完全填充。

过程波动的特征尤其在于处理具有不同熔体质量的熔融塑料。所述熔体质量主要由所使用的原料(MFI＝melt flow index(熔体流动指数)、再生材料份额、干燥度等)、加工温度和注射压力确定。所述过程在波动时经历改变的注射压力需求，该注射压力需求是必需的，以便将模具的型腔通过浇口或加热通道正确地利用熔体填充。在此造成改变的流动特性以及因此经常回流闭锁的不均匀关闭，也就是说出现回流闭锁的不同关闭时间点，这再次带来所引入到空腔中的体积的变化。同样出现注射体积的变化，当在计量之后塑料熔体在压缩减压之后从塑化螺杆的计量段流动到螺杆前室中时。由***决定地，当模具以较低的注射速度被填充时，出现回流闭锁的关闭特性的较大的波动，因为所述闭锁环或回流闭锁的中央球不均匀地被移动。在没有使用回流闭锁的情况下，材料不确定地且不希望地流动返回到螺杆导程中。结果同样是减少注射体积以及不充分的或不均匀的模具填充。

发明内容

因此，本发明的任务是，给出一种用于运行注塑成型机的方法，该方法能够实现，在多个注塑成型周期上以增大的程度恒定地保持注射体积。本发明的另一个任务是，给出一种用于运行注塑成型机的方法，该方法在多个注塑成型周期上提高注塑成型过程的稳定性时、尤其是在改进在体积上模具填充的稳定性时即使没有回流闭锁的情况下也够用。

这些任务通过具有权利要求1的特征的一种方法得以解决。有利的实施形式在根据权利要求1的从属权利要求2至21中给出。

按照本发明的用于运行注塑成型机的方法，该注塑成型机具有至少一个塑化装置，该塑化装置具有至少一个塑化螺杆，该塑化螺杆能够被驱动成围绕螺杆纵轴线旋转且能沿该螺杆纵轴线平移运动，其中，借助所述塑化装置在螺杆前室中提供用于注射到型腔中的塑料熔体，其特征在于，为了将所述塑料熔体注射到型腔中、即至少在注射阶段期间以及在保压阶段期间所述塑化螺杆借助至少一个驱动装置不仅被平移地而且被旋转地驱动，其中，所述塑化螺杆的旋转驱动以转速n_scr这样实现，使得熔体基于塑化螺杆的平移的注射运动和/或保压运动从螺杆前室返回到塑化螺杆的螺杆导程中的回流被由于塑化螺杆的旋转引起的规定的逆输送流叠加，其中，出现由回流与逆输送流构成的差动流并且至少在注射阶段期间通过影响塑化螺杆的转速n_scr来影响该差动流在此，所述差动流例如在注射时间上或在注塑行程上能够被恒定地保持或具有预先确定的、尤其是所希望的变化过程，其例如与在一个周期期间注射压力的变化过程相关。按照本发明的方法在没有使用回流闭锁的情况下被实施。

因此，核心是本发明基于如下认识：通过使塑化螺杆至少在注射阶段期间旋转，出现一种自由度，借助该自由度能够对注塑成型周期的过程参数产生影响。在此重要的是，至少在注射阶段期间通过使塑化螺杆旋转给逆输送流叠加回流从而出现差动流其绝对值是次要的，但该绝对值能够通过以转速n_scr的塑化螺杆的驱动被影响。所述差动流在注射阶段期间可以或者被恒定地保持或者通过适配转速n_scr而遵循预先确定的变化过程。

借助所述认识，可以省略回流闭锁，该回流闭锁在确定回流闭锁的关闭时间点方面具有不足并且具有不利的磨损倾向。相反地，现在在本发明的范畴中通过使塑化螺杆旋转提供一种对注塑成型周期的过程有积极影响的可能性。与之相反，如在现有技术中被使用的回流闭锁作为被动构件、尤其是在其关闭特性方面从外部不能被影响。可靠地确定回流闭锁的关闭时间点本身在现有技术中是很困难的。这些困难通过本发明通过完全省略回流闭锁被绕过。

在一种优选的实施形式中，在注射阶段期间的差动流大于零，这意味着，在注射阶段期间和/或在保压阶段期间通过使塑化螺杆旋转，附加的熔体被输送给螺杆前室。这在当前在螺杆前室中主导的熔体压力p_s下实现。在该实施形式中，用于旋转驱动塑化螺杆的驱动装置的驱动功率可以附加于用于平移驱动塑化螺杆的驱动装置的驱动功率使用。

替代于此地，所述差动流可以是0，这等同于，回流与逆输送流相比一样大。

在所述实施形式中，所述塑化螺杆在其转速n_scr受操控地或调节地运行，使得差动流为0。这对应于在没有泄露损失的情况下理想地工作的回流闭锁。因此，当应该借助按照本发明的方法模拟理想关闭的回流闭锁时，这种过程控制是尤其有利的。

此外替代地，所述差动流可以小于0，这等同于，回流大于逆输送流

在按照本发明的方法的该实施形式中保留向螺杆导程中定向的差动流这种过程控制具有如下优点：对于塑化螺杆的旋转驱动来说需要较小的驱动功率，因为所述塑化螺杆必须以较小的转速n_scr被驱动。此外，这具有如下优点：在注射阶段和/或保压阶段期间在塑化螺杆的塑化区域中存在较小的材料负荷。尽管如此，利用这种过程控制能够有利地实施本发明，因为基本上取决于能够限定地调节差动流以便这样排除模糊的过程变化，如该过程变化例如由回流闭锁造成。

所述差动流是否大于零或小于零或等于零，以特别有利的方式能够根据材料或根据构件或类似物被适配或被调节。

在一种有利的设计方案中，所述逆输送流沿输送方向的数值通过塑化螺杆的转速n_scr影响。

优选地，所述转速n_scr根据至少一个熔体特征变量被确定并且被控制和/或被调节，或所述转速n_scr在单周期的注射阶段和/或保压阶段期间自适地适配于所述至少一个熔体特征变量。

在所述优选的实施形式中，通过本发明新获得的自由度能够完全发挥作用。所述转速n_scr能够根据熔体特征变量被周期特定地和/或构件特定地调节。

例如在螺杆前室中或在塑化螺杆的活塞侧端部上被测量的熔体压力p_s、熔体粘度v_s或熔体温度T_s能够被用作合适的熔体特征变量。在此始终涉及能够在注塑成型机上容易测量的或由可测量的数值容易计算的熔体特征变量，这些熔体特征变量具有较小的不精确性并且对影响转速n_scr以及因此差动流做出贡献。

回流逆输送流以及由此形成的差动流可以是熔体的质量流或体积流。

优选地，根据差动流的绝对值，可以至少在注射阶段期间这样影响塑化螺杆的平移往复运动，使得当差动流时，塑化螺杆相对于理论零位的平移行程位移被增大，或当差动流时，塑化螺杆相对于理论零位的行程位移被缩短。

这些措施能够实现，使确定的螺杆/缸组合体在注塑量方面的易变性增大，因为不仅可以小于而且可以大于所述螺杆/缸组合体的理想注塑量。

在另一种优选的实施形式中，按照本发明的方法在整个注射阶段期间和/或在整个保压阶段期间被实施。

已被证明的是，尤其是在整个保压阶段中按照本发明的方法也具有优点。尤其是，所需的保压压力能够通过使塑化螺杆旋转至少部分地辅助地产生，因为通常所需的保压压力经常小于注射压力。所述保压压力的压力水平能够利用所述按照本发明的方法例如通过塑化螺杆的旋转和平移的组合被提供。在现有技术中为此干扰性的回流闭锁在所述按照本发明的方法中不存在。

尤其是，按照本发明的方法为此适合，平缓地设计注射阶段到保压阶段的过渡、这等同于高的注射压力到较低的保压压力的过渡，在该过渡中已存在的熔体压力p_s在从注射阶段到保压阶段过渡的时刻通过短时间地减少塑化螺杆的旋转运动而被消减。因此，通过有针对性地影响塑化螺杆的旋转运动能够减轻从注射阶段到保压阶段的艰难的压力过渡或接近预先确定的变化过程。因此，熔体的流动前沿速度被恒定地保持，这对成型件的质量有积极的作用并且是加工者所希望的。

根据另一种实施形式，为了在同一个注塑成型周期中的注射阶段和/或保压阶段期间影响、尤其是恒定地保持所述差动流根据进给速度v_inj和/或熔体压力p_s改变塑化螺杆的转速n_scr。

通过所述措施能够在一个注塑周期之内尤其是对在螺杆前室中的压力波动做出反应。

优选地，电驱动式或液压驱动式注塑成型机或混合式机器被用作注塑成型机。

优选地，与塑化螺杆沿平移方向的进给速度v_inj成正比地或与熔体压力p_s成正比地预先给定所述转速，所述熔体压力尤其是在螺杆前室中或在螺杆轴后面被测量。

在另一种实施形式中，所述转速n_scr能够作为可调节的曲线被预先给出。

适宜地，熔体注射通过塑化螺杆沿其平移移动行程的平移进给速度v_inj被调节。

优选地，在保压阶段期间熔体的保压压力至少部分地通过使塑化螺杆旋转、尤其是通过塑化螺杆的附加于平移的、也就是说轴向的运动的辅助旋转而产生。

这具有如下优点，例如至今在现有技术中常见的从在注射阶段期间的速度控制到在保压阶段期间的压力控制的切换以及与此相应的在所述切换期间的过程不准确性可以被避免。利用按照本发明的方法实现了，和缓地设计从注射阶段到保压阶段的过渡并且在施加保压压力的情况下通过塑化螺杆旋转的改变使熔体压力降低到保压压力额定值。

同样用于后续塑化阶段的时间能够被节省，因为在保压阶段期间已经进行塑化。

可以有利的是，在预先给定螺杆直径D的情况下使用转速n_scr以便影响、尤其是增大输出因数AF以及因此注塑量。

在该实施形式中特别简单地通过简单地适配或影响转速n_scr来适配输出因数AF。

此外，可以有利的是，因构件而异地调节或控制塑化螺杆的转速n_scr以便调整到在型腔内熔体的优化的流动前沿速度。

因此，利用在所述实施形式中按照本发明的方法能够以简单的方式仅通过影响转速n_scr调整和因此优化在模具中熔体的流动前沿速度。

在按照本发明的方法的另一种优选的实施形式中，至少在一部分注射阶段期间利用因数k₂＝f_p与熔体压力p_s成正比地调节所述转速n_scr，其中适用：

n_scr＝f_p*p_s，

其中，所述熔体压力p_s被测量并且k₂＝f_p是因过程而异地确定的比例因数。所述实施形式能够实现根据熔体压力p_s压力控制地调节所述转速n_scr。另外，熔体返回到螺杆导程中的回流与熔体压力p_s相关，从而利用按照本发明的方法的该实施形式，与压力相关的回流能够通过与压力相关的转速n_scr控制被充足的逆输送流抑制。

在按照本发明的方法的另一种优选的实施形式中，至少在一部分注射阶段期间利用因数k₁＝f_v与进给速度v_inj成正比地调节所述转速n_scr，其中适用：

n_scr＝f_v*v_inj，

其中，所述进给速度v_inj被测量或由过程数据被确定并且比例因数k₁＝f_v是因过程而异地确定的比例因数。

已被证明的是：所述转速n_scr也成正比地适配于进给速度v_inj提供一种良好的可能性，即调节逆输送流因为所形成的回流根据进给速度v_inj变化。

在本发明的另一种实施形式中，至少在一部分保压阶段期间利用因数k₃＝f_{p_pck}与在保压阶段中的熔体压力(p_{s_pck})成正比地调节所述塑化螺杆(3)的转速(n_scr)，其中适用：

n_scr＝f_{p_pck}*p_{s_pck}

其中，所述熔体压力p_{s_pck}被测量并且k₃＝f_{p_pck}是因过程而异地确定的比例因数。所述保压阶段关于螺杆进给通常被压力控制地实施。因此，在保压阶段期间存在确定的熔体压力p_s或确定的熔体压力曲线。转速n_scr与存在于保压阶段中的熔体压力p_s成正比的调节被证明是有利的。

按照本发明的方法的一种特别优选的实施形式的特征在于，在注射阶段中、尤其是在注射阶段的开始阶段中转速n_scr根据等式n_scr＝f_v*v_inj被确定并且被调节，只要比例因数f_v和进给速度v_inj的乘积大于比例因数f_p和熔体压力p_s的乘积。因此，在初始阶段中塑化螺杆的转速n_scr首先基于速度控制地被确定和调节，其中，在超过规定的切换点之后转入基于压力控制地确定并且调节速度n_scr。利用该处理方式，有利地在初始阶段中存在的惯性效应以及不精确性基于还相对小的熔体压力水平能够通过起初基于速度控制的转速n_scr确定和调节被克服。

此外优选的是，因过程而异地在学习阶段中确定比例因数f_v和/或f_p和/或f_{p_pck}。在生产阶段中按照本发明的方法然后可以利用这样确定的比例因数被实施，其中已证明的是，在此所实现的模具填充度和/或构件重量具有高的可重复性并且从周期到周期以高的程度恒定地被保持。

在现有技术中，在注塑过程中的注射过程被描述为塑化螺杆的平移运动，其中，塑化螺杆保持不旋转。按照本发明的方法优选在注射运动的整个阶段中相对于塑化螺杆的向前运动同时存在旋转运动。这导致，处于塑化螺杆中的塑料通过边沿被输送。借助在塑化螺杆内熔融塑料的所述输送尤其是根据转速n_scr可能的是，一方面防止或限定地改变材料向螺杆导程中的回流或限定地主动将附加材料在注射阶段中输送到螺杆前室中。因此，根据在注射阶段中转速n_scr的变化和适配能够影响模具填充。

通过在注射阶段期间和保压阶段期间使塑化螺杆旋转能够省去回流闭锁，因为通过将材料塑化到螺杆导程中建立相应的背压。因此可选地防止材料回流到螺杆导程中并且降低输出因数AF。所述输出因数AF考虑熔体密度与固体密度的区别以及回流闭锁的关闭特性。所述注塑量根据如下公式计算：

输出因数×往复运动体积＝注塑量。

甚至相反地，当塑化螺杆在模具填充过程中以相应的转速n_scr被旋转时，输出因数AF能够通过提高输送功率而被提高。附加地去除可能不均匀关闭的回流闭锁的效果。过程稳定性被提高。

所述方法尤其是在注塑成型过程中推荐，在这些注塑成型过程中已经不使用回流闭锁(热固性塑料、PVC)，但也适用于如下过程，这些过程至今仅利用回流闭锁运行。该方法适合于液压驱动的、以及也适合于电的注塑单元。有利的是，转速n_scr例如与进给速度v_inj和/或熔体压力p_s(在螺杆前室中或在螺杆头后面测量)成正比地预先给定，或转速作为可调节的曲线预先给定。

随着旋转速度的变化、即塑化螺杆的转速n_scr的变化，按照本发明提供另一种自由度，该自由度甚至允许，放弃在注射阶段和保压阶段中的传统限制。至今进行从在注射阶段中进给速度的控制到在保压阶段中压力控制的过渡(v/p过渡)。

因此可能的是，在保压阶段开始时在现有技术中关于回流闭的锁关闭状态的不确定性重新存在。

这利用按照本发明的方法通过如下方式被防止，即，在保压阶段期间通过使塑化螺杆旋转以及在注射阶段中可预测地影响差动流尤其是将其调节到零。因此始终可以明确确定机器状态/方法状态。

按照本发明的方法在模具填充阶段中在平移的螺杆运动期间的可变的转速的优点在于：

能够完全省去回流闭锁或在螺杆尖端和螺杆前室之间的止回阀，以及

因此，构成起到输送作用的螺杆头是可能的，从而熔体份额的较长的停留时间或通过在回流闭锁或止回阀区域中增大的剪切导致的熔体热损害能够被减少，

在过程控制范围中的另一个调节参数可供使用，在该调节参数时由于转速n_scr的变化所述输出因数AF以及因此相应的注塑量在螺杆直径相同的情况下能够单独地提高。因此，同样在型腔中的熔体的流动前沿速度是可变的。

根据过程，由于去除作为过程干扰的回流闭锁的关闭过程出现较小的过程波动。同样减少磨损以及维修费用，因为不必使用和更换可移动的构件。由于较高的输出因数AF，使用较小的塑化单元是可能的，或者说生产成型件完全才是可能的(用于热固塑料机器的缸直径限制)或具有较低L/D比例的塑化螺杆能够被使用。通过按照本发明的在至少一部分模具填充阶段期间塑化螺杆的旋转减少实际的塑化时间，因为此外在注射阶段中和/或保压阶段中已经加入塑料熔体并且在一开始螺杆导程在注射运动期间更好地利用颗粒被填充。

此外能够测量熔体的纠正的流动指数，该流动指数能够被用于精确地评估塑料熔体的动态的剪切粘度。因为所述粘度对熔体的压缩和模具填充具有决定性的影响，因此经由自适地适配转速n_scr，同样存在对过程质量和产品质量产生积极影响的可能性。

按照本发明的方法设计用于所有结构尺寸的电注塑成型机和液压机械式注塑成型机。因此能够应用到全部新机器中并且作为补充装备。

附图说明

接下来，借助附图进一步阐述按照本发明的方法以及合适于实施按照本发明的方法的螺杆头。其中：

图1极简化地示出在临近注射阶段之前的运行状态中的注塑成型机；

图2示出图1中的注塑成型机在注射阶段期间；

图3示意性地示出根据现有技术在塑化螺杆的注射周期期间转速n_scr随着时间t的变化曲线；

图4示出在根据本发明的方法中塑化螺杆的转速n_scr的变化曲线；

图5示出在注射阶段期间塑化螺杆的转速n_scr的不同的变化曲线；

图6示出图5中周期时间的在2.0s至2.5s之间的时间区段的放大部分；

图7示出在第一种实施形式中的螺杆头，该螺杆头适合于实施按照本发明的方法；

图8示出在第二种实施形式中的螺杆头，该螺杆头适合于实施按照本发明的方法；

图9示出在第三种实施形式中的螺杆头，该螺杆头适合于实施按照本发明的方法；

图10示出在第四种实施形式中的螺杆头，该螺杆头适合于实施按照本发明的方法。

具体实施方式

根据本发明的方法能够应用的注射成型机1(注塑成型机)具有塑化缸2，在该塑化缸2中以已知的方式设置有塑化螺杆3。该塑化螺杆3能够利用第一驱动装置(未示出)平移地以进给速度v_inj沿往复运动方向4移动。该塑化螺杆3能够借助第二驱动装置(未示出)围绕其纵轴线5沿旋转方向6以转速n_scr主动地被驱动。通过沿旋转方向6的旋转驱动，在螺杆导程7内的塑料材料沿输送方向8输送给螺杆前室9。在塑化螺杆3的朝向螺杆前室9的端部上该塑化螺杆3具有螺杆头10。未设置回流闭锁。塑化缸2在端侧上具有注射喷嘴11，该注射喷嘴经由通道12与螺杆前室9连接。在通道12中可以设置有阀13、尤其是封闭喷嘴，借助该阀，通过通道12的流动路径能够被释放或被阻塞。从注射阶段开始以及在注射阶段期间，熔体14在熔体压力p_s下处于螺杆前室9中。随着注射阶段的开始，根据按照本发明的方法所述塑化螺杆3借助第一驱动装置沿往复运动方向4朝向注射喷嘴11运动，从而熔体经由注射喷嘴11注射到模具型腔(未示出)中。通过熔体压力p_s，熔体14在注射阶段期间反向于输送方向8被挤压返回到塑化螺杆3的螺杆导程7中。这种熔体4的回流用表示。在按照本发明的方法中，除了将塑化螺杆3沿往复运动方向4朝向注射喷嘴11平移地移动之外，塑化螺杆3沿旋转方向6旋转地被驱动。由此产生了塑化的或熔融的塑料材料朝向螺杆前室9的逆流。所述逆流与回流相反地指向并且因此与所述回流重叠。该逆流接下来用表示。重要的是，利用本发明通过使塑化螺杆3沿旋转方向6限定地旋转在未中间设置回流闭锁的情况下能够产生从塑化螺杆3到螺杆前室9中的逆流该逆流反作用于回流根据塑化螺杆的转速n_scr，逆流的大小能够被精确地影响。彼此相反定向的流动(回流)和(逆流)的总和得出熔体14进入到螺杆前室9中的或从螺杆前室9中返回到螺杆导程7中的差动流按照本发明认识到，以在控制技术上和/或在调节技术上特别简单的方式能够以可事先确定的方式调节逆流从而在总和中差动流也顺利被影响，这开启自动化过程控制的可能性。

随着注射阶段的开始，利用因数k₁＝f_v，根据进给速度v_inj以n_scr＝f_v*v_inj预控制转速n_scr，直到塑化螺杆出现到熔体上。当塑化螺杆出现到熔体上并且压缩该熔体时，熔体压力p_s升高。

当熔体压力p_s与比例因数k₂＝f_p的乘积大于进给速度v_inj与因数k₁＝f_v的乘积时，根据等式n_scr＝p_s*f_p压力控制地确定和调节转速n_scr。

在保压阶段中，通过n_scr＝k₃*_{ps_pck}压力控制地调节转速n_scr，其中，k₃＝p_{s_pck}是比例因数。

以这样可被影响的差动流非常可能的是，更过程可靠地且可重复地影响注塑成型过程，这尤其是以特别简单的方式允许，将型腔(未示出)的正确的模具填充在多个注塑成型周期上在窄的界限内保持恒定。

在图2中，根据图1的示意性示出的注塑成型机1处于注射阶段期间或在保压阶段开始时。相对于在图1中的示图，在根据图2的状态下的塑化螺杆3朝向注射喷嘴11移近一段。在特别优选的实施形式中，在保压阶段开始时对于保压阶段需要的熔体压力p_s(该熔体压力小于对于注射熔体14需要的注射压力)不仅通过塑化螺杆3沿往复运动方向4朝向喷嘴11的轴向运动产生，而且通过塑化螺杆3沿旋转方向6的轴向运动和旋转的组合出现。在此值得做的是，将塑化螺杆3沿旋转方向6的旋转保持尽可能小，以便尤其是在特别敏感的材料时防止材料中可能的损害。因此，有利的是，通过塑化螺杆的轴向运动能够实现保压压力并且仅以这种强度实施塑化螺杆的旋转，使得防止或减少熔体的回流。

在此，由此实现的逆流这样设计大小，使得在熔体14中存在需要的保压压力。尽管如此，当然保压压力的施加也可以通过塑化螺杆3朝向喷嘴11的平移移动和塑化螺杆3沿旋转方向6的旋转运动的组合被施加。适宜地，为了至少部分地由塑化螺杆3沿旋转方向6的旋转运动建立保压压力，逆流这样通过转速n_scr被调节，使得所述逆流大于回流该回流由于熔体压力p_s返回到螺杆导程7中得以实现，从而实现从螺杆导程7到螺杆前室9中的差动流在这种运行状态下，差动流大于零。

接下来，借助图3至6借助过程图示例性地进一步阐述按照本发明的方法。图3示出根据现有技术在使用回流闭锁的情况下的过程流程。图4至6示出根据本发明的方法在没有使用回流闭锁的情况下的过程流程。

在图3中，以秒为单位的时间t绘制在横坐标100(x轴)上。以每分钟的转数为单位(min^-1)的转速n_scr绘制在第一纵坐标101(y轴)上。以毫米为单位的螺杆位置s绘制在第二纵坐标102上。

螺杆位置s随着时间t作为虚线103示出。转速n_scr作为实线104示出。在时刻t＝0s时，塑化螺杆的转速n_scr以及平移进给速度v_inj为零。在时刻t＝2s时，注射阶段开始，该注射阶段持续到时刻t＝3.2s。注射阶段的持续时间一般用t_inj表示。在注射阶段期间，转速n_scr为零。塑化螺杆3以进给速度v_inj从其在s＝72mm的开始位置运动直到其大致s＝15mm的最终位置中。在此，所述平移进给速度v_inj等于在t＝2s至t＝3.2s之间的时间窗中虚线103的斜率。

在保压阶段期间(t＝2s至t＝9.2s)，螺杆位置s仅稍微下降。转速n_scr在保压阶段期间为零。保压阶段的持续时间一般用t_pck表示。

紧接着保压阶段在大致t＝9.2s时进行第一减压阶段，在该减压阶段中螺杆位置s重新稍微增大。在所述第一减压阶段期间转速n_scr为零，该减压阶段在根据图3的过程中在大致t＝9.2s至t＝10.2s之间进行。第一减压阶段的持续时间一般用t_DK1表示。

紧接着第一减压阶段在大致t＝10.2s时开始塑化阶段，该塑化阶段持续至大约t＝18.1s。在所述塑化阶段期间熔体14被处理，该塑化阶段的持续时间一般用t_plst给出。塑化螺杆3在塑化阶段期间以转速n_scr＝100min^-1被旋转地驱动以处理熔体14。由此，原材料被塑化并且通过塑化螺杆3的旋转被输送给螺杆前室9。同时，塑化螺杆3在塑化阶段期间被移动返回至大致s＝68mm的位置中。紧接着塑化阶段进行第二减压阶段，在该第二减压阶段中塑化螺杆3被导回到其初始位置(s＝72mm)中。因此，塑化螺杆3在塑化阶段中往回移动一个塑化行程并且在第二减压阶段中往回移动一个减压行程。在第二减压阶段期间转速n_scr为零。第二减压阶段的持续时间一般用t_DK2表示。

在塑化阶段期间，在螺杆前室9中的熔体14存在于背压p_s＝p_stau下。为了减小/消除在塑化阶段结束时的背压p_stau，设有第二减压阶段，在该第二减压阶段期间该背压p_stau在螺杆位置s提高的情况下至少部分地被消除。

在大致t＝18.8s时第二减压阶段结束之后，注塑成型机1再次处于初始位置中。在等待时间t_w之后所述过程可以重新从前面开始，所述等待时间在根据图3的过程中大致大于3秒(18.8s≤t≤22s)。

因此，在这样根据现有技术的传统的过程中，塑化螺杆3仅在塑化阶段期间旋转地以转速n_scr＞0被驱动。在其余的过程阶段中，塑化螺杆3沿旋转方向6静止。

这种根据现有技术的过程流程在使用回流闭锁的情况下进行，该回流闭锁例如可以构造为所谓的三叶片回流闭锁。

图4示例性地示出根据按照本发明的方法的过程流程。以秒为单位的周期时间t绘制在横坐标100上。以每分钟的转数为单位(min-1)的转速n_scr绘制在所述第一纵坐标101上。以毫米为单位的螺杆位置s绘制在所述第二纵坐标102上。虚线103示出在周期时间t上螺杆位置s的变化曲线。实线104示例性地示出按照本发明的方法与周期时间t相关的转速n_scr的变化曲线。

在t＝0s至大致t＝2s的第一等待时间t_w1中，塑化螺杆3位于其初始位置(s＝72mm)中。在此转速n_scr为零。在注射阶段期间、也就是说在2s≤t≤3.2s的时间期间，塑化螺杆3从其在s＝72mm的初始位置平移地移动到s≈11mm的最终位置中以便将熔体14注射到型腔中。由在t＝2.0s至t＝3.2s之间的时间窗中虚线103的斜率得出大致v_inj＝50mm/s的塑化螺杆3的平移进给速度v_inj。

在注射阶段期间，塑化螺杆3的平移运动通常位置控制地或速度控制地进行。这意味着，注塑成型机1这样设计，使得塑化螺杆3在注射阶段期间利用速度控制或位置控制沿平移方向在预先给定的过程时间点t移动到预先给定的螺杆位置s。由塑化螺杆3的所述运动过程得出在注射阶段期间在螺杆前室9中的熔体14的压力变化曲线p_s。在此，转速n_scr的控制在此优选利用比例因数k₂＝f_p与熔体压力p_s成正比地进行，其中适用：

n_scr＝f_p*p_s。

在此，所述熔体压力p_s被测量。熔体压力p_s例如可以在螺杆前室9中或在其它合适的位置上、例如在模具型腔的内部被测量。

用于比例因数k₂＝f_p合适的值例如能够通过如下方式被确定，即进行试验，在其中确定以什么比例因数k₂＝f_p的值实现令人满意的模具填充、尤其是令人满意的构件重量。学习过程能够被用作对令人满意的构件重量或对令人满意的模具填充的参考，该学习过程使用例如以三叶片回流闭锁结构型式的回流闭锁。在使用回流闭锁的情况下能够被实现的构件重量或模具填充度应该通过合适地选择比例因数k₂＝f_p尽可能准确地被实现。因此推荐，在学习阶段中在使用回流闭锁的情况下实施预试验以便获得合格件并且在没有使用回流闭锁的情况下实施现场试验以便尽可能好地适配比例因数k₂＝f_p。

在注射阶段期间的转速n_scr与熔体压力p_s成正比的压力控制已被证明有利的。在注射阶段的直到切换点105的整个持续时间上转速n_scr的这种压力控制可以在注射阶段开始(在其中熔体压力p_s还具有相对低的值)时尤其是在注射开始之后在十分之几秒的范围内导致转速的延迟的转速建立，因为待测量的熔体压力仍然较小。在注射阶段的这种开始阶段中可选地能够有利的是，根据塑化螺杆3的平移进给速度v_inj预控制转速n_scr。这种根据平移进给速度v_inj的预控制能够改进构件精度，因为已经在注射阶段开始时(在其中虽然塑化螺杆3已经被平移地移动，但还没有显著的压力形成)已经进行塑化螺杆3的具有转速n_scr的旋转运动，并且因此在螺杆前室9中发生显著的压力升高之前，已经能够产生一定的逆输送流这进一步在下面尤其是结合图5和图6还将详细地阐述。

在达到切换点105之后开始保压阶段，在该保压阶段期间熔体压力p_s基于压力控制被保持在保压压力水平p_{s_pck}上。在保压阶段期间，该保压阶段在根据图4的示例中例如在t＝3.2s时开始并且在大约t＝9.2s时结束，转速n_scr以比例因数k₃＝f_{p_pck}与保压压力p_{s_pck}成正比地根据保压压力p_{s_pck}被控制。在根据图4的本实施例中，在保压阶段期间的转速n_scr大致为每分钟80转(min^-1)。

在其它的变化曲线中，在第一减压阶段期间的转速n_scr设置为零，该减压阶段在根据图4的实施例中在大致t＝9.2s以及t＝10.2s之间的时间中进行。因此，在第一减压阶段中塑化螺杆不旋转。在邻接所述第一减压阶段的塑化阶段期间以及在邻接该塑化阶段的第二减压阶段期间，转速n_scr类似于现有技术以常见的方式被控制。

在根据图4的示例中，在塑化阶段(10.2s＜t＜20.5s)期间转速被调节到大致每分钟100转以便塑化熔体14。紧接着塑化阶段(t＞20.5s)、即在第二减压阶段期间以及在周期结束时与第二减压阶段可选地邻接的等待时间t_w和/或在接着的周期开始时的等待时间t_w1期间转速n_scr为零。塑化螺杆3在第二减压阶段之后直到接着的周期的注射阶段开始再次处于s＝72mm的起始位置中。等候时间t_w、t_w1可选地通过其它过程形成，这些过程在一个周期期间在注塑成型机1上进行。这种过程例如能够是模具半体的移动时间和/或用于模具的关闭时间。

图5示例性地示出根据按照本发明的方法在注塑成型周期期间转速n_scr的不同变化曲线，其中，以秒为单位的周期时间t绘制在横坐标100上。以bar为单位的熔体压力p_s绘制在所述第一纵坐标101上。以毫米为单位的螺杆位置s绘制在所述第二纵坐标102上。以每分钟的转数为单位(min-1)的转速n_scr绘制在所述第三纵坐标106上。

熔体压力p_s以实线107示出。螺杆位置s的变化曲线以虚线103的形式示出。

示例性地示出以点虚线108a、108b和108c形式的转速n_scr的三种可能的转速变化曲线。在此，所述点虚线108a代表对于比例因数f_p＝0.2而言的转速n_scr的转速变化曲线。所述点虚线108b代表对于比例因数f_p＝0.15而言的转速n_scr的转速变化曲线。所述点虚线108c代表对于比例因数f_p＝0.1而言的转速n_scr的转速变化曲线。所示出的注塑成型周期对应于没有保压阶段的注塑成型周期。在大致2s的等待时间t_w1之后、也就是说在大致t＝2s，塑化螺杆3从其大致s＝60mm的初始位置朝向逐渐变小的螺杆位置s的平移运动开始。在大致t＝3.1s时，螺杆位置s到达大致s＝11mm的最终位置。在所述时刻注射阶段结束。紧接着减压过程。在该减压过程之后，塑化螺杆3在直到塑化阶段开始的一定时间上保持在大致s＝13mm的水平。在大致t＝4.1s时开始塑化阶段，从而从所述时刻起螺杆位置s重新升高。在该塑化阶段结束时、也就是说t≈12s时，螺杆位置s达到大致s＝55mm的值。此后接着第二减压阶段，在该第二减压阶段期间螺杆位置s再次达到其s＝60mm的初始位置。

熔体压力p_s(实线107)随着注射阶段开始在大致t＝2s时非常陡峭地升高至第一最大值109，以便随后稍微下降并且在大致t＝3s时达到第二最大值110。在此，所述第二最大值110对应于塑化螺杆3的平移向前运动的结束。在所述时刻，塑化螺杆3的向前运动被停止并且转入到第一减压阶段中，这导致熔体压力p_s的陡峭地压力下降。在此之后重新实现稍微的压力上升直到第三最大值111。所述压力上升归因于在塑化螺杆3突然解除负荷时的机械振动过程。在大致t＝4.1s时开始塑化阶段，其中，熔体压力p_s在t＞4s至大致t＝8.5s的时间期间的振荡过程之后达到相对恒定的压力值，该压力值对应于在塑化阶段期间熔体14的背压p_stau。在塑化阶段结束时、大致在t＝12s时，熔体压力p_s从背压p_stau的水平下降至大致环境压力。

在塑化阶段期间，转速n_scr为大致每分钟100转，这对应于转速n_{scr plst}。

在注射阶段期间、也就是说在根据图5的实施例中在大致t＝2.0s至t＝3.1s的时间中，塑化螺杆3以转速n_scr被驱动，这借助三个示例、即借助点虚线108a、108b和108c示出。所述点虚线108a示出在注射阶段期间塑化螺杆3的转速变化曲线，其转速n_scr＝f_p*p_s以比例因数f_p＝k₂＝0.2根据熔体压力p_s***控。所述点虚线108b示出在用于比例因数k₂＝f_p＝0.15的注射阶段期间塑化螺杆3的相应的转速变化曲线。所述点虚线108c示出基于比例因数k₂＝f_p＝0.1的转速的相应的转速变化曲线。熔体压力p_s被测量。由此，转速n_scr根据等式n_scr＝f_p*p_s被计算，该转速能够经由塑化驱动装置被提供给塑化螺杆3。在时刻t实际上达到的转速n_scr的转速值可能由于惯性效应和/或摩擦效应以及由于可选地中间连接的阻尼件或过滤器、例如信号过滤器而稍微低于额定值或时间延迟地出现。

在按照本发明的方法的在图5中示例性示出的实施例中，至少在注射阶段的主要部分期间所述转速n_scr根据熔体压力p_s压力控制地被调节。由此实现，根据熔体压力p_s通过逆输送流与回流重叠以及因此在注射阶段期间影响差动流

在仍然存在熔体压力p_s的还相对低的压力值并且此外惯性效应在塑化螺杆3沿旋转方向6起动时还具有高的影响的时间时，可以有利的是，与速度相关的转速控制在转速n_scr的上述的与压力相关的控制之前。这种与速度相关的转速控制例如根据如下等式进行

n_scr＝f_v*v_inj。

在此，n_scr是塑化螺杆3的要调节的转速。因数k₁＝f_v是因过程而异(过程特定)的比例因数。进给速度v_inj是螺杆位置s根据时间的时间导数dt并且表示在注射阶段期间塑化螺杆3的平移进给速度v_inj。

在根据图5的实施例中示例性地选择比例因数k₁＝f_v＝1.5。平移进给速度v_inj在根据图5的实施例中为50mm/s。平移进给速度v_inj在常见的注塑成型机中在注射阶段开始之后在非常短的时间内、大多还在熔体压力p_s的显著压力上升之前是完全显著的。被证明有利的是，转速n_scr根据等式

n_scr＝f_v*v_inj

这样长地操控，直到根据等式n_scr＝f_p*p_s，转速n_scr的与压力相关地确定的值大于对于n_scr＝f_v*v_inj的与速度相关地确定的值。

换句话说这意味着：

1.如果适用如下情况，比例因数k₁＝f_v与塑化螺杆3的进给速度v_inj的乘积大于第二比例因数k₂＝f_p与已测量的熔体压力p_s的乘积，则转速n_scr根据等式n_scr＝f_v*v_inj被确定和调节。一旦第二比例因数k₂＝f_p与已测量的熔体压力p_s的乘积大于比例因数k₁＝f_v与平移进给速度v_inj的乘积，则塑化螺杆3的转速n_scr根据等式n_scr＝f_p*p_s被确定和调节。

2.因此，首先、即对于熔体压力p_s相对小的压力值来说，根据塑化螺杆3的平移进给速度v_inj实现转速n_scr的与速度相关的控制。对于熔体压力p_s的较高的压力值来说，根据熔体压力p_s与压力相关地实现转速n_scr的控制。

3.对于如下情况：在注塑成型周期的任何时间点所述项f_p*p_s都没有大于项f_v*v_inj，那么不实现从塑化螺杆的速度控制的转速n_scr切换到压力控制的转速n_scr。所述转速n_scr在该情况下仅速度控制地根据平移进给速度v_inj被确定和调节。

如果在注射阶段期间和/或在保压阶段期间塑化螺杆3的转速n_scr根据等式

n_scr＝f_p*p_s

被确定和调节，则在此：

n_scr是以每分钟的转数为单位(min^-1)的塑化螺杆3的转速；

f_p是以min^-1/bar为单位的比例因数；

p_s是以bar为单位的熔体压力。

所述熔体压力p_s例如在螺杆前室9中或在注塑成型机1的其它位置上被测量，在该其它位置上代表熔体压力p_s的压力能够被测量。用于比例因数k₂＝f_p的合适的值因过程而异地通过预试验被确定。为此，首先在学习阶段中借助回流闭锁制造至少一个合格件。所述合格件尤其是在其部分重量方面用作参考构件。在得到参考构件之后所述回流闭锁中塑化单元拆除。注塑成型周期在没有使用回流闭锁的情况下针对f_p的不同值进行重复。对于每个值f_p产生至少一个对比构件，其中，该对比构件在其构件重量方面与至少一个参考构件比较。利用该处理方式能够重复地确定比例因数f_p的值，在此确保，试验构件在可容忍的误差范围内对应于合格件。如果找到用于因数f_p的合适的值，则按照本发明的方法可以在制造阶段中利用这样确定的用于f_p的值在没有使用回流闭锁的情况下被实施。

如果转速n_scr利用n_scr＝f_v*v_inj根据塑化螺杆3的平移进给速度v_inj被确定和调节，则在此：

n_scr是以转速/分钟(min^-1)的塑化螺杆3的转速；

f_v是以为单位的比例因数；

v_inj是以mm/s为单位的塑化螺杆3的平移进给速度。

为了确定比例因数f_v的大小，基本上类似于比例因数f_p的大小的确定方式进行。为此，首先在学***移进给速度v_inj和已确定的比例因数k₁＝f_v的值确定和调节转速n_scr。因此，在所述情况下至少在注射阶段期间速度控制地根据塑化螺杆3的平移进给速度v_inj进行转速n_scr的转速控制。

已被证明特别有利的是，至少在注射阶段期间所述转速n_scr在注射阶段的开始阶段中被速度控制地实施并且在邻接注射阶段的开始阶段的剩余注射阶段中被压力控制地调节。这具有如下优点：在仍不存在显著的熔体压力p_s的时间中，然而已经进行塑化螺杆3的进给并且因此进给速度v_inj＞0mm/s，已经能够在开始阶段中进行塑化螺杆3的转速n_scr的适配。有利地，在所述处理方式中如下进行：

1.熔体压力p_s在整个注射阶段器件被测量。

2.塑化螺杆3沿平移方向的进给速度v_inj被测量或由瞬时的机器数据、例如每个时间单位△t的螺杆位置△s的变化被计算。

3.只要比例因数f_v与进给速度v_inj的乘积大于比例因数f_p与熔体压力p_s的乘积，那么转速n_scr根据等式

n_scr＝f_v*v_inj

被确定和调节。从时间点t1(从该时间点适用：f_p*p_s＞f_v*v_inj)起，

转速n_scr根据等式n_scr＝f_p*p_s被确定和调节。因此，在整个注射阶段上看，首先进行转速n_scr的与速度相关的控制并且从特定时刻t₁起进行转速n_scr的与压力相关的控制。

试验已证明，利用转速n_scr的这样的组合的速度控制的以及压力控制的调节，能够获得特别好的结果。这归因于，在注射阶段的开始阶段中，在该注射阶段中还未存在明显的熔体压力p_s，但已经存在进给速度v_inj，因此提早地以转速n_scr开始加载塑化螺杆，以便补偿回流这有利地影响构件质量。

为了确定用于比例因数k₁＝f_v和k₂＝f_p的合适的值，如前述地能够重复地进行。为此，如上所述首先借助回流闭锁在学习过程中产生至少一个合格件。

利用在使用用于比例因数k₁＝f_v和用于比例因数k₂＝f_p的不同值的情况下的现场试验，用于因数f_p和f_v的优化值对能够重复地被确定。利用这样确定的用于因数f_p和f_v的值对，在生产阶段中未使用回流闭锁的情况下按照本发明的方法能够被实施用于运行注塑成型机1。

在保压阶段期间被证明有利的是，根据等式

n_scr＝f_{p_pck}*p_{s_pck}

确定转速n_scr。在此：

n_scr是在保压阶段期间塑化螺杆3的要调节的或要操控的转速n_scr；

f_{p_pck}是在保压阶段期间的比例因数k₃＝f_{p_pck}。该比例因数具有单位min^-1/bar，并且

p_{s_pck}是在保压阶段期间熔体14的熔体压力(保压压力)。

为了确定用于比例因数k₃＝f_{p_pck}合适的值，类似于确定因数f_p和f_v，可以在学习阶段重复确定用于因数k₃＝f_{p_pck}的合适的值。为此，在现场试验中在使用不同的用于因数k₃＝f_{p_pck}的值的情况下试验构件被制造并且与一个或多个在使用回流闭锁的情况下被制造的合格件做比较。如果在使用确定因数k₃＝f_{p_pck}的情况下被制造的试验构件处于围绕合格件的误差带(例如在构件重量方面)之内，则用于相应试验构件的因数k₃＝f_{p_pck}能够被用于制造阶段以便根据按照本发明的方法在没有使用回流闭锁的情况下制造构件。

一种替代的用于确定用于比例因数k₁＝f_v、k₂＝f_p和k₃＝f_{p_pck}的值的方法基于使用输出因数AF。该输出因数AF是用于确定的成形材料凭经验确定的且已知的值。输出因数AF定义为：

其中：

AF是以g/cm³为单位的输出因数，

m是以g为单位的成型件质量，以及

v_str是通过塑化螺杆排出的熔体14的以cm³为单位的行程容积。

在此，输出因数AF考虑在从熔体14到固体过渡时的成形材料的体积变化以及良好地工作的回流闭锁的关闭特性。

在接下来列举的表1中给出用于通常的成形材料的输出因数AF。

为了确定比例因数k₁＝f_v、k₂＝f_p和/或k₃＝f_{p_pck}现在简化地假设，利用按照本发明的方法实现的输出因数AF_inv应该与确定的成形材料的已知的输出因数AF相同。如果是这种情况，则可假定，利用在注射阶段和/或在保压阶段期间所选择的因数k₁＝f_v、k₂＝f_p和/或k₃＝f_{p_pck}以及由此形成的转速n_scr通过在模具填充过程期间影响转速n_scr来实现回流闭锁的作用，即使如在按照本发明的方法中规定不使用回流闭锁。

接下来，借助图6示例性地示出从速度相关地控制的转速n_scr到与压力相关地控制的转速n_scr的转速控制的过渡。

图6在横坐标100上示出在从t＝2.0s至t＝2.5s的时间窗内在注射阶段开始时注塑周期的短的时间区段。以bar为单位的熔体压力p_s绘制在所述第一纵坐标101上。以mm为单位的螺杆位置s绘制在所述第二纵坐标102上。以每分钟的转数为单位(min-1)的转速n_scr绘制在所述第三纵坐标106上。熔体压力p_s随着时间t的变化曲线以实线107的形式示出。螺杆位置3以虚线103的形式示出。转速n_scr以用于不同比例因数f_v和f_p的点虚线108a、108b和108c的形式示出。

在时刻t＝2.0s时，螺杆位置s为大致60mm。这对应于在注射阶段开始之前塑化螺杆3的起始位置。从时刻t≥2.5s起，螺杆位置s连续地以始终不变的斜率减少直到在时刻t＝2.5s时的螺杆位置s＝38mm。在此，虚线103的斜率是恒定的并且对应于v_inj＝50mm/s的平移进给速度。相对于塑化螺杆3的运动延迟地，在时间t＝2.8s时熔体压力p_s开始升高。之所以出现在平移的螺杆运动的开始与熔体压力p_s的压力升高之间的时间延迟，因为塑化螺杆3从其开始位置出发必须克服一定的路程，直到塑化螺杆出现在熔体14上并且而后才在熔体14中造成压力升高。在根据图6的实施例中，在进一步的时间变化曲线中熔体压力p_s升高并且在t＝2.5s时达到大致p_s＝750bar的稳定水平。

转速n_scr的转速控制在根据图6的实施例中针对第一比例因数k₁＝f_v＝1.5以及针对三个不同的第二比例因数k₂＝f_p＝0.1、k₂＝f_p＝0.15和k₂＝f_p＝0.2示出。

在注射阶段开始时，用于转速的点虚线108a、108b和108c全等地或几乎全等地延伸。在该例如包含从t＝2.05s至t＝2.2s的时间段的区域中，转速n_scr根据进给速度v_inj被控制。从在根据图6的实施例中大致t＝2.2s的点P₁起，比例因数f_p＝0.2与熔体压力的p_s乘积超过比例因数f_v＝1.5与平移进给速度v_inj的乘积，从而在时间上在点P₁之后转速n_scr(点虚线108a)被压力控制地调节。因此，对于根据点虚线108a的转速变化曲线n_scr，点P₁示出从与速度相关地控制转速n_scr到与压力相关地控制转速n_scr的切换点。

在时间上稍微随后、大致在t＝2.24s时设置第二切换点P₂。从所述切换点P₂起，针对示例性选择的比例因数f_p＝0.15，转速n_scr被压力控制地确定和调节。在注射阶段的开始阶段直到切换点P₂期间，在使用比例因数f_v＝1.5的情况下速度控制地进行用于示例f_p＝0.15的转速控制。

在根据图6的实施例中，点虚线108c示出如下情况，转速n_scr仅与速度相关地被控制，因为在图6中示出的注射阶段的区段中的任何位置上熔体压力p_s都不是足够高的以用于将由与速度相关地控制的转速切换到与压力相关地控制的转速。

接下来，借助图7进一步阐述用于应用按照本发明的方法中的螺杆头10的第一实施例。所述螺杆头10、尤其是用于实施按照本发明的方法的螺杆头具有螺杆体20和螺杆尖端21。与螺杆尖端21彼此对置地，螺杆头10具有连接区域23，螺杆头10能够借助该连接区域与塑化螺杆3相对于纵轴线5不可相对转动地连接。所述螺杆体20具有至少一个径向向外敞开的流动通道24。通过所述流动通道24，离开塑化螺杆3的螺杆导程7的熔体14能够沿流动路径25到达螺杆尖端21之前的区域(螺杆前室9)中。

为此，所述流动通道24由螺旋形至少部分地沿其纵向方向LR重叠地并排延伸的袋槽(Sacknut)26、27构成，其中，第一袋槽26在用于熔体进入的关于输送方向8处于上游的端部28上是敞开的并且在用于熔体排出的处于下游的端部29上是闭合的。第二袋槽27在用于熔体进入的处于上游的端部30上是闭合的并且在其用于熔体排出的处于下游的端部31上是敞开的。所述袋槽26、27在其沿纵向方向LR重叠的区域中通过剪切桥接部32互相分离，其中，该剪切桥接部32在其高度(其尤其是相对于袋槽26、27的槽底33测量)方面这样确定尺寸，使得剪切间隙相对于包围螺杆头10的塑化缸(参考图1；2)构成。由此能够实现熔体14从第一袋槽26经由剪切桥接部32溢出到袋槽27中。因此，熔体14沿虚线示出的流动路径25进入到第一袋槽26中、溢出剪切桥接部32并且流过第二袋槽27，在第二袋槽的敞开的端部上熔体14能够离开螺杆头10。

形成流动路径25的袋槽对26、27相对于相邻的袋槽对通过阻挡桥接部34分离。该阻挡桥接部34的高度这样确定尺寸，使得阻挡桥接部34相对于阻挡桥接部32较高地构造。尤其是，阻挡桥接部34构成螺杆20的外直径并且因此对于螺杆头10在塑化缸2(在图7中未示出)之内的径向螺杆间隙是决定性的。

袋槽26、27尤其是具有大于1.5、尤其是大于2.0的螺距t/D。在此，t是轴向长度，该轴向长度占据沿塑化螺杆3或螺杆体20的假想的一个整个螺旋形的袋槽。D是螺杆体20的外直径或塑化螺杆3的螺杆直径。在根据图3至6的螺杆头10的示出的实施例中，袋槽26、27然而未构造成一个全螺旋，而是分别具有一个纵向延伸长度，该纵向延伸长度明显小于一个全螺距。

剪切间隙宽度、也就是说在剪切桥接部32与塑化缸2(在图7中未示出)的包围的缸壁之间的净宽度优选是螺杆体20相对于塑化缸2的径向螺杆间隙的至少两倍。剪切桥接部32的桥接部宽度b是袋槽26、27的槽宽度B的至少0.2倍并且优选是袋槽26、27的槽宽度B最高0.4倍。在实际中，桥接部宽度b例如在3mm至10mm的范围中。

在根据图8的另一种实施形式中，螺杆头10根据双倍作用的螺旋构件的型式构成有两个根据双导程螺杆的型式彼此错开地设置的袋槽对。在所述实施形式中，一个袋槽对的袋槽26、27在其沿输送方向8的纵向延伸方面构造成不同长度的。流动路径25相较于图3示意性地用虚线示出。沿纵向方向，第一袋槽对的第一袋槽26与第二袋槽对的第二袋槽27经由基本上沿圆周方向延伸的阻挡桥接部34互相分离。

根据图8的螺杆头10的进一步改进方案在图9中示出。根据图5的螺杆头10通过如下方式区分，即反向于流动路径25指向的剪切桥接部32的侧面35具有倒角，其倒角角度相对于假想的未倒角的侧面35例如＜20°。在根据图9的一种特别的实施形式中，所述侧面35这样倾斜地倒角，使得所述倒角几乎延伸至槽底33。在其余方面，根据图9的螺杆头10对应于根据图8的螺杆头10。通过将侧面35在上述意义下倒角能够有利地影响剪切桥接部32沿流动路径35的溢流。

根据图10的螺杆头10的第四种实施形式的特征在于，螺杆尖端21的轴向长度大于具有袋槽26、27的螺杆体20的轴向长度。根据图7至图10所有的螺杆头10是所谓的起输送作用的螺杆头10，这些螺杆头在沿旋转方向6旋转驱动时具有如下特性：熔体材料沿输送方向8被输送。在按照本发明的方法中使用这种螺杆头10是特别有意义的，因为不需要或在任何情况下都不存在阻挡越过螺杆头10的熔体流动的回流闭锁。

附图标记列表

1 注塑成型机

2 塑化缸

3 塑化螺杆

4 往复运动方向

5 纵轴线

6 旋转方向

7 螺杆导程

8 输送方向

9 螺杆前室

10 螺杆头

11 注射喷嘴

12 通道

13 阀

14 熔体

20 螺杆体

21 螺杆尖端

23 连接区域

24 流动通道

25 流动路径

26 第一袋槽

27 第二袋槽

28 端部

29 端部

30 端部

31 端部

32 剪切桥接部

33 槽底

34 阻挡桥接部

35 侧面

100 横坐标

101 第一纵坐标

102 第二纵坐标

103 虚线(s)

104 实线(n_scr)

105 注塑成型过程的切换点

106 第三纵坐标

107 实线(熔体压力p_s)

108a 点虚线(n_scr)

108b 点虚线(n_scr)

108c 点虚线(n_scr)

109 第一最大值

110 第二最大值

111 第三最大值

b 桥接部宽度

B 槽宽度

LR 纵向方向

t 时间

D 螺杆直径

p_s 熔体压力

p_{s_pck} 在保压阶段中的熔体压力(保压压力)

p_stau 在塑化阶段中的熔体压力(背压)

v_inj 进给速度(平移)

n_scr 转速

逆输送流

回流

差动流

T_s 熔体温度

v_s 熔体粘度

t/D 螺距

h_sperr 阻挡桥接部的高度

h_scher 剪切桥接部的高度

M_plst 转矩

k₁＝f_v、k₂＝f_p、k₃＝f_{p_pck} 比例因数

AF 输出因数

s 螺杆位置

P₁ 第一切换点

P₂ 第二切换点

Claims (21)

1.一种用于运行注塑成型机的方法，该注塑成型机具有至少一个塑化装置(2、3)，该塑化装置具有至少一个塑化螺杆(3)，该塑化螺杆能够被驱动成围绕螺杆纵轴线(5)旋转且能沿该螺杆纵轴线(5)平移运动，其中，借助所述塑化装置(2、3)在螺杆前室(9)中提供用于注射到型腔中的塑料熔体(14)，其特征在于，

为了将所述塑料熔体(14)注射到型腔中、即至少在注射阶段期间以及在保压阶段期间，所述塑化螺杆(3)借助至少一个驱动装置不仅被平移地而且被旋转地驱动，其中，所述塑化螺杆(3)的旋转驱动以转速(n_scr)这样实现，使得熔体基于塑化螺杆(3)的平移的注射运动从螺杆前室(9)返回到塑化螺杆(3)的螺杆导程(71)中的回流被由于塑化螺杆(3)的旋转引起的逆输送流叠加，其中，出现由回流与逆输送流构成的差动流并且至少在注射阶段期间通过影响塑化螺杆(3)的转速(n_scr)来影响该差动流并且所述方法在没有使用回流闭锁的情况下实施。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差动流这因此等同于，逆输送流大于回流

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差动流这因此等同于，回流与逆输送流相比一样大。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差动流这因此等同于，回流大于逆输送流

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据至少一个熔体特征变量确定和控制所述转速(n_scr)，或所述转速(n_scr)在一个单周期的注射阶段期间和/或保压阶段期间自适地适配于所述至少一个熔体特征变量。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在注射阶段期间以及在保压阶段期间在螺杆前室(9)中的熔体压力(p_s、p_{s_pck}、p_stau)、在型腔内部的熔体压力(p_Cavity)、熔体粘度(v_s)、熔体温度(T_s)和/或塑化转矩(M_plst)和/或塑化螺杆(3)的转矩用作为熔体特征变量。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述回流逆输送流以及由此形成的差动流是熔体(14)的质量流或体积流。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据差动流的绝对值，至少在注射阶段期间如此影响所述塑化螺杆(3)的平移的行程位移，使得

a)当差动流时，塑化螺杆(3)的相对于理论零位的平移行程位移被延长，或者

b)当差动流时，塑化螺杆(3)的相对于理论零位的平移行程位移被缩短。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据权利要求1所述的方法在整个注射阶段期间和/或在整个保压阶段期间被实施。

10.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了在同一个注塑成型周期的注射阶段和/或保压阶段期间影响、尤其是恒定地保持所述差动流随时间(t)改变所述塑化螺杆(3)的转速(n_scr)。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，与塑化螺杆(3)沿平移方向的进给速度(v_inj)成正比地或与熔体压力(p_s；p_{s_pck})成正比地预先给定所述转速(n_scr)，所述熔体压力尤其是在螺杆前室(9)中或在螺杆轴后面被测量。

12.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，随着具有因数(k₁＝f_v)的注射阶段开始，根据进给速度(v_inj)利用n_scr＝v_inj*k₁预控制所述转速(n_scr)，直到塑化螺杆(3)出现到熔体上，从而所述熔体压力(p_s)升高，并且当乘积n_scr＝p_s*k₂大于乘积n_scr＝v_inj*k₁时，利用因数k₂＝f_p通过乘积n_scr＝p_s*k₂调节转速(n_scr)，并且在保压阶段中利用因数k₃＝f_{p_pck}通过乘积n_scr＝k₃*p_{s_pck}调节转速(n_scr)。

13.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在注射阶段期间以及在保压阶段期间的转速(n_scr)作为可调节的曲线被预先给定。

14.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在保压阶段期间所述熔体(14)的保压压力至少部分地通过塑化螺杆(3)的旋转产生。

15.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在预先给定螺杆直径(D)的情况下提高所述转速(n_scr)以提高输出因数(AF)以及因此注射体积。

16.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，因构件而异地调节或控制所述塑化螺杆(3)的转速(n_scr)，以用于调整到在型腔内的熔体的优化的流动前沿速度。

17.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少在注射阶段的一部分期间利用因数k₂＝f_p与熔体压力(p_s)成正比地确定和调节所述转速(n_scr)，其中适用：

n_scr＝f_p*p_s，

其中，所述熔体压力(p_s)被测量并且k₂＝f_p是因过程而异地确定的比例因数。

18.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少在注射阶段的一部分期间利用因数k₁＝f_v与进给速度(v_inj)成正比地确定和调节所述转速(n_scr)，其中适用：

n_scr＝f_v*v_inj，

其中，所述进给速度(v_inj)被测量或由过程数据确定，并且k₁＝f_v是因过程而异地确定的比例因数。

19.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少在保压阶段的一部分期间利用因数k₃＝f_{p_pck}与在保压阶段中的熔体压力(p_{s_pck})成正比地确定和调节所述塑化螺杆(3)的转速(n_scr)，其中适用：

n_scr＝f_{p_pck}*p_{s_pck}，

其中，所述在保压阶段中的熔体压力(p_{s_pck})被测量并且k₃＝f_{p_pck}是因过程而异地确定的比例因数。

20.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

当适用：f_v*v_inj＞f_p*p_s时，

根据等式n_scr＝f_v*v_inj确定和调节在注射阶段中的所述转速(n_scr)，

和/或当适用：f_v*v_inj＜f_p*p_s时，

根据等式n_scr＝f_p*p_s确定和调节在注射阶段中的转速(n_scr)。

21.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在学习阶段中因过程而异地确定所述比例因数k₁＝f_v和/或k₂＝f_p和/或k₃＝f_{p_pck}。