CZ289862B6 - Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů - Google Patents

Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů Download PDF

Info

Publication number
CZ289862B6
CZ289862B6 CZ19952336A CZ233695A CZ289862B6 CZ 289862 B6 CZ289862 B6 CZ 289862B6 CZ 19952336 A CZ19952336 A CZ 19952336A CZ 233695 A CZ233695 A CZ 233695A CZ 289862 B6 CZ289862 B6 CZ 289862B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
temperature
tempering
cycle
time
tool
Prior art date
Application number
CZ19952336A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ233695A3 (en
Inventor
Erich Dr. Liehr
Dietmar Dipl. Math. Hofmann
Original Assignee
Erich Dr. Liehr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19944436126 external-priority patent/DE4436126C2/de
Priority claimed from DE19944436117 external-priority patent/DE4436117C2/de
Application filed by Erich Dr. Liehr filed Critical Erich Dr. Liehr
Publication of CZ233695A3 publication Critical patent/CZ233695A3/cs
Publication of CZ289862B6 publication Critical patent/CZ289862B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78Measuring, controlling or regulating of temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7666Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Zp sob temperov n jednotek (1) vst°ikovac ch lic ch stroj , zejm na pro zpracov n zes titeln²ch polymer , a jednotek (2) tvarovac ch n stroj pro zpracov n plast s nejm n jedn m temperovac m okruhem (K.sub.i.n.) je zalo en na tom, e se m ° teplota temperovac ho m dia ve zp tn v tvi temperovac ho okruhu (K.sub.i.n.) nebo teplota plastifika n ho v lce (2') i tvarovac ho n stroje a n sledn se v z vislosti na v²sledku srovn v n skute n a po adovan hodnoty m n pr tok temperovac ho m dia. S p°ihl dnut m k okam it²m parametr m procesu vst°ikovac ho lit v etn vyskytuj c ch se poruch procesu se m dos hnout dostate n p°esn nem nnosti tepeln ho provozn ho stavu tvarovac ho n stroje p°i samo inn se nastavuj c regulaci, a to bez p° vodu p° davn energie. Po dosa en tepeln rovnov hy dan jednotky (1, 2) se v n sleduj c m cyklu jako po adovan hodnota vypo t v a ukl d hodnota WRG tak zvan ho referen n ho cyklu, kter je relevantn k tepeln mu obsahu v jednotce a p°edstavuje plochu v z vislosti na ase m °en ho rozd lu mezi teplotou temperovac ho m dia ve zp tn a dop°edn v tvi temperovac ho okruhu (K.sub.i.n.) nebo plochu teploty m °en v z vislosti na ase v asov m intervalu od okam iku Z.sub.1.n. do konce d lky temperov n t.sub.D.n. vypo ten v rozb hov m modu. Ve v ech n sleduj c ch cyklech se plocha vypo ten z okam it ho skute n ho stavu a z toho analogicky vypo ten plocha referen n ho cyklu srovn v s plochou vypo tenou v referen n m cyklu a z vypo ten ho rozd lu ploch se jako m ra odchylky od tepeln ho obsahu referen n ho cyklu vypo t v hodnota korekce pro d lku temperovac ho impulzu, kter² se generuje v pr v b c m cyklu.\

Description

Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů s nejméně jedním temperovacím okruhem, při kterém se měří teplota temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu nebo teplota v plastifikačním válci, popřípadě tvarovacím nástroji a podle výsledku srovnávání skutečné hodnoty se zadanou požadovanou hodnotou se mění průtok temperovacího média.
Dosavadní stav techniky
Při vstřikovacím lití je vedle teploty vstřikovacího válce a teploty taveniny jednou z nejdůležitějších tepelných veličin také tepelný provozní stav a teplota vstřikovacího licího nástroje. Tento tepelný stav a teplota mají velký vliv na tekutost taveniny, trvání cyklu a jakost výlisků, zejména na jakost povrchu těchto výlisků, jejich smršťování a zborcování.
Tepelný provozní stav plastifikačního válce má rozhodující význam pro zpracování zesítitelných vysokopolymemích materiálů. Tyto materiály vyžadují při zpracování vstřikovacím litím ve výlisky po dobu pobytu v plastifikačním válci poměrně nízkou teplotu, aby se předešlo předčasnému zesítění, popřípadě částečnému zesítění tvarované hmoty. Tepelná energie, která vzniká při plastifikaci v důsledku tření hmoty, to jest přeměnou mechanické energie, je ve stacionárním provozním stavu stroje, to jest po jeho rozběhnutí, obvykle větší než množství tepla, které je zapotřebí k dosažení optimální viskozity hmoty.
Průběh tepla v tvarované hmotě, popřípadě tavenině, v systému plastifikačního válce se šnekem musí být regulován tak, aby v důsledku příliš vysokých teplot hmoty nedocházelo k žádným předčasným reakcím, vedoucím k zesítění. Přesná regulace teploty tvarované hmoty pomocí temperování plastifikačního válce má podstatný vliv na jakost vyráběných výlisků.
V praxi se až dosud mohl prosadit pouze postup s použitím temperovacích zařízení, která však mají některé zásadní nevýhody, které jsou v dalším popsány v souvislosti s popisem použití temperovacích zařízení u vstřikovacích licích nástrojů.
Jsou již známy různé způsoby regulace tepelného provozního stavu, to jest způsoby temperování vstřikovacích licích nástrojů.
V praxi se až dosud mohl prosadit pouze postup s použitím temperovacích zařízení. Na zavedení temperování nástroje jako integrální součásti vstřikovacích licích strojů se v současnosti teprve pracuje. První známá varianta spočívá vtom, že temperovací zařízení se uspořádá ve vstřikovacím licím stroji viz Plaste und Kautschuk 1982, sešit 2, str. 86.
Temperovací zařízení se takto nachází v bezprostřední blízkosti vstřikovacího licího nástroje, čímž se předejde tepelným ztrátám v potrubním systému. Tímto řešením se dosáhne malé potřeby místa pro instalaci vstřikovacího licího stroje, zachovají se však základní nedostatky tohoto způsobu temperování. Je to především energeticky nepříznivý způsob činnosti a vysoké pořizovací náklady na tato temperovací zařízení.
Z DD patentového spisu č. 203 011 je znám způsob, podle kterého se fáze chlazení po procesu vstřikovacího lití přeruší a poté následuje fáze temperování, na kterou znovu navazuje fáze
-1 CZ 289862 B6 chlazení, která by měla trvat tak dlouho, dokud zbylá energie obsažená ve výlisku postačí ohřát vstřikovací licí nástroj na teplotu vhodnou pro následující cyklus vstřikovacího lití.
Nevýhody tohoto způsobu temperování spočívají především v tom, že technologicky podmíněné rozdíly v odvádění tepla v průběhu jednotlivých fází chlazení na počátku výrobního procesu se musejí vyrovnávat ručně buď různým škrcením průtoku chladicí vody regulačními ventily, nebo změnami nastavení nastavitelných časových relé se musí nastavovat trvání fází chlazení. Toto představuje značnou práci a klade vysoké požadavky na obsluhu. Kromě toho nelze tímto způsobem, podobně jako u běžných temperovacích zařízení, vyregulovat nevyhnutelné poruchy výrobního procesu, například kolísání teploty a průtoku chladicí vody, teplotní změny, zejména změny teploty taveniny, a změny délky výrobního cyklu, to jest vliv těchto energetických parametrů na kvalitu výrobku. V závislosti na velikosti energetického vlivu těchto rušivých veličin se může více nebo méně silně měnit termodynamický stav vstřikovacího licího nástroje, v důsledku čehož může dojít k rozdílům jakosti vyráběných výlisků, které mohou být důvodem výmětu.
V US patentovém spisu č. 4,420,446 je popsán způsob regulace teploty vstřikovacího licího nástroje při vstřikovacím lití, při kterém je předem jako požadovaná teplota zadána zvolená regulační teplota. Teplota vstřikovacího licího nástroje se měří v bezprostřední blízkosti jádra formy. V závislosti na odchylce od požadované teploty směrem nahoru nebo dolů se otevírají nebo uzavírají ventily v chladicím okruhu. Kromě toho, při překročení předem zadané homí mezní teploty nebo poklesu pod předem zadanou spodní mezní teplotu vydává zařízení optické a akustické varovné signály.
Podobné řešení, podle kterého se teplo vnášené taveninou má využívat k temperování stěny vstřikovacího licího nástroje, je popsáno v časopisu „Plastenverarbeiter“ 1984, sešit 5, str. 77 až 80. Temperování se přitom reguluje pomocí mikroprocesoru, pomocí snímače teploty se při vnitřním povrchu vstřikovacího licího nástroje měří zvýšení teploty vyvolávané přivedením taveniny a mikroprocesor v závislosti na výsledku měření reguluje dobu otevření systému elektromagnetických ventilů v přívodu chladicí vody. Probíhá tak zvané impulzní chlazení a vstřikovací licí nástroj přitom přebírá funkci tepelného výměníku.
Z dokumentu EP 0 218 919 B1 je znám způsob cejchování a korigování zařízení pro temperování nástrojů ve vstřikovacích licích strojích, podle kterého je uzavírání a otevírání ventilů řízeno počítačem v závislosti na rozdílu teplot v tvarovacím nástroji po měřicí periodě s maximálně otevřenými ventily a po měřicí periodě s uzavřenými ventily. Po dosažení požadovaných teplot se provedou dva cejchovací cykly, během kteiých se na základě měřeného poklesu nebo nárůstu teploty testuje chování tvarovacího nástroje v procesu. Počítač na základě zjištěných rozdílů teplot vypočte doby otevření ventilů, které jsou zapotřebí ktomu, aby se dodržela předem zadaná požadovaná teplota. Temperování probíhá pouze na základě okamžité měřené teploty vstřikovacího licího nástroje.
Tyto známé způsoby, které jsou založeny na stejném principu, mají následující nedostatky:
Těsná blízkost snímače teploty k vnitřnímu povrchu vstřikovacího licího nástroje, to jest k nejteplejší oblasti tohoto nástroje, nevyhnutelné způsobuje při každém procesu vstřikovacího lití a také při rozběhu stroje překročení požadované teploty a tím spuštění chlazení. Temperování v závislosti pouze na okamžité měřené teplotě vede při vždy přítomné setrvačnosti tepelného vyrovnávání mezi taveninou a vstřikovacím licím nástrojem a mezi chladicím médiem a tímto nástrojem k časovému posuvu temperování vstřikovacího licího nástroje a tím k teplotám vstřikovacího licího nástroje, které jsou výrazně pod, popřípadě nad zvolenou regulační teplotou.
Tímto způsobem také nejsou dostatečně kompenzovány rušivé jevy v procesu vstřikovacího lití, například zmenšení množství chladicího média, které je k disposici, ani nepříznivá poloha chladicích ploch vůči vnitřnímu povrchu nástroje u složitých vstřikovacích licích nástrojů.
-2CZ 289862 B6
Popsaný způsob také neumožňuje přizpůsobení parametrů temperování okamžitým parametrům výrobního procesu. Popsaný způsob kromě toho ve srovnání se známými ještě staršími způsoby temperování neumožňuje snížení podílu zmetků, zkrácení doby cyklu a snížení spotřeby energie.
Další známý způsob temperování je popsán v dokumentu WO 92/08598, podle kterého se průtok temperovacího média reguluje na základě výpočtu střední teploty tvarovacího nástroje nebo střední teploty temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu, popřípadě na základě výpočtu trendu střední teploty tvarovacího nástroje nebo střední teploty temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu ve více předchozích cyklech. Střední hodnota teploty tvarovacího nástroje se přitom srovnává s předem zadanou požadovanou teplotou a režim chlazení v následujícím cyklu se změní, jestliže střední teplota tvarovacího nástroje se od zadané požadované teploty odchýlí. Místo měření teploty vtvarovacím nástroji, popřípadě ve zpětné větvi temperovacího okruhu se nepovažuje za kritické, což je však v rozporu se zkušenostmi z praxe.
K délce otevření elektromagnetických ventilů v průběhu cyklu se v souvislosti se zmíněnými způsoby uvádějí jen všeobecné údaje. Podle jednoho údaje se elektromagnetický ventil otevře, jestliže střední teplota v předchozím cyklu leží nad horní mezní teplotou, podle jiného údaje tehdy, jestliže střední teploty určitého počtu předchozích cyklů signalizují rostoucí trend směrem k požadované teplotě. Vlastní doba otevření má být přitom závislá na „četnosti“ změn teploty, popřípadě velikosti rozdílu od akceptovatelného rozsahu teplot. Neuvádí se však přitom konkrétní postup výpočtu, podle kterého by se mohlo postupovat.
Regulace teploty tvarovacího nástroje v následujícím cyklu prováděná podle tohoto způsobu nebere v úvahu akutně se vyskytující poruchy v průběhu cyklu. Tyto poruchy jsou vyregulovávány teprve dodatečně a to ještě pomocí poměrně pomalého mechanismu střední teploty. Lze předpokládat, že při popsané regulaci obecně a při působících rušivých vlivech zejména sleduje tato regulace skutečnou teplotu tvarovacího nástroje se zpožděním, takže nelze dosáhnout potřebné vysoké stability výrobního procesu, s ohledem na výroky k místu měření teploty a při vědomí skutečnosti, že rozložení teploty vtvarovacím nástroji je dáno teplotním polem, vznikají na základě praktických zkušeností s náhodným umístěním místa měření vtvarovacím nástroji oprávněné pochybnosti, zda popsaným způsobem lze dosáhnout stanoveného cíle. Při měření teploty temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu je více kritických bodů, které více nebo méně zpochybňují zamýšlený účinek tohoto způsobu. Aby se mohla vypočíst střední teplota ve zpětné větvi ve vztahu k okamžité teplotě tvarovacího nástroje, je zapotřebí měřit teplotu v tekoucím temperovacím médiu průběžně po celou dobu cyklu. Toto opět vyvolává trvalý, i když škrcený, přídavný odvod tepla z tvarovacího nástroje. V aplikacích, kdy jsou zapotřebí střední nebo dokonce vysoké teploty tvarovacího nástroje, nelze vtvarovacím nástroji dodržet požadovanou úroveň teploty. Neprovádí se měření v dopředně větvi temperovacího okruhu, což má za následek, že se nebere ohled na podstatný vlivový faktor působící na provozní stav tvarovacího nástroje, což při jeho změnách nevyhnutelně vede k odchylkám od požadovaného tepelného stavu tohoto tvarovacího nástroje. Kromě toho, odchylky střední teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu od zadané požadované teploty jsou u již běžícího vstřikovacího licího stroje, zejména při větších průtočných množstvích temperovacího média, podle zkušeností tak malé, že již nemají znatelný vliv na dobu průtoku temperovacího média.
Úkolem vynálezu je proto nalezení takového způsobu temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek vstřikovacích licích nástrojů pro zpracování umělých hmot, s nejméně jedním temperovacím okruhem, přičemž se měří teplota ve zpětné větvi temperovacího okruhu nebo teplota plastifikačního válce či nástroje a na základě srovnávání skutečné teploty s požadovanou teplotou se mění průtok temperovacího média, který při respektování okamžitých parametrů procesu vstřikovacího lití včetně vyskytujících se poruch tohoto procesu bez přívodu další energie zajistí dostatečně vysokou stabilitu tepelného
-3CZ 289862 B6 provozního stavu nástroje, přičemž regulace se má současně automaticky nastavovat, popřípadě být adaptivní.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší a nedostatky známých způsobů do značné míry odstraňuje způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracovaní plastů, s nejméně jedním temperovacím okruhem, při kterém se měří teplota temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu nebo teplota v plastifikačním válci, popřípadě tvarovacím nástroji a podle výsledku srovnávání se skutečné hodnoty se zadanou požadovanou hodnotou se mění průtok temperovacího média, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že
a) před měřením teploty temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu se možná časová délka odvádění tepla v dané jednotce v průběhu cyklu rozdělí mezi okamžiky Zb Z2 na stejné úseky a před začátkem regulace se jako relativizovaná délka temperování zadá požadovaná délka odvádění tepla, načež se průběžně měří teplota temperovacího média ve zpětné a dopředně větvi temperovacího okruhu a po dosažení tepelné rovnováhy v dané jednotce se v následujícím cyklu jako požadovaná hodnota zadané relativizované délky temperování vypočte a uloží veličina WRG, která je relevantní k obsahu tepla v jednotce a představuje plochu v závislosti na čase měřeného rozdílu mezi teplotou temperovacího média ve zpětné větvi a v dopředně větvi v průběhu tak zvaného referenčního cyklu, nebo
b) průběžně se měří teplota v plastifikačním válci, popřípadě v nástroji v místech, která jsou pro daný temperovací okruh tepelně rovnoměrně ovlivňována jak taveninou, popřípadě ohřívanou tvarovanou hmotou, tak i temperováním, a po dosažení tepelné rovnováhy dané jednotky se v následujícím cyklu vypočte a uloží veličina WRG, která je relevantní k obsahu v jednotce a představuje plochu v závislosti na čase, v intervalu mezi okamžikem Z] a koncem temperovací doby tD vypočtené v rozběhovém modu, měřené teploty v průběhu tak zvaného referenčního cyklu, a pro oba kroky a) a b) se ve všech následujících cyklech plocha, která je vypočtena z průběhu okamžitého skutečného stavu, a plocha vypočtená z tohoto analogicky k referenčnímu cyklu, srovnává s plochou vypočtenou v referenčním cyklu a z vypočteného rozdílu ploch se jako měřítko odchylky od tepelného obsahu referenčního cyklu vypočte korekční veličina pro délku temperovacího impulzu generovaného v daném cyklu, přičemž tento temperovací impulz je generován v okamžiku Z], veškeré možné temperování končí nejpozději v okamžiku Z2 a signály Z] a Z2 jsou předem zadány ze řídicí jednotky procesu.
Pro temperování tvarovacích nástrojů pro vstřikovací lití se jako okamžik Z] s výhodou stanoví začátek doby kalibračního tlaku nebo začátek procesu vstřikování a jako okamžik Z2 konec otevíracího pohybu nástroje.
Pro temperování plastifíkačních válců vstřikovacích licích strojů se jako okamžik Z] s výhodou stanoví začátek plastifikace (začátek otáčení šneku) a jako okamžik Z2 konec otevíracího pohybu nástroje.
Okamžiky Zi a Z2 jsou s výhodou dány shodnými signály ze řídicí jednotky procesu, přičemž okamžik Z2 je shodný s okamžikem následujícího cyklu.
Místo měření teploty se s výhodou nachází v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem nástroje (stěnou nástroje) a temperovacími kanály nebo temperovací plochou pro průtok temperovacího média a současně v oblasti středu mezi vstupem a výstupem temperovacího média v dostatečně velké vzdálenosti od vnitřního povrchu nástroje.
-4CZ 289862 B6
V případě měření na plastifikačním válci se místo měření teploty s výhodou nachází v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem a vnějším povrchem stěny plastifíkačního válce a současně v oblasti středu mezi vstupem a výstupem temperovacího média do a z příslušného temperovacího okruhu.
Tepelné rovnováhy se ve variantě měření teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu během rozběhové fáze na počátku procesu dosáhne následujícími kroky:
a) v prvním cyklu procesu se v okamžiku Z] generuje temperovací impulz ti„it o určité délce, aby se dosáhlo prvního úplného propláchnutí temperovacího okruhu,
b) v následujících cyklech je relativizovaná doba temperování td v závislosti na tepelné úrovni rozdělena na určitý počet rozběhových impulzů různé délky na cyklus, a to podle vztahu td-start j * m
kde t<j je relativizovaná doba temperování j je číslo od 1 do m a m je hodnota tepelné úrovně v rozsahu 5 až 10, přičemž 5 představuje nízkou a 10 vysokou tepelnou úroveň, přičemž v každém cyklu se generuje pouze jeden rozběhový impulz a vypočtené rozběhové impulzy se generují tak často, dokud se nedosáhne předem zadané hodnoty td,
c) po dosažení hodnoty td se pro tento cyklus vypočte a uloží integrál WRG(Zb td) průběhu teploty,
d) v cyklu následujícím po cyklu, ve kterém bylo poprvé dosaženo hodnoty td, se analogicky jako v kroku c) vypočte integrál WRG(Zb td) průběhu teploty a tento integrál se srovnává s hodnotou uloženého vypočteného integrálu předchozího cyklu, je-li rozdíl menší než předem zadaná hodnota Wq, je tento cyklus označen a uložen jako referenční cyklus, je-li rozdíl roven nebo větší než hodnota WRG(Zb td), opakuje se v následujících cyklech výpočet integrálu s hodnotou předchozího cyklu tak dlouho, dokud se nedosáhne poklesu pod hodnotu Wq a tím ukončení procesu rozběhu.
V průběhu stacionárního provozu se ve všech cyklech v okamžiku Z] daného cyklu započne temperování s relativizovanou délkou td temperování, přičemž v následujících krátkých časových intervalech se průběžně měří teplota v dopředně a zpětné větvi temperovacího okruhu, vypočítává integrál WRG(ti_i, tj), tento integrál se v cyklicky stejném okamžiku srovnává s integrálem referenčního cyklu a podle výsledku průběžně zjišťovaného rozdílu se koriguje doba temperování td právě běžícího cyklu.
Stavu tepelné rovnováhy se ve variantě s měřením teploty v plastifikačním válci, popřípadě nástroji, dosáhne v rozběhové fázi na začátku procesu následujícími kroky:
a) v prvním ze všech cyklů na začátku procesu se v okamžiku Z] generuje iniciační impulz tmít o pevné délce, aby se dosáhlo prvního úplného propláchnutí příslušného temperovacího okruhu,
-5CZ 289862 B6
b) při dosažení definované vzdálenosti měřené střední teploty od předem zadané požadované teploty se v následujícím cyklu v okamžiku Z] generuje temperovací impulz tann nepatrné časové délky, přičemž tento impulz stejné délky se generuje ve všech následujících cyklech až do prvního překročení předem zadané požadované teploty, aby se dosáhlo tlumeného přiblížení střední teploty nástroje, popřípadě plastifíkačního válce, ke zvolené požadované teplotě,
c) při dosažení, popřípadě překročení předem zadané požadované teploty se nástroj, popřípadě plastifíkační válec, pomocí v každém cyklu aktualizovaného zadání vypočteného impulzu pro temperovací médium a temperovací fáze závislé na aktuálním srovnávání požadované a skutečné hodnoty v cyklu uvede v průběhu n cyklů do blízkosti tepelné rovnováhy tak, že celkové doby trvání impulzů pro temperovací médium ve stanoveném počtu bezprostředně předcházejících cyklů se vypočte aritmetický průměr temperovací doby na cykl, který modifikuje součinitelem Kl, který umožňuje kompenzaci prakticky nevyhnutelně působících rušivých tepelných vlivů na teplotní stav jednotky, a jako vypočtená délka impulzu tE se použije pro zavádění temperovacího média v okamžiku Z] následujícího cyklu,
d) po dosažení předem zadaného počtu n cyklů následujících po prvním překročení předem zadané požadované teploty se v následujícím cyklu v okamžiku Z] generuje temperovací impulz o délce tD, přičemž hodnota tD je shodná s hodnotou tE vypočtenou pro tento cyklus, vypočte se hodnota integrálu WRG(Zb to) a
e) při prvním výpočtu hodnoty WRG(Zb tD) následujícího cyklu hodnota WRG(Zb tD) pro aktuální cyklus a srovnává se velikost obou těchto hodnot a je-li tento rozdíl menší než předem zadaná hodnota Wq, je aktuální cyklus určen jako referenční cyklus, je vhodným způsobem uložen časový průběh teploty v nástroji a rozběhová fáze se považuje za ukončenou, jinak rozběhová fáze pokračuje s modifikovanými parametry n a Kl od kroku c) až do poklesu pod předem zadanou hodnotu Wg v kroku e).
Během rozběhové fáze při zadání požadované teploty, která leží pod zjištěnou skutečnou teplotou, probíhá ve všech následujících okamžicích Z] a Z2 trvalé temperování tak dlouho, dokud měřená skutečná teplota poprvé nepoklesne pod předem zadanou požadovanou teplotu, přičemž po poklesu pod požadovanou teplotu rozběhová fáze pokračuje generováním temperovacího impulzu t^ v okamžiku Z] cyklu následujícího po uvedeném prvním poklesu a je ukončena opakovaným poklesem pod požadovanou teplotu a následující volbou referenčního cyklu.
Během stacionárního provozu je ve všech následujících cyklech v okamžiku Zj každého cyklu spouštěno temperování s délkou impulzu tD, přičemž v po sobě následujících krátkých časových intervalech mezi okamžikem Z] a koncem vypočtené doby temperování tD se měří teplota a vypočítává integrál WRGjst(tj.b ti), který se v cyklicky shodném okamžiku srovnává s integrálem referenčního cyklu a podle zjištěného rozdílu se koriguje doba temperování to právě běžícího cyklu.
Je výhodné, jestliže před rozběhovou fází a během rozběhové fáze a stacionárního provozu se volitelně připojuje přídavné topení, které se po dosažení požadované tepelné úrovně opět odpojí.
Při řešení úkolu vynálezu se tedy vycházelo z následujících základních myšlenek:
Tepelný obsah tvarovacího nástroje, popřípadě plastifíkačního válce, je určen složkami přinášejícími teplo, to jest zejména množstvím tepla ve vstřikované tavenině, temperováním horkými kanálky a podobně, a složkami odvádějícími teplo, což je zejména chlazení tvarovacího nástroje, popřípadě plastifíkačního válce, odvod tepla konvekcí a vyzařováním a odvod tepla vedením. Pokud se má tepelný provozní stav tvarovacího nástroje, popřípadě plastifíkačního válce, udržovat během procesu vstřikovacího lití konstantní, musejí být také ve výrobním procesu
-6CZ 289862 B6 kompenzována nevyhnutelná kolísání jednotlivých složek, které určují tento tepelný obsah, to jest kompenzován vliv tohoto kolísání na tepelný provozní stav, například tvarovacího nástroje. Odvod tepla z tvarovacího nástroje přitom lze cíleně ovlivnit pouze chlazením či temperováním tohoto tvarovacího nástroje, zejména je pak nutné regulovat délku průtoku temperovacího média tvarovacím nástrojem tak, aby byly vyrovnány poruchy jakéhokoliv druhu, které ovlivňují tepelný obsah tvarovacího nástroje, například změny teploty taveniny, kolísání teploty a průtoku temperovacího média v dopředně větvi temperovacího okruhu, kolísání okolní teploty a podobně.
Následující principiální vysvětlení se týkají variant s měřením teploty tvarovacího nástroje, popřípadě plastifíkačního válce.
Proces temperování je rozčleněn ve dvě fáze, to jest rozběhovou fázi a stacionární provozní fázi s navzájem odlišnými podmínkami temperování. Temperovací impulzy generované v každém cyklu, zejména během stacionární provozní fáze, jsou generovány vždy v okamžiku Zb který je určen signálem ze řízení provozu stroje a nachází se při temperování tvarovacího nástroje v časové blízkosti procesu vstřikovacího lití, popřípadě při temperování plastifíkačního válce v časové blízkosti procesu plastifikace, to jest počátku otáčení šneku. Takto se dosáhne působení temperovacího impulzu v časové oblasti největších teplotních rozdílů mezi vstřikovanou taveninou a temperovacím kanálem a tím i potřebného odvodu tepla. Nejpozději v okamžiku Z2 se jakékoliv temperování v průběhu cyklu ukončí, přičemž tento okamžik Z2 je opět určen signálem ze řízení provozu stroje, který je generován v definovaném okamžiku v časové blízkosti konce cyklu. Po celou dobu cyklu se průběžně měří střední teplota tvarovacího nástroje, a to v místě, které je pro daný temperovací okruh tepelně rovnoměrně ovlivňováno jak vstřikovanou taveninou, tak i zmíněným temperováním, přičemž toto místo se nachází přibližně v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem tvarovacího nástroje a chladicím kanálem, popřípadě chladicí plochou, a současně v oblasti středu mezi vstupem a výstupem chladicího média, v dostatečné vzdálenosti od vnitřního povrchu tvarovacího nástroje. V případě plastifíkačního válce se toto místo nachází v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem stěny plastifíkačního válce a temperovacím kanálem. Po prvním dosažení nebo překročení předem zadané požadované teploty tvarovacího nástroje se podle předem zadaného modu, který bude ještě popsán, zvolí tak zvaný referenční cyklus, čímž je rozběhová fáze ukončena. Tepelný obsah v tomto referenčním cyklu slouží zpravidla jako požadovaná hodnota tepelného obsahu pro všechny následující cykly.
Jako veličina relevantní k tepelnému obsahu tvarovacího nástroje v závislosti na určitém časovém intervalu uvnitř cyklu se zavádí integrál WRG (ub u2) podle následujícího vztahu (1):
U2
WRG(uUa) = f T(t) dt (1)
Integrál WRG (ub u2) je definován a vypočten analogicky k integrálu teplotní křivky T(t) na časové ose mezi časovými body Ui a u2 označují hranice časového intervalu.
Integrál WRG (Zb tD) se poprvé vypočítává pro zvolený referenční cyklus, přičemž to znamená temperovací dobu vypočtenou pro tento referenční cyklus.
+ WRGr.fCZ1(tD) = j
Zx
T(t) dt
Ve všech následujících cyklech se v okamžiku Z] daného cyklu spustí temperovací impulz o délce tD, přičemž tato délka tD je v průběhu daného cyklu předmětem dále popsaného způsobu korekce a při výskytu odchylek teplotního průběhu od teplotního průběhu tak zvaného referenčního cyklu je korigována. Každý následující cyklus je za tím účelem počínaje okamžikem Zi do konce temperovací doby tD rozdělen na nejmenší časové intervaly (tu, tj), v každém okamžiku tj se měří teplota a vypočte se podle vztahu (1) hodnota WRGist (tj.i, tj).
Integrál WRGiSt (tu, t;) se průběžně v okamžiku tj až do konce temperovací doby tD ve vždy cyklicky shodném okamžiku podle (2) porovnává s hodnotou integrálu WRGref (tu, tj) referenčního cyklu.
WD (tj) = WRGjSt (ti-i, ti) - WRGref (ti-i, tj) (2)
Rozdíl obou hodnot WD(tj) signalizuje rozdíl mezi množstvím tepla odvedeným z tvarovacího nástroje v tomto časovém intervalu (ti-1, ti).
Pro výsledky vztahu (2) přitom platí pro jednotlivé případy následující závěry:
WD(tj) > 0: ve srovnání s cyklicky shodným časovým intervalem referenčního cyklu je tepelný obsah tvarovacího nástroje v právě probíhajícím cyklu vyšší, délka temperování musí být prodloužena o hodnotu tk0[T(tj).
WE(tj) < 0: ve srovnání s cyklicky shodným časovým intervalem referenčního cyklu je teplený obsah tvarovacího nástroje v právě probíhajícím cyklu nižší, délka temperování musí být zkrácena o hodnotu tkorr(tj).
WD(tj) = 0: korektura délky temperování není zapotřebí.
Při výpočtu hodnot tkorr(ti) se vychází z následujících úvah:
Předpokládá se, že platí případ WD(tj) > 0. Čas tk0„(ti) potřebný pro odvedení množství tepla úměrného přebytku, vypočteného podle (2), se v okamžiku tj přičítá k předem zadané době temperování toPlatí
IdCí) Íd(Ií-i) * tkonÚi)» přičemž tk0[T(tj) se odvodí z následujícího vztahu:
přičemž pod TE(t) se rozumí temperovací jednotka, pro kterou platí:
TE (t) = 1 pro t > 0 (3)
-8CZ 289862 B6
Tím tedy platí:
+^koxr
- WRGr.fftti-i' ti> = J TE(t) dt t-D ^i-1} +^korr } J TE(t) dt tD(tw)
Po dosazení hodnot času a za předpokladu, že délka časového intervalu se blíží nule a hodnoty T(tj.i) se tudíž blíží hodnotám T(tj), vyjde:
t(ti)ist * (ti - tj-O -T(ti)ref * (ti - tj.,) = TE(tD)ref * (tD+ tkorr - tD) (T(ti)ist - T(ti)ref) * (ti - tj.]) = TE(tD)ref * (W) a tím je (T(ti)ist-T(ti)ref) * (ti-ti.0 tkorr (ti) =--------------------------------------TE(tD)ref a podle (3) tkorrOi) = (T(ti),st - T(t,)ref) * (ti - tM) (4) přičemž jednotlivé symboly znamenají:
t; jednotlivý časový bod měření teploty tvarovacího nástroje
T(t) teplotu v tvarovacím nástroj i
(.)iSt termín se vztahuje ke vždy aktuálnímu cyklu
(.)ref termín se vztahuje k referenčnímu cyklu a tD délka temperování v cyklu.
Pro aplikace, které v důsledku vnějších okolností, například nepříznivého provedení tvarovacího nástroje z hlediska temperování, vykazují nadměrnou setrvačnost přenosu tepla z taveniny na temperovací médium, se do vztahu (4) zavádí součinitel K s hodnotou mezi 0,2 a 1,0, který při dané nutnosti působí tlumivě na vypočtenou korekční dobu tkoa(ti)· Z toho vyplývá:
tkorrft) = K * (T(ti)ist - T(ti)ref) * (ti - ti.,)
Pro případ WD(tj) < 0 je odvození tk0tr(ti) analogické, přičemž korekční doba tkon(ti) má záporné znaménko.
V rozběhové fázi se v prvním cyklu počínaje okamžikem Z, generuje iniciační impulz t^ určité délky, aby se docílilo prvního úplného propláchnutí příslušného temperovacího okruhu, a při dosažení definovaného odstupu střední teploty tvarovacího nástroje od předem zadané požadované teploty se pak v následujícím cyklu generuje v okamžiku Z, temperovací impulz t^
(t)
(t)
-9CZ 289862 B6 menší časové délky, přičemž tento temperovací impulz tam, se pak generuje ve všech následujících cyklech až do prvního překročení předem zadané požadované teploty, čímž je zajištěno tlumené přiblížení střední teploty tvarovacího nástroje ke zvolené požadované teplotě.
Jedna z variant, která představuje zvláštní případ rozběhové fáze, spočívá v tom, že při zadání požadované teploty, která leží pod měřenou skutečnou teplotou, probíhá ve všech následujících cyklech mezi okamžiky Zj a Z2 průběžné temperování tak dlouho, dokud měřená skutečná teplota poprvé nepoklesne pod zadanou požadovanou teplotu. Po poklesu pod požadovanou teplotu pokračuje rozběhová fáze generováním impulzu pro chladicí médium o délce tann v okamžiku Zi cyklu navazujícího na první pokles pod požadovanou teplotu a je ukončena opakovaným překročením požadované teploty a následnou volbou referenčního cyklu.
Po překročení předem zadané požadované teploty je tvarovací nástroj, popřípadě plastifikační válec, uváděn do tepelné rovnováhy pomocí v každém cyklu aktualizované hodnoty vypočteného impulzu pro temperovací médium a pomocí temperovací fáze, která závisí na aktuálním srovnávání požadované a skutečné hodnoty v průběhu n cyklů. Za tím účelem se z celkové doby trvání impulzů pro temperovací médium v průběhu pevně stanoveného počtu bezprostředně předcházejících cyklů vypočítává aritmetický průměr chladicí doby na cykl, který se modifikuje faktorem Kl, který umožňuje reagovat na prakticky nevyhnutelně se vyskytující tepelné poruchy a jejich vliv na tepelný stav tvarovacího nástroje. Vypočtená délka impulzu t£ se pak použije k zavádění temperovacího média v okamžiku Z] následujícího cyklu.
Po generování impulzu pro temperovací médium o délce te probíhá na základě průběžně prováděného srovnávání požadované a skutečné teploty tvarovacího nástroje po dobu okamžitého překročení požadované teploty a tedy v závislosti na teplotě nejpozději v okamžiku Z2 aktuálního cyklu generování dalších temperovacích impulzů.
Časová délka tohoto temperovacího impulzu íe se vypočte ze vztahu
Kl(j)n ,-------* (tM ♦ t„)(5) ni=i kde n je předem zadaný minimální počet po sobě následujících cyklů po prvním překročení zadané požadované teploty tvarovacího nástroje pro nalezení tepelné rovnováhy, tEi je temperovací impulz vypočtený pro cyklus i z n cyklů, tVi je součet na teplotě závislých temperovacích impulzů cyklu i z n cyklů, j je počet cyklů po prvním překročení zadané požadované teploty a
Kl(j) je na j závislá veličina odvozená ze stroje nebo procesu, která slouží k modifikaci střední doby temperování z n cyklů.
Pro výpočet platí počínaje cyklem 1 až do prvního překročení požadované teploty následující počáteční podmínky:
-10CZ 289862 B6 (*) (**) (***)
ÍE1 - tann výpočet vztahu (5) probíhá pro j < n, kde n se nahradí j Kl(j) = ao + ai *j proj<n
Kl(j)=l proj = n
Po dosažení předem zadaného počtu n cyklů po prvním překročení zadané požadované teploty se v okamžiku Zj referenčního cyklu generuje temperovací impulz o délce tD, přičemž hodnota tD je rovna hodnotě tE vypočtené podle vztahu (5) pro n-tý cykl. Dále se vypočte hodnota integrálu WRGref (Z], to)
V následujícím cyklu opět probíhá temperování po dobu tD a výpočet popsaného integrálu teploty. Jestliže je rozdíl obou integrálů menší než předem zadaná hodnota WG, je naposledy proběhlý cykl označen za referenční cykl, je vhodným způsobem uložen průběh teploty vtvarovacím nástroji a rozběhová fáze se považuje za ukončenou. Pro WG se volí hodnota v rozsahu 0,1 až 5 %, s výhodou 2 % hodnoty integrálu WRG(Zi,to), která představuje referenční hodnotu. Jestliže je rozdíl obou integrálů větší než tato předem zadaná hodnota W, projede se počínaje j = 1 znovu popsaným způsobem n cyklů za účelem nalezení referenční hodnoty, přičemž n se s výhodou volí rovno 3 a K1 (j) se volí rovno 0,75. V průběhu těchto tří cyklů se opět mohou generovat temperovací impulzy vyplývající ze srovnávání skutečné s požadovanou teplotou. Po každém z uvedených tří cyklů se podle vztahu (5) vypočte doba temperování tE pro následující cykl. Po třetím cyklu se stanoví K1 (j) = 1 a tD = tE, generuje se temperovací impulz o délce tD a vypočte se integrál WRG(Z], tD). Generování temperovacího impulzu a výpočet integrálu se provedou rovněž v následujícím cyklu, hodnoty integrálu se porovnají s předchozím cyklem a opakuje se, počínaje případně j = 1, popsaná volba referenčního cyklu, dokud není splněna podmínka
WRGj-rfZ!, tD) - WRGj(Zb tD) < WG
Aktuální cyklus se označí za referenční cyklus a rozběhová fáze je ukončena.
Již před prvním cyklem stroje se může zapnout přídavné topení, kterým se dosáhne zkrácení doby ohřevu na potřebnou tepelnou úroveň v temperovacích okruzích rozhodných pro tepelný provozní stav, popřípadě v oblastech plastifikačního válce, které jsou rozhodné pro tento provozní stav. Při použití přídavného topení se toto přídavné topení při definovaném přiblížení teploty tvarovacího nástroje, popřípadě plastifikačního válce, k požadované teplotě odpojí.
Co se týká signálů ze řídicí jednotky stroje, které jsou využity pro definování okamžiků Z] a Z2, jsou při temperování tvarovacího nástroje například následující možnosti:
Jako okamžik Zj se zvolí začátek doby kalibračního tlaku a jako okamžik Z2 se zvolí konec otevíracího pohybu tvarovacího nástroje, nebo se jako okamžik Zi zvolí začátek procesu vstřikování a jako okamžik Z2 se zvolí konec otevíracího pohybu tvarovacího nástroje, popřípadě jako okamžiky Z] a Z2 se zvolí stejné signály ze řídicí jednotky stroje, přičemž okamžik Z2 je v tomto případě shodný se signálem Z] následujícího cyklu. Naposledy uvedený případ je vhodný zejména při požadavku na poměrně nízké požadované teploty tvarovacího nástroje.
Při temperování plastifikačního válce se jako okamžik Z] zvolí například začátek plastifikace, pro volbu okamžiku Z2 se nabízejí stejné varianty jako při temperování tvarovacího nástroje.
Následující popis se týká variant, při kterých se měří teplota temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu.
Jako veličina relevantní k tepelnému obsahu tvarovacího nástroje v závislosti na časovém intervalu v rámci cyklu zavede integrál WRG(ub u2) podle vztahu (Γ).
-11 CZ 289862 B6 U2
WRG(U1Z ua) = J (T^Jt) - TTOr(t) ) dt (1')
Integrál WRG(ub u2) se vypočte a definuje analogicky k integrálu teplotní křivky podél časové osy mezi okamžiky ui a u2 zmenšený o integrál teplotní křivky průběhu teploty v dopředně větvi temperovacího okruhu ve stejném časovém intervalu, přičemž Τ^ί) představuje průběh teploty ve zpětné větvi, Tvor(t) představuje průběh teploty v dopředně větvi temperovacího okruhu a U] au2 představují integrační hranice časového intervalu. Možná délka odvodu tepla ztvarovacího nástroje, která je mezi okamžikem Zb který je určen signálem ze řídicí jednotky stroje v časové blízkosti procesu vstřikování při temperování tvarovacího nástroje, popřípadě v časové blízkosti začátku plastifikace při temperování plastifíkačního válce, a okamžikem Z2, kteiý je určen signálem ze řídicí jednotky stroje v časové blízkosti konce cyklu, je od nuly (maximální odvod tepla) procentuálně, avšak obráceně úměrně ve vztahu k možné době temperování, rozdělena do 100 (minimální odvod tepla). Obsluha zadá požadovanou dobu odvodu tepla procentuálně podle uvedeného dělení, to jest jako tak zvanou relativizovanou dobu temperování. V průběhu prvního cyklu po dosažení tepelné rovnováhy tvarovacího nástroje, který je označen za referenční cyklus, se z předem zadané relativizované doby temperování td vypočte hodnota integrálu WRGrrf(Zi, td) podle následujícího vztahu:
= J (T^it) - TTO(t> ) dt Z,
Ve všech následujících cyklech se v okamžiku Z] daného cyklu spustí temperovací impulz o délce td, přičemž hodnota taje dále popsaným postupem ještě v průběhu aktuálního cyklu a při vzniklých odchylkách průběhu teploty od průběhu teploty tak zvaného referenčního cyklu korigována. Za tím účelem je každý následující cyklus počínaje okamžikem Zi až do konce relativizované doby temperování td rozčleněn v nejmenší časové intervaly (ti, tj), v každém okamžiku f se měří teplota temperovacího média v dopředně a zpětné větvi temperovacího okruhu a vypočítává se hodnota integrálu WRGist(ti, tj) podle následujícího vzorce:
- J <Trid,(t) - T„(t) ) et
Integrál WRGjSt(tj.i, tj) se průběžně v každém okamžiku t, až do konce relativizované doby temperování td vždy v cyklicky shodném časovém bodě srovnává s hodnotou integrálu WRGref(ti.i, tj) referenčního cyklu podle následujícího vztahu (2’):
WD (¾) = WRGjSt (ti, ti) - WRGref (ti, ti) (2’)
Rozdíl obou hodnot signalizuje rozdíl množství tepla odvedeného z tvarovacího nástroje v tomto časovém intervalu (ti, ti) a je způsobem podle vynálezu využit ke korigování relativizované doby temperování td o korekční dobu tkOtr(ti) v právě běžícím cyklu.
-12CZ 289862 B6
Výsledky vztahu (2’) lze přitom rozdělit na následující případy:
WD(tj) > 0: ve srovnání s cyklicky shodným časovým intervalem referenčního cyklu je tepelný obsah tvarovacího nástroje vyšší, doba temperování se musí prodloužit o hodnotu tk0H(tj).
WD(tj) < 0: ve srovnání s cyklicky shodným časovým intervalem referenčního cyklu je teplený obsah tvarovacího nástroje nižší, doba temperování se musí zkrátit o hodnotu tkorr(tj).
WD(tj) = 0: není zapotřebí žádná korektura doby temperování.
Při výpočtu hodnot tkorT(tj) se vychází z následujících úvah:
Nechť bez omezení obecnosti platí případ WD(t;) > 0. Čas tkorr(tj) potřebný pro odvedení množství tepla úměrného přebytku, vypočteného podle (2’), se v okamžiku t; přičítá k předem zadané relativizované době temperování tj.
Platí ta = ta + tkorT(tj), přičemž tkotT se odvodí z následujícího vztahu:
WD(tj) = WRGrefíta, ta + tkorr), takže platí
WRGist(ti.], tj) - WRGref(ti.i, tj) = WRGref(td, ta + tkorT) a
J (Trť k (t) ~ TTOr (t) ) ietdt J^xúck^^ ~ Tyoj. (t)) refdt = ti-x ti-I d korr
J (Trfek(t) Tvor (t)) refdt
Po dosazení hodnot času a za předpokladu, že délka časového intervalu se blíží nule a hodnoty T(tj_i) se tudíž blíží hodnotám T(tj), vyjde:
M) - Tvor(ti)iSt * (tj - tu) - Trtck(tj) - Tvor(tj))ref * (tj - tu) = (T(td) - TV0Xtd))ref * (tj + tkorr - tj) ((Track(ti) - Tvor(tj))ist - Trtck(tj) - Tvor(ti))ref * (tj - tj.]) = (T(td) - Tvor(td))ref * (tkorr) a tím je ((Track(ti) - Tvor(ti))ist - Trockúi) - Tvor(ti))ref * (tj - tj.i) tkorr “ ................
(T(td) - TVOr(td))ref
-13CZ 289862 B6 přičemž jednotlivé symboly znamenají:
tj jednotlivý časový bod měření teploty ve zpětné větvi,
Track(t) teplotu ve zpětné větvi temperovacího okruhu, TVOr(t) teplotu v dopředné větvi temperovacího okruhu, (,)iSt termín se vztahuje ke vždy aktuálnímu cyklu (.)ref termín se vztahuje k referenčnímu cyklu a td délka temperování v cyklu.
Pro aplikace, které v důsledku vnějších okolností, například nepříznivého provedení tvarovacího nástroje z hlediska temperování, vykazují nadměrnou setrvačnost přenosu tepla z taveniny na temperovací médium, se do vztahu (3’) zavádí součinitel K s hodnotou mezi 0,5 a 1,5, kteiý při dané nutnosti působí tlumivě na vypočtenou korekční dobu tkorr(tj). Z toho vyplývá:
((TrflckOi) - Tvor(ti))ist - Trtjck(ti) - Tvor(tj))ref * (ti - ti.])
W = K *--------------------------------(T(td) - Tvor(td))ref
Pro případ WD(tj) > 0 je odvození tkorr(ti) analogické, přičemž korekční doba tk0IT(ti) má záporné znaménko.
Vlastní proces temperování je rozdělen na dvě fáze, to jest na rozběhovou fází a na stacionární provozní fázi s navzájem odlišnými podmínkami temperování, přičemž rozběhová fáze končí po výběru referenčního cyklu. Temperovací impulzy jsou vždy generovány v okamžiku Zb v časové blízkosti procesu vstřikovacího lití, popřípadě procesu plastifíkace, to jest jednotlivých začátků otáčení šneku. Takto se dosáhne působení temperovacího impulzu v časové oblasti největších teplotních rozdílů mezi vstřikovanou taveninou, popřípadě plastifíkovanou hmotou, a temperovacím kanálem a tím i potřebného odvodu tepla. Délka impulzu je v průběhu rozběhové fáze určována rozběhovým modem, zatímco v průběhu stacionární provozní fáze je zadána jako relativizovaná doba temperování, která je výše popsaným způsobem korigování neustále přizpůsobována požadavkům výrobního procesu. Nejpozději v okamžiku Z2 se jakékoliv temperování v průběhu cyklu ukončí.
Již před prvním cyklem činnosti stroje umožňuje způsob podle vynálezu zapnutí přídavného topení, které umožňuje zkrácení doby potřebné pro uvedení příslušných temperovacích okruhů, které jsou rozhodující pro dosažení tepelného provozního stavu, popřípadě příslušných zón plastifikačního válce, které jsou rozhodující pro tepelný provozní stav plastifikované hmoty, na potřebnou tepelnou úroveň. Při použití přídavného topení se toto přídavné topení po předem zadaném zvýšení teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu po temperovacím impulzu určité délky odpojí.
V průběhu rozběhové fáze se v prvním cyklu, počínaje okamžikem Z] provádí úvodní temperování temperovacím impulzem tjnit určité délky, aby se docílilo prvního úplného propláchnutí dotyčného temperovacího okruhu, v následujících cyklech je předem zadaná relativizovaná doba ta v závislosti na tepelné úrovni požadované v tvarovacím nástroji rozdělena na rozběhové impulzy, jejichž délka se vypočte z td:
td td-anf ~ j *----- , přičemž j je v intervalu 1 až m a m
hodnota m = 5 pro požadovanou poměrně nízkou tepelnou úroveň a m = 10 pro požadovanou poměrně vysokou tepelnou úroveň. Jakmile se dosáhne předem zadané hodnoty relativizované doby temperování, je pro tento cyklus poprvé vypočten popsaný integrál WRG(Zi, ta) teplotního
-14CZ 289862 B6 průběhu. Následující cyklus se označí za referenční cyklus a následuje temperování o zadané relativizované délce a opět výpočet popsaného integrálu teploty.
Jestliže je rozdíl obou integrálů menší než předem zadaná hodnota WG, je naposledy proběhlý cyklus uznán za referenční cyklus, vhodným způsobem se uloží časový průběh teploty v dopředné a zpětné větvi temperovacího okruhu a rozběhová fáze se považuje za ukončenou. Pro WG se zadává hodnota v rozsahu 1 až 20 %, s výhodou 10 %, hodnoty integrálu WRG(Zb td), která byla vypočtena jako referenční.
Jestliže je rozdíl obou integrálů větší než předem zadaná hodnota WG, následuje znovu temperování po předem zadanou relativizovanou dobu a srovnávání s vypočtenou hodnotou WRG(Zb td) předchozího cyklu. Tento sled temperování a srovnávání integrálů pokračuje v každém následujícím cyklu až do poklesu pod zadanou hodnotu WG, kdy se aktuální cyklus označí za referenční cyklus a rozběhová fáze se ukončí.
Referenčním cyklem je cyklus následující po dosažení tepelné rovnováhy temperované jednotky, například plastifikačního válce nebo tvarovacího nástroje. Jak již bylo podrobně popsáno, je tohoto rovnovážného stavu dosaženo popsanými kroky v průběhu rozběhové fáze. Lze si však také představit, že tepelného rovnovážného stavu se dosáhne jiným způsobem.
Co se týká signálů ze řídicí jednotky stroje, které jsou využity pro stanovení okamžiků Z] a Z2, jsou například následující možnosti:
Jako okamžik Z, se volí začátek doby kalibračního tlaku jako okamžik Z2 se volí konec otevíracího pohybu nástroje, nebo jako okamžik Zi se volí začátek procesu vstřikování a jako okamžik Z2 se volí konec otevíracího pohybu nástroje. Je také možno, že okamžiky Zi a Z2 jsou určeny shodnými signály ze řídicí jednotky stroje, přičemž signál Z2 je v tomto případě shodný se signálem Z] následujícího cyklu. Naposledy uvedený případ se s výhodou použije při poměrně nízkých požadovaných teplotách v tvarovacím nástroji.
Při temperování plastifikačního válce se jako okamžik Z] volí například začátek plastifikace, pro volbu okamžiku Z2 se nabízejí stejné možnosti jako při temperování tvarovacího nástroje.
Způsobem temperování podle vynálezu lze podstatně zvýšit stabilitu procesu při vstřikovacím lití. Ve srovnání s konvenčními metodami temperování lze až o 30 % snížit podíl zmetků. Lze také dosáhnout zkrácení doby cyklu o přibližně 5 až 15%, což přináší výrazné zvýšení produktivity. Nejsou zapotřebí externí temperovací zařízení s topením a oběhovými čerpadly, jestliže se požadují vysoké teploty chladicího média. Zásluhou toho se při procesu vstřikovacího lití o přibližně 10 % sníží měrná spotřeba energie.
Při temperování, při kterém se vychází z měření teploty v dopředné a zpětné větvi temperovacího okruhu, přistupují ještě přídavné výhody spočívající vtom, že může odpadnout umísťování snímačů teploty do stěny plastifikačního válce, popřípadě do vstřikovacího licího nástroje. Zejména u složitých vstřikovacích licích nástrojů je vytvoření vrtaných otvorů pro snímače teploty spojeno se značnými náklady.
Další jiná výhoda spočívá například vtom, že u vstřikovacích licích strojů lze způsobem podle vynálezu současně temperovat jak plastifikační válec, tak i vstřikovací licí nástroj. Obě regulace tedy mohou být takto sdruženy ve společném regulačním zařízení, zásluhou čehož se podstatně sníží náklady na toto zařízení.
-15CZ 289862 B6
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:
na obr. 1 funkční schéma temperování vstřikovacího licího nástroje s měřením teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu na obr. 2 funkční schéma temperování plastifíkačního válce vstřikovacího licího stroje s měřením teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu, podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Ve funkčním schématu podle obr. 1 je znázorněn vstřikovací licí stroj 1 se vstřikovacím licím nástrojem 2. Temperování vstřikovacího licího nástroje 2 se provádí kapalinovými temperovacími okruhy Kj až K„, přičemž průtok temperovacího média jednotlivými kapalinovými temperovacími okruhy K, až Kn se uzavírá nebo otevírá elektromagnetickými ventily Mi až Mn.
Ve funkčním schématu podle obr. 2 je znázorněn vstřikovací licí stroj 1 včetně plastifíkačního válce 2\ Temperování plastifíkačního válce 2’ se provádí kapalinovými temperovacími okruhy Ki až K„, přičemž průtok temperovacího média jednotlivými kapalinovými temperovacími okruhy K] až K„ se uzavírá nebo otevírá elektromagnetickými ventily Mi až Mn. Tepelný stav zón plastifíkačního válce 2\ které jsou přiřazeny temperovacím okruhům Kt až K„, může být topnými okruhy H] až Hn zvýšen na předem zadanou teplotní úroveň, při využití pouze průvodního plastifíkačního tepla lze přídavné vytápění vypustit.
Řídicí jednotka 3 pro temperování vstřikovacího licího nástroje 2, popřípadě plastifíkačního válce 2’, sestává ze bloků přizpůsobovací stupeň, analogově-digitální převodník (ADU), výpočetní jednotka (CPU), zadávací jednotka, výstupní jednotka a různých rozhraní. Funkční propojení jednotlivých bloků v tomto zařízení a tím v systému vstřikovacího lití, popřípadě procesu plastifikace, měření teploty a regulace proudění temperovacího média je následující:
Pro každý temperovací okruh K; (i = 1, ..., n) vstřikovacího licího nástroje 2, popřípadě plastifíkačního válce 2’, je ve zpětné větvi tohoto temperovacího okruhu K; v blízkosti vstřikovacího licího nástroje 2, popřípadě plastifíkačního válce 2’, uspořádán snímač ThR; teploty (i= 1, ..., n), který je pružně spojen spřizpůsobovacím stupněm řídicí jednotky 3; přídavně je také v dopředně větvi temperovacího okruhu K; uspořádán snímač ThV; teploty.
Přizpůsobovací stupeň přizpůsobuje přiváděné signály o teplotě ze zvolených snímačů ThR,. ThV; teploty podle teplonosných médií pro připojený analogově-digitální převodník (ADU), který přivedené signály o teplotě přenáší jako elektrické signály do výpočetní jednotky (CPU), ve které jsou tyto signály dále zpracovávány. Software, který je instalován ve výpočetní jednotce (CPU), pak v závislosti na integrálu vývoje teploty ve zvoleném referenčním cyklu, na průběhu teploty měřeném v každém následujícím cyklu synchronně s cyklem a v závislosti na z toho vypočteném srovnávacím integrálu určuje dobu průtoku temperovacího média jednotlivými temperovacími okruhy Kj.
Počátek a konec průtoku temperovacího média určuje výpočetní jednotka (CPU) vysláním spínacích signálů do elektromagnetických ventilů M; jednotlivých temperovacích okruhů Kj. Je zajištěno vzájemné přiřazení naměřených hodnot, výsledků výpočtu a temperovacích okruhů Kj. K výpočetní jednotce (CPU) je dále připojena zadávací jednotka pro zadávání regulačních hodnot a výstupní jednotka pro informování obsluhy. Signály Z] a Z2, které se do výpočetní jednotky
-16CZ 289862 B6 (CPU) přivádějí z bloku regulace vstřikovacího licího stroje, nesou informaci o časovém sledu procesu vstřikovacího lití.
Funkční schémata pro měření teplot ve vstřikovacím licím nástroji 2, popřípadě ve stěně plastifikačního válce 2’ vstřikovacího licího stroje mají v zásadě shodnou konstrukci, s jediným rozdílem spočívajícím vtom, že snímače ThR; nejsou uspořádány ve zpětných větvích temperovacích okruhů Kj, nýbrž ve stěně plastifikačního válce 2’, popřípadě ve stěně vstřikovacího licího nástroje 2. Místo měření by se mělo nacházet pokud možno v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem formy chladicím kanálem, popřípadě chladicí plochou, a současně v oblasti uprostřed mezi vstupem a výstupem temperovacího média.
Dále je uvedeno několik příkladů provádění způsobu podle vynálezu. Příklady 1 až 3 se týkají varianty s měřením teplot temperovacího média ve zpětných větvích temperovacích okruhů K, a příklady 4 až 6 varianty s měřením teploty vstřikovacího licího nástroje 2, popřípadě stěny plastifikačního válce 2LPříklad 1
Ve vstřikovacím licím stroji typu Krauss Maffei 150-820 B se z polyamidu 6.6 vyrábí součást větrání automobilu. Proces má následující technologické parametry:
konstrukce vstřikovacího nástroje: dvojitá
hmotnost jednoho vstřiku (2 odlitky + nálitek): 204 g
hmotnost vstřikovacího nástroje: 850 kg
vstřikovací tlak: 920 bar
doba vstřikování 1,8 s
závěrná síla: 1300 kN
kalibrační tlak: 750 bar
trvání kalibračního tlaku: 5,5 s
teplota v dopředně větvi: 37 °C
délka cyklu: 33 s
Vstřikovací licí nástroj jednotky 1 je opatřen čtyřmi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů ThR teploty ve zpětných větvích temperovacích okruhů K, a snímačem ThV teploty v dopředně větvi temperovacích okruhů K; propojeny se řídicí jednotkou 3. Jako okamžik Z] se volí okamžik „počátek kalibračního tlaku“ a jako okamžik Z2 se volí okamžik „konec otvíracího pohybu nástroje“. Časový interval mezi okamžiky Z] a Z2 činí 22 s.
Jako relativizovaná doba chlazení td vstřikovacího licího nástroje je pro temperovací okruhy K] a K? (strana trysky) zadáno 50 %, to jest 11 s, a pro temperovací okruhy K3 a K4 (protilehlá strana) 40 %, to jest 13,2 s.
Teploty temperovacího média příslušných temperovacích okruhů Κμ se měří bezprostředně na výstupu vstřikovacího licího nástroje.
Měření teploty ve zpětné a dopředně větvi temperovacích okruhů KM probíhají po celou dobu cyklu.
Provádění způsobu podle vynálezu je dále objasněno na příkladu temperovacího okruhu Kj.
V prvním cyklu rozběhové fáze probíhá, počínaje okamžikem Zb počáteční chlazení o určité časové délce t^t, aby se docílilo prvního úplného propláchnutí příslušného temperovacího okruhu Ki. Časová délka inicializačního impulzu tjnit počátečního chlazení se stanoví empiricky na
-17CZ 289862 B6 základě existujících zkušeností, přičemž pro tento příklad se jako dostatečná délka jeví délka 5 sekund. Pro následující m cykly se rozběhový impulz vypočítává podle vztahu:
td td-anf ~ j * m
Tento výpočet probíhá v závislosti na temperovacím okruhu Kj, přičemž pro m se volí hodnota 5. U temperovacího okruhu K] vycházejí pro cykly 2 až 8 temperovací impulzy o délkách 2,2 s, 4,4 s, 6,6 s, 8,8 s a 11 s.
Dosáhne-li se předem zadané relativizované doby temperování, to jest 50 %, popřípadě 11 s, vypočte se pro tento cyklus poprvé popsaný integrál WRG(Z], td) průběhu teploty, WRG(Zb td) = 27,5. Následující cyklus je označen jako referenční cyklus, probíhá temperování po předem zadanou dobu 11 s a následuje opět výpočet zmíněného integrálu teploty, WRG(Zb td) = 28,3. Rozdíl uvedených integrálů, který činí 0,8, je menší než předem zadaná hodnota Wq = 2,75, což znamená, že naposledy proběhlý cyklus je uznán za referenční cyklus, je uložen časový průběh teploty v zpětné větvi temperovacího okruhu K; a rozběhová fáze se považuje za ukončenou.
Ve všech následujících cyklech se v okamžiku Z] příslušného cyklu nastartuje temperovací impulz o délce td, přičemž hodnota td (11 s) se v průběhu daného cyklu s použitím korekčního algoritmu koriguje při výskytu odchylek průběhu teploty od průběhu teploty tak zvaného referenčního cyklu. Každý následující cyklus se za tím účelem počínaje okamžikem Zj do konce relativizované doby temperování td rozdělí na nejmenší časové intervaly (tu, tj) o délce 0,05 s, v každém okamžiku tj se měří teplota temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu Ki a podle rovnice (1) se vypočítává hodnota WRGjSt(ti.i, tj):
ř1
- J <Trie(t) -Trer(C)) dt.
ti-.
Hodnota WRGjSt(ti.i, tj) se v každém okamžiku t; až do konce relativizované doby temperování td vždy k témuž okamžiku cyklu podle rovnice (2) průběžně srovnává s hodnotou WRGref(ti.i, tj) referenčního cyklu. Rozdíl WD(tj) zmíněných hodnot se způsobem podle vynálezu v právě běžícím cyklu použije pro korekturu relativizované doby temperování td o korekční dobu tkorT(ti).
WD(tj) = WRGjjt (tj.], tj) - WRGref (tj.], tj)
K * ((Wtj) - TvoXti))^ - Wtj) - Tvor(tj))ref * (tj - tu)
Ikon(T(td) — Tvor(td))ref přičemž platí K = 1.
V následující tabulce jsou jako příklady uvedeny výsledky měření a výpočtu hodnot Trtck(tj), Tvor(tj), WRGistCtj.], tj), WD(tj), tko[T(tj) a td pro 50., 80., 120. a 200. měřicí bod 20. cyklu temperovacího okruhu Kb
-18CZ 289862 B6
okamžik TrOck Tvor WRGist WD tkorr td
i vtj(°C) vtj(°C) V tj V ti Vtj(s) Vtj(s)
50 41,6 37,0 0,24 -0,01 -0,04 10,1
80 40,8 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
Všechny temperovací okruhy K; jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředně větvi teplotu 37 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Výše popsané výlisky byly způsobem podle vynálezu trvale vyráběny v odpovídající jakosti s opakovači dobou cyklu 33 s. Vypočtený podíl zmetků činil 2,6 % a měrná spotřeba energie činila přibližně 0,59 kWh/kg.
Příklad 2
Ve vstřikovacím licím stroji typu Krauss Maffei 250-1200 B se z polypropylenu plněného 40 % mastku vyrábějí kryty pro automobilový průmysl.
Proces má následující technologické parametry:
provedení vstřikovacího nástroje: hmotnost jednoho vstřiku (2 odlitky + nálitek): hmotnost vstřikovacího nástroje: vstřikovací tlak: doba vstřikování: závěrná síla: kalibrační tlak: trvání kalibračního tlaku: teplota v dopředně větvi: délka cyklu:
jednoduché
210g
770 kg
800 bar
2,0 s
2000 kN
700 bar
3.5 s °C
26.5 s
Vstřikovací licí nástroj jednotky 1 je opatřen čtyřmi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů ThR- teploty ve zpětných větvích temperovacích okruhů Kj a snímačem ThV teploty v dopředně větvi temperovacích okruhů K, propojeny se řídicí jednotkou 3. Jako okamžik Z] se volí okamžik „počátek kalibračního tlaku“ a jako okamžik Z2 se volí okamžik „konec otvíracího pohybu nástroje“. Časový interval mezi okamžiky Zi a Z2 činí 19 s.
Jako relativizovaná doba chlazení td vstřikovacího licího nástroje je pro temperovací okruhy Ki a K? (strana trysky) zadáno 70 %, to jest 5,7 s, a pro temperovací okruhy K3 a K» (protilehlá strana) 65 %, to jest 6,6 s.
Teploty temperovacího média příslušných temperovacích okruhů KM se měří bezprostředně na výstupu vstřikovacího licího nástroje.
Měření teploty ve zpětné a dopředně větvi temperovacích okruhů KM probíhají po celou dobu cyklu.
Provádění způsobu podle vynálezu je analogické jako v příkladu 1, pro výpočet délky rozběhových impulzů se volí m = 5 a rozběhová fáze se ukončí po 7 cyklech s volbou referenčního cyklu. Temperovací impulzy vypočtené v následujících cyklech dosahují za
-19CZ 289862 B6 působení vyskytujících se rušivých vlivů na tepelný stav vstřikovacího licího nástroje 2 délky mezi 4,2 a 7,5 s pro temperovací okruhy K] a K7 a mezi 5,4 s a 8,0 s pro temperovací okruhy K3 aKí.
Všechny temperovací okruhy K; jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředně větvi teplotu přibližně 14 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Výše popsané výlisky byly způsobem podle vynálezu trvale vyráběny v třísměnném provozu, zásluhou dosažené konstantnosti tepelného provozního stavu s odpovídající stabilitou provozu a jakostí. Opakovači doba cyklu činila 26,5 sekund. Vypočtený podíl zmetků činil 0,85 % a měrná spotřeba energie činila přibližně 0,55 kWh/kg.
Příklad 3
Ve vstřikovacím licím stroji se z pryžové směsi na bázi kaučuku SBR/NR vyrábějí výlisky.
Proces má následující technologické parametry:
- vstřikovací licí stroj: - závěrná síla: 850 kN
- průměr šnekového pístu: 45 mm
- otáčky šneku: 90/min
- náporový tlak v %: 35%
- délka cyklu: 45%
- vstřikovací licí forma: - plnoautomatické vytvarování
- elektricky vyhřívána výlisek: - otevřený, vystříknutý přímo zalitím
- počet přihrádek:
- hmotnost výlisku (včetně nálitku):
0,064 kg
Plastifikační válec 2’ je opatřen třemi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů ThR; teploty ve zpětných větvích temperovacích okruhů K, a snímačem ThV teploty v dopředně větvi temperovacích okruhů K; propojeny se řídicí jednotkou 3. Temperovací okruh Ki (vtahování hmoty) a temperovací okruh K3 (oblast trysky) jsou opatřeny přídavným topením. Jako okamžik Zi se volí okamžik „počáteční plastifikace“ a jako okamžik Z2 se volí okamžik „konec otvíracího pohybu nástroje“. Časový interval mezi okamžiky Zi a Z2 činí 37 s.
Jako relativizovaná doba chlazení taje pro temperovací okruh K] (oblast vtahování) zadáno 90 % (3,7 s), tj. má zůstat zachována poměrně vysoká úroveň třecího tepla. Pro temperovací okruhy K? (začátek vysrážecí zóny) a K3 se zadává 80 %, tj. 7,4 s. Pro tepelný provozní stav plastifíkačního válce 2’ znamená toto zadání rostoucí tepelný obsah podél válce směrem k vysrážecí zóně, který vyplývá z třecího tepla, narůstajícího poměrně výrazně v tomto směru. Teploty temperovacího média ve zpětných větvích jednotlivých temperovacích okruhů K; se měří bezprostředně na výstupu z plastifíkačního válce 2\
Měření teploty ve zpětné a dopředně větvi temperovacích okruhů K1.3 probíhají průběžně po celou dobu cyklu.
V průběhu rozběhové fáze bylo již po několika minutách dosaženo takové úrovně tepelného provozního stavu, že se mohla odpojit přídavná topení. Rozběhová fáze byla ukončena po 12 cyklech, přičemž 3 cykly posloužily pro stanovení referenčního cyklu. Temperovací impulzy vypočtené v následujících cyklech dosahují za působení vyskytujících se rušivých vlivů na
-20CZ 289862 B6 tepelný stav plastifikačního válce 2’ délky mezi 2,0 s a 5,5 s pro temperovací okruh K] a mezi 5,4 s a 8,6 s pro temperovací okruhy K7 a Kj.
Všechny temperovací okruhy K; jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředně větvi teplotu přibližně 14 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Popsané výlisky se způsobem podle vynálezu vyráběly v trvalém provozu s odpovídající jakostí a následujícími parametry:
doba cyklu: 45 s podíl zmetků: 2,9 % měrná spotřeba energie: 0,60 kWh/kg přídavná spotřeba pracovní doby pro seřizování - na směnu: 22 min
Příklad 4
Ve vstřikovacím licím stroji typu Krauss Maffei 150-620 B se z polyamidu 6.6 vyrábějí součásti chlazení automobilového motoru.
Proces má následující technologické parametry:
provedení vstřikovacího nástroje: dvojité
hmotnost jednoho vstřiku (2 výlisky + nálitek): 204 g
hmotnost vstřikovacího nástroje: 850 kg
vstřikovací tlak: 920 bar
doba vstřikování 1,8 s
závěrná síla: 1300 kN
kalibrační tlak: 750 bar
trvání kalibračního tlaku: 5,5 s
teplota v dopředně větvi: 37 °C
délka cyklu: 33 s
Vstřikovací licí nástroj je opatřen čtyřmi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů teploty propojeny se řídicí jednotkou 3. Jako požadovaná teplota Tson vstřikovacího licího nástroje je pro temperovací okruhy Kt a K7 (strana trysky) zadáno 65 °C a pro temperovací okruhy K3 a K4 (protilehlá strana) 55 °C.
Teploty vstřikovacího licího nástroje v oblasti příslušných temperovacích okruhů K,· se měří v geometrickém středu mezi temperovacím kanálem a vnitřním povrchem formy a přibližně uprostřed mezi vstupem a výstupem temperovacího média do a z příslušného temperovacího okruhu Kj.
Na příkladu temperovacího okruhu K; je dále popsán způsob a uspořádání vrtaných otvorů pro snímače ThR; teploty. Otvor se vytvoří uprostřed mezi vstupem a výstupem temperovacího média a současně uprostřed mezi navzájem a vnitřním povrchem vstřikovacího licího nástroje rovnoběžně probíhajícími chladicími kanály v geometrickém středu mezi oběma chladicími kanály, kolmo k vnitřnímu povrchu vstřikovacího licího nástroje 2. Vrtaný otvor končí v polovině vzdálenosti mezi chladicím kanálem a vnitřním povrchem vstřikovacího licího nástroje. Konkrétní rozměrové údaje pro temperovací okruh Ki jsou následující:
středová vzdálenost mezi temperovacími kanály: 40 mm vzdálenost mezi středem temperovacího kanálu a vnitřním povrchem formy: 40 mm vzdálenost mezi dnem vrtaného otvoru a vnitřním povrchem formy: 20 mm
-21 CZ 289862 B6
Vrtané otvory pro měření teploty pro temperovací okruhy K2, Kj a K4 se vytvoří analogicky jako pro temperovací okruh Kb
Měření teploty ve zpětné a dopředně větvi temperovacích okruhů KM probíhají průběžně po celou dobu cyklu. Jako reakce na naměřené hodnoty jsou do příslušných temperovacích okruhů K zaváděny impulzy pro temperovací médium o časově omezené délce.
V prvním cyklu rozběhové fáze je v okamžiku Z] (začátek kalibračního tlaku) generován temperovací impulz tjnjt o určité délce, kterým se dosáhne prvního úplného propláchnutí dotyčného temperovacího okruhu Kj. Délka inicializačního impulzu se stanoví vždy empiricky na základě existujících zkušeností, přičemž pro tento příklad se za dostatečnou hodnotu považuje hodnota 5 sekund.
V následujícím cyklu je při dosažení teploty vstřikovacího licího nástroje 3 k pod teplotou Tson vdaném temperovacím okruhu Kj v okamžiku Z] („začátek kalibračního tlaku“) generován temperovací impulz t^ o délce 0,3 sekundy. Tento temperovací impulz t^ o délce 0,3 sekundy je pak generován ve všech následujících cyklech, až do prvního překročení požadované teploty Tson. Dosažením, popřípadě překročením požadované teploty T^n začíná dosažení tepelné rovnováhy ve vstřikovacím tvarovacím nástroji.
To znamená, že v n cyklech (n = 5) po prvním dosažení nebo překročení zadané požadované teploty Tjoii je v okamžiku Zi generován temperovací impulz tE , který je vypočten jako střední hodnota z celkové doby chlazení v předchozích pěti cyklech a modifikován součinitelem K1 podle následujícího vzorce:
Kl(j)n t, --------- *2 ni=i kde n = 5, přičemž pro Kl(j) platí:
Kl(j) = ao + ai *j proj<6
Kl(j)= 1 proj>5
S přihlédnutím k tepelné setrvačnosti procesů přenosu tepla na počátku stacionární provozní fáze a z toho často vyplývajících „překmitů“ teplotní regulace se pro konstanty ao + ai volí následující hodnoty:
ao = 0,25 ai = 0,15;
Pro Kl(j) vychází v závislosti na j monotónně stoupající průběh, který zajišťuje, že teprve impulz vypočtený po pátém cyklu po překročení požadované teploty má délku tD dostatečnou pro dodržování předem zadané požadované teploty. Délka tD je rovna hodnotě TE vypočtené podle (5) pro 6. cyklus, pro tento příklad je tD = 12,7 s.
Od tohoto okamžiku následuje temperování v závislosti na srovnávání požadované a skutečné teploty.
Pro tento, v příkladu šestý cyklus po překročení požadované teploty, se poprvé vypočítává zmíněný integrál WRG(Zb ta) průběhu teploty, WRG(Zb L) = 820,9. V následujícím cyklu znovu proběhne temperování o vypočtené délce tD a opět také výpočet zmíněného integrálu teploty, WRG(Zb tj) = 826,7. Rozdíl obou integrálů (5,8) je menší než předem zadaná hodnota Wg
-22CZ 289862 B6 (WG= 16,4), což znamená, že naposledy proběhlý cyklus je označen za referenční cyklus, je uložen časový průběh teploty ve vstřikovacím licím nástroji, popřípadě plastifikačním válci 2’, a rozběhová fáze se považuje za ukončenou.
Ve všech následujících cyklech se v okamžiku Z] příslušného cyklu nastartuje temperovací impulz o délce tD, přičemž hodnota to (12,7 s) se v průběhu daného cyklu s použitím korekčního algoritmu koriguje při výskytu odchylek průběhu teploty od průběhu teploty tak zvaného referenčního cyklu. Každý následující cyklus se za tím účelem počínaje okamžikem Zi do konce vypočtené doby temperování tD rozdělí na nejmenší časové intervaly (tj_i, tj) o délce 0,05 s, v každém okamžiku ti se měří teplota vstřikovacího licího nástroje a podle rovnice (1) se vypočítává hodnota WRGjSt(ti.i, tj):
Hodnota WRGjSt(ti.i, tj) se v každém okamžiku tj až do konce doby temperování tD vždy k témuž okamžiku cyklu podle rovnice (2) průběžně srovnává s hodnotou WRGret(ti.i, tj) referenčního cyklu. Rozdíl WD(t;) zmíněných hodnot se způsobem podle vynálezu v právě běžícím cyklu použije pro korekturu doby temperování tD o korekční dobu tkon(ti).
WD (ti) = WRGist (Ε,, ti) - WRGref (tj.,, Ú tkorr (ti) = K * (T(tj)ist - T(tj)ref) * (tj - tj.,), přičemž platí K = 1.
V následující tabulce jsou jako příklad uvedeny výsledky měření a výpočtu hodnot T(ti)jSt,
WRGjst(ti.i, tj), WD(ti), tk0rr(tj) temperovacího okruhu K,. a tD pro 1., 50., 80., 120. a 200. měřicí bod 20. cyklu
okamžik Tist Tref WRGref tkoir tD
i vti(°C) v h Vtj vt;(s) po ti (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 0,01 12,0
Jak je z příkladu patrné, je temperovací impulz o délce 12,7 s, který byl v referenčním cyklu generován a byl v tomto referenčním cyklu nezbytný k udržení předem zadané požadované teploty, v průběhu 20. cyklu korigován z 12,7 přes 12,1,11,8 a 11,6 až na 12 s.
Všechny temperovací okruhy Kj jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředně větvi teplotu 37 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Výše pospané výlisky byly způsobem podle vynálezu trvale vyráběny v odpovídající jakosti s opakovači dobou cyklu 33 s. Vypočtený podíl zmetků činil 2,6 % a měrná spotřeba energie činila přibližně 0,59 kWh/kg.
-23CZ 289862 B6
Příklad 5
Ve vstřikovacím licím stroji typu Krauss Maffei 250-1200 B se z polypropylenu plněného 40 % mastku vyrábějí kryty pro automobilový průmysl.
Proces má následující technologické parametry:
provedení vstřikovacího nástroje: hmotnost jednoho vstřiku (2 odlitky + nálitek): hmotnost vstřikovacího nástroje: vstř ikovací tlak: doba vstřikování závěrná síla: kalibrační tlak: trvání kalibračního tlaku: teplota v dopředně větvi: délka cyklu:
jednoduché 210g 770 kg 800 bar 2,0 s 2000 kN 700 bar
3.5 s 14 °C
26.5 s
Vstřikovací licí nástroj jednotky 1 je opatřen čtyřmi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů ThR; teploty ve vstřikovacím licím nástroji v oblasti jednotlivých temperovacích okruhů K; propojeny se řídicí jednotkou 3. Jako okamžik Zj se volí okamžik „počátek kalibračního tlaku“ a jako okamžik Z2 se volí okamžik „konec otvíracího pohybu nástroje“. Časový interval mezi okamžiky Zi a Z2 činí 19 s. Jako požadované teploty je pro temperovací okruhy Ki a K2 (strana trysky) zadáno 55 °C a pro temperovací okruhy K3 a K4 (protilehlá strana) 45 °C.
Průběh procesuje analogický jako v příkladu 1, rozběhová fáze se ukončí po 8 cyklech.
Temperovací impulzy vypočtené v následujících cyklech dosahují za působení vyskytujících se rušivých vlivů na tepelný stav vstřikovacího licího nástroje délky mezi 4,2 s a 7,5 s pro temperovací okruhy K] a K? a mezi 5,4 s a 8,0 s pro temperovací okruhy K3 a K4.
Všechny temperovací okruhy K jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředné větvi teplotu přibližně 14 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Výše popsané výlisky byly způsobem podle vynálezu trvale vyráběny v třísměnném provozu, zásluhou dosažené konstantnosti tepelného provozního stavu s odpovídající stabilitou provozu a jakostí. Opakovači doba cyklu činila 26,5 sekund. Vypočtený podíl zmetků činil 0,85 % a měrná spotřeba energie činila přibližně 0,55 kWh/kg.
Příklad 6
Ve vstřikovacím licím stroji se z pryžové směsi na bázi kaučuku SBR/NR vyrábějí výlisky „vyrovnávací tlumič“.
Proces má následující technologické parametry:
- vstřikovací licí stroj: - závěrná síla: 850 kN
- průměr šnekového pístu: 45 mm
- otáčky šneku: 90/min
- náporový tlak v %: 35%
- délka cyklu: 45 s
-24CZ 289862 B6
- vstřikovací licí forma: - plnoautomatické vytvarování
- elektricky vyhřívána
- výlisek: - otevřený, vystříknutý přímo zalitím
- počet přihrádek: 24
- hmotnost výlisku (včetně nálitku): 0,064 kg
Plastifikační válec 2’ je opatřen třemi temperovacími okruhy Kj, které jsou prostřednictvím snímačů ThR; teploty ve stěně plastifíkačního válce 2’ propojeny se řídicí jednotkou 3. Temperovací okruh Ki (vtahování hmoty) a temperovací okruh K3 (oblast trysky) jsou opatřeny přídavným topením. Jako okamžik Z] se volí okamžik „počáteční plastifikace“ a jako okamžik Z2 se volí okamžik „konec otvíracího pohybu nástroje“. Časový interval mezi okamžiky Zi a Z2 činí 37 s.
Jako požadované teploty Tson plastifíkačního válce 2’ jsou zadány následující hodnoty:
temperovací okruh K] (vtahovací zóna)45 °C temperovací okruh K2 (ohřívací a zhutňovací zóna, začátek vyrážecí zóny)52 °C temperovací okruh K3 (vyrážecí zóna a těleso trysky)60 °C
Spínací teplota pro topení je Tsoll - 2,5 K, vypínací teplota pro topení je T^n - 2,0 K.
Teploty stěny plastifíkačního válce 2’ v oblasti jednotlivých temperovacích okruhů K, se měří přibližně v těžišti stěny plastifíkačního válce 2’, tj. při daném vnitřním průměru 454 mm a daném vnějším průměru 90 mm plastifíkačního válce 2’ přibližně 15 mm od vnějšího povrchu v radiálním směru a současně přibližně uprostřed mezi vstupem a výstupem temperovacího média do a z daného temperovacího okruhu K;. Měření teploty probíhá průběžně po celou délku cyklu.
V rozběhové fázi byla již po několika minutách dosažena vypínací teplota pro přídavné topení, od této doby byly v jednotlivých okamžicích Zj jednotlivých cyklů generovány temperovací impulzy tann o délce 0,3 s, aby se docílilo tlumeného dosažení požadované teploty Τ^ιι- Po dosažení požadované teploty T^n byl po pátém cyklu po prvním překročení požadované teploty Tson zvolen referenční cyklus a tím ukončena rozběhová fáze.
Temperovací impulzy vypočtené v následujících cyklech dosahují za působení vyskytujících se rušivých vlivů na tepelný stav plastifíkačního válce 2’ hodnoty mezi 2,0 s a 5,5 s pro temperovací okruh Ki a mezi 5,4 s a 8,6 s pro temperovací okruhy K? a K3.
Všechny temperovací okruhy K; jsou napájeny užitkovou vodou z uzavřené sítě chladicí vody v provozu, která má v dopředně větvi teplotu přibližně 14 °C. Není zapotřebí tuto teplotu regulovat.
Popsané výlisky se způsobem podle vynálezu vyráběly v trvalém provozu s odpovídající jakostí a následujícími parametry:
délka cyklu: 45 s podíl zmetků: 2,9 % měrná spotřeba energie: 0,60 kWh/kg přídavná spotřeba pracovní doby pro seřizování - na směnu: 22 min
-25CZ 289862 B6
Srovnávací příklad 1
Analogicky jako v příkladech 1 a 4 se vyrábějí výlisky při použiti běžného temperování, za následujících temperovacích podmínek:
způsob chlazení: 2 dvouokruhová přistavená temperovací zařízení temperovací médium: voda teplota temperovacího média: 2 x 55 °C, 2 x 60 °C.
Potřebná délka cyklu přitom činila 37 sekund. V trvalém provozu se dosáhlo podílu zmetků 3,1 %, měrná spotřeba energie byla přibližně 0,72 kWh/kg.
Srovnávací příklad 2
Analogicky jako v příkladech 2 a 5 se vyrábějí výlisky při použití běžného temperování, za následujících temperovacích podmínek, přičemž vstřikovací lisovací nástroj byl temperován pomocí dvou přistavených temperovacích zařízení:
způsob chlazení: 2 dvouokruhová přistavená temperovací zařízení temperovací médium: voda teplota temperovacího média: 2 x 55 °C (na straně trysky), x 45 °C (na protilehlé straně).
Potřebná délka cyklu přitom činila 29 sekund. V trvalém provozu se dosáhlo podílu zmetků 2,6 %, měrná spotřeba energie byla přibližně 0,69 kWh/kg.
Způsobem podle vynálezu se ve srovnání s konvenčním způsobem temperování dosáhne podstatného zvýšení stability procesu. Kromě úspory temperovacích zařízení, v obou příkladech se jednalo o dvě temperovací zařízení, se dosáhne další výhody spočívající ve zkrácení délky cyklu. Toto zkrácení činí podle příkladů přibližně 10%. Tím se dosáhne výrazného zvýšení produktivity. Kromě toho se mohlo docílit i výrazného snížení podílu zmetků, které podle příkladů činí 38 %, popřípadě 67 %. Celkově se dosáhne také snížení měrné spotřeby energie, které činí 10 až 20 %.
Srovnávací příklad 3
Analogicky jako v příkladech 3 a 6 se vyrábějí výlisky při použití běžného temperování, za následujících temperovacích podmínek:
způsob temperování: jedno přistavené temperovací zařízení, průběžné temperování celého plastifikačního válce 2’ temperovací médium: voda teplota temperovacího média: 75 °C
Výlisky uvedené v příkladu 2 byly v trvalém provozu vyráběny za následujících podmínek:
délka cyklu: 52 s
podíl zmetků: 4,2 %
měrná spotřeba energie: 0,70 kWh/kg
přídavná práce obsluhy při seřizování, na směnu: 37 min.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob temperování jednotek (1) vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek (2) tvarovacích nástrojů pro zpracovaní plastů, s nejméně jedním temperovacím okruhem, při kterém se měří teplota temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu nebo teplota v plastifikačním válci (2’), popřípadě tvarovacím nástroji a podle výsledku srovnávání skutečné hodnoty se zadanou požadovanou hodnotou se mění průtok temperovacíhomédia,vyznačující se tím,že
    a) před měřením teploty temperovacího média ve zpětné větvi temperovacího okruhu (Κ;) se možná časová délka odvádění tepla v dané jednotce v průběhu cyklu rozdělí mezi okamžiky Z], Z2 na stejné úseky a před začátkem regulace se jako relativizovaná délka temperování zadá požadovaná délka odvádění tepla, načež se průběžně měří teplota temperovacího média ve zpětné a dopředně větvi temperovacího okruhu (Kj) a po dosažení tepelné rovnováhy vdané jednotce se v následujícím cyklu jako požadovaná hodnota zadané relativizované délky temperování vypočte a uloží veličina WRG, která je relevantní k obsahu tepla v jednotce a představuje plochu v závislosti na čase měřeného rozdílu mezi teplotou temperovacího média ve zpětné větvi a v dopředně větvi v průběhu tak zvaného referenčního cyklu, nebo
    b) průběžně se měří teplota v plastifikačním válci (2’), popřípadě nástroji v místech, která jsou pro daný temperovací okruh (Κ;) tepelně rovnoměrně ovlivňována jak taveninou, popřípadě ohřívanou tvarovanou hmotou, tak i temperováním, a po dosažení tepelné rovnováhy dané jednotky se v následujícím cyklu vypočte a uloží veličina WRG, která je relevantní k obsahu tepla v jednotce a představuje plochu v závislosti na čase, v intervalu mezi okamžikem Zi a koncem temperovací doby tD vypočtené v rozběhovém modu, měřené teploty v průběhu tak zvaného referenčního cyklu, a pro oba kroky a) a b) způsobu se ve všech následujících cyklech plocha, která je vypočtena z průběhu okamžitého skutečného stavu, a plocha vypočtená z tohoto analogicky k referenčnímu cyklu, srovnává s plochou vypočtenou v referenčním cyklu a z vypočteného rozdílu ploch se jako měřítko odchylky od tepelného obsahu referenčního cyklu vypočte korekční veličina pro délku temperovacího impulzu generovaného v daném cyklu, přičemž tento temperovací impulz je generován v okamžiku Zb veškeré možné temperování končí nejpozději v okamžiku Z2 přičemž signály okamžiků Z] a Z2 jsou předem zadány ze řídicí jednotky (3) procesu.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro temperování tvarovacích nástrojů pro vstřikovací lití se jako okamžik Z] stanoví začátek doby kalibračního tlaku nebo začátek procesu vstřikování a jako okamžik Z2 konec otevíracího pohybu nástroje.
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro temperování plastifíkačních válců (2’) vstřikovacích licích strojů se jako okamžik Zi stanoví začátek plastifikace jako začátek otáčení šneku a jako okamžik Z2 konec otevíracího pohybu nástroje.
  4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že okamžiky Zi a Z2 jsou dány shodnými signály ze řídicí jednotky (3) procesu, přičemž okamžik Z2 je shodný s okamžikem Zi následujícího cyklu.
  5. 5. Způsob podle některého z nároků 1,2a 4, vyznačující se tím, že místo měření teploty se nachází v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem nástroje zejména stěnou nástroje a temperovacími kanály nebo temperovací plochou pro průtok temperovacího média a současně v oblasti středu mezi vstupem a výstupem temperovacího média v dostatečně velké vzdálenosti od vnitřního povrchu nástroje.
    -27CZ 289862 B6
  6. 6. Způsob podle některého z nároků 1,3 a 4, vyznačující se tím, že místo měření teploty se nachází v oblasti geometrického středu mezi vnitřním povrchem a vnějším povrchem stěny plastifíkačního válce (2’) a současně v oblasti středu mezi vstupem a výstupem temperovacího média do a z příslušného temperovacího okruhu (IQ.
  7. 7. Způsob podle některého z nároků laž 4, vyznačující se tím, že tepelná rovnováha se ve variantě měření teploty ve zpětné větvi temperovacího okruhu (IQ během rozběhové fáze na počátku procesu dosáhne následujícími kroky:
    a) v prvním cyklu procesu se v okamžiku Zt generuje temperovací impulz ί™, o určité délce, aby se dosáhlo prvního úplného propláchnutí temperovacího okruhu (IQ,
    b) v následujících cyklech je relativizovaná doba temperování ta v závislosti na tepelné úrovni rozdělena na určitý počet rozběhových impulzů různé délky na cyklus, a to podle vztahu td td-start j * m kde tj je relativizovaná doba temperování j je číslo od 1 do m a m je hodnota tepelné úrovně v rozsahu 5 až 10, přičemž 5 představuje nízkou a 10 vysokou tepelnou úroveň, přičemž v každém cyklu se generuje pouze jeden rozběhový impulz a vypočtené rozběhové impulzy se generují tak často, dokud se nedosáhne předem zadané hodnoty ta,
    c) po dosažení hodnoty ta se pro tento cyklus vypočte a uloží integrál WRG(Zb ta) průběhu teploty,
    d) v cyklu následujícím po cyklu, ve kterém bylo poprvé dosaženo hodnoty ta, se analogicky jako v kroku c) vypočte integrál WRG(Zb ta) průběhu teploty a tento integrál se srovnává s hodnotou uloženého vypočteného integrálu předchozího cyklu, je-li rozdíl menší než předem zadaná hodnota Wg, je tento cyklus označen a uložen jako referenční cyklus, je-li rozdíl roven nebo větší než hodnota WRG(Zb ta), opakuje se v následujících cyklech výpočet integrálu s hodnotou předchozího cyklu tak dlouho, dokud se nedosáhne poklesu pod hodnotu Wg a tím ukončení procesu rozběhu.
  8. 8. Způsob podle některého z nároků laž4a 7, vyznačující se tím, že v průběhu stacionárního provozu se ve všech cyklech v okamžiku Zi daného cyklu započne temperování s relativizovanou délkou ta temperování, přičemž v následujících krátkých časových intervalech se průběžně měří teplota v dopředně a zpětné větvi temperovacího okruhu (IQ, vypočítává integrál WRG(tj.i, t,), tento integrál se v cyklicky stejném okamžiku srovnává s integrálem referenčního cyklu a podle výsledku průběžně zjišťovaného rozdílu se koriguje doba temperování ta právě běžícího cyklu.
  9. 9. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že stavu tepelné rovnováhy se ve variantě s měřením teploty v plastifíkačním válci (2’), popřípadě nástroji dosáhne v rozběhové fázi na začátku procesu následujícími kroky:
    -28CZ 289862 B6
    a) v prvním ze všech cyklů na začátku procesu se v okamžiku Zj generuje iniciační impulz tinit o pevné délce, aby se dosáhlo prvního úplného propláchnutí příslušného temperovacího okruhu (Kj),
    b) při dosažení definovaného rozdílu měřené střední teploty a předem zadané požadované teploty se v následujícím cyklu v okamžiku Zi generuje temperovací impulz t^ nepatrné časové délky, přičemž tento impulz stejné délky se generuje ve všech následujících cyklech až do prvního překročení předem zadané požadované teploty, aby se dosáhlo tlumeného přiblížení střední teploty nástroje, popřípadě plastifikačního válce (2’), ke zvolené požadované teplotě,
    c) při dosažení, popřípadě překročení předem zadané požadované teploty se nástroj, například plastifikační válec (2’), pomocí aktualizovaného zadání v každém cyklu vypočteného impulzu pro temperovací médium a temperovací fáze závislé na aktuálním srovnávání požadované a skutečné hodnoty v cyklu, uvede v průběhu n cyklů do blízkosti tepelné rovnováhy tak, že celkové doby trvání impulzů pro temperovací médium ve stanoveném počtu bezprostředně předcházejících cyklů se vypočte aritmetický průměr temperovací doby na cyklus, který se modifikuje součinitelem Kl, který umožňuje kompenzaci rušivých tepelných vlivů na teplotní stav jednotky, a jako vypočtená délka impulzu íe se použije pro zavádění temperovacího média v okamžiku Zi následujícího cyklu,
    d) po dosažení předem zadaného počtu n cyklů následujících po prvním překročení předem zadané požadované teploty se v následujícím cyklu v okamžiku Zi generuje temperovací impulz o délce tD, přičemž hodnota tD je shodná s hodnotou tE vypočtenou pro tento cyklus, vypočte se hodnota integrálu WRG(Zb tD) a
    e) při prvním výpočtu hodnoty WRG(Zb td) následujícího cyklu se vypočte hodnota WRG(Zb tD) pro aktuální cyklus a srovnává se velikost obou těchto hodnot a je-li tento rozdíl menší než předem zadaná hodnota WG, je aktuální cyklus určen jako referenční cyklus, je vhodným způsobem uložen časový průběh teploty v nástroji a rozběhová fáze se považuje za ukončenou, jinak rozběhová fáze pokračuje s modifikovanými parametry n a Kl od kroku c) až do poklesu pod předem zadanou hodnotu WG v kroku e) způsobu.
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že během rozběhové fáze při zadání požadované teploty, která leží pod zjištěnou skutečnou teplotou, probíhá ve všech následujících okamžicích Z] a Z2 trvalé temperování tak dlouho, dokud měřená skutečná teplota poprvé nepoklesne pod předem zadanou požadovanou teplotu, přičemž po poklesu pod požadovanou teplotu rozběhová fáze pokračuje generováním temperovacího impulzu t^ v okamžiku Zi cyklu následujícího po uvedeném prvním poklesu a je ukončena opakovaným poklesem pod požadovanou teplotu a následující volbou referenčního cyklu.
  11. 11. Způsob podle některého znároků 1 až 6 a 9 až 10, vyznaču j ící se tím, že během stacionárního provozuje ve všech následujících cyklech v okamžiku Z] každého cyklu spouštěno temperování s délkou impulzu tD, přičemž v po sobě následujících krátkých časových intervalech mezi okamžikem Zi a koncem vypočtené doby temperování tD se měří teplota a vypočítává integrál WRGist(ti.b tj), který se v cyklicky shodném okamžiku srovnává s integrálem referenčního cyklu a podle zjištěného rozdílu se koriguje doba temperování to právě běžícího cyklu.
    -29CZ 289862 B6
  12. 12. Způsob podle některého z nároků lažll,vyznačující se tím, že před rozběhovou fází a během rozběhové fáze a stacionárního provozu se volitelně připojuje přídavné topení, které se po dosažení požadované tepelné úrovně opět odpojí.
CZ19952336A 1994-09-27 1995-09-11 Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů CZ289862B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944436126 DE4436126C2 (de) 1994-09-27 1994-09-27 Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung
DE19944436117 DE4436117C2 (de) 1994-09-27 1994-09-27 Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ233695A3 CZ233695A3 (en) 1996-04-17
CZ289862B6 true CZ289862B6 (cs) 2002-04-17

Family

ID=25940900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19952336A CZ289862B6 (cs) 1994-09-27 1995-09-11 Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5720912A (cs)
EP (1) EP0704293B1 (cs)
JP (1) JPH08174618A (cs)
AT (1) ATE191172T1 (cs)
BR (1) BR9504182A (cs)
CA (1) CA2159161C (cs)
CZ (1) CZ289862B6 (cs)
DE (1) DE59508087D1 (cs)
DK (1) DK0704293T3 (cs)
ES (1) ES2145860T3 (cs)
HU (1) HU220271B (cs)
MX (1) MX9504108A (cs)
PL (1) PL178383B1 (cs)
PT (1) PT704293E (cs)
SK (1) SK282546B6 (cs)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3035524B2 (ja) * 1998-07-22 2000-04-24 ファナック株式会社 射出成形機の制御装置
JP3164570B2 (ja) 1999-09-16 2001-05-08 ファナック株式会社 スクリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出装置
KR100415147B1 (ko) * 2000-11-27 2004-01-14 유도실업주식회사 온조기를 이용한 사출금형의 온도 조절방법
DE10114228A1 (de) * 2001-03-22 2002-10-02 Frey Juergen Verfahren zum Regeln der Schwindung von Spritzteilen
DE10117001A1 (de) * 2001-04-05 2002-11-07 Frey Juergen Verfahren zum Herstellen eines Formteiles in einem Formwerkzeug
US20040094876A1 (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Deardurff L. Robert Process for preparing a blow molding preform
TWI248863B (en) * 2004-02-12 2006-02-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Apparatus and method for mold temperature adjustment, and mold temperature control unit
DE102004052499B4 (de) * 2004-10-28 2007-01-11 Faurecia Innenraum Systeme Gmbh Spritzgusswerkzeug und Elektronikmodul
US8114321B2 (en) * 2005-02-14 2012-02-14 Moldcool International, Llc Method and apparatus for thermally controlling a mold, die, or injection barrel
US8501060B2 (en) * 2005-02-14 2013-08-06 Moldcool International Llc Method and apparatus for controlling the temperature of molds, dies, and injection barrels using fluid media
DE102005019890B3 (de) * 2005-04-29 2006-11-30 Dietmar Hofmann Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung von Formwerkzeugen
DE102005029705A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-14 Priamus System Technologies Ag Verfahren zum Regeln des Spritzgiesprozesses einer Spritzgiessmaschine
DE102006002296B3 (de) * 2006-01-18 2007-07-26 Dr. Boy Gmbh & Co. Kg Regelsystem sowie Regelverfahren für Spritzgießmaschinen
US8025496B2 (en) * 2007-06-21 2011-09-27 Eikenberry Michael G Storage device for mold
US7993551B1 (en) * 2008-12-01 2011-08-09 Honda Motor Co., Ltd. Bypass cooling reduction on high pressure die cast machines
DE102010045900A1 (de) * 2010-09-17 2012-03-22 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Formteils
DE102012100327A1 (de) * 2012-01-16 2013-07-18 Mitras Composites Systems GmbH Verfahren zur Aufheizung und Regelung der Temperatur eines mit einem flüssigen oder dampfförmigen Wärmeträger beheizten Werkzeuges
AT518682A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-15 Engel Austria Gmbh Regelvorrichtung zur Regelung wenigstens einer Regelgröße zumindest eines Temperierkreislaufs
DE102017115384A1 (de) 2017-07-10 2019-01-10 HAHN ENERSAVE GmbH Verfahren zum Temperieren eines Formwerkzeugs sowie Temperiersystem
DE102017220315B3 (de) * 2017-11-15 2018-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckgussmaschine mit einer Druckgussform zur Herstellung metallischer Druckgussteile

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE218919C (cs) *
DE203011C (cs) *
CH484711A (de) * 1967-09-15 1970-01-31 Buehler Ag Geb Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturregelung bei Druck- und Spritzgiessmaschinen
US4420446A (en) * 1980-08-20 1983-12-13 Cito Products, Inc. Method for mold temperature control
AT396575B (de) * 1985-09-16 1993-10-25 Engel Kg L Verfahren zur werkzeugtemperierung für die formwerkzeuge von spritzgiessmaschinen
JPS6285916A (ja) * 1985-10-10 1987-04-20 Nissei Plastics Ind Co 成形金型の温調方法
JPS62279917A (ja) * 1986-05-29 1987-12-04 Nissei Plastics Ind Co 射出成形機の制御方法
JPS6311320A (ja) * 1986-07-03 1988-01-18 Fanuc Ltd 過熱防止機能を有する射出モ−タ制御方法
JPS6418620A (en) * 1987-07-15 1989-01-23 Komatsu Mfg Co Ltd Mold temperature adjusting apparatus for injection molding machine
JPS6427906A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Osaka Reiken Kk Apparatus for controlling molding temperature
JPH01176538A (ja) * 1987-12-31 1989-07-12 Japan Steel Works Ltd:The プラスチック射出成形機における金型温度制御方法ならびに装置
JPH04105915A (ja) * 1990-08-27 1992-04-07 Nissei Plastics Ind Co 射出成形機の温度制御方法
JPH064266B2 (ja) * 1990-10-18 1994-01-19 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の非干渉温度制御方法
GB9025015D0 (en) * 1990-11-16 1991-01-02 Evans Rowland F Cyclic processor temperature control system
US5376317A (en) * 1992-12-08 1994-12-27 Galic Maus Ventures Precision surface-replicating thermoplastic injection molding method and apparatus, using a heating phase and a cooling phase in each molding cycle
DE4307347C2 (de) * 1993-03-09 1996-09-26 Werner Kotzab Verfahren zum Temperieren einer Spritzgießform
DE4309880C2 (de) * 1993-03-26 1995-09-21 Riesselmann F & H Kunststoff Verfahren und Anlage zur Temperierung von Formwerkzeugen für die Kunststoffverarbeitung

Also Published As

Publication number Publication date
CA2159161A1 (en) 1996-03-28
EP0704293A3 (de) 1997-05-02
US5720912A (en) 1998-02-24
BR9504182A (pt) 1996-10-22
EP0704293B1 (de) 2000-03-29
ATE191172T1 (de) 2000-04-15
DK0704293T3 (da) 2000-07-31
HUT72799A (en) 1996-05-28
CA2159161C (en) 2007-01-09
DE59508087D1 (de) 2000-05-04
CZ233695A3 (en) 1996-04-17
HU220271B (hu) 2001-11-28
EP0704293A2 (de) 1996-04-03
JPH08174618A (ja) 1996-07-09
ES2145860T3 (es) 2000-07-16
SK282546B6 (sk) 2002-10-08
PL310487A1 (en) 1996-04-01
PL178383B1 (pl) 2000-04-28
PT704293E (pt) 2000-09-29
HU9502807D0 (en) 1995-11-28
MX9504108A (es) 1997-03-29
SK119495A3 (en) 1996-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ289862B6 (cs) Způsob temperování jednotek vstřikovacích licích strojů, zejména pro zpracování zesítitelných polymerů, a jednotek tvarovacích nástrojů pro zpracování plastů
EP0557366B1 (en) Temperature regulating system, method and apparatus
US5427720A (en) Method for mold temperature control
US5772933A (en) Method for tempering an injection mold having at least one heated nozzle or hot runner
CN110997274B (zh) 用于对注射成型模具进行变模温调温的方法和设备
EP2054185B1 (en) Thermal management of extruder of molding system
SK281008B6 (sk) Spôsob temperovania tvarovacích nástrojov na spracovanie plastov, predovšetkým vstrekovacích nástrojov, a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu
CN112888544A (zh) 用于尤其在改进恒定的模具填充方面运行注塑成型机的方法和用于实施该方法的注塑成型机
JP5015019B2 (ja) 射出成形機の加熱ヒータの制御方法および制御装置
KR102674938B1 (ko) 열화상 카메라를 이용한 사출성형기의 제어 방법 및 이를 적용한 사출성형기
DE4436117A1 (de) Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung
US6412543B1 (en) Method for controlling solidification rate of a mold-cast structure
JPH01176538A (ja) プラスチック射出成形機における金型温度制御方法ならびに装置
DE4436126C2 (de) Verfahren zur Temperierung von Spritzgießmaschineneinheiten und Formwerkzeugeinheiten für die Kunststoffverarbeitung
CA2274885C (en) Temperature regulating system, method and apparatus
JPS6372520A (ja) 可塑化制御装置
JPH0643086B2 (ja) 可塑化制御装置
JPS6347119A (ja) 可塑化制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090911