用于模具的調(diào)溫裝置和用于運行該調(diào)溫裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于借助處于調(diào)溫系統(tǒng)的至少一個調(diào)溫分支(2)中的調(diào)溫介質(zhì)對模塑成型作業(yè)機械的模具(3)或組件進行調(diào)溫的方法，其特征在于，提供預先確定的所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)和調(diào)溫介質(zhì)的流量之間的關聯(lián)性，并借助于該預先確定的關聯(lián)性針對所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)調(diào)配額定流量。本發(fā)明還涉及一種用于模塑成型作業(yè)機械的調(diào)溫裝置的電子控制或調(diào)節(jié)裝置(1)、一種具有該控制或調(diào)節(jié)裝置(1)以及調(diào)溫裝置的系統(tǒng)以及一種具有該系統(tǒng)的模塑成型作業(yè)機械。
【專利說明】用于模具的調(diào)溫裝置和用于運行該調(diào)溫裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權利要求1前序部分的特征的用于對模塑成型作業(yè)機械的模具進行調(diào)溫的方法和一種具有權利要求8前序部分的特征的電子控制或調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術】
[0002]以下對現(xiàn)有技術的論述示例性地借助作為模塑成型作業(yè)機械的特殊情況的注塑機以及這種注塑機的作為一般模塑成型作業(yè)機械的模具的示例的注塑工具進行。但是以下申請的公開內(nèi)容不限于這些特殊情況。
[0003]在技術現(xiàn)狀中，用于對注塑工具進行冷卻和/或加熱(統(tǒng)稱調(diào)溫)的調(diào)溫介質(zhì)的流量的確定不是幾乎不可重復地根據(jù)注塑機操作人員的實踐經(jīng)驗、就是借助于成本高昂的儀表(模擬，即在一系列模具仿真體中獲得的測量值等)進行。有時還簡單地設定可能的最大流量(在一個調(diào)溫分支或者在多個并行的調(diào)溫分支中的流量不受調(diào)整機構限制)。
[0004]按照技術現(xiàn)狀的做法有一系列缺點。其一方面成本非常高，而另一方面不適用于作為擴展課題的基礎，例如:
[0005].較高的流量對經(jīng)濟性和成型件質(zhì)量有影響？
[0006]?流量波動對工藝可靠性有何影響？
[0007]?不同的流量對能效有何影響？

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的任務是，以盡可能簡單的方式提供一種經(jīng)濟的用于對模塑成型作業(yè)機械的模具進行調(diào)溫的方法以及一種相應的控制或調(diào)節(jié)裝置。
[0009]該任務通過具有權利要求1特征的方法和具有權利要求8特征的電子控制或調(diào)節(jié)
裝置解決。
[0010]還要求保護一種具有這樣的電子控制或調(diào)節(jié)裝置和調(diào)溫裝置的系統(tǒng)以及一種具有這樣的系統(tǒng)的模塑成型作業(yè)機械、尤其是注塑機或壓制機。
[0011]優(yōu)選采用水(氣態(tài)或者液態(tài))或者油作為調(diào)溫介質(zhì)。但也可以使用其他流體，例如二氧化碳或氮氣。調(diào)溫介質(zhì)可以連續(xù)地或以脈沖方式輸送。
[0012]在正常情況下，調(diào)溫裝置具有一個調(diào)溫分支或多個并聯(lián)的調(diào)溫分支。調(diào)溫分支的通道的橫截面可以例如為圓形、橢圓形或多邊形。橫截面的形狀并不重要。
[0013]提供預先確定的關聯(lián)性使對允許經(jīng)濟地運行調(diào)溫裝置的流量進行調(diào)配成為可能，而不必依賴使用者對模塑成型作業(yè)機械的實踐經(jīng)驗。
[0014]本發(fā)明有利的實施方式在從屬權利要求中限定。
[0015] 一般而言，所述預先確定的關聯(lián)性是可能的幾何數(shù)據(jù)和流量之間的關系。在大部分情況下，幾何數(shù)據(jù)指的是調(diào)溫系統(tǒng)的各調(diào)溫分支的直徑(或調(diào)溫分支的通道橫截面的特性尺寸)。若在調(diào)溫系統(tǒng)串聯(lián)的調(diào)溫分支中具有不同的特性尺寸(例如，直徑)，則對于以下說明考慮最大特性尺寸或最大直徑。[0016]當例如在平均模具壁溫和流量之間存在關聯(lián)性(這可以憑經(jīng)驗或通過模擬求出)時，可以有利的是，借助于雷諾數(shù)表達預先確定的關聯(lián)性，預先給定一個雷諾數(shù)，并根據(jù)該預先給定的雷諾數(shù)確定額定流量。這完全可以簡單地通過雷諾數(shù)(Re)的一般公式實現(xiàn):
[0017]Re =
V
[0018]這里，ω 是調(diào)溫介質(zhì)的平均流動速度，d是特性尺寸，在這種情況下主要是調(diào)溫分支的通道直徑，V是調(diào)溫介質(zhì)的動力學粘性。
[0019]因為雷諾數(shù)適宜于區(qū)分層流流動和紊流流動，所以對操作人員可以有利的是，選擇在紊流范圍內(nèi)的雷諾數(shù)。在大部分情況下，在用水作為調(diào)溫介質(zhì)時，從層流流動到紊流流動的過渡在雷諾數(shù)為約3200時開始并在雷諾數(shù)為約10000時結束。因而，雷諾數(shù)應該選擇為10000以上，這是因為在這個范圍內(nèi)模具壁溫與流量波動相比有著特殊的不敏感性(魯棒性)。特別優(yōu)選地，雷諾數(shù)大于15000、20000、25000或者30000。調(diào)溫介質(zhì)的額定流量的值必須使得得出的雷諾數(shù)在數(shù)值上處于上面給出的范圍內(nèi)。
[0020]在應用其他調(diào)溫介質(zhì)時可以輕易地算出雷諾數(shù)。
[0021]這時，也可以有利的是，在雷諾數(shù)的公式中考慮調(diào)溫介質(zhì)的動力學粘性的溫度關系O
[0022]為了保證對模具均勻調(diào)溫，優(yōu)選規(guī)定:測量所述至少一個調(diào)溫分支中的平均溫度差和調(diào)溫介質(zhì)的流量之間的關聯(lián)性，并在調(diào)配額定流量時考慮所述至少一個調(diào)溫分支的平均溫度差和流量之間的關聯(lián)性。
[0023]這時可以規(guī)定:在僅考慮預先確定的幾何數(shù)據(jù)和流量之間的關聯(lián)性的情況下確定一個流量，在僅考慮測量出的平均溫度差和流量之間的關聯(lián)性的情況下確定另一個流量，并且將所述一個流量和另一個流量中的最大值調(diào)配為調(diào)溫介質(zhì)的額定流量。
[0024]但還可以規(guī)定:調(diào)配為所述一個流量和另一個流量的平均值。以這種方式可以在經(jīng)濟性和所生產(chǎn)的注塑品質(zhì)量之間達到折衷。
[0025]對操作者最友好的是，在調(diào)溫分支中通過帶有致動器的調(diào)整機構來控制或調(diào)節(jié)額定流量。當然還可以設想手動控制，其中，額定流量通過于視化裝置通知操作人員。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]參照附圖討論本發(fā)明的一個實施例。
[0027]圖1示出在模具的區(qū)域中的、帶有按照本發(fā)明的電子控制或調(diào)節(jié)裝置的、構造成注塑機的模塑成型作業(yè)機械的示意圖；
[0028]圖2示出平均模具壁溫隨調(diào)溫介質(zhì)的流量變化的曲線圖；
[0029]圖3示出調(diào)溫介質(zhì)的流量隨調(diào)溫介質(zhì)溫度變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出在模具3的區(qū)域中的、帶有按照本發(fā)明的電子控制或調(diào)節(jié)裝置I的、構造成注塑機的模塑成型作業(yè)機械的示意圖。上述方法可以構成為在控制或調(diào)節(jié)裝置I中的輔助調(diào)配裝置的形式。該輔助調(diào)配裝置具有輸入裝置8、計算單元9、存儲單元10和輸出裝置11。[0031]可以看到并聯(lián)的調(diào)溫分支2，調(diào)溫介質(zhì)(這里:水)通過這些調(diào)溫分支流過模具3。通過與控制或調(diào)節(jié)裝置I處于信號傳遞連接的溫度傳感器4可以求出調(diào)溫介質(zhì)在流到模具3的始流5的溫度。另一個溫度傳感器分別設置在各調(diào)溫分支的回流中。還可以看到分別用于每一個調(diào)溫分支的一個流量傳感器7，在這里它們同樣設置在調(diào)溫分支的回流中。優(yōu)選采用按照AT12213U1的調(diào)溫介質(zhì)分配器。其中已集成有傳感器4、4'、7。
[0032]作為示例，每個調(diào)溫分支2有一個調(diào)配流量的致動器12。
[0033]圖2和圖3的前提是，那里給出的數(shù)值是針對調(diào)溫介質(zhì)為水的形式算出的，圖3從預先給定的20000的雷諾數(shù)開始。
[0034]圖2沿著縱坐標表示單位為。C的平均模具壁溫，而沿著橫坐標表示一個調(diào)溫分支2中的調(diào)溫介質(zhì)的單位為升/分鐘的流量。可以看出，在開始的區(qū)域內(nèi)在流量改變時平均模具壁溫非常劇烈地變化。反之，在遠離開始的區(qū)域內(nèi)在流量改變時平均模具壁溫幾乎不變。因此，調(diào)溫裝置在這里可以魯棒地運行。如果希望調(diào)溫裝置在魯棒的范圍內(nèi)在能耗方面經(jīng)濟地工作，則在圖2的曲線圖中應該盡可能待在魯棒范圍內(nèi)的左側。作為示例一個可能的這樣的工作點用一個垂直線示出。這對應于雷諾數(shù)20000。根據(jù)希望何種程度魯棒和/或經(jīng)濟地運行，圖2的工作點可以選擇更靠左或右。進一步向右定位的工作點需要更多的能量，但有周期時間較短的優(yōu)點，進一步向左定位的工作點需要較少的能量，但有周期時間較長和魯棒性較小的缺點。就此而言，所示的20000的雷諾數(shù)是一個有利的折衷。平均模具壁溫和流量之間的關聯(lián)性的變化過程與模具、塑化的塑料等無關。
[0035]圖3沿著縱坐標表示一個調(diào)溫分支2中的調(diào)溫介質(zhì)的單位為升/分鐘的流量，而沿著橫坐標表示在始流5中的由溫度傳感器4求出的單位為。C的調(diào)溫介質(zhì)溫度。借助于這些曲線圖可以求出達到預先給定的雷諾數(shù)所需的最小必要流量。所示曲線圖對于雷諾數(shù)為20000和調(diào)溫介質(zhì)為水適用。其顯示對于不同孔直徑的曲線簇，例如，與所制造的成型件、所采用的模具等等無關，在60°C的始流溫度下在應用水和IOmm孔直徑時得出4.5升/分鐘的最小流量。
[0036]上述用于確定最小額定流量的方法可針對每個調(diào)溫分支2進行。
[0037]優(yōu)選可以規(guī)定:所描述的用于求出最小額定流量的方法在連續(xù)成型過程中進行。
【權利要求】
1.一種用于借助處于調(diào)溫系統(tǒng)的至少一個調(diào)溫分支(2)中的調(diào)溫介質(zhì)對模塑成型作業(yè)機械的模具(3)或組件進行調(diào)溫的方法，其特征在于，提供預先確定的所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)和調(diào)溫介質(zhì)的流量之間的關聯(lián)性，并借助于該預先確定的關聯(lián)性針對所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)調(diào)配額定流量。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)包括所述至少一個調(diào)溫分支(2)的通道的至少一個直徑或者在非圓形的橫截面的情況下與直徑等效的特性尺寸。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預先確定的關聯(lián)性借助于雷諾數(shù)表達，預先給定一個雷諾數(shù)(Re)并基于該預先給定的雷諾數(shù)(Re)確定所述額定流量。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于，所述流量這樣調(diào)配，使得得出的雷諾數(shù)大于或等于所述預先給定的雷諾數(shù)(Re)。
5.按照權利要求3或4所述的方法，其特征在于，為了借助于雷諾數(shù)表達所述預先確定的關聯(lián)性，考慮調(diào)溫介質(zhì)的溫度。
6.按照權利要求1至5中至少一項所述的方法，其特征在于，測量所述至少一個調(diào)溫分支(2)中的平均溫度差和調(diào)溫介質(zhì)的流量之間的關聯(lián)性，并在調(diào)配所述額定流量時考慮所述至少一個調(diào)溫分支的平均溫度差和流量之間的關聯(lián)性。
7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，在僅考慮預先確定的幾何數(shù)據(jù)和流量之間的關聯(lián)性的情況下確定一個流量，在僅考慮測量出的平均溫度差和流量之間的關聯(lián)性的情況下確定另一個流量，將所述一個流量和該另一個流量中的最大值調(diào)配為調(diào)溫介質(zhì)的額定流量。
8.一種用于模塑成型作業(yè)機械的調(diào)溫裝置的電子控制或調(diào)節(jié)裝置(I)，用于調(diào)節(jié)或控制通過調(diào)溫分支(2)的調(diào)溫介質(zhì)的流量，該電子控制或調(diào)節(jié)裝置具有輸入裝置(8)、計算單元(9)、存儲單元(10)和輸出裝置(11)，其特征在于，在存儲單元(10)中存儲預先確定的所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)和調(diào)溫介質(zhì)的流量之間的關聯(lián)性，通過計算單元(9)根據(jù)經(jīng)由輸入裝置(8)輸入的所述至少一個調(diào)溫分支(2)的幾何數(shù)據(jù)借助于所述預先確定的關聯(lián)性能夠計算額定流量并能夠將該額定流量傳輸給輸出裝置(11)。
9.按照權利要求8所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，輸出裝置(11)構成為用于所述調(diào)溫分支(2)的至少一個調(diào)整機構的致動器(12)。
10.按照權利要求8所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，輸出裝置(11)構成為可視化裝置。
11.按照權利要求8至10中至少一項所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述幾何數(shù)據(jù)包括所述至少一個調(diào)溫分支(2)的通道的至少一個直徑或者在非圓形的橫截面的情況下等效于直徑的特性尺寸。
12.按照權利要求8至11中至少一項所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述預先確定的關聯(lián)性借助于雷諾數(shù)(Re)表達，能夠借助于輸入裝置預先給定雷諾數(shù)(Re)并能夠由計算單元(9)基于該預先給定的雷諾數(shù)(Re)確定所述額定流量。
13.按照權利要求12所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述流量能夠調(diào)配為，使得該流量對應于所述預先給定的雷諾數(shù)(Re)。
14.按照權利要求12或13所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，計算單元(9)形成為，使得該計算單元為了借助于雷諾數(shù)表達所述預先確定的關聯(lián)性而考慮調(diào)溫介質(zhì)的溫度。
15.按照權利要求8至14中至少一項所述的控制或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，設有至少一個溫度傳感器(4，4')，用于求出調(diào)溫介質(zhì)的溫度。
16.一種具有按照權利要求8至15中至少一項所述的控制或調(diào)節(jié)裝置(I)以及調(diào)溫裝置的系統(tǒng)。
17.一種具有按照權利要求16所述的系統(tǒng)的模塑成型作業(yè)機械、尤其是注塑機、壓鑄機或壓制 機。
【文檔編號】B29C45/73GK103963255SQ201410129560
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2013年2月4日
【發(fā)明者】F·拉施克, J·吉紹夫 申請人:恩格爾奧地利有限公司