用于模具的调温装置和用于运行该调温装置的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于借助处于调温系统的至少一个调温分支(2)中的调温介质对模塑成型作业机械的模具(3)或组件进行调温的方法，其特征在于，提供预先确定的所述至少一个调温分支(2)的几何数据和调温介质的流量之间的关联性，并借助于该预先确定的关联性针对所述至少一个调温分支(2)的几何数据调配额定流量。本发明还涉及一种用于模塑成型作业机械的调温装置的电子控制或调节装置(1)、一种具有该控制或调节装置(1)以及调温装置的系统以及一种具有该系统的模塑成型作业机械。
【专利说明】用于模具的调温装置和用于运行该调温装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有权利要求1前序部分的特征的用于对模塑成型作业机械的模具进行调温的方法和一种具有权利要求8前序部分的特征的电子控制或调节装置。
【背景技术】
[0002]以下对现有技术的论述示例性地借助作为模塑成型作业机械的特殊情况的注塑机以及这种注塑机的作为一般模塑成型作业机械的模具的示例的注塑工具进行。但是以下申请的公开内容不限于这些特殊情况。
[0003]在技术现状中，用于对注塑工具进行冷却和/或加热(统称调温)的调温介质的流量的确定不是几乎不可重复地根据注塑机操作人员的实践经验、就是借助于成本高昂的仪表(模拟，即在一系列模具仿真体中获得的测量值等)进行。有时还简单地设定可能的最大流量(在一个调温分支或者在多个并行的调温分支中的流量不受调整机构限制)。
[0004]按照技术现状的做法有一系列缺点。其一方面成本非常高，而另一方面不适用于作为扩展课题的基础，例如:
[0005].较高的流量对经济性和成型件质量有影响？
[0006]?流量波动对工艺可靠性有何影响？
[0007]?不同的流量对能效有何影响？
【发明内容】
[0008]本发明的任务是，以尽可能简单的方式提供一种经济的用于对模塑成型作业机械的模具进行调温的方法以及一种相应的控制或调节装置。
[0009]该任务通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求8特征的电子控制或调节
装置解决。
[0010]还要求保护一种具有这样的电子控制或调节装置和调温装置的系统以及一种具有这样的系统的模塑成型作业机械、尤其是注塑机或压制机。
[0011]优选采用水(气态或者液态)或者油作为调温介质。但也可以使用其他流体，例如二氧化碳或氮气。调温介质可以连续地或以脉冲方式输送。
[0012]在正常情况下，调温装置具有一个调温分支或多个并联的调温分支。调温分支的通道的横截面可以例如为圆形、椭圆形或多边形。横截面的形状并不重要。
[0013]提供预先确定的关联性使对允许经济地运行调温装置的流量进行调配成为可能，而不必依赖使用者对模塑成型作业机械的实践经验。
[0014]本发明有利的实施方式在从属权利要求中限定。
[0015] 一般而言，所述预先确定的关联性是可能的几何数据和流量之间的关系。在大部分情况下，几何数据指的是调温系统的各调温分支的直径(或调温分支的通道横截面的特性尺寸)。若在调温系统串联的调温分支中具有不同的特性尺寸(例如，直径)，则对于以下说明考虑最大特性尺寸或最大直径。[0016]当例如在平均模具壁温和流量之间存在关联性(这可以凭经验或通过模拟求出)时，可以有利的是，借助于雷诺数表达预先确定的关联性，预先给定一个雷诺数，并根据该预先给定的雷诺数确定额定流量。这完全可以简单地通过雷诺数(Re)的一般公式实现:
[0017]Re =
V
[0018]这里，ω 是调温介质的平均流动速度，d是特性尺寸，在这种情况下主要是调温分支的通道直径，V是调温介质的动力学粘性。
[0019]因为雷诺数适宜于区分层流流动和紊流流动，所以对操作人员可以有利的是，选择在紊流范围内的雷诺数。在大部分情况下，在用水作为调温介质时，从层流流动到紊流流动的过渡在雷诺数为约3200时开始并在雷诺数为约10000时结束。因而，雷诺数应该选择为10000以上，这是因为在这个范围内模具壁温与流量波动相比有着特殊的不敏感性(鲁棒性)。特别优选地，雷诺数大于15000、20000、25000或者30000。调温介质的额定流量的值必须使得得出的雷诺数在数值上处于上面给出的范围内。
[0020]在应用其他调温介质时可以轻易地算出雷诺数。
[0021]这时，也可以有利的是，在雷诺数的公式中考虑调温介质的动力学粘性的温度关系O
[0022]为了保证对模具均匀调温，优选规定:测量所述至少一个调温分支中的平均温度差和调温介质的流量之间的关联性，并在调配额定流量时考虑所述至少一个调温分支的平均温度差和流量之间的关联性。
[0023]这时可以规定:在仅考虑预先确定的几何数据和流量之间的关联性的情况下确定一个流量，在仅考虑测量出的平均温度差和流量之间的关联性的情况下确定另一个流量，并且将所述一个流量和另一个流量中的最大值调配为调温介质的额定流量。
[0024]但还可以规定:调配为所述一个流量和另一个流量的平均值。以这种方式可以在经济性和所生产的注塑品质量之间达到折衷。
[0025]对操作者最友好的是，在调温分支中通过带有致动器的调整机构来控制或调节额定流量。当然还可以设想手动控制，其中，额定流量通过于视化装置通知操作人员。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]参照附图讨论本发明的一个实施例。
[0027]图1示出在模具的区域中的、带有按照本发明的电子控制或调节装置的、构造成注塑机的模塑成型作业机械的示意图；
[0028]图2示出平均模具壁温随调温介质的流量变化的曲线图；
[0029]图3示出调温介质的流量随调温介质温度变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0030]图1示出在模具3的区域中的、带有按照本发明的电子控制或调节装置I的、构造成注塑机的模塑成型作业机械的示意图。上述方法可以构成为在控制或调节装置I中的辅助调配装置的形式。该辅助调配装置具有输入装置8、计算单元9、存储单元10和输出装置11。[0031]可以看到并联的调温分支2，调温介质(这里:水)通过这些调温分支流过模具3。通过与控制或调节装置I处于信号传递连接的温度传感器4可以求出调温介质在流到模具3的始流5的温度。另一个温度传感器分别设置在各调温分支的回流中。还可以看到分别用于每一个调温分支的一个流量传感器7，在这里它们同样设置在调温分支的回流中。优选采用按照AT12213U1的调温介质分配器。其中已集成有传感器4、4'、7。
[0032]作为示例，每个调温分支2有一个调配流量的致动器12。
[0033]图2和图3的前提是，那里给出的数值是针对调温介质为水的形式算出的，图3从预先给定的20000的雷诺数开始。
[0034]图2沿着纵坐标表示单位为。C的平均模具壁温，而沿着横坐标表示一个调温分支2中的调温介质的单位为升/分钟的流量。可以看出，在开始的区域内在流量改变时平均模具壁温非常剧烈地变化。反之，在远离开始的区域内在流量改变时平均模具壁温几乎不变。因此，调温装置在这里可以鲁棒地运行。如果希望调温装置在鲁棒的范围内在能耗方面经济地工作，则在图2的曲线图中应该尽可能待在鲁棒范围内的左侧。作为示例一个可能的这样的工作点用一个垂直线示出。这对应于雷诺数20000。根据希望何种程度鲁棒和/或经济地运行，图2的工作点可以选择更靠左或右。进一步向右定位的工作点需要更多的能量，但有周期时间较短的优点，进一步向左定位的工作点需要较少的能量，但有周期时间较长和鲁棒性较小的缺点。就此而言，所示的20000的雷诺数是一个有利的折衷。平均模具壁温和流量之间的关联性的变化过程与模具、塑化的塑料等无关。
[0035]图3沿着纵坐标表示一个调温分支2中的调温介质的单位为升/分钟的流量，而沿着横坐标表示在始流5中的由温度传感器4求出的单位为。C的调温介质温度。借助于这些曲线图可以求出达到预先给定的雷诺数所需的最小必要流量。所示曲线图对于雷诺数为20000和调温介质为水适用。其显示对于不同孔直径的曲线簇，例如，与所制造的成型件、所采用的模具等等无关，在60°C的始流温度下在应用水和IOmm孔直径时得出4.5升/分钟的最小流量。
[0036]上述用于确定最小额定流量的方法可针对每个调温分支2进行。
[0037]优选可以规定:所描述的用于求出最小额定流量的方法在连续成型过程中进行。
【权利要求】
1.一种用于借助处于调温系统的至少一个调温分支(2)中的调温介质对模塑成型作业机械的模具(3)或组件进行调温的方法，其特征在于，提供预先确定的所述至少一个调温分支(2)的几何数据和调温介质的流量之间的关联性，并借助于该预先确定的关联性针对所述至少一个调温分支(2)的几何数据调配额定流量。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何数据包括所述至少一个调温分支(2)的通道的至少一个直径或者在非圆形的横截面的情况下与直径等效的特性尺寸。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预先确定的关联性借助于雷诺数表达，预先给定一个雷诺数(Re)并基于该预先给定的雷诺数(Re)确定所述额定流量。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述流量这样调配，使得得出的雷诺数大于或等于所述预先给定的雷诺数(Re)。
5.按照权利要求3或4所述的方法，其特征在于，为了借助于雷诺数表达所述预先确定的关联性，考虑调温介质的温度。
6.按照权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，测量所述至少一个调温分支(2)中的平均温度差和调温介质的流量之间的关联性，并在调配所述额定流量时考虑所述至少一个调温分支的平均温度差和流量之间的关联性。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在仅考虑预先确定的几何数据和流量之间的关联性的情况下确定一个流量，在仅考虑测量出的平均温度差和流量之间的关联性的情况下确定另一个流量，将所述一个流量和该另一个流量中的最大值调配为调温介质的额定流量。
8.一种用于模塑成型作业机械的调温装置的电子控制或调节装置(I)，用于调节或控制通过调温分支(2)的调温介质的流量，该电子控制或调节装置具有输入装置(8)、计算单元(9)、存储单元(10)和输出装置(11)，其特征在于，在存储单元(10)中存储预先确定的所述至少一个调温分支(2)的几何数据和调温介质的流量之间的关联性，通过计算单元(9)根据经由输入装置(8)输入的所述至少一个调温分支(2)的几何数据借助于所述预先确定的关联性能够计算额定流量并能够将该额定流量传输给输出装置(11)。
9.按照权利要求8所述的控制或调节装置，其特征在于，输出装置(11)构成为用于所述调温分支(2)的至少一个调整机构的致动器(12)。
10.按照权利要求8所述的控制或调节装置，其特征在于，输出装置(11)构成为可视化装置。
11.按照权利要求8至10中至少一项所述的控制或调节装置，其特征在于，所述几何数据包括所述至少一个调温分支(2)的通道的至少一个直径或者在非圆形的横截面的情况下等效于直径的特性尺寸。
12.按照权利要求8至11中至少一项所述的控制或调节装置，其特征在于，所述预先确定的关联性借助于雷诺数(Re)表达，能够借助于输入装置预先给定雷诺数(Re)并能够由计算单元(9)基于该预先给定的雷诺数(Re)确定所述额定流量。
13.按照权利要求12所述的控制或调节装置，其特征在于，所述流量能够调配为，使得该流量对应于所述预先给定的雷诺数(Re)。
14.按照权利要求12或13所述的控制或调节装置，其特征在于，计算单元(9)形成为，使得该计算单元为了借助于雷诺数表达所述预先确定的关联性而考虑调温介质的温度。
15.按照权利要求8至14中至少一项所述的控制或调节装置，其特征在于，设有至少一个温度传感器(4，4')，用于求出调温介质的温度。
16.一种具有按照权利要求8至15中至少一项所述的控制或调节装置(I)以及调温装置的系统。
17.一种具有按照权利要求16所述的系统的模塑成型作业机械、尤其是注塑机、压铸机或压制 机。
【文档编号】B29C45/73GK103963255SQ201410129560
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年2月4日
【发明者】F·拉施克, J·吉绍夫 申请人:恩格尔奥地利有限公司