AT522178A4

AT522178A4 - Plastifiziervorrichtung für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT522178A4
Application number: ATA50376/2019A
Authority: AT
Inventors: Ing Herbert Zeidlhofer Dipl; Ing Günther Klammer Dipl
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2020-09-15
Also published as: DE102020110535A1; CN111844664B; CN111844664A; AT522178B1

Abstract

Plastifiziervorrichtung (1) für eine Formgebungsmaschine (2), insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einem Plastifizierzylinder (3), einer im Plastifizierzylinder (3) angeordneten, um eine Längsachse (L) drehbaren und entlang der Längsachse (L) linear bewegbaren Plastifizierschnecke (4), wobei die Plastifizierschnecke (4) zumindest einen Funktionsbereich (5) aufweist, einem im oder am Plastifizierzylinder (3) angeordneten Sensor (6), mit welchem der Abstand (D) zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs (5) der Plastifizierschnecke (4) messbar ist, und einer Erkennungsvorrichtung (7) zum Erkennen des Typs (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder des Betriebszustands (B) des Funktionsbereichs (5), die dazu konfiguriert ist, durch ein Bewegen des Funktionsbereichs (5) relativ zum Abstandssensor (6) einen Abstandssignalverlauf (V) zu erfassen, den erfassten Abstandssignalverlauf (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vref) zu vergleichen und in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vref) ein den Typ (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder den Betriebszustand (B) des Funktionsbereichs (5) repräsentierendes Signal (ST, SB) auszugeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plastifiziervorrichtung eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit einem Plastifizierzylinder, einer im Plastifizierzylinder angeordneten, um eine Längsachse drehbaren und entlang der Längsachse linear bewegbaren Plastifizierschnecke, wobei die Plastifizierschnecke zumindest einen Funktionsbereich aufweist, und einem im oder am Plastifizierzylinder angeordneten Sensor, mit welchem der Abstand zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs der Plastifizierschnecke messbar ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Plastifiziervorrichtung und ein Verfahren

zum Betreiben einer Plastifiziervorrichtung.

Im Formgebungsprozess werden je nach Anforderung unterschiedliche Funktionsbereiche verwendet. Funktionsbereiche können zum Beispiel eine Rückstromsperre, ein Schneckengangzone der Plastifizierschnecke, ein Mischkopf oder ein Mischer sein. In Abhängigkeit des eingesetzten Typs des Funktionsbereichs müssen bestimmte Verarbeitungsparametergrenzen oder -empfehlungen eingehalten werden. Nachteilig ist, dass der Funktionsbereich für den Bediener nach dem Einbau

nicht mehr einsichtig ist.

Aus der DE 10 2011 103 810 A1 geht eine Plastifiziereinheit mit einem Verschleißsensor hervor. Über eine Auswerteeinheit wird ein Signal ausgegeben, sobald die durch einen Messsensor gemessene Distanz zwischen Plastifizierzylinder und Plastifizierschnecke einen festlegebaren Grenzwert erreicht hat. Es kann auch eine Abnützungskurve angezeigt werden. Mit diesem System kann also nur auf den Verschleiß der Plastifizierschnecke rückgeschlossen werden, ohne einen direkten

Einblick in das Innere des Plastifizierzylinders zu haben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Plastifiziervorrichtung zu schaffen. Insbesondere sollen die bekannten Nachteile vermieden werden. Vor allem soll eine Möglichkeit zur besseren Analyse geschaffen werden, ohne die Plastifizierschnecke ausbauen zu

müssen.

die Plastifizierschnecke ausbauen zu müssen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Als Funktionsbereiche können all jene Bereiche einer Plastifizierschnecke oder eines im Plastifizierzylinder befindlichen, nicht ersichtlichen Teils bezeichnet werden, die eine bestimmte Funktion während des Plastifizier- und Einspritzvorgangs erfüllen. Konkret bildet eine Rückstromsperre, eine Schneckengangzone der Plastifizierschnecke oder ein Mischer einen solche Funktionsbereich. Der Funktionsbereich kann auch als Komponente zur Durchführung eines Arbeitsschritts

bezeichnet werden.

Der Abstandssignalverlauf kann an sich den Verlauf des Abstands vom (Abstands-) Sensor zu einem beliebigen Abschnitt und zu einer beliebigen Komponente des Funktionsbereichs darstellen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstandssignalverlauf die Oberflächenkontur des Funktionsbereichs repräsentiert. Das heißt, es wird die Oberfläche des Funktionsbereichs abgetastet und daraus ein Abstandssignalverlauf erstellt. Es ergibt also aus der (erfassten) Form des Funktionsbereichs selbst der Typ des Funktionsbereichs. Die Oberflächenkontur

dient also als Typ-Identifikationsmittel.

Alternativ (oder zusätzlich) kann vorgesehen sein, dass als Identifikationsmittel zum

Erkennen des Typs des Funktionsbereichs ein im Funktionsbereich ausgebildeter

Funktionsbereich, gelasert sein.

Es kann mit der Erkennungsvorrichtung aber nicht nur der Typ, sondern alternativ oder zusätzlich der Betriebszustand des Funktionsbereichs ermittelt werden. Ein Betriebszustand kann zum Beispiel die Schaltstellung des Funktionsbereichs sein. Mit Verweis auf den Funktionsbereich in Form einer Rückstromsperre kann beispielsweise zwischen der Schaltstellung „geschlossen“ und „offen“ unterschieden werden. Aufgrund des Abstandssignalverlaufs kann also rückgeschlossen werden, ob die Rückstromsperre gerade geöffnet oder geschlossen ist und ein entsprechendes Signal kann ausgegeben werden. Es können auch die Bewegungen des Sperrrings oder die Oszillation (orbitale Bewegung) der Spitze erfasst werden, um den Betriebszustand der Plastifizierschnecke zu identifizieren. Wenn Verfahrensparameter nicht optimal eingestellt sind, oszillieren die

Plastifizierschnecke oder somit auch die Sperre im Zylinder.

Es ist auch möglich, dass mit der Erkennungsvorrichtung zum Beispiel der Verschließ des Rückstromsperre (z. B. Verkürzung der Spitzenflügel) oder die Sperrringlänge gemessen wird. Ebenso kann die Anzahl der in der Rückstromsperre

verwendeten Kugeln ermittelt werden.

Die Identifikation des Typs oder des Betriebszustands muss nicht in jedem Zyklus erfolgen. Die Erkennungsvorrichtung kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass nur nach einem Maschinenstopp oder nach einem Stillstand, der länger als eine vorgegebene Zeit dauert, ein Erkennen des Typs des Funktionsbereichs und/oder

des Betriebszustands des Funktionsbereichs erfolgt.

Aus dem ermittelten Typ des Funktionsbereichs und/oder Betriebszustands kann

eine Vorgabe bzw. Empfehlung von Verarbeitungsparametern für die optimale

Komponenten hinsichtlich der geeigneten Kunststoffe.

Die erfassten Daten ermöglichen eine Betriebsdatenerfassung. Besonders kann dies zur Errechnung eines Belastungskollektivs (kumulierte Belastung) verwendet werden. So kann errechnet werden, wie lange eine Rückstromsperre mit unterschiedlichen Parametern produziert hat. Dadurch wird auch eine präventive Wartung ermöglicht: Wenn eine gewisse Arbeitszeit erreicht ist, kann wieder eine Wartung erfolgen. Dadurch lassen sich die Wartungsintervalle steuern. Vor allem ergeben sich variable,

an den tatsächlichen Verbrauch angepasste Wartungsintervalle.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der hinterlegte Abstandssignalverlauf in einem Speicher der Plastifiziervorrichtung gespeichert ist

oder über eine Datenleitung von einer Cloud abrufbar ist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Erfassen des Abstandssignalverlaufs bei (um die Längsachse) drehender Plastifizierschnecke, bei entlang der Längsachse linear bewegbarer Plastifizierschnecke oder bei sich drehender und translatorisch

(entlang der Längsachse) bewegbarer Plastifizierschnecke erfolgt.

Der hinterlegte Abstandssignalverlauf kann auf einem zum Funktionsbereich vorgegebenen Abstandssignalverlauf basieren. Das heißt, mit dem Einbau der Plastifizierschnecke wird ein zu dem Funktionsbereich oder zu den Funktionsbereichen passender Referenz-Abstandssignalverlauf hinterlegt. Dieser kann vom Produzenten der Plastifizierschnecke bereitgestellt werden. Alternativ ist es möglich, dass nach der Montage der Plastifizierschnecke ein einmaliger

Erkennungslauf durchgeführt wird. Dabei wird ein Abstandssignalverlauf (Graph)

werden.

Folgende Komponenten bzw. Bereiche können konkrete Funktionsbereiche bilden:

— Bei einem Funktionsbereich in Form einer Rückstromsperre ist der Typ des Funktionsbereichs eine Kugelsperre, eine Flügelsperre, eine Kulissensperre, eine Mehrkugelsperre oder eine Ringrückstromsperre.

— Bei einem Funktionsbereich in Form eines Schneckengangs ist der Typ des Funktionsbereiches eine eingängige Schnecke, eine Barriereschnecke, eine zweigängige Schnecke, eine Meteringzone, eine Kompressionszone oder eine Einzugszone.

— Bei einem Funktionsbereich in Form eines Mischers ist der Typ des Funktionsbereichs ein Zahnscheibenmischer, ein Rautenmischer, ein

Schermischkopf, ein Scherteil, ein Wendelscherteil oder ein Maddock-Mischer.

Die Messung des Abstands kann an sich mit jedem geeigneten Sensor durchgeführt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Sensor als Schallsensor (vorzugsweise als Ultraschallsensor), als elektromagnetischer Sensor oder als kapazitiver Sensor

ausgebildet ist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor wenigstens einen Messkopf aufweist. Besonders bevorzugt sind wenigstens zwei, entlang der Längsachse oder

entlang dem Umfang voneinander beabstandete Messköpfe vorgesehen.

Der wenigstens eine Messkopf kann sich im Inneren des Plastifizierzylinders befinden. Er kann auch beabstandet zum Plastifizierzylinder angeordnet sein. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass der wenigstens eine Messkopf am Plastifizierzylinder, vorzugsweise an der Außenseite des Plastifizierzylinders, besonders bevorzugt in einer an der Außenseite des Plastifizerzylinders ausgebildeten Sackbohrung, angeordnet ist. Auch wenn zwei Messköpfe vorgesehen

sind, können diese jeweils in einer Sackbohrung angeordnet sein.

Formgebungsmaschine sein.

Die Erkennungsvorrichtung kann als Teil der Steuer- oder Regeleinheit ausgebildet sein. Alternativ kann die Erkennungsvorrichtung mit der Steuer- oder Regeleinheit in

signaltechnischer Verbindung stehen.

Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einer

erfindungsgemäßen Plastifiziervorrichtung.

Die oben beschriebene Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Erkennen des Typs des Funktionsbereichs und/oder des Betriebszustands des Funktionsbereichs durchgeführt wird durch die Schritte Bewegen des Funktionsbereichs relativ zum Abstandssensor, Erfassen eines Abstandssignalverlaufs, Vergleichen des erfassten Abstandssignalverlaufs mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf und Ausgeben eines den Typ des Funktionsbereichs und/oder den Betriebszustand des Funktionsbereichs repräsentierenden Signals in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten

Abstandssignalverlaufs mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Formgebungsmaschine mit einer Plastifiziervorrichtung, Fig. 2-3 Schnitte durch den Plastifizierzylinder bei unterschiedlichen Stellungen

der Plastifizierschnecke entlang der Längsachse,

7728

Fig. 7 ein Diagramm mit einem beispielhaften Abstandssignalverlauf,

Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch einen Plastifizierzylinder und eine Plastifizierschnecke,

Fig. 9 ein Diagramm mit einem zu Fig. 8 passenden Abstandssignalverlauf,

Fig. 10a-10c verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer Einkugelsperre,

Fig. 11a-11c verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer Zentralkugelsperre,

Fig. 12a+12b verschiede Darstellungen einer Rückstromsperre in Form einer

Mehrflügelsperre, Fig. 13 einen Querschnitt passend zu den Fig. 10a bis 10c, Fig. 14 einen Querschnitt passend zu den Fig. 11a bis 11c, Fig. 15 einen Querschnitt passend zu den Fig. 12a und 12b Fig. 16a eine Fronansicht passend zu Fig. 10c, Fig. 16b ein Diagramm mit einem zu Fig. 16a passenden Abstandssignalverlauf, Fig. 17a eine Fronansicht passend zu Fig. 11c, Fig. 17b ein Diagramm mit einem zu Fig. 17a passenden Abstandssignalverlauf, Fig. 18a eine Fronansicht passend zu Fig. 12c und Fig. 18b ein Diagramm mit einem zu Fig. 18a passenden Abstandssignalverlauf.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht eine Formgebungsmaschine 2 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 2 weist (links dargestellt) eine Schließeinheit 11 auf. Diese Schließeinheit 11 umfasst eine bewegbare Formaufspannplatte 12, eine feststehende Formaufspannplatte 13, ein an den Formaufspannplatten 12 und 13 montiertes Formwerkzeug 14 und eine Antriebsvorrichtung 15 (zum Beispiel in Form eines Kniehebelsystems) für die bewegbare Formaufspannplatte 12. Im geschlossenen Formwerkzeug 14 ist

wenigstens eine Kavität K ausgebildet. Die Formgebungsmaschine 2 weist (rechts dargestellt) eine Plastifiziervorrichtung 1

auf. Diese Plastifiziervorrichtung 1 umfasst einen Plastifizierzylinder 3 und eine im

Plastifizierzylinder 3 angeordnete, um eine Längsachse L drehbare und entlang der

K zu wenigstens einem Formgebungsteil (SpritzgieRteil) aus.

Die Plastifizierschnecke 4 weist wenigstens einen Funktionsbereich 5 auf. In Fig. 5 sind drei beispielhafte Funktionsbereiche 5 dargestellt — eine Rückstromsperre 5a, ein Mischer 5b und eine Schneckengangzone 5c. Jedem dieser Funktionsbereiche 5 ist ein Messkopf 6a eines Sensors 6 zugeordnet. Zusammen mit einer

Auswerteeinheit 6b bildet jeder Messkopf 6a einen Sensor 6.

Die Plastifiziervorrichtung 2 weist eine Erkennungsvorrichtung 7 zum Erkennen des Typs T des Funktionsbereichs und/oder des Betriebszustands B des Funktionsbereichs 5 auf. Durch Bewegen des Funktionsbereichs 5 relativ zum Sensor 6 wird vom Sensor 6 ein Abstandssignalverlauf V erfasst. Konkret erfasst der Messkopf 6a des Sensors 6 den Abstand D zur Oberfläche des Funktionsbereichs 5. Während der Bewegung der Plastifizierschnecke 4 relativ zum Plastifizierzylinder 3 wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen (z. B. im Millisekunden-Bereich) eine neuer Wert des Abstands D erfasst. Die gesamten erfassten Messwerte des Abstands D ergeben einen erfassten Abstandssignalverlauf Viss. Dieser erfasste Abstandssignalverlauf Vist wird mit wenigstens einem (vorzugsweise in einem Speicher 8) hinterlegten Abstandssignalverlauf V,ef verglichen. In Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs Viss mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf V,e: wird ein den Typ T des Funktionsbereichs 5 und/oder den Betriebszustand B des Funktionsbereichs 5 repräsentierendes Signal St oder Sg

ausgegeben.

Die Plastifiziervorrichtung 1 weist eine Steuer- oder Regeleinheit 10 auf. Die Erkennungsvorrichtung 7 steht mit dieser Steuer- oder Regeleinheit 10 in signaltechnischer Verbindung. Bevorzugt wird das den Typ T oder den

Betriebszustand B repräsentierende Signal St oder Sg an diese Steuer- oder

repräsentieren.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Plastifizierzylinder 3 mit einer Plastifizierschnecke 4. Der Plastifizierzylinder 3 weist einen Flansch 21 auf. An der Innenseite des Plastifizierzylinders 3 sind Sackbohrungen 9 ausgebildet. In diesen Sackbohrungen 9 ist jeweils ein Messkopf 6a eines Sensors 6 angeordnet. Der Funktionsbereich 5 ist als Rückstromsperre 5a ausgebildet. Die Rückstromsperre 5a weist den Sperrring 20, den Anschlag 22 (in diesem Fall ein Druckring) und mehrere Kugeln 23 (in diesem Fall Lagerkugeln) auf. Die Plastifizierschnecke 4 befindet sich gerade in einer Vorwärtsbewegung, was durch den Bewegungspfeil P angedeutet ist. Es findet auch gleichzeitig eine Drehbewegung um die Drehachse der Plastifizierschnecke 3 statt (siehe Bewegungspfeil R). Durch den Messkopf 6a wird

die Distanz D zum Zeitpunkt t+ erfasst.

In Fig. 3 ist wieder ein Schnitt durch denselben Plastifizierzylinder 3 dargestellt, wobei sich die Plastifizierschnecke 4 schon weiter vorwärts bewegt hat. In diesem Fall ist kein zweiter Messkopf 6a dargestellt. Durch den im Plastifizierzylinder 3 angeordneten Messkopf 6a wird die Distanz D zwischen der Oberfläche des

Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt t2 erfasst.

Auf die gleiche Weise wird gemäß Fig. 4 die Distanz D zwischen der Oberfläche des Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt tz erfasst. Mit der Position gemäß Fig. 4 ist die Vorwärtsbewegung der Plastifizierschnecke 4 abgeschlossen. Es erfolgt aber noch

eine weitere Drehbewegung.

Dazu passend ist in Fig. 5 ein radialer Querschnitt durch den Plastifizierzylinder 3 samt Plastifizierschnecke 4 dargestellt. Erkennbar sind die Kugeln 23 der Rückstromsperre 5a, welche in regelmäßigen Abständen zueinander um die Plastifizierschnecke 4 angeordnet sind. Der Messkopf 6a misst die Distanz D zur

Oberfläche (konkret zur Sperrkugel 23) des Funktionsbereichs 5 zum Zeitpunkt t4.

Gemäß Fig. 6 hat sich die Plastifizierschnecke 4 um den Winkel W weitergedreht. Dadurch hat sich die Distanz D zwischen dem Messkopf 6a und dem

Funktionsbereich 5 vergrößert. Diese Distanz D entspricht dem Zeitpunkt ts.

Die erfassten Distanzen D zu den Zeitpunkten t4 bis ts werden von der Erkennungsvorrichtung 7 zu einem Abstandssignalverlauf V zusammengefasst. Ein beispielhafter Abstandssignalverlauf V ist im Diagramm gemäß Fig. 7 veranschaulicht. Die Ordinate dieses Diagramms zeigt die vom Sensor 6 erfasste Distanz D. Die Abszisse dieses Diagramms zeigt die Zeit t. Beispielhaft sind die Distanzen D zu den verschiedenen Zeitpunkten t+ bis ts angegeben. Dieser Abstandssignalverlauf V kann einem erfassten Abstandssignalverlauf Vist oder einem

hinterlegten Abstandssignalverlauf V,e: entsprechen.

In anderen Worten können die Fig. 2 bis 7 wie folgt beschrieben werden: Bei einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Plastifizierschnecke 4 wird ein Messbereich eines Sensors 6 überstrichen. Der Sensor 6 kann im Flansch 21 oder im Plastifizierzylinder 3 montiert sein. Der Sensor 6 kann als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Während der axialen Bewegung werden die Abstände D zur Kontur der Schneckenspitze und damit verbundenen Bauteile vermessen und aufgezeichnet. Das erhaltene Signal entspricht dem Abstand D zu einer Reflektionsfläche bzw. Topographie an einem oder mehreren Bauteilen der Plastifizierschnecke 4 (z. B. Rückstromsperre 5a oder Mischteile). Während der Bewegung ergibt sich der Abstandssignalverlauf V in Abhängigkeit von der Zeit t, der Position entlang der Längsachse L und dem Winkel W, der mit der Drehzahl normiert wird. Je nach Grundform des Funktionsbereichs 5 ergibt sich ein charakteristischer Verlauf, der dem Typ T des Funktionsbereichs 5 eindeutig zugewiesen werden kann. Zum Vergleich der charakteristischen Abstandssignalverläufe V werden diese in

Abhängigkeit von der Position während des zeitlichen Verlaufs und der Drehzahl ins

Verhältnis gesetzt und die so erhaltenen Graphen werden durch übereinanderlegen

verglichen.

In Fig. 8 ist ein schematischer Schnitt durch einen Plastifizierzylinder 3 und eine Plastifizierschnecke 4 dargestellt. Die Plastifizierschnecke 4 weist einen Funktionsbereich 5 in Form einer Schneckengangzone 5c auf. Diese Schneckengangzone 5c weist eine oder mehrere, helixförmig um die

Plastifizierschnecke 4 gewundene Schneckengänge 24 auf.

Wenn sich die Plastifizierschnecke 4 gemäß Fig. 8 in Richtung des Bewegungspfeils P bewegt und/oder wenn sich die Plastifizierschnecke 4 um die Längsachse L dreht, so wird durch den Sensor 6 ein Abstandssignalverlauf Vist erfasst. Dieser ist in Fig. 9 veranschaulicht. Die Erhebungen im Abstandssignalverlauf Viss entsprechenden den nutförmigen Schneckengänge 24, da dort der Abstand D zum Sensor 6 größer ist als im Bereich der Schneckenstege 25. Der erfasste Abstandssignalverlauf Viss ergibt ein charakteristisches Signal, welches mit hinterlegten Abstandssignalverläufen Vrer verglichen wird. In Abhängigkeit einer Übereinstimmung wird der erkannte Typ T des Funktionsbereichs 5 ausgegeben. Hinterlegte Abstandssignalverläufe V,e: können in

einer Art Bibliothek digital gespeichert sein.

Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen verschiedene Darstellungen einer Rückstromsperre 5a. Fig. 10a zeigt eine Seitenansicht, Fig. 10b einen Querschnitt und Fig. 10c eine Frontansicht. In diesem Fall ist die Rückstromsperre 5a als sogenannte Einkugelsperre mit einer einzigen (Sperr)-Kugel 23 und einem Sperrring 20

ausgebildet.

Demgegenüber zeigen die Fig. 11a (Seitenansicht), 11b (Querschnitt) und 11c (Frontansicht) eine Rückstromsperre 5a in Form Zentralkugelsperre. Hier bildet die Kugel 23 samt dem Kugelsitz ein Kugelventil. Diese Rückstromsperre 5a weist im Bereich der Schneckenspitze 27 mehrere regelmäßig um die Längsachse L

angeordnete Ausströmöffnungen 26 auf.

Die Fig. 12a (Querschnitt) und 12b (Frontansicht) zeigen eine Ring-Rückstromsperre 5a in Form einer Mehrflügelsperre. In diesem Fall weist die Mehrflügelsperre drei um

die Längsachse L angeordnete, regelmäßig voneinander beabstandete Flügel 28 auf.

Die Fig. 13 zeigt eine Rückstromsperre 5a gemäß Fig. 10b, welche in einem

Plastifizierzylinder 3 angeordnet ist.

Fig. 14 zeigt eine Rückstromsperre 5a gemäß Fig. 11b, welche in einem

Plastifizierzylinder 3 mit einem Messkopf 6a angeordnet ist.

Die Fig. 15 zeigt eine im Plastifizierzylinder 3 angeordnete Rückstromsperre 5a

gemäß Fig. 12a.

Fig. 16a zeigt die Frontansicht gemäß 10c und schematisch des Messkopf 6a. Während des Drehens der Plastifizierschnecke 4 tastet der Messkopf 6a den Funktionsbereich 5 — in diesem Fall die Oberfläche der als Zentralkugelsperre ausgebildeten Rückstromsperre 5a — ab. Dadurch ergibt sich der charakteristische Abstandssignalverlauf Vist gemäß Fig. 16b. Die Erhöhungen im Abstandssignalverlauf Viss entsprechen den seitlichen Abflachungen 29 an der

Rückstromsperre 5a.

Demgegenüber zeigt Fig. 17a die Frontansicht gemäß Fig. 11c. Durch Abtasten der Oberfläche durch den Messkopf 6a (wie in Fig. 14 angedeutet), ergibt sich der Abstandssignalverlauf Visı gemäß Fig. 17b. Gut erkennbar sind die regelmäßig angeordneten Erhöhungen, in welchen die Distanz D größer ist und welche den

einzelnen Ausströmöffnungen 28 in der Schneckenspitze 27 entsprechen.

Fig. 18a zeigt die Frontansicht gemäß Fig. 12b einer Rückstromsperre 5a in Form einer Mehrflügelsperre. Im in Fig. 18b dargestellten, erfassten Abstandssignalverlauf Vist entsprechen die Erhöhungen den Einkerbungen zwischen den Flügeln 28 der

Schneckenspitze 27.

Bezugszeichenliste:

1 Plastifiziervorrichtung

6a 6b

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

13

Formgebungsmaschine Plastifizierzylinder Plastifizierschnecke Funktionsbereich Rückstromsperre

Mischer

Schneckengangzone

Sensor

Messkopf

Auswerteeinheit Erkennungsvorrichtung

Speicher

Sackbohrung

Steuer- oder Regeleinheit Schließeinheit

bewegbare Formaufspannplatte feststehende Formaufspannplatte Formwerkzeug Antriebsvorrichtung für bewegbare Formaufspannplatte Antriebsvorrichtung für Plastifizierschnecke Bildschirm

Einfülltrichter

Einspritzkanal

Sperrring

Flansch

Anschlag

Kugeln (Sperrkugel oder Lagerkugeln) Schneckengänge Schneckenstege Ausströmöffnungen Schneckenspitze

Flügel

seitliche Abflachungen

Längsachse

D Abstand

T Typ des Funktionsbereichs

B Betriebszustand des Funktionsbereichs V Abstandssignalverlauf

Vist erfasster Abstandssignalverlauf

Vrer hinterlegter Abstandssignalverlauf

St Typ repräsentierendes Signal

Se Betriebszustand repräsentierendes Signal P Bewegungspfeil

R Bewegungspfeil

W Winkel

Innsbruck, am 25. April 2019

Claims

Patentansprüche

1. Plastifiziervorrichtung (1) für eine Formgebungsmaschine (2), insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder Spritzpresse, mit

— einem Plastifizierzylinder (3),

— einer im Plastifizierzylinder (3) angeordneten, um eine Längsachse (L) drehbaren und entlang der Längsachse (L) linear bewegbaren Plastifizierschnecke (4), wobei die Plastifizierschnecke (4) zumindest einen Funktionsbereich (5) aufweist, und

— einem im oder am Plastifizierzylinder (3) angeordneten Sensor (6), mit welchem der Abstand (D) zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs (5) der Plastifizierschnecke (4) messbar ist,

gekennzeichnet durch

— eine Erkennungsvorrichtung (7) zum Erkennen des Typs (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder des Betriebszustands (B) des Funktionsbereichs (5), die dazu konfiguriert ist, durch ein Bewegen des Funktionsbereichs (5) relativ zum Abstandssensor (6) einen Abstandssignalverlauf (V) zu erfassen, den erfassten Abstandssignalverlauf (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (V,er) Zu vergleichen und in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vrer) ein den Typ (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder den Betriebszustand (B) des Funktionsbereichs (5) repräsentierendes Signal

(ST, Se) auszugeben.

2. Plastifiziervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbereich (5) eine Rückstromsperre (5a), eine Schneckengangzone (5c)

der Plastifizierschnecke (4) oder ein Mischer (5b) ist. 3. Plastifiziervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

der Abstandssignalverlauf (V) die Oberflächenkontur des Funktionsbereichs (5)

repräsentiert.

im Funktionsbereich (5) ausgebildeter Oberflächen-Code fungiert.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Abstandssignalverlaufs (V) bei drehender Plastifizierschnecke(4), bei entlang der Längsachse (L) linear bewegbarer Plastifizierschnecke (4) oder bei sich drehender und translatorisch

bewegbarer Plastifizierschnecke (4) erfolgt.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hinterlegte Abstandssignalverlauf (V,er) In einem Speicher (8) der Plastifiziervorrichtung (1) gespeichert ist oder über eine

Datenleitung von einer Cloud abrufbar ist.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass

— bei einem Funktionsbereich (5) in Form einer Rückstromsperre (5a) der Typ (T) des Funktionsbereichs (5) eine Kugelsperre, eine Flügelsperre, eine Kulissensperre, eine Mehrkugelsperre oder eine Ringrückstromsperre ist,

— bei einem Funktionsbereich (5) in Form einer Schneckengangzone (5c) der Typ des Funktionsbereiches (5) eine eingängige Schnecke, eine Barriereschnecke, eine zweigängige Schnecke, eine Meteringzone, eine Kompressionszone oder eine Einzugszone ist,

— bei einem Funktionsbereich (5) in Form eines Mischers (5b) der Typ des Funktionsbereichs (5) ein Zahnscheibenmischer, ein Rautenmischer, ein Schermischkopf, ein Scherteil, ein Wendelscherteil oder ein Maddock-

Mischer ist.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) als Schallsensor, vorzugsweise als Ultraschallsensor, als elektromagnetischer Sensor oder als kapazitiver Sensor

ausgebildet ist.

11.

12.

13.

14.

15.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) wenigstens einen Messkopf (6a), vorzugsweise wenigstens zwei, entlang der Längsachse (L) oder entlang dem

Umfang voneinander beabstandete Messköpfe (6a), aufweist.

Plastifiziervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (6) eine mit dem Messkopf (6a) in Verbindung stehende

Auswerteeinheit (6b) aufweist.

Plastifiziervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Messkopf (6a) am Plastifizierzylinder (3), vorzugsweise an der Außenseite des Plastifizierzylinders (3), besonders bevorzugt in einer an der Außenseite des Plastifizierzylinders (3) ausgebildeten Sackbohrung (9),

angeordnet ist.

Plastifiziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuer- oder Regeleinheit (10) zum Steuern oder Regeln von

Bewegungen der Plastifizierschnecke (4).

Plastifiziervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsvorrichtung (7) einen Teil der Steuer- oder Regeleinheit (10) bildet oder mit der Steuer- oder Regeleinheit (10) in signaltechnischer Verbindung steht.

Formgebungsmaschine (2) mit einer Plastifiziervorrichtung (1) nach einem der

Ansprüche 1 bis 13.

Verfahren zum Betreiben einer Plastifiziervorrichtung (1) einer Formgebungsmaschine (2), insbesondere einer SpritzgieRßmaschine oder Spritzpresse, wobei die Plastifiziervorrichtung (2) aufweist

— einen Plastifizerzylinder (3),

— eine im Plastifizierzylinder (3) angeordnete, um eine Längsachse (L)

drehbare und entlang der Längsachse (L) linear bewegbare

— einen im oder am Plastifizierzylinder (3) angeordneten Sensor (6), mit welchem der Abstand (D) zur Oberfläche des zumindest einen Funktionsbereichs (5) der Plastifizierschnecke (4) messbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen des Typs (T) des

Funktionsbereichs (5) und/oder des Betriebszustands (B) des

Funktionsbereichs (5) durchgeführt wird durch die Schritte

— Bewegen des Funktionsbereichs (5) relativ zum Sensor (6),

— Erfassen eines Abstandssignalverlaufs (V),

— Vergleichen des erfassten Abstandssignalverlaufs (Vist) mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (V,er) und

— Ausgeben eines den Typ (T) des Funktionsbereichs (5) und/oder den Betriebszustand (B) des Funktionsbereichs (5) repräsentierenden Signals (ST, Se) in Abhängigkeit einer Übereinstimmung des erfassten Abstandssignalverlaufs (Visp mit einem hinterlegten Abstandssignalverlauf (Vref)-

Innsbruck, am 25. April 2019