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    公开号:WO1986001144A1
    申请号:PCT/EP1985/000403
    申请日:1985-08-07
    公开日:1986-02-27
    发明作者:Emmo Amann
    申请人:Gottfried Amann & Sohn Ges.M.B.H. & Co.；
    IPC主号:B29C33-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung von Kondensation an gekühlten Werkzeugen von Kunststoffmaschinen.
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Kondensationserscheinungen an im Arbeitseinsatz erhitzten und von einem Kühlmedium durchströmten Werkzeugen, insbe¬ sondere bei KunststoffVerarbeitungsmaschinen, sowie eine Einrichtung zur Erzeugung eines Trockenluftstromes zur Verwendung bei im Arbeitseinsatz erhitzten und von einem Kühlmedium durchströmten Werkzeugen, insbesondere bei Werk¬ zeugen von KunststoffVerarbeitungsmaschinen, zur Durch¬ führung des Verfahrens.
    [0003] Bei Kunststoffspritzwerkzeugen wird in der Regel zum schnellen Erstarren der Formmasse eine ständige Kühlung durch ein Kühl¬ medium vorgesehen, welches die Werkzeuge durchströmt. In der Regel handelt es sich dabei um kaltwassergekühlte Spritz¬ werkzeuge.
    [0004] Die Gesamttaktzeit einer Werkzeugmaschine mit gekühlten Werkzeugen, die beim Arbeitseinsatz erhitzt werden, ergibt sich aus einer Summe von Einzelvorgängen und deren benötigten Zeiten. Ein wesentlicher Faktor dieser Gesamttak zeit ist die sogenannte Kühlzeit, innerhalb welcher die beim Arbeits- einsatz erhitzten Werkzeuge abgekühlt werden müssen. Gerade bei Kunststoffspritzwerkzeugen wird in der Regel zum schnellen Erstarren der Formmasse eine ständige Kühlung durch ein Kühl¬ medium vorgesehen, welches die Werkzeuge durchströmt. Die Werk¬ zeugtemperatur sollte möglichst niedrig gehalten werden, um kurze Abkühlzeiten und damit kurze Taktzeiten zu erreichen. Es darf dabei nicht zu einer zu tiefen Temperatur des Kühlmediums kommen, da ansonsten ein Kondensieren der Luft an dem gekühlten Werkzeug entsteht. Infolge der beim Kondensieren der Luft entstehenden Wasserabscheidungen kommt es zu Ausschuß- wäre bei den in den Werkzeugen bzw. mit den Werkzeugen herge¬ stellten Gegenständen.
    [0005] Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der die geschilderten Probleme vermieden werden können, wobei eine optimale Verhinderung von Kondensationserscheinungen bei solchen Werkzeugen erreicht werden soll.
    [0006] Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Werkzeuge ein Trockenluftschleier durch direktes Anblasen der Werkzeuge erzeugt wird, wobei zur Trocken luftzufuhr geeignete Ausblasformstücke der Werkzeugform und -große entsprechend zur gleichmässigen Trockenluftbeaufschlagun in geeigneten Winkellagen eingesetzt werden.
    [0007] In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß im Umgebungsbereich der Werkzeuge Meßeinrichtungen für die Tempera tur und die relative Luftfeuchtigkeit zur Bestimmung der Tau¬ punkttemperatur der die Werkzeuge umgebenden Luft und an der Werkzeugoberfläche eine weitere Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen sind, wobei in Abhängigkeit von den miteinander vergleichbaren Werten der Taupunkttemperatur und der Werk- • • zeugoberflächentemperatur eine Stellgröße für die Kühlwasser¬ vorlauftemperatur und gegebenenfalls andere zum Betrieb einer Werkzeugmaschine brauchbare Stellgrößen regelbar sind.
    [0008] Durch dieses erfindungsgemässe Verfahren wird eine optimale Beeinflussung der Werkzeuge durch einen Trockenluftstrom erreicht, da eben dieser Trockenluftstrom bzw. ein Trocken- luftschleier direkt an jenen Stellen zur Verfügung steht, wo eben die Gefahr der Kondensationsbildung gegeben ist. Durch das direkte Anblasen ist auch eine entsprechende Luftumwälzung im Bereich der Werkzeuge gewährleistet, was bei Anordnung eines klimatisierten Raumes um das Werkzeug herum nicht der Fall ist. Durch die Anwendung dieses er- findungsgemässen Verfahrens sind Kondensationserscheinungen bei kaltwassergekühlten oder durch ein sonstiges Kühlmedium beeinflussten Spritzwerkzeugen praktisch unterbunden. Die Ausschußware kann auf ein Minimum herabgesetzt werden, da zumindest die Feuchtigkeitseinschlüsse und die unsauberen Oberflächen, die von Kondensationsbildungen an der Werkzeugober fläche herrühren, vermieden werden können. Durch die direkte Beaufschlagung der Werkzeuge mit einem Troσken- luftschleier kann auch das Kühlmedium mit einer niedrige¬ ren Temperatur gefahren werden, so daß sich dadurch wesent¬ lich kürzere TaktZeiten der die Werkzeuge tragenden Maschi¬ ne ergeben. Dies führt zu höheren Stückzahlen und nebenbei auch zu einer höheren Qualität.
    [0009] Durch diese erfindungsgemässen Maßnahmen ist sicherge¬ stellt, daß die Oberflächentemperatur des Werkzeuges immer minimal über dem Taupunkt der Umgebungsluft im Werkzeugbe¬ reich gehalten wird. Es ist durch die Anpassung der Vorlauf- temperatur des Kühlmediums stets die maximal mögliche kürze¬ ste Kühlzeit der Werkzeuge möglich. Dadurch ist es auch möglich, die Taktzahl der Werkzeugmaschine, also die Takt¬ zahl der'entsprechenden Werkzeuge unabhängig von Jahres¬ zeiten oder tageszeitlichen Unterschieden optimal einzu- stellen. Je nach Umgebungstemperatur bei den Werkzeugen und je nach der relativen Luftfeuchtigkeit, welche insbesondere durch Anblasen der Werkzeuge mit Trockenluft noch herabge¬ setzt werden kann, ist eine Regelung der Vorlauftemperatur des Kühlmediums und somit eine optimale Ausnutzung der Werkzeugmaschine möglich.
    [0010] Zur Erzeugung eines Trockenluftschleiers sind verschiedene Ausführungsformen möglich, die alle in den Bereich der vor¬ liegenden Erfindung fallen.
    [0011] Allgemein ist das Kühlen der Luft unter die Taupunkt- Temperatur' vorgesehen. Diese Kühlung erfolgt mit einem wassergekühlten Wärmetauscher oder mit einer Kältemaschine, die entweder nach dem Kompressor- oder dem Absorber-Prin¬ zip funktioniert. Der Verdampfer ist hierbei als Wärme¬ tauscher ausgebildet, durch den die zu entfeuchtende Luft strömt und unter die Taupunkt-Temperatur gekühlt wird.
    [0012] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der zu entziehende Wasserdampf an flüssigen Absorbentien, z.B. - Calzium-Chlorid oder Triäth len-Gl kol gebunden wird.
    [0013] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Binden des Wasserdampfes an ein- fpstes Trocknungsmittel durch-Absorp- tion (z.B. Silicagel oder Molekularsiebe) bevorzugt,
    [0014] Eine besonders wirksame Entfeuchtung ergibt sich dann, wenn der zu entfeuchtende Luftstrom zunächst einen Vorkühler bzw. einen Vorentfeuchter durchläuft, und danach den ein festes Absorptionsmittel enthältenden Entfeuchter durchströmt.
    [0015] Es ist dadurch eine optimale Möglichkeit zur Erzielung eines TrockenluftStromes gegeben, zumal durch die Anord¬ nung eines Vorkühlers/ Vorentfeuchters die angesaugte Frischluft bereits einer ersten Entfeuchtung unterzogen wird, wobei dann durch den auf Absorptionsbasis wirkenden zweiten Entfeuchter eine wirksame Entnahme der Restfeuchtig- keit möglich ist. Eine solche Maßnahme ist insbesondere auch deshalb von Vorteil, weil ja die Werkzeuge mit einem ent¬ sprechend großen Luftdurchsatz angeblasen werden sollen, so daß eine rasche und wirksame Entfeuchtung der Luft notwendig ist. Dies gelingt aber nur durch die erfindungsgemäss aufge- baute Einrichtung, da durch die Abkühlung der angesaug¬ ten feuchten Luft eine starke Kondensatbildung und somit eine optimale Vorentfeuchtung gegeben ist und die Absorptions¬ stufe die Restfeuchtigkeit abbauen kann.
    [0016] Vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung ist auch umfasst, daß die Luft im Kreislauf geführt wird, d.h. der die Formhälften umströmende Trockenluftstrom wird im Bereich dieser Formhälften aufgefangen und wieder zur erneuten Entfeuchtung von der erfindungsgemässen Einrichtung erneut angesaugt und entfeuchtet.
    [0017] In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Vorkühler statt mit Kühlwasser mit einem Kältemittel zu betreiben oder auch zwei Vorkühler hintereinander zu schalten, bei denen der erste mit einem Kältemittel betrie¬ ben wird und der zweite mit Kühlwasser. Hinter diese Serienschaltung der beiden Vorkühler wird dann der Entfeuchter auf Absorptionsbasis geschaltet. e
    [0018] Absorbent in regelmässigen Abständen regeneriert wird, um eine gleichbleibende Entfeuchtungsleistung zu gewährleisten.
    [0019] Die Regeneration des Absorbenten erfolgt über eine Beheizung des Absorptionsmittels, welches über eine elektrisch beheizte Wärmepatrone oder über eine dampfbeheizte Rohrschlange erwärmt werden kann. Hierdurch wird- das vom Absorbenten absorbierte Wasser abgegeben und nach außen abgeführt.
    [0020] Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
    [0021] Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, ins¬ besondere die in den Zeichnungen dargestellte, räumliche Aus- bildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
    [0022] Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungs wege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungs¬ wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
    [0023] Es zeigen:
    [0024] Figur 1 eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Aufbau eines
    [0025] Trockenluftschleiers, wobei die Werkzeuge schematisch dargestellt sind;
    [0026] Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild der Einrichtung zur Erzeugung eines Trockenluftstromes;
    [0027] Figur 3 die erfindungsgemässe Einrichtung in einer Ansicht von vorne, wobei die Abdeckung weggelassen ist;
    [0028] Figur 4 eine Seitenansicht der Einrichtung; Figur 5 eine Ansicht von hinten dieser Einrichtung, wobei ebenfalls die Abdeckplatte weggelassen ist;
    [0029] Figur 6 eine Draufsicht auf diese Einrichtung;
    [0030] Figur 7 eine Seitenansicht von der der Figur 4 gegenüber- liegenden Seite;
    [0031] Figur 8 eine schematische Darstellung von zwei Werkzeugen einer Werkzeugmaschine , wobei die gesamte Regel - anordnung nur in Form von schematischen Hinweisen auf die Regelelemente aufgezeigt ist;
    [0032] Figur 9 Draufsicht auf den Ausblaskasten mit den Ausblas¬ formstücken;
    [0033] Figur 10 schematisiert gezeichneter Schnitt in Höhe der Linie X-X in Figur 5 durch einen Entfeuchter;
    [0034] Figur 11 Draufsicht auf die Sektorblende 25 im Entfeuchter 9.
    [0035] In Figur 1 ist ein schematischer Aufbau zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsge¬ mässen Einrichtung gezeigt. In einer Einrichtung 1 wird ein Trockenluftstrom erzeugt, welcher über einen Trocken¬ luftkanal 2 in einen Ausblaskasten 3 geführt wird und von dort über Weitwurfdüsen (Ausblasformstücke 4) zu den in Figur 1 strichliert dargestellten Werkzeugen 5 gelangt. Die Werkzeuge 5 werden beim Arbeitseinsatz erhitzt. Die Werkzeugtemperatur sollte möglichst niedrig gehalten werden, um kurze AuskühlZeiten und damit kurze Taktzeiten zu er- reichen. Gerade bei KunststoffVerarbeitungsmaschinen ist es wichtig, daß vor jedem neuen Arbeitstakt eine möglichst niedrige Temperatur durch entsprechendes Abkühlen wieder erreicht ist. Durch diesen Abkühlvorgang ohne die Anwendung einer Trockenluft unterschreitet die Werkzeugoberflächen- temperatur sehr rasch den Taupunkt der ümgebungsluft, so daß es zur Kondensation an der Oberfläche kommt. Es muß also die Vorlauftemperatur des Kühlmediums entsprechend höher i t man zur Wärmeabfuhr aus dem Werkzeug bzw. aus der zugeführten Kunststoffmasse mehr Zeit, d.h. die Taktzeit wird entsprechen länger.
    [0036] Um eben eine solche Kondensationserscheinung zu verhindern, wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren im Bereich der Werkzeuge 5 ein Trockenluftschleier durch direktes Anblasen der Werkzeuge 5 erzeugt. Zur Trockenluftzufuhr sind Ausblas¬ formstücke 4 eingesetzt, welche der Werkzeugform und -große entsprechend zur gleichmässigen Trockenluftbeaufschlagung in geeigneten Winkellagen angeordnet sind. Die Ausblas¬ formstücke können den gegebenen Werkzeugkonstruktionen angepasst werden und z.B. in Form von Weitwurfdüsen, Ausblasschlitzen usw. ausgebildet sein.
    [0037] Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausblasformstücke 4 als Düsen 29 ausgebildet, die in den Pfeilrichtungen 28 verschwenkbar sind (vergleiche Figur 9) , um eine optimale Luftverteilung über die Formhälften des Werkzeuges 5 zu erreichen.
    [0038] Durch den Trockenluftstrom wird von vorneherein eine Konden- satbildung verhindert, so daß ein rasches Abkühlen der Werk¬ zeuge 5 durch eine niedrigere Temperatur des Kühlmediums möglich wird, und demnach auch die Maschinenkapazität wesent¬ lich erhöht werden kann.
    [0039] Es ist auch eine besondere Steuerung der ganzen voneinander abhängigen Fakten möglich, indem nämlich die Taupunkt¬ temperatur im Bereich der Werkzeuge 5 gemessen wird. Durch entsprechende Ausgangswerte dieser Messung kann die optimale Restluftfeuchtigkeit des Trockenluftstromes, gegebenenfalls die Einstellung der Ausblasformstücke 4, die Temperatur des Kühlmediums für die Werkzeuge 5 und auch die Taktzahl der die Werkzeuge 5 aufnehmenden Maschine geregelt werden. Es ist dann eine optimale Abstimmung aller für den Betrieb einer solchen Kunststoffverarbeitungsmaschine erforderlichen Fakten gegeben, so daß eine weit höhere Stückzahl von Werk- stücken erreichbar ist bei noch höherer Qualität. Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Erzeugung des Trocken- luftstromes ist vom Prinzip her der Figur 2 zu entnehmen, über einen Filter 6 wird die feuchte Luft angesaugt und ge¬ langt dort zu einem Vorkühler/Vorentfeuchter 7, wird dann über den Ventilator 8 weiter befördert und gelangt zum zweiten, auf Absorptionsbasis wirkenden Entfeuchter 9 und führt 'dann über eine Mischkammer 1o zur Trockenluft¬ ableitung 11. Der Vorkühler/Vorentfeuchter 7 ist von einem Kühlmedium durchflössen, z.B. von Kühlwasser, wobei durch o die starke Abkühlung der angesaugten Luft auf einen Wert von ca. 1o°C eine starke Kondensatbildung gegeben ist und damit neben einem Abkühlen der Luft zugleich eine optimale Vorentfeuchtung erfolgen kann.
    [0040] Besonders zweckmässig ist die Lage des Ventilators 8 zwischen den beiden Entfeuchtern 7 und 9, zumal der Ventilator 8 nurmehr bereits vorentfeuchtete Luft befördern muss.
    [0041] Dem auf Absorptionsbasis wirkenden Entfeuchter 9 ist eine regelbare Bypassleitung 12 zugeordnet, wobei der Trocken- luftausgang 13 des Entfeuchters 9 und das entsprechende Ende der Bypassleitung 12 in die gemeinsame Mischkammer 1o führen, von der dann die Trockenluftableitung 11wegführt. In die Bypassleitung 12 ist eine Regelklappe 14 eingesetzt. Je nach Luftfeuchtigkeit der angesaugten Luft ist eine stärkere oder wenig starke Beanspruchung des zweiten Ent- feuchters 9 notwendig, so daß bei entsprechender Regelung der Luftstrom ganz oder teilweise über die Bypassleitung 12 bzw. ganz oder teilweise über den Entfeuchter 9 geführt werden kann. In der Mischkammer 1o wird dann die gegebenen¬ falls von beiden Zuleitungen her führende Luft vermischt.
    [0042] Aus den Figuren 3 bis 7 ist die Anordnung der einzelnen
    [0043] Elemente in der Einrichtung 1 ersichtlich. Der Lufteintritt erfolgt über ein Gitter 15 in einer Seitenwandung des Gehäuses 16, wobei der darauffolgende Filter 6, der Vorkühler/Vorent¬ feuchter 7 und der Ventilator 8 in einem horizontal ver- laufenden Kanal 17 eingesetzt sind. Durch den Ventilator 8 wird die angesaugte Luft nach unten hin in Pfeilrichtung 45 in eine unterhalb des Kanals 17 angeordnete druckdichte Kammer 18 befördert, wobei in dieser Kammer 18 der auf Absorp¬ tionsbasis wirkende Entfeuchter 9 angeordnet ist. An der Unter seite dieses Entfeuchters 9 wird die Luft in Pfeilrichtung 44 eingeführt und gelangt nach Passieren des Entfeuchters 9 in die oberhalb der Kammer 18 und seitlich neben dem Kanal 17 angeordnete Mischkammer 1o. An dieser Mischkammer 1o ist ein Anschlußstutzen 19 vorgesehen, an welchen dann der in Figur 1 dargestellte Trockenluftkanal 2 angeschlossen werden kann. Durch diese Anordnung kann auf engstem Raum eine optimale Luftentfeuchtung stattfinden, wobei der Kanal 17 sozusagen die Vorentfeuchtungsstation bildet, in der Kammer 18 die Rest¬ entfeuchtung im Entfeuchter 9 stattfindet und in der Misch¬ kammer 1o die gewünschte Restluftfeuchtigkeit erreichbar ist. Bei einer solchen Ausbildung ist auch die Anordnung der Bypassleitung sehr einfach durchzuführen, da lediglich in der Trennwand 2o zwischen der Kammer 18 und der Misch¬ kammer 1o eine Öffnung vorgesehen werden muß, welche durch eine regelbare Klappe 14 verschließbar ist. Die ganze Ein¬ richtung 1 kann auf Rädern 21 verfahrbar ausgeführt werden , so daß eine relativ leichte Anpaßbarkeit auf verschiedene Gegebenheiten möglich ist.
    [0044] Für den Vorkühler 7 können selbstverständlich verschiedene Konstruktionsvarianten eingesetzt werden, wobei die zweck ässigste Art darin liegt, durch eine Vorkühlung der eingesaugten Luft eine Kondensatbildung zu bewirken. Der Kühlvorgang kann durch jedes beliebige Kühlmedium erfolgen, zweckmässig wird dies durch einen Kaltwasserdurchlauf erfolgen. Die Ausbildung des auf Absorptionsbasis wirkenden Entfeuchters 9 kann ebenfalls in verschiedenen konstrukti- ven Varianten erfolgen, wobei das zweckmässigste Absorptions¬ mittel eingesetzt wird. Es kann hier beispielsweise- synthe¬ tisches Material mit großer Wasseraufnahmefähigkeit einge¬ setzt werden, wobei durch optimale Luftführung und Luft¬ geschwindigkeit innerhalb dieses Entfeuchters 9 eine ent- sprechende Entfeuchtung der Luft erzielt wird.
    [0045] Innerhalb des Gehäuses 16 der Einrichtung 1 kann auch noch die elektrische bzw. elektronische Anlage 22 eingesetzt sein, 'die die Steuerung der ganzen Einrichtung, insbesondere die Regelung der Luftfeuchtigkeit durch entsprechenden Einsatz der Bypassleitung bewirkt. Selbstverständlich ist diese Einrichtung 1 auch in Abhängigkeit von dem absoluten Feuchtig- keitsgehalt der ümgebungsluft steuerbar, da ja diese Umgebungs¬ luft in die Einrichtung 1 eingesaugt und dort getrocknet werde soll. Je nach Sollwerteinstellung wird mehr oder weniger Luft über die Bypassleitung 12 in die Mischkammer 1o zugeführt.
    [0046] In Figur 8 sind zwei Werkzeuge 31 und 32 dargestellt, welche relativ zueinander bewegbar sind und die beiden Formhälften eines Spritzgußwerkzeuges bilden. Die Werkzeuge 1 und 2 sind in geöffneter Stellung gezeigt, bei der sie also mit gerin¬ gem Abstand voneinander angeordnet sind zum Auswurf des so¬ eben gefertigten Spritzgußartikels. In den Werkzeugen 31 und 32 sind Kanäle 33 vorgesehen, durch welche das Kühlwasser strömt.
    [0047] Im Umgebungsbereich der Werkzeuge 31 und 32 sind Meßeinrich¬ tungen 34 für die Temperatur und die relative Luftfeuchtig¬ keit vorgesehen, wobei durch diese Messungen die Taupunkt- temperatur der die Werkzeuge umgebenden Luft bestimmt werden kann. An den Werkzeugen 31,32 selbst bzw. nur an einem Werk¬ zeug 31 ist eine weitere Temperaturmeßeinrichtung 35 vor¬ gesehen, durch welche die Temperatur der Werkzeugoberfläche gemessen werden kann.
    [0048] Die Werte der Taupunkttemperatur und der Oberflächentempera¬ tur der Werkzeuge 31, 32 können miteinander verglichen werden , wobei darauf zu achten ist, daß die Oberflächentemperatur der Werkzeuge 31,32 immer minimal über dem Taupunkt der Um¬ gebungsluft gehalten wird. Es wird dann auf jeden Fall ein Kondensieren der Umgebungsluft an den kaltwassergekühlten Werkzeugen 31,32 vermieden.
    [0049] Die Werkzeuge 31,32 werden mit einem Trockenluftstrom 36 ange¬ blasen, wobei durch einen solchen Trockenluftstrom der Trocken- luftschleier um die Werkzeuge 31,32 entsteht, durch welchen die Taupunkttemperatur weiter gesenkt werden kann, zumal die relative Luftfeuchtigkeit der die Werkzeuge 31,32 umgebenden Luft durch diesen Trockenluftström 36 wesentlich verringert wird. Es ist dadurch noch eine raschere Abkühlung der Werkzeuge 31,32 durch eine tiefere Kühlwassertemperatur möglich, ohne daß es zu einem Kondensieren der die Werkzeuge umgebenden Luft an den kaltwassergekühlten Werkzeugen 31,32 kommen kann.
    [0050] Durch-die erfindungsgemässe Regelanordnung können in Abhängi keit von den miteinander vergleichbaren Werten der Taupunkt¬ temperatur und der Werkzeugoberflächentemperatur Stellgrößen für verschiedene Schaltungsmaßnahmen an der Spritzgußmaschin erzielt werden. So kann insbesondere eine Stellgröße für die Kühlwasservorlauftemperatur geregelt werden, wodurch erreich wird, daß immer die optimale Abkühlzeit der Werkzeuge 31,32 erfolgt, wobei ohne Unterschied der Jahreszeit und ohne Beeinflussung der verschiedenen Tageszeiten jeweils die opti male Abkühlzeit und somit die optimale Taktzahl der Spritz¬ gußmaschine erreicht wird.
    [0051] Wenn die Werkzeuge von einem Trockenluftstrom beaufschlagt werden, ist es zweckmässig, die Meßeinrichtungen 34 für die Taupunktmessung an der für die Umgebungsluft der Werkzeuge ungünstigsten Stelle, nämlich an der dem Trockenluftstrom entgegengesetzten Seite der Werkzeuge,anzubringen. Es ist dadurch eine unverfälschte Messung der schlechtesten Luft¬ werte im Werkzeugbereich gewährleistet.
    [0052] Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Meßeinrichtungen für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Umge bungsbereich der Werkzeuge 31,32 im unteren Drittel,bezogen die vertikale Ausdehnung der Werkzeuge 31,32 , angeordnet. Die gemessene Temperatur im Umgebungsbereich der Werkzeuge wird dadurch auch nicht unmittelbar durch die aufsteigende Wärme im Bereich der Werkzeuge 31,32 beeinflusst. Bei solche Werkzeugen 31,32, die für Spritzgußmaschinen die beiden Formhälften bilden, erweist es sich als zweckmässig, wenn di Meßeinrichtun en 34 mit erin em Abstand von den Werkzeu en Werkzeugen 31,32 im Bereich des öffnüngsSpaltes 37 zwischen den Werkzeugen 1,2 angeordnet sind. Es ist dadurch der von der Kondensation besonders gefährdete Bereich der Innenfläche der Werkzeuge erfasst, ohne daß eine direkte Temperatur- beeinflussung durch die an den Werkzeugen aufsteigende Wärme gegeben ist.
    [0053] Die Temperaturmeßeinrichtung 35 an der Werkzeugoberfläche kann z.B. am oberen Abschluß der Werkzeuge 31 oder 32 ange¬ ordnet werden, weil in diesem Bereich in der Regel die größte Erwärmung der Werkzeuge 31,32 erfolgt. Es ist zweckmässig, wenn die Temperaturmeßeinrichtung 35 möglichst nahe der Werkstückausformung an den Werkzeugen angeordnet ist.
    [0054] Die Meßeinrichtung 34 für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Umgebungsbereich der Werkzeuge 31 und 32 sind an einen Prozessor 38 angeschlossen, in welchem ein hx-Diagramm gespeichert ist. In einem hx-Diagramm werden Temperatur und absolute Luftfeuchtigkeit. einander gegenüber¬ gestellt. Durch diesen Prozessor mit dem gespeicherten hx- Diagramm ist es möglich, aus der gemessenen Temperatur und der gemessenen relativen Luftfeuchtigkeit die Taupunkt¬ temperatur im Werkzeugbereich zu ermitteln. Von diesem Prozes sor 38 werden also die entsprechenden Werte der Taupunkt¬ temperatur an eine Regelzentrale 39 weitergeleitet. Direkt an diese Regelzentrale 39 ist die Temperaturmeßeinrichtung 35 angeschlossen. Durch eine entsprechende elektronische
    [0055] Steuerung, die auf bekannten Elementen beruht und daher hier nicht näher erläutert wird, werden die Taupunkttemperatur und die Werkzeugoberflächentemperatur miteinander verglichen, wobei daraus eine Stellgröße für die Vorlauftemperatur des Kühlwassers erzeugt wird, die sicherstellt, daß die Ober¬ flächentemperatur des Werkzeuges 31,32 immer minimal über dem Taupunkt der Umgebungsluft der Werkzeuge 31,32 gehalten wird. Diese Stellgröße wird dann an eine Maschinenregelzentral 4o abgegeben, von welcher aus die Vorlauftemperatur des Kühl- wasssers steuerbar ist. Durch eine Meßeinrichtung 41 wird die Vorlauftemperatur des Kühlwassers ständig registriert, wobei beispielsweise zur Regelung der Vorlauftemperatur des Kühlwassers ein Dreiwegeventil 42vorgesehen wird, welches gegebenenfalls ein Beimischen des rücklaufenden Kühlwassers ermöglicht. Es kann dann beispielsweise über einen entsprechenden Antrieb 43 dieses Dreiwegeventils von der der Regelzentrale ausgehenden Stellgröße geregelt werden. Selbstverständlich bestehen auch andere Möglichkeiten der Regelung der Vorlauftemperatur des Kühlwassers, so insbesond in der Kühleinrichtung für das Wasser selbst. Durch die Meßeinrichtung 41 ist sichergestellt, daß die gewünschte Vorlauftemperatur des Kühlwasssers auch tatsächlich zustande kommt. Wenn jedoch die Vorlauftemperatur ungewollt ansteigen sollte, wenn also beispielsweise die Kühleinrichtung für das Kühlwasser ausfällt oder das verwendete Leitungswasser nicht die erforderliche tiefe Temperatur aufweist, kann durch ent- sprechende Rückkoppelung erreicht werden, daß dann selbstver ständlich auch die Taktzahl der Werkzeugschließungen geänder wird, da sich dann ja automatisch eine längere Abkühlzeit für die Werkzeuge 31,32 ergibt.
    [0056] Es wird somit indirekt durch die von der Regelzentrale 39 ausgegebene Stellgröße neben der Regelung der Vorlauftempera¬ tur des Kühlwassers und somit der Optimierung der Abkühlzeit der Werkzeuge 31,32 eine Regelung der Taktzeit der Spritz¬ gußmaschine auf einen optimalen Wert erreicht.
    [0057] Es kann im Rahmen der Erfindung die von der Regelzentrale ausgegebene Stellgröße oder auch andere aus diesen Ver¬ gleichswerten des Taupunktes und der Werkzeugoberflächen¬ temperatur erzielte Stellgrößen für verschiedene zum Betrieb einer Werkzeugmaschine, also zum Beispiel einer Spritzgu߬ maschine, brauchbare Stellgrößen herangezogen werden. So wäre es denkbar, daß durch solche Stellgrößen auch die Zufuh von Trockenluft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit ge¬ regelt wird und daß zum Beispiel das Öffnen und Schließen de Werkzeuge 31,32 damit beeinflusst wird, in Abhängigkeit von einem bestimmten Abkühlungsgrad der Werkzeuge usw.
    [0058] Die Stellgröße ist ein stetiges, sich in Abhängigkeit von den Vergleichswerten änderndes Signal, so daß bei einer i : ; : ; : ■
    [0059] Veränderung des Signal^ die entsprechenden Steuerungen erfolgen. Dieses Signal kann also zur Steuerung der Vorlauf- temperatur des Kühlmediums und der Taktzahl der Werkzeug¬ arbeitseinsätze eingesetzt werden.
    [0060] Durch die erfindungsgemässe Regelanordnung ist erstmals eine Möglichkeit geschaffen worden, bei von einem Kühlmedium durchströmten Werkzeugen einen optimalen Arbeitseinsatz zu gewährleisten. Dies wirkt sich selbstverständlich besonders bei Kunststoffverarbeitungsmaschinen aus, wo bei der Ein- Stellung der Taktzeiten um Sekunden gerungen wird. Natürlich kann sich eine erfindungsgemässe Regelanordnung in gleicher Weise auch bei anderen Werkzeugmaschinen mit von einem Kühl¬ medium durchströmten, beim Arbeitseinsatz erhitzten Werk¬ zeugen bewähren.
    [0061] Figur 10 zeigt schematisiert einen Schnitt durch den Ent¬ feuchter 9, wo sichtbar ist, daß der Entfeuchter 9 als zylindrische Kammer ausgebildet ist, in der sektorförmig gleichmässig radial am Umfang verteilt Sektorkammern 23 angeordnet sind, wobei jede Sektorkammer 23 mit dem festen Absorbent 27 gefüllt ist. Zur Regenerierung enthält jede Sektorkammer 23 eine oder mehrere elektrisch heizbare Heizpatrone 24.
    [0062] Die Regenerierung erfolgt über eine an der Oberseite des Entfeuchters 9 in Pfeilrichtung 28 drehbar gelagerte Sektor- blende 25, welche in der Stellung in Figur 11 nur einen
    [0063] Naßluftstrom durch vier Sektorkammern 23 gestattet, während zwei Sektorkammern 23 durch das Sektorteil 3o abgedeckt sind. Während der Abdeckungsphase dieser beiden Sektorkammern werde die in den Sektorkammern enthaltenen Heizpatronen 24 beheizt, so daß durch die damit verbundene Erwärmung des Absorbenten 27 die darin enthaltene feuchte Luft ausgetrieben wird und außerhalb der Einrichtung 1 herausgeführt wird.
    [0064] Durch den schrittweisen Antrieb der Sektorblende 25 in Pfeil- richtung 28 ist immer dafür gesorgt, daß zwei Sektorkammern vom Sektorteil 30 nach oben hin abgeschlossen sind und damit, nicht vom Feuchtluftstrom durchflössen sind und während diese Zeit regeneriert werden.
    [0065] Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt also darin , daß nicht mehr eine Klimatisierung der gesamten Halle erforderlich ist, in der die kunststoffverarbeitenden Maschinen enthalten sind, sondern daß lediglich die Formhälften des Werkzeuges entfeuchtet werden. Hierbei wird bis zu 1000 Kubikmeter pro Stunde feuchter Raumluft durch die Einrichtung 1 geführt. Dabei wird der Luft bis zu 9 g per kg Luft an Wasserdämpf entzogen.
    [0066] Bei einem Taupunkt von beispielsweise 24° C muß die Kühlwasser Vorlauftemperatur 21°C für das kühlwasserdurchströmte Werkzeug betragen, um Schwitzwasserbildungen auf dem^Werkzeug völlig zu vermeiden. Mit einer Einrichtung nach der„vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch Taupunkte im Formenbereich von 11°C erzielen, was bedeutet, daß Kühlwasservorlauftemperaturen von 8 bis 9°C eingestellt werden können. Hierdurch können die Taktzeiten des Werkzeuges um bis zu 40% verkürzt werden.
    [0067] ZEICHNUNGS-LEGENDE
    [0068] Einrichtung 31 Werkzeug Trockenluftkanal 32 Werkzeug Ausblaskasten 33 Kanäle Ausblasformstück 34 Meßeinrichtung Werkzeug 35 Temperaturmeßeinrichtung Filter 36 Trockenluftstrom Vorkühler/Vorentfeuchter 37 Öffnungsspalt - Ventilator 38 Prozessor Entfeuchter 39 Regelzentrale 0 Mischkammer 40 Maschinenzentrale 1 Trockenluftableitung 41 Meßeinrichtung 2 Bypassleitung 42 Dreiwegventil 3 Trockenluftausgang 43 Antrieb 4 Regelklappe 44 Pfeilrichtung 5 Gitter 45 Pfeilrichtung 6 Gehäuse 7 Kanal 8 Kammer 9 Anschlußstutzen 0 Trennwand 1 Räder 2 elektrische Anlage 3 Sektorkammer 4 Heizpatrone 5 Sektorblende 7 festes Absorbent 8 Pfeilrichtung 9 Düse 0 Sektorteil
    权利要求:
    Claims P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zur Verhinderung von Kondensationserscheinun¬ gen an im Arbeitseinsatz erhitzten und von einem Kühlmedium durchströmten Werkzeugen, insbesondere bei Kunststoffver¬ arbeitungsmaschinen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h - n e t , daß im Bereich der Werkzeuge (5,31,32) ein Trocken- luftschleier durch direktes Anblasen der Werkzeuge (5,31,32) zeugt wird, wobei zur Trockenluftzufuhr geeignete Ausblas¬ formstücke (4) der Werkzeugform und -große entsprechend zur gleichmässigen Trockenluftbeaufschlagung in geeigneten Winkel lagen eingesetzt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß die Luftfeuchtigkeit des Trockenluftstromes, gegebenenfalls die Einstellung der Ausblasformstücke (4), die Temperatur des Kühlmediums für die Werkzeuge und die Taktzahl der die Werkzeuge (5,31,32) aufnehmenden Maschine in Abhängigkeit von einer den Taupunkt erfassenden Meßeinrichtung (34) im Bereich der Werkzeuge (5,31,32) geregelt wird.
    3. Einrichtung zur Erzeugung eines Trockenluftstromes zur Verwendung bei im Arbeitseinsatz erhitzten und von einem
    Kühlmedium durchströmten Werkzeugen, insbesondere bei Werk¬ zeugen von KunststoffVerarbeitungsmaschinen, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß ein Vorkühl Vorentfeuchter (7) und ein auf Absorptionsbasis wirkender zweiter .Entfeuchter (9) hintereinander eingesetzt sind.
    4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den beiden Ent¬ feuchtern (7,9) ein zur Luftumwälzung vorgesehener Ventilator (8) eingesetzt ist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem auf Absorptionsbasis wirkenden Entfeuchter (9) eine regelbare Bypassleitung. (12) zugeordnet ist, wobei der Trockenluftausgang des Entfeuchters (9) und das entsprechende Ende der Bypassleitung (12) in eine gemeinsame Mischkammer (10) führen, von der die Trockenluftab¬ leitung (11) wegführt.
    6. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Vorkühler/Vorentfeuchter (7) in Luftströmrichtung ein Filter (6) vorgeordnet ist und daß der Filter (6), der Vorkühler/Vorentfeuchter (7) und der Ventilator (8) in einen horizontal verlaufenden Kanal (17) eingesetzt sind, daß unterhalb dieses Kanals (17) eine druck¬ dichte Kammer (18) zur Aufnahme des auf Absorptionsbasis wirken¬ den Entfeuchters (9) vorgesehen ist, und daß der Ausgang des zweiten Entfeuchters (9) und die Bypassleitung (12) in eine gemeinsame, oberhalb der Kammer (18) und seitlich neben dem Kanal (17) angeordnete Mischkammer (10) münden.
    7. Einrichtung nach dem Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bypassleitung (12) von einer die untere Kammer (18) für den zweiten Entfeuchter (9) und die Mischkammer (10) verbindenden Öffnung gebildet ist, welche durch eine regelbare Klappe (14) verschließbar ist.
    8. Regelanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßeinrichtung (34) für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Umgebungsbereich der Werkzeuge (31,32) im unteren Drittel bezogen auf die vertikale Ausdehnung der Werkzeuge (31,32) angeordnet sind und daß die Temperaturmeßeinrichtung (35) an der Werkzeugoberfläche möglichst nahe der Werkstückausformung an den Werkzeugen (31,32) angeordnet ist.
    9. Regelanordnung nach den Ansprüchen 2 und 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßeinrichtung (34) für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Ab¬ stand von den Werkzeugen (31,32) und bei zwei relativ zuein¬ ander beweglichen Werkzeugen (31,32) im Bereich des Öffnungs¬ spaltes (37) zwischen den Werkzeugen (31,32) angeordnet sind.
    10. Regelanordnung nach den Ansprüchen 2 und 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßeinrichtungen (34) für die Temparatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Werk¬ zeugbereich an einen Prozessor (38) mit gespeichertem hx- Diagramm (Temperatur /absolute Luftfeuchtigkeit) ange¬ schlossen sind, wobei dieser Prozessor (38) und die Tem¬ peraturmeßeinrichtung (35) an der Werkzeugoberfläche an eine gemeinsame Regelzentrale (39) angeschlossen sind, in welcher eine elektronische Steuerung zur Verarbeitung der zu vergleichenden Werte und zur Abgabe der Stell¬ größe (n) eingesetzt ist.
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