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Title:
METHOD AND DEVICE FOR THE VARIOTHERMAL TEMPERATURE CONTROL OF INJECTION MOULDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025122
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the variothermal temperature control of an injection mould using a temperature control device, said method comprising at least the following steps: in a learning phase, determining a temperature control characteristic of the temperature-controllable system comprising at least the injection mould and the temperature control device, in order to obtain individual reference values for the system, with which the temperature control device can be controlled in order to obtain a nominal temperature profile; and in a production phase: temperature control of the injection mould with the reference values determined during the learning phase; determining deviations of an actual temperature profile of the injection mould in relation to the nominal temperature profile during the production cycle and calculating corrected reference values from these deviations; and carrying out a resulting production process using the corrected reference values.

Inventors:
SCHNEEBAUER, Martin (Max-Bill-Str. 38, München, 80807, DE)
MOSER, Stefan (Blumenstr. 6a, Hallbergmoos, 85399, DE)
Application Number:
EP2018/068465
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
KRAUSSMAFFEI TECHNOLOGIES GMBH (Krauss-Maffei-Str. 2, München, 80997, DE)
International Classes:
B29C45/78; B29C35/00; B29C45/73
Foreign References:
DE102008045006A12010-03-04
DE102006031268A12008-01-10
DE102004052499A12006-07-13
DE102007019389B42015-01-22
EP2329332B12012-05-30
Other References:
"Heiß macht schön - Hochwertige Oberflächen durch variotherme Werkzeugtemperierung", PLASTVERARBEITER, July 2008 (2008-07-01), pages 36 - 38
J. GIESSAUF: "Variotherme Temperierung - Methoden und Einsatzmöglichkeiten", 29 January 2008, ENGEL AUSTRIA GMBH
Attorney, Agent or Firm:
WILHELM, Ludwig (KRAUSSMAFFEI TECHNOLOGIES GMBH, Krauss-Maffei-Str. 2, München, 80997, DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren zur variothernnen Temperierung eines Spritzgießwerkzeuges unter Verwendung einer Temperiervorrichtung aufweisend zumindest die Schritte:

A) In einer Lernphase:

Ermitteln einer Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems umfassend zumindest das Spritzgießwerkzeug und die Temperiervorrichtung zum Erhalt von systemindividuellen Stellwerten, mit denen Stellglieder der Temperiervorrichtung zur Erreichung eines Soll-Temperaturprofiles angesteuert werden können und

B) In einer Produktionsphase:

Temperierung des Spritzgießwerkzeuges mit den in der Lernphase ermittelten Stellwerten;

Ermittlung von Abweichungen eines Ist-Temperaturprofiles des Spritzgießwerkzeuges gegenüber dem Soll-Temperaturprofil während des Produktionszyklus und berechnen korrigierter Stellwerte für die Stellglieder aus diesen Abweichungen;

Durchführen eines darauffolgenden Produktionsprozesses mit den korrigierten Stellwerten.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei

A) In der Lernphase:

A1 ) zum Ermitteln einer Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems;

ein Berechnen von Ansteuerzeiten für Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen der Temperiervorrichtung zur Erreichung eines zeitlichen Soll- Temperaturprofils des Spritzgießwerkzeuges für ein herzustellendes Formteil erfolgt;

A2) eine Evaluation des Soll-Temperaturprofils in mindestens einem Evaluierungszyklus und bedarfsweises Korrigieren der Ansteuerungszei- ten durchgeführt wird und Speichern zumindest der korrigierten Ansteuerzeiten A3) als Stellwerte für das zu temperierende System, insbesondere dessen Stellglieder erfolgt und

B) In der Produktionsphase:

B1 ) während eines ersten Produktionszyklus ein Abfahren des Temperaturprofils mit den Stellwerten aus Schritt A3) erfolgt;

B2) ein Ermitteln der Ist-Temperaturen und ein Vergleich mit korrespondierenden Soll-Temperaturen des Soll-Temperaturprofiles des Spritzgießwerkzeuges erfolgt;

B3) eine Berechnung korrigierter Stellwerte, nämlich Ansteuerzeiten für die Stellglieder des darauffolgenden Produktionszyklus aus Abweichungen ermittelt im Schritt B2) erfolgt und

B4) ein Durchführen des darauffolgenden Produktionszyklus mit den korrigierten Stellwerten aus Schritt B3) erfolgt und

B5) die Schritte B2) bis B5) während weiterer Produktionszyklen wiederholt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

als Heiz- und/oder Kühleinrichtungen der Temperiervorrichtung zumindest eine oder eine Kombination aus der Gruppe:

- Wasserheiz- und/oder Wasserkühleinrichtung;

- Ölheiz- und/oder Ölkühleinrichtung;

- elektrische Heiz- und/oder elektrische Kühleinrichtung;

- Heiz- und/oder Kühlpatronen;

- Heizeinrichtungen auf Induktionsbasis oder mittels Laser sowie keramische Heizungen;

- Kältemittelkühlvorrichtungen und/oder CO2-Kühlvorrichtungen und/oder eine Kühlung mittels eines Gases, z. B. Luft;

- Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Heißdampfes

verwendet werden. im der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Schritt A ohne Befüllung des Spritzgießwerkzeuges mit Formmasse durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Ermittlung der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems mindestens bestehend aus einer Heizvorrichtung, einer Kühlvorrichtung, Stellgliedern und einem Spritzgießwerkzeug eine minimal erreichbare Wandtemperatur (Tmin) einer Kavität des Spritzgießwerkzeuges ermittelt und gespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Ermittlung der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems mindestens bestehend aus einem Heizgerät, einem Kühlgerät, Stellgliedern und einem Spritzgießwerkzeug eine maximal erreichbare Wandtemperatur (Tmax) einer Kavität des Spritzgießwerkzeuges ermittelt und gespeichert wird.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

während eines Aufheizvorganges gemäß Anspruch 5 die maximale Steigung einer Aufheizkurve an deren Wendepunkt (W) in Kelvin pro Sekunde (K/sheat) bestimmt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

an den Wendepunkt der Aufheizkurve eine Tangente (T) an die Aufheizkurve gelegt wird und ein Schnittpunkt der Tangente (T) mit der Abszisse gebildet wird, wobei als Verzugszeit (tuheat) der zeitliche Abstand zwischen dem Beginn der Heizung und dem Schnittpunkt der Tangente (T) mit der Abszisse definiert wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass Temperatur (Tmax) die Kühlung bei abgeschalteter He artet wird, wobei eine maximale negative Steigung in Kelvin pro Sekunde am Wendepunkt (W) der Kühlkurve (TK) bestimmt wird (K/sCOoi) und an den Wendepunkt (W) der Kühlkurve (TK) eine Tangente (T) gelegt wird, wobei der Schnittpunkt der Tangente (T) mit der Abszisse ermittelt wird und eine Verzugszeit (tuC00i) als zeitlicher Abstand zwischen dem Beginn der Kühlung und dem Schnittpunkt der Tangente (T) mit der Abszisse definiert wird.

10.Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine mittlere Temperatur (TBaSis) zwischen der minimalen Temperatur (Tmin) und der maximalen Temperatur (Tmax) errechnet wird.

1 1 .Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

aus der Formel

1 min ) / K/Sheat ) + tUheat

die Ansteuerzeit (tbaSisheat) für ein Pulsheizen von der minimalen Temperatur (Tmin) auf die mittlere Temperatur (TBaSiS) errechnet wird.

12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

nach dem Abschalten der Heizung, das heißt nach Ablauf der Zeit (tbaSisheat) eine Zeitspanne gemessen wird, bis keine weitere signifikante Temperaturänderung am Temperatursensor (7) mehr auftritt, wobei eine Temperatur (Tbasisheat) und eine Nachschwingzeit (Totzeit) (tBaSisheatdead) gemessen und gespeichert wird.

13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Abweichung zwischen der mittleren Temperatur (TBaSis) und der Temperatur (TBasisheat) nach der Formel

berechnet wird. im der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kühlung angesteuert wird, während die Heizung abgeschaltet ist, bis die maximale Temperatur (Tmax) am Temperatursensor (7) erreicht ist und aus der Formel tbasiscool (( Tmax— Tßasis ) K SCool ) + tUCool

die Ansteuerzeit (tbasiscooi) für ein Pulskühlen von der maximalen Temperatur (Tmax) auf die mittlere Temperatur (TBaSis) berechnet wird.

15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ausgehend von der maximalen Temperatur (Tmax) aus einem vorherigen Lernschritt die Kühlung angesteuert und nach der Zeit (tbaSiscooi) abgeschaltet wird, wobei im An- schluss daran diejenige Zeit gemessen wird, bis keine signifikante Temperaturänderung mehr am Temperatursensor (7) in der Kavität (8) messbar ist, wobei die Temperatur (Tbasiscooi) und die Nachschwingzeit (Totzeit) (tBasiscooidead) gemessen und gespeichert wird und die Abweichung von (TBaSis) zu (TBaSiscooi) nach der Formel

Tßasiscoolerror Tßasis " Tßasiscool

berechnet wird.

16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in einem Prozessablauf für zumindest einen Puls-Heizen- oder zumindest einen Puls-Kühlenschritt Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung ausgehend von der aktuellen Temperatur der Kavitätenwand (TactMid) gemessen und gespeichert wird, wobei die Solltemperatur (TSon) aus dem aktuellen Schritt ermittelt wird und wenn die Solltemperatur (TS0ii) größer ist als die Temperatur (TactMid), im ersten Optimierungslauf die Zeit (tprozessi ) nach der Formel

tprozessl = (( TsolM TactMld ) K S eat ) + tU eat + Tßasisheaterror K S eat berechnet wird.

17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

für den Fall, dass die Solltemperatur (TSOII) kleiner ist als die aktuelle Temperatur (TactMid) die Zeit (tprozessi ) aus der Formel = (( TsolM -TactMId ) / /SCOol ) + tUCOol + 1 Basiscoolerror / K/s berechnet wird.

18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Berechnung der Zeit (tprozessi ) für weitere Prozessschritte analog durchgeführt wird.

19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ermittlung der Zeit (tPr0zessi ) für einen Puls-Heizprozess oder für einen Puls-Kühl- prozess wiederholt durchgeführt wird.

20. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

während weiterer Durchläufe die Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung um eine Starttemperaturabweichung (Tstartoffset) und/oder eine Endtemperaturabweichung (TendOffset) korrigiert werden, wobei nachfolgend aufgelistete Formeln verwendet werden:

TstartOffsetx = TactMldx - T(actMldx) n-1 TendOffset = Tprozessx - T(prozessx) n--| wobei

(n-1 ) die entsprechende Temperatur aus dem vorangegangenen Durchlauf ist.

21 .Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine zur Starttemperaturabweichung (Tstartoffset) und/oder zur Endtemperaturabweichung (TendOffset) korrespondierende Zeit ( toffset) und (tendoffset) in Abhängigkeit von Puls-Heizen (K/sheat) oder Puls-Kühlen (K/sC00i) berechnet wird, wobei gilt:

Für Puls-Heizen: toffset = Tstartoffset / K/Sneat

tendOffset = TendOffset / K/S eat

Für Puls-Kühlen: toffset = Tstartoffset / K/SC00|

tendOffset = TendOffset / K/SCool

22. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Ansteuerzeit (tprozess(x)) für einen Heizprozess und/oder einen Kühlprozess aus der Ansteuerzeit (tprozeSs(x-i )) aus dem vorherigen Prozess plus der Zeit (tstartoffset) aus dem aktuellen Prozess plus der Zeit (tendoffset) aus dem vorhergehenden Prozess ermittelt wird, was sich formelmäßig darstellen lässt als:

tprozess(x) = tprozess(x-l ) + t-startOffsetx + ^endOffset(x-l )

23. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 aufweisend mindestens ein Temperiergerät (2; 3) mit einer Heizvorrichtung, mindestens ein Temperiergerät (2, 3) mit einer Kühlvorrichtung sowie ein Spritzgießwerkzeug (4), Stellglieder (5) und eine Regelungseinheit (6), welche regelnd auf die Stellglieder (5) einwirken kann, wobei die Regelungseinheit (6) Signale in Abhängigkeit von einer Kavitätenwandtemperatur einer Kavität (8) eines Spritzgießwerkzeuges (4) zur Regelung der Stellglieder (5) bereitstellt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung () zumindest eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe

- Wasserheizeinrichtung;

- Ölheizeinrichtung;

- elektrische Heizeinrichtung;

- Heizpatronen;

- Heizeinrichtungen auf Induktionsbasis oder mittels Laser sowie keramische Heizungen;

- Heizvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Heißdampfes und/oder die Kühlvorrichtung mindestens eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe

- Wasserkühleinrichtung;

- Ölkühleinrichtung;

- elektrische Kühleinrichtung;

- Kühlpatronen; s Kältemittel und/oder CO2 und/oder mittels eines 0

Luft;

- Kühlvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Kohlendioxid ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung zusätzlich einen Puffer (14) aufweist, welcher dazu eingerichtet und ausgebildet ist, kaltes Temperiermedium (10) und heißes Temperiermedium (9) bereitzustellen und bei Bedarf zusätzliches kaltes Temperiermedium (10) und/oder zusätzliches warmes Temperiermedium (9) in Temperierkreisläufe einzuspeisen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Regelungseinrichtung (6) eine Datenverarbeitungseinrichtung ist oder umfasst, welche in der Lage ist, die Berechnungs- und/oder Speicherschritte gemäß vorgenannter Ansprüche durchzuführen.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen.

Aus der DE 10 2007 019 389 B4 ist ein Formwerkzeugtemperiersystem bekannt, welches durch Mischen zweier Wärmemedien innerhalb einer Formwerkzeugtemperiervorrichtung in der Lage ist, in kurzer Zeit Wärmemedien unterschiedlicher Temperaturen für das Spritzgießwerkzeug bereitzustellen.

Aus der EP 2 329 332 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen bekannt, bei dem zwei Temperaturmedien mit unterschiedlichen Temperaturen bereitgehalten werden und abwechselnd durch einen Verbraucher, z. B. ein Formwerkzeug gepumpt werden, wobei das wärmere Temperiermedium und auch das kältere Temperiermedium unmittelbar an oder in dem Verbraucher bereitgehalten werden und dort unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils aufeinandertreffen, sodass sie dort direkt oder indirekt in Kontakt miteinander stehen. Die hierfür offenbarte Vorrichtung stellt den zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen apparativen Aufbau zur Verfügung.

Aus„Heiß macht schön - Hochwertige Oberflächen durch variotherme Werkzeugtemperierung", Plastverarbeiter Juli 2008, Seiten 36-38 ist es bekannt, dass durch variotherme Werkzeugtemperierung hochwertige Oberflächen an Kunststoffspritzgussteilen erzielbar sind. Hierbei wird die Werkzeugwand vor dem Einspritzvorgang bis über die Glasübergangstemperatur des Kunststoffs erwärmt. Erst nach der Füllung der Kavität setzt die Werkzeugkühlung ein, bis das Formteil die notwendige Entformungstemperatur erreicht hat. Dazu werden Heiz- und Kühlkanäle wechselweise warm und kalt durchströmt.

Aus „Variotherme Temperierung - Methoden und Einsatzmöglichkeiten" von J. Gießauf, ENGEL Austria GmbH, VDI Fachtagung„Spritzgießen 2008 - Innovation und Produktivität" vom 29.-30. Januar 2008 in Baden-Baden, Deutschland ist es bekannt, dass mit einem Haupttemperierkreis eines Formwerkzeuges das Formwerkzeug stetig oder gepulst geheizt wird. Zwischen Kanälen des Hauptkreises und der Oberfläche der Kavität sind weitere Kühlbohrungen vorgesehen, die während der Kühlphase mit kaltem Fluid durchspült werden. Diese Vorgehensweise ist auch umgekehrt durchführbar. Zudem werden verschiedene physikalische Grundprinzipien zur Temperierung von Formwerkzeugen angegeben. Dies sind z. B. die Temperierung mit Wasser, Öl oder Dampf sowie mittels elektrischer Widerstandsheizungen, mittels Induktion, mittels Wärmestrahlung und/oder mittels Infrarotheizung im geöffneten Werkzeug.

Die variotherme Prozessführung ist mittlerweile Standard bei der Fertigung komplexer Spritzgießbauteile. Dabei wird die Werkzeugwandtemperatur während des Spritzgießzyklus auf verschiedenen Niveaus bewegt. Grundsätzlich werden durch eine höhere Werkzeugwandtemperatur verbesserte Fließeigenschaften bei der Formfüllung erreicht und dadurch folgende Effekte erzielt:

- verbesserte Abformung von mikrostrukturierten Oberflächen,

- Reduzierung der Sichtbarkeit von Bindenähten,

- verbesserter Glanz,

- Reduzierung von Schlierenbildung bei der Verarbeitung von gefüllten Werkstoffen,

- Unterstützung bzw. Beschleunigung der Aushärtereaktion von reaktiven Kunststoffen,

- Reduzierung von Einspritzdruck und Schließkraft,

- verbesserte Maßhaltigkeit und Toleranz der erzeugten Formteile. Auf der anderen Seite führen höhere Wandtemperaturen zu einer Verlängerung der notwendigen Kühlzeit und verschlechtern damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens aufgrund geringerer Ausbringung. Durch den Einsatz der variothermen Temperierung kann diesem Nachteil entgegengewirkt werden, indem ein weiterer Temperierkreislauf auf einem tieferen Temperaturniveau dazu genutzt wird, die Kavität und/oder Teilbereiche davon aktiv zu kühlen und somit die Wärmeabfuhr aus dem Formteil zu beschleunigen. Daneben kann es erforderlich sein, das Bauteil für eine bessere Entformbarkeit auf ein tieferes Temperaturniveau zu kühlen. Um die Energieeffizienz und die Dynamik des Systems zu verbessern, werden variotherm temperierte Formeinsätze idealerweise mit einem konturfolgenden, kavitätsnahen Temperiersystem ausgelegt, um die variotherme Masse so weit wie möglich zu reduzieren. Es ist somit wünschenswert, beispielsweise Heizkanäle oder Kühlkanäle sehr nahe an der Kavität in der Wand anzuordnen, so dass aufgrund geringer Werkzeugwandstärken eine hohe Dynamik erreichbar ist.

Auf dem Markt sind mittlerweile unterschiedliche Technologien für die variotherme Temperierung von Formeinsätzen verfügbar. Dazu gehören werkzeugexterne oder -interne elektrische und/oder induktive Heizsysteme, Systeme mit Wasserkühlung, Zwei- und/oder. Dreikreisfluidsysteme auf Öl- oder Wasserbasis, CO2-Temperier- systeme, externe Laser und Systeme mit Dampfheizung.

Für eine weitere Verbesserung der Effizienz wird bei Wasser-Wasser- und auch bei Öl-Öl-Systemen ein Zwischenspeicher eingesetzt, um das Temperiermedium in den geschlossenen Heiz- und Kühlkreisläufen hydraulisch zu trennen und eine Vermischung von heißem und kaltem Medium nach Möglichkeit zu vermeiden. Allen Verfahren ist gemeinsam, dass dem Werkzeug zyklisch Energie zugeführt und anschließend wieder aus dem Werkzeug abgeführt werden muss.

Die Dynamik eines variotherm zu betreibenden Werkzeugs ergibt sich im Wesentlichen aus der Vorlauftemperatur, der Durchflussmenge pro Zeiteinheit, dem Druck des Mediums, der Anordnung der Temperierkanäle und der Heizleistung der Temperiergeräte sowie der variotherm zu temperierenden Masse des Werkzeuges. Keines der genannten Wasser-Wasser-Variotherm-Systeme bietet die Möglichkeit die Werkzeugwandtennperatur zu regeln. Es wird lediglich zur bestinnnnten, vorher einmal festgelegten Zeitpunkt ein heißes oder kaltes Medium in den Werkzeugkreislauf geschickt. Die Veränderung der Werkzeugwandtemperatur wird also lediglich gesteuert. Sinnvollerweise besitzt jedes Formwerkzeug für den variothermen Betrieb jedoch einen Temperaturfühler an der Werkzeugwand. An diesem Ort ist die Führung der Temperatur aus prozesstechnischer Sicht entscheidend.

Mit derartigen bekannten Systemen können Umwelteinflüsse, wie z. B. die Hallentemperatur, die Vorlauftemperatur des Hallenwassers und der Verschleiß des Werkzeuges oder des Temperiergerätes, z. B. Verkalkung, Korrosion und/oder sich ändernden Pumpenleistung etc. Einfluss auf die Heiz- und Kühlleistung der variothermen Anlage nehmen. Im bekannten, konventionellen gesteuerten Betrieb gemäß dem Stand der Technik wird dies lediglich durch die Überwachung von Werkzeugwandtemperaturverläufen erkennbar. Die Anlage selbst kann jedoch derartige Langzeitveränderungen nicht ausgleichen, was zu Schwankungen im Temperaturverlauf am Werkzeug führt. Dies kann insbesondere dann von Nachteil sein, wenn komplexe Verarbeitungsprozesse vorliegen und hohe Genauigkeiten des Systems gefordert sind.

Es ist weiterhin bekannt, eine sogenannte Einspritzfreigabe zu geben, wenn ein einstellbares Temperaturniveau an einem Werkzeugwandfühler erreicht wird. In der Praxis kommt es allerdings zu Überschwingern der Temperatur, die insbesondere bei Artikeln mit langen Einspritzzeiten merklich ins Gewicht fallen und die Qualität des Formteils negativ beeinflussen. Je größer der Überschwinger der Temperatur über ein erforderliches Niveau wird, desto langsamer wird dem Bauteil Energie entzogen, was zu einer Verlängerung der Zykluszeit führt. Ebenso wird der Energieverbrauch höher, da wieder von einem höheren Temperaturniveau aus heruntergekühlt werden muss. Bei bekannten Steuerungen ist eine erhebliche Erfahrung und Verantwortung des Bedieners erforderlich, in Abhängigkeit der Komplexität und der Qualitätsanforderungen an das Formteil, die entsprechenden Auslöseschwellwerte manuell einzustellen, um entsprechende Kommunikationssignale abzustimmen. Nachteilig ist hier insbesondere, dass durch die Zunahme an Komplexität der Steuerungen auch ein zeitlicher Mehraufwand bei der Einrichtung des Prozesses in Kauf zu nehmen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen anzugeben, welches eine deutlich verbesserte Prozessführung bei deutlich verbesserten Bauteilqualitäten zulässt, auch wenn Randbedingungen, wie z. B. Schwankungen der Schmelzetemperatur und Umgebungsparameter wie z. B. Hallentemperatur oder dergleichen, schwanken.

Das Verfahren soll in der Lage sein, selbstständig die Temperierung der Spritzgießwerkzeuge an sich im Produktionsverlauf ändernde Parameter anzupassen, um so eine verbesserte Qualitätskonstanz der Formteile sicherzustellen.

Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein variothermes Temperierverfahren von Spritzgießwerkzeugen anzugeben, welches weitgehend unabhängig von Spezialkenntnissen und/oder Bedienerfahrungen von Bedienpersonal ist. Es soll insbesondere in der Lage sein, ausgehend von einem vorab festgelegten Temperaturverlauf eines Spritzgießwerkzeuges bzw. eines Temperiersystems während des Spritz- gießzykluses selbstständig und vollautomatisch einer Idealtemperaturführung während einer Produktionsphase möglichst nahe zu kommen.

Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren zur variothermen Temperierung eines Spritzgießwerkzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den vom Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren zur variothermen Temperierung eines Spritzgießwerkzeuges unter Verwendung einer Temperiervorrichtung weist zumindest die folgenden Schritte auf:

A) In einer Lernphase:

Ermitteln einer Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems umfassend zumindest das Spritzgießwerkzeug und die Temperiervorrichtung zum Erhalt von systemindividuellen Stellwerten, mit denen Stellglieder der Temperiervorrichtung zur Erreichung eines Soll- Temperaturprofiles angesteuert werden können und

B) In einer Produktionsphase:

Temperierung des Spritzgießwerkzeuges mit den in der Lernphase ermittelten Stellwerten;

Ermittlung von Abweichungen eines Ist-Temperaturprofiles des Spritzgießwerkzeuges gegenüber dem Soll-Temperaturprofil während des Produktionszyklus und berechnen korrigierter Stellwerte bzw. Stellzeiten für die Stellglieder aus diesen Abweichungen;

Durchführen eines darauffolgenden Produktionsprozesses mit den korrigierten Stell werten.

Somit wird zunächst in einer Lernphase, in Abhängigkeit der eingesetzten Temperiervorrichtung und des bauteilspezifischen Spritzgießwerkzeuges systemindividuell das zu temperierende System charakterisiert, was insbesondere die Temperierdynamik, also die Temperarturreaktion des Spritzgießwerkzeuges im Falle eines Heizens oder Kühlens desselben mit umfasst. In Kenntnis dieser systemindividuellen Temperiercharakteristik und auch in Kenntnis von bauteilspezifischen Temperieranforderungen, die z. B. aus Erfahrungswerten eines Prozessentwicklers/-designers hergeleitet werden können, wird ein Soll-Temperaturprofil des Spritzgießwerkzeuges angesteuert. Dieses Soll-Temperaturprofil findet seinen Niederschlag in syste- mindividuellen Stellwerten, die zur Ansteuerung von Stellgliedern der Temperiervor- richtung verwendet werden, um das Soll-Temperaturprofil zu erreichen.

Ausgehend von diesen systemindividuellen Stellwerten wird dann in einer Produktionsphase, in der mit dem Spritzgießwerkzeug Formteile hergestellt werden, die Temperierung des Spritzgießwerkzeuges durchgeführt. Hierbei entstehen üblicherweise Abweichungen eines Ist-Temperaturprofils des Spritzgießwerkzeuges vom Soll-Temperaturprofil des Spritzgießwerkzeuges. Diese Abweichungen werden während der Produktionsphase ab dem ersten Zyklus der Produktionsphase ermittelt. In Kenntnis der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems, welche in der Lernphase ermittelt wurde, können in guter Näherung korrigierte Stellwerte aus den Abweichungen des Ist-Temperaturprofils des Spritzgießwerkzeuges vom Soll-Temperaturprofil des Spritzgießwerkzeuges berechnet werden. Mit diesen korrigierten Stellwerten wird dann der darauffolgende Produktionsprozess, z. B. der auf den ersten Produktionsprozess folgende zweite Produktionsprozess durchgeführt. Auch während dieses Produktionsprozesses werden wiederum Abweichungen des Ist-Temperaturprofils gegenüber dem Soll-Temperaturprofil ermittelt und erneut korrigierte Stellwerte zur Ansteuerung der Stellglieder der Temperiervorrichtung berechnet. Mit den erneut korrigierten Stellwerten wird in einem darauffolgenden Produktionsprozess die Temperiervorrichtung angesteuert. Dieses Vorgehen wird für die weiteren Produktionsprozesse (Zyklen) beibehalten. Somit erfolgt also während der Produktionsphase iterativ ein stetiger weiterer Anpassungsvorgang der Stellwerte, bis in der Produktionsphase das Ist-Temperaturprofil möglichst genau und möglichst nahe mit dem Soll-Temperaturprofil zusammenfällt. In der Produktionsphase erfolgt somit ein stetiges iteratives Annähern des Ist-Temperaturprofils an das Soll-Temperaturprofil.

Treten nunmehr während der Produktionsphase, die eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Produktionsprozessen (Zyklen) umfasst, Abweichungen von Randbedingungen, die Einfluss auf den Betrieb der Spritzgießmaschine zusammen mit dem Spritzgießwerkzeug haben können, auf, so wird sich dies in einem geänderten Ist- Temperaturprofil niederschlagen. Ein solches, sich auch schleichend änderndes Ist- Temperaturprofil kann dann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder an das Soll-Temperaturprofil angenähert werden. Hierdurch werden z. B. qualitätsmindern- de Störeinflüsse wie z. B. Temperaturschwankungen in der Schmelze oder Schwankungen in der Umgebungstemperatur oder dergleichen über die Vielzahl der Produktionszyklen (Produktionsprozesse) ausgeglichen und minimiert. Dies hat zur Folge, dass eine erhöhte Bauteilqualität erreichbar ist, ohne dass ein manuelles Eingreifen eines Bedieners erforderlich ist.

Eine Spritzgießmaschine, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, kann somit selbstständig, also vollautomatisch, eine optimale variotherme Temperierung auch über einen längeren Zeitraum während einer Produktionsphase gewährleisten.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass

A1 ) zum Ermitteln einer Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems;

ein Berechnen von Ansteuerzeiten für Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen der Temperiervorrichtung zur Erreichung eines zeitlichen Soll-Temperaturprofils des Spritzgießwerkzeuges für ein herzustellendes Formteil erfolgt;

A2) eine Evaluation des Soll-Temperaturprofils in mindestens einem Evaluierungszyklus und bedarfsweises Korrigieren der Ansteue- rungszeiten durchgeführt wird und

A3) ein Speichern zumindest der korrigierten Ansteuerzeiten aus Schritt A3) als Stellwerte für das zu temperierende System, insbesondere dessen Stellglieder erfolgt und

B1 ) während eines ersten Produktionszyklus ein Abfahren des Temperaturprofils mit den Stellwerten aus Schritt A3) erfolgt;

B2) ein Ermitteln der Ist-Temperaturen und ein Vergleich mit korrespondierenden Soll-Temperaturen des Soll-Temperaturprofiles des Spritzgießwerkzeuges erfolgt; B3) eine Berechnung korrigierter Stellwerte, nämlich Ansteuerzeiten für die Stellglieder des darauffolgenden Produktionszyklus aus Abweichungen ermittelt im Schritt B2) erfolgt und

B4) ein Durchführen des darauffolgenden Produktionszyklus mit den korrigierten Ansteuerzeiten aus Schritt B3) erfolgt und

B5) die Schritte B2) bis B5) während weiterer Produktionszyklen wiederholt werden.

Durch eine mehrstufige Ermittlung der Ansteuerzeiten, insbesondere der hierzu korrespondierenden Stellwerte, wird bereits in der Lernphase eine ziemlich genaue Angleichung des Ist-Temperaturprofils an das gewünschte Soll-Temperaturprofil erreicht, wobei in der Produktionsphase zudem das bereits oben beschriebene laufende Optimierungsprogramm bevorzugt in jedem Spritzgießzyklus durchgeführt wird, welches dann in der Lage ist, variierende und/oder schwankende Umgebungsbedingungen (Randbedingungen), die gegebenenfalls einen negativen Ein- fluss auf die Bauteilqualität haben können, mittels einer genau angepassten Werkzeugtemperierung auszugleichen.

Als Heiz- und/oder Kühleinrichtungen der Temperiervorrichtung können vorteilhafterweise zumindest eine oder eine Kombination aus der Gruppe:

- Wasserheiz- und/oder Wasserkühleinrichtung;

- Ölheiz- und/oder Ölkühleinrichtung;

- elektrische Heiz- und/oder elektrische Kühleinrichtung;

- Heiz- und/oder Kühlpatronen;

- Heizeinrichtungen auf Induktionsbasis oder mittels Laser sowie keramische Heizungen;

- Kältemittelkühlvorrichtungen und/oder CO 2 -Kühlvorrichtungen und/oder eine Kühlung mittels eines Gases, z. B. Luft;

- Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Heißdampfes

verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von der Art der Heiz- und/oder Kühleinrichtungen mit Vorteil einsetzbar. Somit ist auch eine große Variabilität hinsichtlich der Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in unterschiedlichen Spritzgießwerkzeugtypen oder Spritzgießwerkzeug konzepten möglich.

Soweit angegeben ist, dass als Stellwerte Ansteuerzeiten für Heiz- und/oder Kühleinrichtungen ermittelt und im weiteren Verlauf verwendet werden, so können selbstverständlich in Abhängigkeit der genutzten Heiz- und/oder Kühleinrichtungen auch andere Parameter als die Ansteuerzeit verwendet werden. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, bei Verwendung von elektrischen Heiz- und/oder Kühleinrichtungen statt den Ansteuerzeiten beispielsweise die Stromstärken oder andere Parameter, welche die Heizleistung/Kühlleistung der verwendeten Heizeinrichtung/Kühleinrichtung beeinflussen, zu verwenden. So ist es beispielsweise auch machbar, bei Verwendung von Heiz- und/oder Kühleinrichtungen, die ein Heiz- und/oder Kühlmedium nutzen, anstelle der Ansteuerzeit, mit der üblicherweise die Durchflussdauer des Heiz- und/oder Kühlmediums beeinflusst wird, auch Maßnahmen vorzusehen, mit denen die Durchflussmenge des Mediums beeinflusst wird. Hieraus können gegebenenfalls Stellwerte in Form von Ansteuersignalen für entsprechende Pumpen oder andere den Volumenstrom des Mediums beeinflussende Gerätschaften ergeben.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, den Schritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. die Schrittfolge A1 ) bis A3) während der Lernphase ohne Befüllung des Spritzgießwerkzeuges mit Formmasse durchzuführen. Hierdurch wird erreicht, dass alleine die Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems ermittelbar ist, ohne dass Einflüsse der Schmelze diese Ermittlung beeinträchtigen könnte.

Außerdem ist vorteilhaft, dass eine solche Ermittlung der Temperiercharakteristik in einem z. B. standardisierten Versuchsaufbau durchgeführt werden kann. Eine Montage des zu temperierenden Systems auf einer Spritzgießmaschine ist hierbei nicht erforderlich. Somit kann beispielsweise unter Laborbedingungen die Temperiercha- rakteristik des zu temperierenden Systems ohne gegebenenfalls nachteilige und schwankende Außenumstände ermittelt werden.

Weiterhin ist es zweckmäßig, in einem derart standardisierten Versuchsaufbau ermittelte Stellwerte für das im Lernprozess behandelte zu temperierende System als temperiersystemspezifische Stellwerte dem zu temperierenden System zuzuordnen und gegebenenfalls geeignet abzuspeichern. Mit derartigen temperiersystemspezi- fischen Stellwerten kann dann ohne weiteres das zu temperierende System, also zumindest das Spritzgießwerkzeug und die Temperiervorrichtung, in guter Näherung beispielsweise bei einer Erstinbetriebnahme auf einer Spritzgießmaschine betrieben werden und sofort mit dem Produktionsprozess begonnen werden. Während des Produktionsprozesses erfolgt dann - wie vorbeschrieben - eine weitere iterative Annäherung an den vorgegebenen Idealtemperaturverlauf im Spritzgießwerkzeug.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Ermittlung der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems mindestens bestehend aus einer Heizvorrichtung, einer Kühlvorrichtung, einem Stellglied für das Medium und einem Spritzgießwerkzeug eine minimal erreichbare Wandtemperatur (T min ) einer Kavität des Spritzgießwerkzeuges ermittelt und gespeichert.

Außerdem wird zur Ermittlung der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems mindestens bestehend aus einem Heizgerät, einem Kühlgerät, mindestens einem Stellglied hierfür und einem Spritzgießwerkzeug eine maximal erreichbare Wandtemperatur (T max ) einer Kavität des Spritzgießwerkzeuges ermittelt und gespeichert.

Diese beiden Maßnahmen stellen die ersten Schritte dar, um die Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems hinsichtlich der maximal und der minimal erreichbaren Temperaturen einzugrenzen. Innerhalb dieses Temperaturfensters zwischen T min und T max kann somit eine variotherme Temperierung des zu temperierenden Systems, insbesondere des Spritzgießwerkzeuges, erfolgen. Zur Ermittlung der Temperierdynamik wird vorteilhaft weiterhin während des Aufheizvorgangs die maximale Steigung einer Aufheizkurve zwischen T min und T max , welche an deren Wendepunkt liegt, ermittelt und die maximale Steigung in der Einheit Kelvin pro Sekunde (K/s hea t) für die Betriebsart„Puls-Heizen" bestimmt.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an den Wendepunkt der Aufheizkurve eine Tangente an die Aufheizkurve gelegt wird und ein Schnittpunkt der Tangente mit der Abszisse gebildet wird, wobei als Verzugszeit tu hea t der zeitliche Abstand zwischen dem Beginn der Heizung und dem Schnittpunkt der Tangente mit der Abszisse definiert wird. Durch diese Maßnahme und insbesondere in Abhängigkeit der entstehenden Verzugszeit tu hea t kann die Temperierdynamik des zu temperierenden Systems, die u. a. einen wesentlichen Punkt der Gesamttemperiercharakteristik darstellt, ermittelt werden.

Analog zum Aufheizvorgang wird ausgehend von der maximal erreichbaren Temperatur T max die Kühlung bei abgeschalteter Heizung gestartet, wobei die maximale negative Steigung in Kelvin pro Sekunde am Wendepunkt der Kühlkurve bestimmt wird (K/Scooi) und an den Wendepunkt der Kühlkurve eine Tangente gelegt wird. Der Schnittpunkt der Tangente mit der Abszisse wird ermittelt und eine Verzugszeit tu- cooi als zeitlicher Abstand zwischen dem Beginn der Kühlung und dem Schnittpunkt der Tangente mit der Abszisse definiert.

Durch diese Maßnahmen kann die Temperierdynamik für die Betriebsart„Puls-Kühlen" (Kühldynamik) des zu temperierenden Systems gut ermittelt werden. Dies erlaubt Aussagen über die Kühlcharakteristik des zu temperierenden Systems.

Weiterhin ist es vorteilhaft eine mittlere Temperatur T BaS is zwischen der minimalen Temperatur T min und der maximalen Temperatur T max zu berechnen. Diese kann als Ausgangspunkt für weitere Berechnungen verwendet werden.

Beispielsweise kann aus der Formel mit

tb a sishe a t = (( Tß a sis T m j n ) / K/Sh ea t ) + tUheat die Ansteuerzeit (t baS isheat) für ein Pulsheizen von der minimalen Temperatur (T min ) auf die mittlere Temperatur (T BaS is)

errechnet werden.

Mit dieser Berechnung wird somit eine bestimmte Zeitspanne für den Betrieb der Heizeinrichtung errechnet, um von der minimalen Temperatur (T min ) bis zur mittleren Temperatur (T BaS is) zu gelangen, wobei die Verzögerungszeit (tu hea t) bereits eingerechnet ist und somit die ermittelte Ansteuerzeit bereits temperierdynamische Aspekte des zu temperierenden Systems berücksichtigt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass nach dem Abschalten der Heizung, das heißt nach Ablauf der Zeit (t ba sisheat) eine Zeitspanne gemessen wird, bis keine weitere signifikante Temperaturänderung am Werkzeugwandfühler mehr auftritt, wobei eine Temperatur (T baS i Sh e a t) und eine Nachschwingzeit (Totzeit) (t Ba sisheatdead) gemessen und gespeichert wird.

Hierdurch kann der Effekt des Nachheizens, nachdem die Abschaltung der Heizung bereits erfolgt ist, gut ermittelt werden und Voraussagen getroffen werden, wie lange sich das Werkzeug noch erwärmt, obwohl die Heizung bereits abgeschaltet ist.

Mit einer solchen sich ergebenden Temperatur T BaS isheat kann eine Überschwing- temperatur T BaS isheaterror berechnet werden aus der Formel

Tßasisheaterror Tßasisheat " Tßasis

Das vorbeschriebene Verfahren für den Fall des Heizens kann analog im umgekehrter Richtung für den Fall des Kühlens durchgeführt werden, wobei die Heizung angesteuert wird während die Kühlung abgeschaltet ist, bis die maximale Temperatur (T m ax) arn Werkzeugwandfühler erreicht ist, dann die Kühlung bei abgeschalteter Heizung aktiviert wird und aus der Formel

tbasiscool (( Tmax " Tßasis ) K/S C ool ) + tU C ool die Ansteuerzeit (t ba siscooi) für ein Pulskühlen von der maximalen Temperatur (T max ) auf die mittlere Temperatur (T BaS is) berechnet wird. Es kann somit jede beliebige Temperatur zwischen T min und T max angefahren werden.

Hierdurch gelingt es, in analoger Weise eine Ansteuerungszeit für die Kühlvorrichtung zu ermitteln, mit der es möglich ist, das Spritzgießwerkzeug von der maximalen Temperatur T max auf mittlere Temperatur T BaS is abzukühlen. Auch ein nachgelagertes Unterschwingen (Nachkühlen) wird in analoger Art und Weise zum Überschwingen im Heizzyklus ermittelt, wobei ausgehend von der maximalen Temperatur (T max ) aus einem vorherigen Lernschritt die Kühlung angesteuert und nach der Zeit (t baS iscooi) abgeschaltet wird. Im Anschluss daran wird diejenige Zeit gemessen, bis keine signifikante Temperaturänderung mehr am Werkzeugwandfühler in der Kavität messbar ist, wobei die Temperatur (T baS iscooi) und die Nachschwingzeit (Totzeit) (t Ba siscooide a d) gemessen und gespeichert wird und die Abweichung von (T BaS is) zu (T BaS i SC ooi) nach der Formel

Tßasiscoolerror Tßasis " Tßasiscool

berechnet wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, in einem Prozessablauf für zumindest einen Puls-Heizen- oder zumindest einen Puls-Kühlenschritt Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung ausgehend von der aktuellen Temperatur der Kavitä- tenwand (T ac tMid) zu messen und zu speichern, wobei die Solltemperatur (T So n) aus dem aktuellen Schritt ermittelt wird und wenn die Solltemperatur (T SO II) größer ist als die Temperatur (T actM id), im ersten Optimierungslauf die Zeit (tp roze ssi ) nach der Formel

tprozessl = (( sol T ac tMld ) / K/S eat ) + tU eat + Tßasisheaterror / K/S eat berechnet wird.

Durch diese Maßnahme wird nunmehr eine aktuelle, also eine Ist-Temperatur der Kavitätenwand (T actM id) gemessen und hierdurch korrigierend auf diese eingewirkt, wenn die Soll-Temperatur (T S0 ii) größer ist als die Ist-Temperatur (T actM id)- Für den anders herum gelagerten Fall, nämlich, dass die Soll-Temperatur T SO II kleiner ist als die aktuelle Temperatur T ac tMid wird die Zeit tp roze ssi aus der Formel

tprozessl = (( TsolM TactMid ) / K/S C00 | ) + tU C00 | + TBasiscoolerror / K/S C00 | berechnet.

Zur genaueren Bestimmung der Zeitberechnung der Zeit tp roze ssi empfiehlt es sich, weitere Prozesse analog durchzuführen und eine Vielzahl von iterativ verbesserten Zeiten tp roze ssi zu erhalten. Insbesondere hat sich zur Ermittlung der Zeit tp roze ssi für einen Pulsheizprozess oder einen Pulskühlprozess ein mehrfaches Durchführen als vorteilhaft erwiesen.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass während weiterer Durchläufe die Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung um eine Starttemperaturabweichung (T start off- S et) und/oder eine Endtemperaturabweichung (T en doffset) in Bezug auf die Solltemperatur (Referenz) korrigiert werden, wobei nachfolgend aufgelistete Formeln verwendet werden:

TstartOffsetx = T ac tMldx - T( ac tMldx) n-1 TendOffset = Tp roze ssx " T(p roze ssx) n-1

und wobei

(n-1 ) die entsprechende Temperatur aus dem vorangegangenen Durchlauf ist.

Mit dieser Maßnahme kann eine geänderte Starttemperatur, sei sie höher oder niedriger als eine entsprechende Soll-Startreferenztemperatur, ermittelt werden. Eine derartige Ausgangstemperatur am Anfang des Prozesses oder am Ende des Prozesses hat direkten Einfluss auf die Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung für den nächsten, darauffolgenden Produktionspro- zess.

Solche hieraus resultierenden Änderungen der Ansteuerzeiten können insbesondere in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ermittelt werden, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine zur Starttemperaturabweichung (T start offset) und/oder zur Endtemperaturabweichung (T en doffset) korrespondierende Zeit (t st artoff- S et) und (tendoffset) in Abhängigkeit von der Dynamik des Puls-Heizens (K/s hea t) oder des Puls-Kühlens (K/s C00 i) berechnet wird, wobei gilt:

Für PulS-Heizen: t sta rtOffset = T s tartOffset / K/S ne at

tendOffset = T en dOffset / K/S ne at

Für PulS-KÜhlen: tstartOffset = TstartOffset / K/Scool

tendOffset = T en dOffset / K/S C00 |

Somit sind unterschiedliche Start- oder Endtemperaturen für die Berechnung der Heizzeiten und/oder der Kühlzeiten, also der Ansteuerzeiten (Stellwerte) für die Heizvorrichtung und/oder der Ansteuerzeiten (Stellwerte) für die Kühlvorrichtung berücksichtigt.

Zur Erlangung der Ansteuerzeit (tp roze ss(x)) wird zweckmäßiger Weise die Summe aus der Ansteuerzeit des Vorprozesses (tp rozeS s(x-i )) der Zeit (t st artoffset) des momentanen Prozesses und der Zeit (t en doffsetx-i ) des vorangegangenen Prozesses ermittelt.

Mit einer so bestimmten Ansteuerungszeit (tp roze ss(x)) > die entweder für das Pulsheizen (Heizprozess) oder das Pulskühlen (Kühlprozess) verwendet werden kann, werden eine Vielzahl von Charakteristiken des vorliegenden Systems wie auch gegebenenfalls Abweichungen während des Produktionsprozesses berücksichtigt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den vom Anspruch 21 abhängigen Unteransprüchen angegeben.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gelöst, welche mindestens ein Temperiergerät mit einer Heizvorrich- tung, mindestens ein Temperiergerät mit einer Kühlvorrichtung sowie ein Spritzgießwerkzeug, Stellglieder und eine Regelungseinheit aufweist, welche regelnd auf die Stellglieder einwirken kann, wobei die Regeleinheit Signale in Abhängigkeit von einer Kavitätenwandtemperatur einer Kavität eines Spritzgießwerkzeuges zur Regelung der Stellglieder bereitstellt.

Mit einem solchen Grundaufbau kann in vorteilhafter und einfacher Art und Weise das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere keine außergewöhnlichen Komponenten erforderlich, sodass das erfindungsgemäße Verfahren ohne großen apparativen Zusatzaufwand auch an bestehenden Kunststoffspritzgießmaschinen nachgerüstet oder durch Nachrüstung weniger Komponenten verwirklicht werden kann.

Als Heizvorrichtungen können insbesondere eine oder mehrere Einrichtungen ausgewählt aus der Gruppe

- Wasserheizeinrichtung;

- Ölheizeinrichtung;

- elektrische Heizeinrichtung;

- Heizpatronen;

- Heizeinrichtungen auf Induktionsbasis oder mittels Laser sowie keramische Heizungen;

- Heizvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Heißdampfes verwenden werden.

Als Kühlvorrichtung kann mindestens eine Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe

- Wasserkühleinrichtung;

- Ölkühleinrichtung;

- elektrische Kühleinrichtung;

- Kühlpatronen;

- Kühlungen mittels Kältemittel und/oder CO 2 und/oder mittels eines Gases, z.

B. Luft;

- Kühlvorrichtung auf der Basis eines Wärmeträgeröles und/oder Kohlendioxid verwendet werden.

Somit kann auch eine Vielzahl von Heiz- und/oder Kühleinrichtungstypen - auch in Kombination miteinander - verwendet werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Puffer aufweist, welcher dazu eingerichtet und ausgebildet ist, kaltes Temperiermedium und/oder heißes Temperiermedium bereitzustellen und bei Bedarf zusätzliches warmes oder kaltes Tempermedium in Temperierkreisläufe des zu temperierenden Systems einzuspeisen. Ein solcher Puffer kann insbesondere dann Sinn machen, wenn an bestimmten Stellen oder zu bestimmten Zeitpunkten des Prozesses eine besonders hohe Heiz- und/oder Kühlleistung erforderlich ist. Für einen solchen Fall kann durch eine Bereitstellung eines Puffers die Leistungsfähigkeit der Kühlvorrichtung geringgehalten werden, da beispielsweise für kurze Heiz- und/oder Kühlphasen nur eine Bevorratung von warmem Temperiermedium oder kaltem Temperiermedium im Puffer ausreichend ist. Somit trägt dies zum Einsparen von Energie bei und verringert die Kosten des Systems, da gegebenenfalls kleinere Temperiervorrichtungen eingesetzt werden können.

Sinnvollerweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Regelungseinrichtung auf, die eine Datenverarbeitungseinrichtung ist oder umfasst, welche die Verfahrensschritte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchführen kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : schematisch eine Aufheizkurve eines Spritzgießwerkzeuges während einer Lernphase von einer Minimaltemperatur bis zu einer Maximaltemperatur; Figur 2: schematisch eine Abkühlkurve eines Spritzgießwerkzeuges während einer Lernphase von einer Maximaltemperatur bis zu einer Minimal- temperatur;

Figur 3: beispielhaft einen Temperaturverlauf einer Werkzeugwand bzw.

Spritzgießwerkzeuges während einer Produktionsphase;

Figur 4: schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur variothermen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen.

Eine Vorrichtung 1 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 4 schematisch dargestellt und weist ein Temperiergerät 2 mit einer Heizvorrichtung, mindestens ein Temperiergerät 3 mit einer Kühlvorrichtung sowie ein Spritzgießwerkzeug 4, Stellglieder 5 und eine Regelungseinheit 6 auf. Die Regelungseinheit 6 kann auf die Stellglieder 5 regelnd einwirken, wobei die Regelungseinheit 6 Signale in Abhängigkeit von einer Kavitätenwandtemperatur, welche beispielsweise durch einen Temperatursensor 7 ermittelt wird, der in einer Kavität 8 des Spritzgießwerkzeuges 4 sitzt, verarbeitet.

Das Temperiergerät 2 mit einer Heizeinrichtung stellt ein relativ heißes Temperiermedium 9 im Vergleich zum Temperiergerät mit einer Kühleinrichtung 3, welches ein relativ kaltes Temperiermedium 10 zur Verfügung stellt, zur Verfügung.

Die Temperiergeräte 2, 3 sind über geeignete Rohrleitungen (schematisch dargestellt durch die Pfeile 1 1 ) mit den Stellgliedern 5 verbunden. Die Stellglieder 5 sind über geeignete Verrohrungen oder Verschlauchungen (Pfeile 12) mit dem Spritzgießwerkzeug 4 verbunden. Das Spritzgießwerkzeug 4 besitzt zumindest einen Temperierkreislauf 13, durch welchen abwechselnd heißes Temperiermedium 9 oder kaltes Temperiermedium 10 leitbar ist. Alternativ ist es auch möglich, dass das Spritzgießwerkzeug 4 zwei Temperierkreisläufe 13 besitzt, die hydraulisch voneinander getrennt sind. Einer der beiden Temperierkreisläufe 13 dient zur Durchleitung des kalten Temperiermediums 10, der andere Temperierkreislauf dient zur Durch- leitung des heißen Tempehermediunns 9 durch das Spritzgießwerkzeug 4 oder eine Spritzgießwerkzeughälfte.

Bevorzugt weist die Vorrichtung 1 einen Puffer 14 auf, welcher einen gewissen Vorrat an heißem Temperiermedium 9 und einen Vorrat an kaltem Temperiermedium 10 vorhält. Beispielsweise ist der Puffer 14 mit einem verschieblichen Kolbenelement 15 ausgestattet, welche eine Pufferkammer in einen Teilraum für heißes Temperiermedium 9 und einen Teilraum für kaltes Temperiermedium 10 unterteilt. Der Teilraum enthaltend heißes Temperiermedium 9 wie auch der Teilraum enthaltend kaltes Temperiermedium 10 sind jeweils über geeignete Rohrleitungen 16 mit entsprechenden Eingängen der Stellglieder 5 verbunden. Durch Bewegung des Kolbens 15 in der Doppelpfeilrichtung 17 kann kurzfristig eine zusätzliche Menge an kaltem Temperiermedium 10 (Bewegung des Kolbens 15 in Figur 4 nach unten) oder heißem Temperiermedium 9 (Bewegung des Kolbens 15 in Figur 4 nach oben) über die Stellglieder 5 in die Temperierkreisläufe 13 eingespeist werden.

Die Stellglieder 5 sind beispielsweise eine Anordnung aus verschiedenen Ventilen 18, welche lediglich schematisch angedeutet sind. Die Ventile 18 sind beispielsweise elektrisch ansteuerbare Ventile, welche mit der Regelungseinheit 6 verbunden sind und von dieser ansteuerbar sind. Je nach Ansteuerung der Ventile 18 kann entweder kaltes Temperiermedium 10 oder warmes Temperiermedium 9 in die Temperierkreisläufe 13 eingespeist werden, wobei bei Bedarf durch den Puffer 14 beispielsweise zum Erreichen von hohen Abkühl- oder Aufheizgradienten zusätzliches kaltes Temperiermedium 10 oder heißes Temperiermedium 9 eingespeist werden kann. Das Vorsehen eines Puffers 14 ermöglicht es, relativ kleine Heiz/Kühl- und/oder Pumpaggregate für die Temperiergeräte 2, 3 einzusetzen, und trotzdem Spritzenlasten, welche in einem Lern- und/oder Produktionszyklus auftreten, mittels des Puffers 14 abzufangen. Dies trägt zur Einsparung von Energie bei und senkt die Anlagenkosten.

Der Temperatursensor 7 steht über eine geeignete Signalleitung 19 mit der Regelungseinheit 6 in Verbindung. Selbstverständlich ist es möglich, dass eine Vielzahl von Temperatursensoren 7 über die Kavitätenwand der Kavität 8 verteilt angeordnet sind und separate Signale, welche eine lokale Kavitätenwandtemperatur repräsentieren an die Regelungseinheit 6 senden bzw. dieser zur Verfügung stellen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist zur Vereinfachung des dargestellten Prinzips lediglich ein Temperatursensor 7 gezeigt. Es ist selbstverständlich auch möglich, mehrere Temperatursensoren 7, z. B. an unterschiedlichen Stellen der Kavitätenwand zu verwenden.

Des Weiteren ist in der Ausführungsform gemäß Figur 4 von einer hydraulischen Temperierung die Rede, bei der ein flüssiges kaltes Temperiermedium 10 und ein flüssiges heißes Temperiermedium 9 verwendet wird.

Selbstverständlich sind auch andere Arten des Heizens/Kühlens denkbar. Beispielsweise können auch elektrische Heiz- und/oder Kühlelemente oder als Temperiermedium Gase verwendet werden.

Wird nunmehr beispielsweise bei abgeschaltetem oder abgeklemmtem Temperiergerät 3 mit kühlem Temperiermedium heißes Temperiermedium 9 durch die Kühlkreisläufe 13 gepumpt, so wird sich die Kavitätenwand der Kavität 8 erwärmen.

Umgekehrt wird sie sich abkühlen, wenn anstelle des heißen Temperiermediums 9 kaltes Temperiermedium 10 durch die Temperierkreisläufe 13 geschickt wird.

Mit dieser Vorrichtung kann nachfolgend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit Vorteil durchgeführt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur variothermen Temperierung des Spritzgießwerkzeuges 4 wird in zwei Phasen, einer Lernphase A und einer Produktionsphase B durchgeführt. Innerhalb der Lernphase A findet ein Ermitteln der Temperiercharakteristik des zu temperierenden Systems statt, welches zumindest das Spritzgießwerkzeug 4, die Temperiervorrichtungen 2, 3 sowie die entsprechenden (Rohr-) Leitungsverbindungen und die Stellglieder 5 sowie die Regelungseinheit 6 besitzt. Selbstverständlich sollte in der Kavität 8 des Spritzgießwerkzeuges 4 ein Tempera- tursensor 7 vorgesehen sein.

Dieses gesamte System, welches temperiert werden soll (das Spritzgießwerkzeug 4) bzw. für die Temperierung sorgen soll (Temperiergeräte 2, 3, Stellglieder 5 sowie die entsprechenden Verbindungen mit dem Spritzgießwerkzeug 4), besitzt eine bestimmte Temperiercharakteristik, welche beispielsweise durch die Kavitätenform der Kavität 8 im Spritzgießwerkzeug 4 beeinflusst wird. Weitere Einflussgrößen können die Leistungsfähigkeit der Temperiergeräte 2, 3 und die maximal mögliche Durchflussmenge an kaltem Temperiermedium 10 und/oder heißem Temperiermedium 9 sein.

Ein solches System aus den oben genannten Bestandteilen hat eine bestimmte Temperiercharakteristik, das heißt auf eine bestimmte Aktivität der Temperiergeräte 2 oder 3 erfolgt eine bestimmte Temperaturreaktion der Kavitätenwand der Kavität 8 im Spritzgießwerkzeug 4. Dies gilt es in der Lernphase A zu ermitteln.

Figur 1 zeigt einen ersten Teilschritt hiervon.

Im Rahmen der Ermittlung der Temperiercharakteristik des Systems wird von einer aktuellen Formwerkzeugtemperatur (Kavitätenwandtemperatur T ac tMid) ausgehend bei abgeschaltetem Temperiergerät 3 mit Kühleinrichtung das Temperiergerät 2 mit Heizeinrichtung eingeschaltet. Das Einschalten der Heiztemperierung erfolgt im dargestellten Beispiel gemäß Figur 1 zur Zeit ti . Der Graph VH (Ventil-Heizen) ist in Figur 1 dargestellt und gibt eine Zeitspanne an, in der die Vorrichtung 1 das Spritzgießwerkzeug heizt. Als Reaktion auf die Heizung gibt der Graph TW die Temperaturreaktion an der Kavitätenwand der Kavität 8 an, welche vom Temperatursensor 7 gemessen wird. Nach dem Einschalten (Zeit ti) erfolgt zunächst ein immer steiler ansteigender Temperaturanstieg an der Werkzeugwand, welche sich im weiteren Verlauf asymptotisch an eine maximal erreichbare Temperatur T max annähert, wel- che mit dem vorhandenen System (Spritzgießwerkzeug 4, Temperiergeräte 2, 3) erreichbar ist.

Der Graph TW weist in seinem Verlauf einen Wendepunkt W auf. Zur Ermittlung einer charakteristischen Größe für die Temperiercharakteristik des Systems hat es sich bewährt, im Wendepunkt W eine Tangente T an den Graph TW anzulegen. Im Wendepunkt W liegt die maximale Steigung der Aufheizkurve (Graph TW) vor. Die Tangente bildet einen Schnittpunkt S mit der Abszisse. Der Zeitraum, zwischen dem Beginn der Heizung (Zeitpunkt ti) und dem Schnittpunkt S wird als Verzugszeit tu h eat definiert. Die maximale Steigung der Tangente T ist durch einen Quotienten aus Temperatur und Heizzeit definiert, welcher in„Kelvin pro Heizzeit (K/s hea t)" angegeben wird.

Mit dieser Vorgehensweise ist ausgehend von einer aktuellen Temperatur T act Mid des Spritzgießwerkzeuges 4 dessen Anwärmcharakteristik bis zur Temperatur T max ermittelbar und hieraus die Werte K/s hea t und tu hea t ermittelbar.

Analog erfolgt eine Ermittlung der Abkühlcharakteristik des Spritzgießwerkzeuges 4 ausgehend von einer maximal erreichbaren Temperatur T max (vergleiche Figur 2). In analoger Art und Weise zum Aufheizen wird im Rahmen der Ermittlung der Abkühlcharakteristik eine Abkühlkurve (Graph TK) ermittelt, welche sich von der maximalen Spritzgießwerkzeugtemperatur T max auf eine minimal erreichbare Temperatur T min absenken lässt. Hierzu wird bei ausgeschaltetem Temperiergerät 2 (Warmtemperiergerät) das Temperiergerät 3 mit kühlem Temperiermedium 10 eingeschaltet. Die eingeschaltete Kühlung ist mit dem Graph VK dargestellt. Auch im Rahmen der Ermittlung der Abkühlcharakteristik wird eine Tangente T an den Wendepunkt W gelegt, deren Steigung den maximalen Abkühlgradienten wiederspiegelt. Dieser Abkühlgradient kann in der Einheit Kelvin pro Kühlzeit angegeben werden (K/s CO oi)-

Diese Tangente schneidet ebenfalls die Abszisse im Schnittpunkt S, sodass sich eine Kühlverzugszeit tu C00 i ergibt, welche vom Zeitpunkt (Einschalten des Kühlaggregates) bis zum Schnittpunkt S der Tangente T mit der Abszisse ergibt. Diese Charakterisierung des Aufwärm- bzw. Abkühlverhaltens des Systems erfolgt bevorzugt bei leerem Spritzgießwerkzeug, das heißt noch vollkommen ohne Schmelze. Hierdurch ist es nicht notwendig, die Lernphase mit einem Spritzgießwerkzeug, welches auf einer Kunststoffspritzgießmaschine montiert ist, durchzuführen. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Einsatz von Kunststoffschmelze die Werkzeugtemperiercharakteristik bzw. die Systemtemperiercharakteristik nicht beein- flusst.

Die ermittelte Temperiercharakteristik des Systems wird bevorzugt in Form von werkzeugspezifische, insbesondere systemspezifische Stellwerte für Stellglieder gespeichert oder dem Werkzeug/System anderweitig zugeordnet.

Weitere Schritte in der Lernphase A sind:

Aus dieser Temperiercharakteristik kann beispielsweise durch Differenzbildung zwischen der maximal erreichbaren Temperatur T max und der minimal erreichbaren Temperatur T min eine mittlere Temperatur T BaS is errechnet werden. Mit der mittleren Temperatur T BaS is kann eine Ansteuerungszeit für die entsprechenden Heizventile ermittelt werden, welche notwendig ist, welche bei einem Heizen (Pulsheizen) von der minimalen Temperatur T min auf die mittlere Temperatur T BaS is notwendig wird. Dies erfolgt unter Ausnutzung des ermittelten Aufheizgradienten K/s hea t und der entsprechend ermittelten Verzögerungszeit tu hea t nach der Formel: tbasisheat (( Tß a sis T m j n ) / K/Sheat ) + tUheat-

Es hat sich herausgestellt, dass nach dem Abschalten der Heizung bei einer Temperatur des Spritzgießwerkzeuges 4 unterhalb der maximal erreichbaren Temperatur T max ein Überschwingen der Temperatur über einen gewollten Zielwert hinaus stattfindet. Um dieses Überschwingen zu kompensieren, wird die Zeitspanne gemessen, bis nach dem Abschalten der Heizung keine signifikante Temperaturänderung mehr auftritt. Der dabei auftretende Temperaturüberschuss (T basisnea t) und die gemessene Nachschwingzeit (t b asisheatdead) wird ebenfalls gemessen und gespeichert. Hieraus wird eine Abweichung zwischen der mittleren Temperatur T BaS is und der Temperatur T baS isheat nach der Formel:

Tßasisheaterror Tßasisheat " Tß as j s

berechnet.

Analog erfolgt das Ermitteln eines Unterschwingens im Kühlfall, wodurch eine Nachschwingzeit im Kühlfall (t ba siscooi) und eine im Unterschwingfall auftretende minimale Temperatur T basisc0 oi gemessen und gespeichert wird. Hieraus ergibt sich eine Abweichung zwischen der mittleren Temperatur T Basis und der minimal auftretenden Unterschwingtemperatur T basiS cooi nach der Formel

Tßasiscoolerror as j s - Tß as j SC00 | .

Mit der Temperatur T BasisC ooierror beziehungsweise mit den Temperaturen T BaS j SCO oihea- terror können unter Berücksichtigung der Überschwing-/ Unterschwingphänomene beim Heizen/Kühlen die Prozesszeiten tp roze ssi für den Heizfall und den Kühlfall genauer bestimmt werden, um eine Solltemperatur T S0 iii ausgehend von einer aktuellen Spritzgießwerkzeugtemperatur (Kavitätenwandtemperatur T actM id) möglichst genau zu erreichen.

Eine vorbeschriebene Bestimmung der Zeiten tp roze ssi sowohl für den Kühl- wie für den Heizfall wird zur besseren Eingrenzung und genaueren Bestimmung der Fehlertemperaturen Tßasisheaterror und T Ba siscooierror mehrfach durchgeführt. Hierbei hat sich eine mehrfache Wiederholung bewährt.

Die Ansteuerzeiten der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung werden von einem Prozess zum nächsten durch entsprechende Start-Offset-Temperaturen T st ar- toffset beziehungsweise Endtemperaturabweichungen T en doffset korrigiert, um am Beginn/Ende des einen Prozesses die Start-/End-Temperaturen des vorhergehenden Prozesses mit zu berücksichtigen. Mit diesen Offset-Temperaturen T sta rtoffest und endoffset lassen sich korrespondierende Offset-Zeiten t st artoffset und t en doffset sowohl für das Heizen wie für das Kühlen ermitteln. Dies erfolgt nach den Formeln

Für PulS-Heizen: t sta rtOffset = T s tartOffset / K/Sheat

tendOffset = T en dOffset / K/S ne at

Für PulS-KÜhlen: tstartOffset = TstartOffset / K/Scool

tendOffset = T en dOffset / K S C00 |

Somit lässt sich aus der Prozesszeit tp roze ss(x-i ) des vorhergehenden Prozesses und der Start-Offset-Zeit t sta rtoffset(x) des aktuellen Prozesses und der Endoffsetzeit t en doff- set( X- i ) des vorhergehenden Prozesses die Prozesszeit tp roze ss(x) für den aktuellen Prozess berechnen, welche für den aktuellen Heiz-/Kühlfall Anwendung findet. Hierdurch gelingt ein Lernen für den aktuellen Prozess aus den Umgebungsbedingungen und dem Ablauf des vorhergehenden Prozesses.

Im Ergebnis ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung 1 ein gezieltes Abfahren eines Solltemperatur-Profiles, insbesondere unter Erreichung von expliziten Solltemperaturen T S oin , Tsoii2 > T So ii3 sehr genau und anpassbar an variierende Umgebungsbedingungen möglich (vergleiche Figur 3).

Der Graph TW, welcher die Werkzeugtemperatur über der Zeit t angibt ist in Figur 3 dargestellt. Ebenso sind Zieltemperaturen T SO III und T So ii2 sowie T So ii3 angegeben. In der unteren Hälfte des dargestellten Diagrammes gemäß Figur 3 sind Einschaltzeiten für den Betrieb des Temperiergerätes 2 mit einer Heizeinrichtung und des Temperiergerätes 3 mit einer Kühleinrichtung dargestellt. Von links nach rechts gesehen erfolgt bei einer Zeit t von ungefähr 10 Sekunden ein Einschalten des Temperiergeräts 2 mit der Heizeinrichtung, sodass der Graph TW von dieser Zeit ab (unter Berücksichtigung der Zeit tu hea t), bis zu einer Solltemperatur Ti ansteigt, welche im Ausführungsbeispiel etwa bei 109° liegt. Auf dem Temperaturniveau T S oin wird die Temperatur des Spritzgießwerkzeuges 4 eine Zeit lang etwa konstant gehalten. Bei der Zeit t von ungefähr 20 Sekunden beginnt das Kühlen durch Einschalten des Temperiergerätes 3 mit der Kühleinrichtung, sodass ein Abkühlen des Werkzeuges von Tsoi auf eine darunterliegende Temperatur T So ii2 erfolgt. Ausgehend von der Tsoii2 > vor deren Erreichen bereits das Temperiergerät 3 mit der Kühleinrichtung abgeschaltet wird, erfolgt ein erneutes Anwärmen des Werkzeuges durch Einschalten des Temperiergerätes 2 mit der Heizeinrichtung, sodass eine weitere Solltemperatur (Tsoiß) erreicht wird, welche im Ausführungsbeispiel zwischen den Solltemperaturen Tsoin und T So ii2 liegt.

Es erfolgt somit zur Erreichung der Temperatur T S oin ein sogenanntes Puls-Heizen. Ausgehend von der Temperatur T S0 iii erfolgt zur Erreichung der Temperatur T So ii2 ein sogenanntes Puls-Kühlen, wohingegen das Erreichen der Temperatur T So ii3 ausgehend von der Temperatur T So ii2 mittels eines Puls-Heizens erfolgt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Temperierung ausschließlich durch Einschalten entweder des Temperiergerätes 2 mit Heizeinrichtung oder des Temperiergerätes 3 mit Kühleinrichtung zu bewerkstelligen. Eine Vermischung der Temperiermedien findet bevorzugt nicht statt. Ein System mit getrennten kaltem Temperiermedium 10 und heißem Temperiermedium 9 ist insgesamt gesehen wesentlich dynamischer als ein System, welches durch Mischung von kaltem und warmem Temperiermedium versucht eine bestimmte Temperatur zu erreichen. Somit sind durch die getrennten Temperierkreisläufe dynamischere Puls-Heiz- und Puls-Kühl- Vorgänge möglich.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2, 3 Temperiergerät

4 Spritzgießwerkzeug

5 Stellglieder

6 Regelungseinheit

7 Temperatursensor

8 Kavität

9 Heißes Temperiermedium

10 Kaltes Temperiermedium

1 1 , 12 Pfeile

13 Temperierkreislauf

14 Puffer

15 Verschiebliches Kolbenelement

16 Rohrleitungen

17 Doppelpfeilrichtung

18 Ventile

19 Signalleitung

A Lernphase

B Produktionsphase

S Schnittpunkt

VH Graph

TK Graph

TW Graph

T max Maximal erreichbare Temperatur t1 Einschaltzeitpunkt

Tmin Minimal erreichbare Temperatur

T Tangente

W Wendepunkt