Energiespar- und Qualitäts-Automatik

Das Engel-Temperiersystem aus Wasserverteiler, Temperiergerät mit drehzahlgeregelter Pumpentechnik sowie Software-Unterstützung optimiert die Teilequalität und den Energieverbrauch automatisch.

In der Spritzgieß-Werkzeugtemperierung verbreiten sich zunehmend Wasserverteilsysteme, die mit Sensorik für Druck, Durchflussmengen und Temperaturen ausgestattet sind. Neben der damit möglichen Prozessüberwachung wird gerade im Medizintechnik- oder Automobilbereich die Dokumentation wichtiger Prozessparameter gefordert. Geregelte Ausführungen sind darüber hinaus in der Lage, die Durchflussmengen konstant zu halten, selbst wenn beispielsweise Druckschwankungen in der Versorgung auftreten. Für diesen Fall werden die gewählten Einstellungen und die Teiledaten gemeinsam abgespeichert.

Eine energieeffiziente Ergänzung zu geregelten Wasserverteilern bieten Temperiergeräte mit drehzahlgeregelter Pumpe. Gemeinsam integriert in die Maschinensteuerung eröffnen diese Geräte Synergien, indem die einfache Ermittlung der erforderlichen Durchflussmengen, die automatische Einstellung der Pumpendrehzahl und damit eine erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs kombiniert werden.

Die Frage, welche Durchflussmenge für die jeweilige Anwendung optimal ist, offenbart zwei unterschiedliche Zielsetzungen. Zum einen erweisen sich turbulente Strömungen als sehr wirksam, da diese einen guten Wärmeübergang zwischen Werkzeug und Temperiermedium gewährleisten. Das Entstehen einer turbulenten Strömung ist von verschiedenen Faktoren wie etwa dem Durchmesser des Temperierkanals abhängig.

Auf der anderen Seite ist zu beachten, dass sich die Temperatur des Mediums über die Länge des Temperierkanals ändert. Somit stellen sich in vorlaufnahen Formnestbereichen andere Wandtemperaturen ein als in der Nähe des Rücklaufs. Dieser Unterschied sollte so weit minimiert werden, dass die Bauteilqualität nicht beeinträchtigt wird. Durch Messung der Medientemperatur im Vor- und Rücklauf eines Temperierkanals lässt sich das "Delta T" (die Temperaturdifferenz) ermitteln. Das Delta T ist ein Maß für die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung im Werkzeug und im Gegensatz zur Durchflussmenge ein wichtiger Qualitätsparameter.

Geregelte Wasserverteilsysteme wie E-Flomo vom Spritzgießmaschinenbauer Engel Austria bieten die Möglichkeit, wahlweise die Durchflussmenge oder die Temperaturdifferenz für jeden Kreis separat zu regeln. Der Vorteil der integrierten Delta-T-Regelung ist, dass sich die individuell benötigte Durchflussmenge für jeden Temperierkreis automatisch einstellt, der Anwender gibt die geforderte Temperaturdifferenz einfach in den Einstellungen vor. Dabei ist es entscheidend, dass die Sensorik möglichst werkzeugnah platziert ist. Eine Temperaturdifferenzmessung im Temperiergerät ist aus diesem Grund nur bedingt aussagekräftig. Es empfiehlt sich die Messung in einem Wasserverteiler, der möglichst nahe am Werkzeug montiert ist.

Der Vorteil der Temperierlösung von Engel, bestehend aus dem Temperierwasserverteiler E-Flomo und dem Temperiergerät E-Temp, ist die Möglichkeit, das Zusammenspiel beider Komponenten automatisch zu optimieren. Dies erfolgt durch die Software IQ Flow Control. Wird der Verteiler in einer der Betriebsarten Durchfluss- oder Temperaturdifferenzregelung betrieben, regelt die Spritzgießmaschinensteuerung die Pumpendrehzahl automatisch auf den minimal erforderlichen Wert. Der Clou dieser Optimierung ist die Reduktion des hydraulischen Widerstands im Verteiler, die Durchflüsse in den Werkzeugkreisen bleiben durch die intelligente Regelung unverändert. Die Drehzahlreduktion der Pumpe führt zu einem spürbar reduzierten Energieverbrauch.

Gerade bei konventionellen Temperiergeräten hat die Pumpe, die mit konstant hoher Drehzahl läuft, eine hohe Leistungsaufnahme und damit einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch der gesamten Spritzgießanlage.

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