Artikel als PDF herunterladen

POOL-INFO: FORMENBAU
Überwachen von Heißkanalwerkzeugen
Folgeschäden
abwenden
Durch einen Bruch oder schleichende Leckagen
entstehen bei Heißkanalwerkzeugen immer wieder große Schäden. Das kann verhindert werden:
Frühzeitiges Erkennen eines defekten Heißkanalsystems mit dem Mould Protection System (MPS)
reduziert die Reparaturkosten deutlich.
Die Hersteller von Heißkanalsystemen
haben in der Vergangenheit große Entwicklungsanstrengungen unternommen, um die Entstehung von Leckagen
zu vermeiden. Trotzdem treten durch
die hohen mechanischen und thermischen Belastungen des Werkzeugs
immer wieder Schäden an Heißkanalsystemen auf, die zu Leckagen und zum
Eindringen von Schmelze in die Werkzeughohlräume führen. Die Spritzgießwerkzeuge müssen dann mit hohem
Arbeitsaufwand demontiert und gereinigt werden. Die Mechanik und die
Elektrik der Heißkanalsysteme sind
meist nicht mehr zu retten. Durch Ersatzbeschaffung, Reinigungsarbeiten
und Produktionsausfall entstehen sehr
Das MPS erkennt
Leckagen durch
Messung einer
Druckdifferenz.
(Bilder: wf plastic)
Das Mould Protection System MPS lässt sich
leicht in eine Anlage integrieren.
schnell hohe Kosten, die bei großen
Werkzeugen 50 000 Euro und mehr betragen können.
Schon immer gab es daher Bemühungen, Heißkanalleckagen durch Detektionssysteme frühzeitig zu erkennen. Die
entwickelten Systeme arbeiteten meist
mit Druck-, Temperatur- oder Widerstandssensoren. Gelegentlich werden
auch Schaugläser zur Überwachung
eingesetzt. Diese Systeme waren sehr
störanfällig, unzuverlässig oder teuer
und konnten sich in der betrieblichen
Praxis nicht durchsetzen. Mit dem neuartigen Mould Protection System steht
jetzt erstmalig ein Überwachungssystem zur Verfügung, das durch den
Betrieb mit Druckluft preiswert und
wartungsarm arbeitet. Durch geringfügige Werkzeuganpassungen können
sowohl Neuwerkzeuge als auch bestehende Spritzgießwerkzeuge mit dem
MPS ausgerüstet werden. Das System
ist nicht werkzeug- oder maschinengebunden und kann daher für die Überwachung verschiedener Spritzgießwerkzeuge eingesetzt werden.
Überwachung durch
Differenzdruckmessung
Bernd Fein und Dipl.-Ing. Thomas Wodke,
beide Geschäftsführer
wf plastic GmbH, Lüdenscheid
36
Über einen Druckluftanschluss und
einen Druckregler wird das System mit
einem Arbeitsdruck von 0,4 bis 1,0 bar
versorgt. Der entstehende Luftstrom
wird im Gerät in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein Luftstrom wird zu den Überwachungsbohrungen geleitet. Die
PLASTVERARBEITER 55. Jahrg. (2004) Nr. 11
Überwachungsbohrungen
sind im Spritzgießwerkzeug
in der Nähe möglicher Leckagestellen angeordnet. Sie
sollen einen Durchmesser
von 0,4 bis 0,8 mm und eine
Länge zwischen einem und
5 mm aufweisen. Oft bietet
es sich an, zwischen den
Werkzeugplatten oder in
Werkzeughohlräumen Kupferrohre mit entsprechenden Überwachungsbohrungen zu verlegen.
Diese Überwachungsstellen
können direkt die einzelnen
Heißkanaldüsen kontrollieren. Der zweite Luftstrom
wird über eine Blendenscheibe mit Kalibrierdüsen abgeleitet. Das System ist mittels
eines Differenzdrucksensors
so kalibriert, dass keine
Druckdifferenz
zwischen
den beiden Luftströmen
„Überwachungsbohrungen“ und „Kalibrierdüse“
besteht. Bei einer Leckage
des Heißkanalsystems verschließt die austretende
Schmelze die der Leckagestelle
nächstgelegene
Überwachungsbohrung. Dadurch ist das Druckgleichgewicht zwischen den beiden
Luftströmen gestört und der
Drucksensor detektiert die
Leckage. Die Leckagemeldung erfolgt am MPS-Gerät
und lässt sich optional an die
Maschinensteuerung übertragen.
Der Luftverbrauch des MPS
zur Überwachung von sechs
Werkzeugpositionen bei einem Betriebsdruck von 1 bar
ist mit maximal 30 Liter pro
Minute gering. Die durch
diesen Luftstrom in das
Spritzgießwerkzeug eingeleitete Kühlleistung beträgt
insgesamt weniger als 120
Watt. Diese Kühlleistung ist
in der Gesamtwärmebilanz
des Werkzeugs praktisch
vernachlässigbar, wenn zum
Beispiel die Heizleistung üblicher Heißkanalsysteme oder
die Wärmeabfuhr durch das
Temperiersystem
gegenübergestellt werden. Die
Luft wird bereits in den Zuleitungen zu den Überwachungsbohrungen deutlich erwärmt. Im Bereich
der Überwachungsbohrung
oder der Heißkanaldüse findet daher keine nennenswerte Beeinflussung durch
den Luftstrom statt. Bei einer
Betriebszeit von 8 000 Stunden pro Jahr betragen die
Druckluftkosten für den Betrieb des MPS weniger als
100 Euro pro Jahr.
Das System ist sowohl bei einer schleichenden Leckage
als auch bei einem Bruch im
Heißkanalsystem geeignet,
den Folgeschaden gering zu
halten. Durch die Detektion
einer Leckage und die entsprechende Meldung an die
Maschinensteuerung lässt
sich bereits der auf einen
Bruch folgende Einspritzvorgang stoppen. Es wird somit
keine weitere Kunststoffschmelze in die Werkzeughohlräume
eingespritzt.
Weitere Schäden an den
elektrischen
Zuleitungen
und an der Mechanik werden so vermieden. Der Reinigungsaufwand verringert
sich deutlich. Des Weiteren
kann die Lagerhaltung für
Ersatz- und Austauschteile
zur Reparatur von Heißkanalwerkzeugen reduziert
werden. Das Spritzgießwerkzeug steht der Produktion schneller wieder zur Verfügung. Bei der Wiederinbetriebnahme von reparierten
Heißkanalwerkzeugen kann
durch die Überwachung mit
dem MPS-Gerät der Erfolg
der Reparatur während der
Produktion überwacht werden. Die Investitionen für
das MPS-Gerät und für die
Werkzeuganpassung haben
sich so schnell amortisiert.
wf plastic, Lüdenscheid
Halle 9.1, Stand H101
PLASTVERARBEITER 55. Jahrg. (2004) Nr. 11
37