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Dokumentenidentifikation DE10141459C2 07.08.2003
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Prüfung von Formkörpern
Anmelder polyMaterials AG, 87600 Kaufbeuren, DE
Erfinder Maier, Gerhard, Dr., 80807 München, DE;
Rehmet, Roland, Dr., 87600 Kaufbeuren, DE;
Stebani, Jürgen, Dr., 87600 Kaufbeuren, DE;
Schneider, Christian, 91054 Erlangen, DE
Vertreter Beetz & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 23.08.2001
DE-Aktenzeichen 10141459
Offenlegungstag 27.03.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse B29C 45/00
IPC-Nebenklasse B29C 47/92   B29C 45/76   B29C 31/10   B29B 7/88   G01M 19/00   G01N 3/00   G01N 33/00   G01N 35/00   A23G 1/00   A23G 3/00   A23G 1/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur schnellen und wiederholbaren diskontinuierlichen Herstellung und ggf. auch zur Prüfung von Formkörpern aus Mehrkomponentensystemen, insbesondere aus unterschiedlichen Kunststoffmischungen.

Die Herstellung von Formkörpern aus unterschiedlichen Kunststoffmischungen ist z. B. bei der Entwicklung optimierter Kunststoffzusammensetzungen, bei der Entwicklung neuer Blendsysteme oder auch zur Prüfung der Eigenschaften neuer Additive in einer Kunststoffmatrix wichtig. Dabei müssen in vielen Fällen Versuchsreihen mit zahlreichen Kunststoffmischungen durchgeführt werden, deren Zusammensetzung schrittweise geändert wird, etwa um den Einfluß einer in ihrem Mengenanteil geänderten Komponente auf die Eigenschaften daraus erhaltener Formkörper zu ermitteln.

Derartige Versuche werden bisher vergleichsweise langsam und in wenig wirtschaftlicher Weise durchgeführt, indem beispielsweise mit einem Mischaggregat, z. B. einem Kneter oder Extruder, die Kunststoffkomponenten gemischt und anschließend in einem separaten Schritt meist als Granulat in Kunststoffspritzgießmaschinen zu Formkörpern geformt werden. Ein nachgeschalteter Schritt besteht in der Prüfung dieser Formkörper z. B. hinsichtlich ihrer mechanischen und thermischen Kennwerte sowie weiterer technisch relevanter Größen. Die Ermittlung dieser Kennwerte ist in verschiedenen Prüfnormen festgelegt; die etwa nach DIN-Normen erhaltenen Daten können dann unmittelbar miteinander verglichen werden.

Problematisch an der geschilderten Vorgehensweise in separaten, nicht miteinander integrierten unabhängigen Schritten ist vor allem der hohe Zeitbedarf für die Herstellung der einzelnen Kunststoffmischungen, die Formung der Mischungen beispielsweise in Spritzgießmaschinen und die Prüfung der erzeugten Formkörper in Prüfmaschinen. Ein weiterer Nachteil ist, daß sich das Gesamtvolumen der pro Kunststoffmischung hergestellten Formkörper nach dem Volumen des Mischaggregats richtet, d. h., es muß immer mehr als ein kompletter Inhalt des Mischaggregats verarbeitet werden, da das Mischaggregat 'gespült' werden muß. Daraus resultiert ein vergleichsweise hoher Materialbedarf. Dementsprechend sind nach dieser Methode pro Technikumseinheit, bestehend aus Compoundiereinrichtung, Spritzgießmaschine und Prüfgeräten, nur wenige tausend Mischungen pro Jahr herstellbar und auch prüfbar. Deswegen konnte bisher nur eine kleine Auswahl der möglichen Rezepturen erzeugt und geprüft werden, wobei unter anderem versucht wurde, mit verschiedenen Methoden der statistischen Versuchsplanung die nicht untersuchten Mischungsbereiche auf theoretische Weise durch Interpolation der erhaltenen Meßwerte zu erschließen.

Es existieren aber Fragestellungen, zu deren Beantwortung wesentlich mehr Kunststoffmischungen hergestellt, zu Formkörpern verarbeitet und geprüft werden müssen. So ist z. B. bei einer Kombination von zwei bis drei Kunststoffen mit zwei bis drei Additiven, aus der unter Variation der Zusammensetzung etwa in Prozentschritten bezüglich aller Anteile Formkörper erzeugt werden sollen, die herkömmliche Vorgehensweise nicht dazu geeignet, in hinreichend kurzer Zeit die angestrebten Ergebnisse zu liefern.

In DE 196 53 099 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der mindestens zwei Kunststoffkomponenten in ein mechanisch angetriebenes Mischelement eingeführt, darin vermischt und anschließend in ein Spritzgießwerkzeug gefördert werden, um eine gute Durchmischung der verarbeiteten Materialien zu erreichen.

In DE 198 08 620 C1 ist eine gegenüber DE 196 53 099 A1 erweiterte Vorrichtung beschrieben, die zusätzliche Speicherelemente aus einem Zylinder mit Kolben aufweist, um auch reaktive Komponenten verarbeiten zu können, ohne daß sich die Fördereinrichtungen zusetzen. Die Dosierung der gespeicherten Komponenten erfolgt in das Mischelement hinein. Die Verwendung einer mechanisch angetriebenen rotierenden Mischeinrichtung hat die Nachteile, daß entweder der Wechsel von einer Zusammensetzung der Mischung zur nächsten sehr lange dauert, weil eine große Menge der neuen Mischung zum Spülen kontinuierlich durch die Mischeinrichtung gefördert werden muß, oder daß die Mischeinrichtung bei jedem Wechsel der Zusammensetzung ausgebaut und durch eine gereinigte ersetzt werden muß. Derartige Vorrichtungen sind daher nicht zum schnellen Wechseln von Kunststoffmischungen geeignet.

EP 0 904 927 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Einspritzen eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Kunststoffes, insbesondere eines Flüssigsilikonkautschuks, in eine Form, wobei die Komponenten über eine volumetrische Dosiereinheit mit Dosierkolben einer Mischeinrichtung zugeführt werden und das dabei erhaltene Gemisch in einen Einspritzzylinder übergeführt wird.

Die Dosiereinheit ist dabei in die Spritzgießmaschine integriert. Wesentlich ist bei dieser vorbekannten Vorrichtung, daß für jede Komponente eine Dosiereinheit mit Dosierkolben vorgesehen ist und die Vereinigung der Ströme der Komponenten in einem dynamischen Mischer erfolgt. Das Problem der raschen Herstellung von Formkörpern unterschiedlicher Zusammensetzung ist in dieser Druckschrift nicht angesprochen.

Aus US 5 688 462 A ist ein Spritzgießprozeß bekannt, bei dem ein statischer Mischer verwendet wird. Der Mischer befindet sich innerhalb des Werkzeugs unmittelbar vor dem Formeingang, um thermisch bedingte Inhomogenitäten der Schmelze zu vermeiden.

Aus DE 23 29 966 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Erzeugnissen aus Thermoplasten bekannt, bei der an eine Plastifizierungsvorrichtung, z. B. einen Schneckenextruder, ein statischer Mischer angeschlossen ist, an dessen Eingang eine Zweitkomponente eingeführt wird.

Aus US 4 255 367 ist ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgießerzeugnissen bekannt, bei dem Additive während des Einspritzens des geschmolzenen Kunststoffes in Flußrichtung in den Schmelzestrom zwischen der Einspritzeinrichtung, die einen Speicherzylinder mit Kolben aufweist, und dem Mischelement zugegeben werden.

In DE 199 02 990 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ein Kunststoffmaterial mit einem Zusatz in einer Schubschnecken-Plastifiziereinheit vorgemischt, in einem dynamischen Mischer gemischt und diesem in die Kavität eines Spritzgießwerkzeuges gespritzt wird. Nachteilig ist hierbei, daß der Mischvorgang in Plastifiziereinheiten sehr langsam ist; außerdem ist der Reinigungsaufwand bei der Schubschnecken-Plastifiziereinheit erheblich, so daß der Zeitbedarf für den Misch- und Einspritzvorgang einschließlich der Reinigungszyklen beim Wechsel der Mischungen im Bereich von mehreren Minuten bis hin zu einigen Stunden liegen kann.

DE 41 27 341 A1 offenbart eine Vorrichtung zum selbsttätigen Gießen, Beschichten, Lackieren, Prüfen und Sortieren von Werkstücken, insbesondere zur Herstellung von CDs. Die Herstellung der Werkstücke erfolgt dabei bevorzugt durch Spritzgießen.

Diese Vorrichtung umfaßt eine Herstellstation, beispielsweise eine Spritzgießmaschine, Bearbeitungsstationen, z. B. eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung und eine Lackierstation, Ablagestationen sowie ein Transportsystem, das die Werkstücke zwischen den Stationen transportiert und auch Sortierfunktionen aufweisen kann. Dieses vorbekannte System betrifft nicht die Problematik einer raschen Erzeugung von Formkörpern bestimmter, wechselnder Zusammensetzung, insbesondere für Prüfzwecke.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur gegenüber dem Stand der Technik deutlich schnelleren und wirtschaftlicheren Herstellung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Kunststoffgemischen anzugeben, bei denen ein einfacher und rascher Wechsel der Zusammensetzung möglich ist.

Ferner soll es möglich sein, die erhaltenen Formkörper, wahlweise nach einer Zwischenlagerung oder prozeßgekoppelt, nach ihrer Herstellung einer oder mehreren Prüfungen zu unterziehen, insbesondere im Rahmen eines Gesamtprozesses, der die Formkörperherstellung und die Prüfung der Formkörper umfaßt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungskonzeption gerichtet.

Kunststoffmischungen zur Herstellung von Formkörpern sind in der Regel homogen, wobei es bei Blends vorkommen kann, daß die Mischungen nur quasi-homogen, das heißt, nicht ideal homogen sind, wobei die Homogenität jedoch für die Formkörperherstellung und Formkörperprüfung ausreicht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur schnellen diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi- homogenen Gemischen vorgegebener und insbesondere häufig wechselnder Zusammensetzung werden Komponentensysteme eingesetzt, die zwei oder mehr viskose oder pastose Fluids (Komponentensystem A) oder ein oder mehrere viskose oder pastose Fluids und ein oder mehrere Additive (Komponentensystem B) umfassen. Die Mischung, insbesondere eine Kunststoffmischung, wird erzielt durch Einführen der Komponenten des Komponentensystems A oder B in vorgegebenen Mengenverhältnissen in eine Spritzeinheit, in welcher der viskose oder pastose Zustand des Komponentensystems erhalten bleibt. Das Komponentensystem wird in einer Mischeinrichtung zu einer homogenen oder quasi-homogenen Mischung vermischt, woraus dann Formkörper erzeugt werden. Die vorstehend genannten Verfahrensmerkmale, die dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 entsprechen, sind aus dem oben angegebenen Dokument DE 199 02 990 A1 bekannt.

Demgegenüber ist eine erste Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet durch

  • - Verwendung einer Spritzeinheit, die im wesentlichen aus einem Zylinder und einem darin axial verschiebbaren Kolben besteht,
  • - gleichzeitige Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in ein, sich über den radialen Querschnitt des Zylinders erstreckendes Volumenelement am auslaßseitigen Ende des Zylinders der Spritzeinheit oberhalb des Kolbens unter gleichzeitigem Zurückfahren des Kolbens aus einer obersten Hubstellung in eine untere Hubstellung und Bildung eines Vorgemisches der Komponenten des Komponentensystems (A oder B), das innerhalb sich über den radialen Querschnitt des Zylinders erstreckender Volumenelemente insgesamt im wesentlichen gleichbleibende Zusammensetzung aufweist, die der vorgegebenen Zusammensetzung entspricht,
  • - Förderung des Vorgemisches durch Vorfahren des Kolbens aus der unteren Hubstellung in eine obere Hubstellung durch die Mischeinrichtung hindurch und
  • - Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Vorgemisches in einer Mischeinrichtung mit radialer Mischwirkung, insbesondere einer statischen Mischeinrichtung.

Eine zweite Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch

  • - Verwendung einer Spritzeinheit, die im wesentlichen aus einem Zylinder und einem darin axial verschiebbaren Kolben besteht,
  • - gleichzeitige Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in den Zylinder der Spritzeinheit oberhalb des Kolbens unter gleichzeitigem Zurückfahren des Kolbens aus seiner obersten Hubstellung in eine untere Hubstellung und Bildung eines Vorgemisches der Komponenten des Komponentensystems (A oder B), dessen Zusammensetzung insgesamt der vorgegebenen Zusammensetzung entspricht,
  • - Förderung des Vorgemisches durch Vorfahren des Kolbens aus der unteren Hubstellung in eine obere Hubstellung durch die Mischeinrichtung hindurch und
  • - Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Vorgemisches in einer dynamischen Mischeinrichtung mit axialer und radialer Mischwirkung.

Bei der ersten Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Zurückbewegen des Kolbens die Komponenten des Komponentensystems in ein und dasselbe Volumenelement am auslaßseitigen Ende des Zylinders eingeführt, vorzugsweise über Einlässe am Zylinder, die sich auf gleicher axialer Höhe befinden.

Der Kolben kann dabei durch den Druck, der sich durch die Einführung der Komponenten oberhalb des Kolbens aufbaut, in eine untere Hubstellung gedrückt werden. Dieser Vorgang kann auch von einem aktiven Zurückfahren des Kolbens über seine Antriebseinrichtung unterstützt werden.

Durch die Einführung der Komponenten auf bevorzugt etwa gleicher axialer Höhe des Zylinders wird beim Zurückbewegen des Kolbens eine Vormischstruktur gebildet, die vereinfacht durch einen Zahnpastastrang mit Farbstreifen veranschaulicht werden kann. Jedes sich über den Zylinderquerschnitt erstreckende Volumenelement (Scheibchen) dieser Vormischstruktur hat in Axialrichtung bereits insgesamt im wesentlichen gleichbleibende Zusammensetzung; in radialer Richtung liegt, je nach den relativen Mengenverhältnissen der Komponenten, nur geringe bis praktisch keine Homogenität vor.

Beim Herausdrücken dieses Vorgemisches aus dem Zylinder durch Vorfahren des Kolbens wird das Vorgemisch in der nachgeschalteten radial mischenden Mischeinrichtung, insbesondere einer statischen Mischeinrichtung, in radialer Richtung homogenisiert.

Beim radialen Mischen verschwinden folglich die "Zahnpastastreifen", und es bildet sich ein insgesamt dreidimensional homogenes oder quasi-homogenes Gemisch, aus dem dann die Formkörper hergestellt werden.

Nach der alternativen, zweiten Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen die Komponenten des Komponentensystem A oder B nicht zwingend in das gleiche Volumenelement bzw. auf etwa gleicher axialer Höhe in den Zylinder eingeführt werden. Die axiale Position der Einlässe des Zylinders kann folglich prinzipiell für die verschiedenen eingeführten Komponenten unterschiedlich sein, da das gebildete Vorgemisch in diesem Fall durch die dynamische Mischeinrichtung, die axiale und radiale Mischwirkung aufweist, homogenisiert oder quasi-homogenisiert wird.

Bei dieser alternativen Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorteilhaft sein, eine oder mehrere der Komponenten des Komponentensystems auf unterschiedlicher axialer Höhe in den Zylinder einzuführen, vor allem aus Platzgründen, wenn die entsprechenden Zuführungseinrichtungen, Ventile, Dosiereinrichtungen, etc. oder ihre Anschlüsse am Zylinder sperrig sind und einen hohen Raumbedarf aufweisen oder eine, gesehen in Achsenrichtung, sternartige radiale Anordnung dieser Einrichtungen am Zylinder vermieden werden soll.

Die Komponenten des Komponentensystems werden bei beiden geschilderten Ausführungsweisen vorzugsweise in radialer Richtung in den Zylinder eingeführt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der dynamische Mischer ein Ein- oder Zweischneckenextruder oder ein Kneter. Der Injektionsvorgang in ein Formwerkzeug erfolgt dann bevorzugt durch Extrusion.

Bei den oben beschriebenen Verfahren ist bevorzugt mindestens eines der viskosen oder pastosen Fluids ein geschmolzener Kunststoff, z. B. ein thermoplastischer Kunststoff oder ein thermoplastisches Elastomer oder ein anderer förderbarer Kunststoff, der vorteilhafterweise eine Polymermatrix bildet. Die Komponenten können aber auch zur Herstellung von Polymer-Blends, von Kosmetikprodukten (z. B. Lippenstiften) oder pharmazeutischen Produkten (z. B. Zäpfchen) geeignet sein, oder es kann sich auch um Lebensmittelkomponenten, insbesondere für Bäckerei- bzw. Confiserieprodukte (z. B. Brot, Kuchen), oder auch um Komponenten zur Herstellung von Spielzeug (z. B. Knetmasse) handeln. Vorteilhafterweise ist dabei mindestens eine der Komponenten des Komponentensystems ein Matrixmaterial, insbesondere ein geschmolzenes Kunststoffmaterial, und mindestens eine der übrigen Komponenten ein Additiv. Typische Additive sind z. B. Füllstoffe, UV-Stabilisatoren, Oxidationsstabilisatoren, Katalysatoren, Fließ- und Entformungsmittel, Gleitmittel, Polymerkomponenten, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Pigmente, reaktive Komponenten, etc., von denen eine oder mehrere Komponenten mit einem oder mehreren der genannten viskosen oder pastosen Fluids bevorzugt in Form von z. B. Flüssigkeiten, Lösungen, Dispersionen, Emulsionen, Pulvern, Granulaten, Schmelzen oder Fasern in den Zylinder eingeführt werden. Praktischerweise werden zwei oder mehr der vorgenannten Komponenten in bereits vorgemischter Form, insbesondere als Preblends, in den Zylinder der Spritzeinheit eingeführt.

Der Zylinder ist bevorzugt so ausgebildet, daß je nach Anforderung eine wechselnde Anzahl von Zuführungseinrichtungen durch Wechselanschlüsse, z. B. Bajonettanschlüsse, daran anschließbar sind. Je nach Anforderungen können auch verschiedene Arten von Zuführungseinrichtungen, wie z. B. Ein- oder Zweischneckenextruder, an den Zylinder anschließbar sein.

Grundsätzlich ist es dabei von Vorteil, wenn eine, mehrere oder sämtliche Zuführungseinrichtungen eine Dosiereinrichtung aufweisen, mit der die entsprechenden Komponenten des Komponentensystems bei ihrer Einführung in den Zylinder dosiert werden können, um so Absolutmengen oder vorgegebene Mengenverhältnisse der Komponenten einstellen zu können. Die Komponenten des Komponentensystems werden vorzugsweise in im wesentlichen radialer Richtung in den Zylinder eingeführt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der beschriebenen ersten Ausführungsweise werden die Komponenten des Komponentensystems auf gleicher oder im wesentlichen gleicher axialer Höhe des Zylinders in das Volumenelement VE eingeführt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der beschriebenen zweiten, alternativen Ausführungsweise werden zwei oder mehr der Komponenten des Komponentensystems auf unterschiedlicher axialer Höhe in den Zylinder eingeführt.

Die Homogenisierung des Komponentensystems erfolgt dadurch, daß der Kolben vorwärts bewegt und somit der Inhalt des Zylinders in die Mischeinrichtung und durch sie hindurch in ein Formwerkzeug gedrückt wird. Dies geschieht vorteilhaft über eine als Heißkanal ausgeführte Düse. Das nachgeschaltete Formwerkzeug ist vorteilhaft als Spritzgießwerkzeug ausgebildet und weist günstigerweise mehr als eine Kavität auf, um gleichzeitig mehrere, evtl. in ihrer Form unterschiedliche Formkörper herstellen zu können.

Das Volumen des Zylinders der Spritzeinheit wird bevorzugt so gewählt, daß das Hubvolumen des Zylinders mehren Füllungen des Formwerkzeugs entspricht. Zudem ist es besonders vorteilhaft, wenn der Zylinder bei hochgefahrenem Kolben möglichst wenig Totvolumen aufweist, also möglichst der gesamte Zylinderinhalt zur Formkörperherstellung verwendet werden kann, wenn vom Totvolumen der Mischeinrichtung und des Formwerkzeugs abgesehen wird.

Wenn die Zusammensetzung des Komponentensystems geändert bzw. ein anderes Komponentensystem verwendet werden soll, müssen nach einem oder mehreren Zyklen der Erzeugung von Formkörpern aus dem einen Komponentensystem das Totvolumen des Zylinders und die Mischeinrichtung und gegebenenfalls auch eine zur Formgebung verwendete Düse bzw. das Formwerkzeug mit dem anschließend zu verwendenden Komponentensystems anderer Zusammensetzung gespült werden. Aus dem zum Spülen verwendeten Komponentensystem können dann anschließend ebenfalls Formkörper hergestellt werden. Auf diese Weise werden Reste einer vorhergehenden Zusammensetzung aus dem System entfernt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsweise werden durch kontinuierliches Extrudieren des homogenisierten oder quasi-homogenisierten Komponentensystems z. B. zylindrische oder rechteckige Stränge oder Folienbänder hergestellt, aus denen dann die eigentlichen Formkörper ausgestanzt oder ausgeschnitten bzw. abgeschnitten werden können.

Mit den oben beschriebenen Verfahren werden bevorzugt solche Formkörper hergestellt, die als Prüfkörper zur Ermittlung von werkstoffspezifischen Eigenschaften, d. h. von Kenngrößen des jeweiligen zu prüfenden Komponentensystems, z. B. von Kunststoffmischungen, dienen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Formkörpern werden bevorzugt so durchgeführt, daß die Spritzeinheit und/oder die Mischeinrichtung und/oder Zuführungseinrichtungen mit einer Steuereinrichtung gesteuert werden. Dies geschieht vorteilhaft so, daß die Einführung einer, mehrerer oder der Gesamtheit der Komponenten des Komponentensystems in die Spritzeinheit nach Art, Dosiermenge und/oder der Dosiergeschwindigkeit gesteuert wird.

Ferner wird vorteilhaft auch der Kolbenantrieb der Spritzeinheit und damit die Formkörpererzeugung gesteuert.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch Vornahme eines oder mehrerer der folgenden Schritte:

  • a) sequentielles und/oder paralleles Zuführen der Formkörper zu einem Transportsystem, gegebenenfalls unter Entnahme aus einem Magazin;
  • b) Transportieren der Formkörper zu einer oder mehreren Prüfeinrichtungen;
  • c) Durchführung der entsprechenden Prüfung(en) in einer oder mehreren Prüfeinrichtungen;
  • d) sequentielles oder paralleles Wegtransportieren der Formkörper oder daraus entstandener Produkte nach Durchführung der Prüfung(en) von der oder den Prüfeinrichtungen und Einführen in ein Magazin, in ein Archivlager oder in einen Abfallsammelbehälter.

Dieses Gesamtverfahren wird vorteilhaft zu einem einzigen Prozeß integriert, der die Formkörpererzeugung und die Handhabung und Prüfung der Formkörper umfaßt, vorzugsweise auch die Erfassung und Auswertung von Prüfergebnissen.

Ein Schritt oder mehrere oder sämtliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von Formkörpern oder auch des Gesamtverfahrens werden vorzugsweise unter zentraler Datenerfassung und Datenverarbeitung durchgeführt bzw. gesteuert, insbesondere mit einem Computersystem oder einem Mikroprozessorsystem. Die Steuerung kann auch mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) erfolgen.

So werden zum Beispiel ein oder mehrere oder sämtliche Transportvorgänge, insbesondere in den Schritten (a), (b) und/oder (d), mit einer Steuereinrichtung gesteuert. Gleiches gilt auch für die Prüfungen in Schritt (c); diese Prüfungen und/oder die Erfassung, Verarbeitung und/oder Weiterleitung und/oder die Ausgabe von Prüfergebnissen werden ebenfalls vorteilhaft mit einer Steuereinrichtung gesteuert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des obigen Verfahrens ist gekennzeichnet durch Erfassung, Verarbeitung und/oder Weiterleitung von Prüfergebnissen in oder nach Schritt (c).

Wenn die Formkörper in Schritt (b) zu mehreren Prüfeinrichtungen transportiert werden, kann der Transport sequentiell und/oder parallel erfolgen. Gleiches gilt auch für die Prüfungen in Schritt (c).

Den verschiedenen Prüfeinrichtungen muß in der Regel der für die betreffende Prüfung vorgesehene spezielle Formkörpertyp zugeführt werden.

Hierzu ist bei der Formkörperherstellung entweder ein Wechsel des Formwerkzeugs oder die Verwendung eines Formwerkzeugs mit mehreren, den herzustellenden Formkörpern entsprechenden Kavitäten erforderlich; gerade für diese Fälle eignet sich eine zentrale Steuerung von Teilprozessen oder auch des Gesamtprozesses in besonderem Maße.

Bei den oben genannten Prüfungen werden die Formkörper auf eine oder mehrere ihrer chemischen, insbesondere polymerchemischen, physikalischen, biochemischen, biologischen, pharmakologischen, organoleptischen, haptischen oder anderen relevanten Eigenschaften hin geprüft. Die Prüfung kann sich auch auf eine oder mehrere der mechanischen, polymerphysikalischen, optischen, elektrischen oder magnetischen Eigenschaften beziehen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zuordnung von Prüfergebnissen zur Zusammensetzung der geprüften Formkörper. Diese Zuordnung wird im Rahmen der Erfindung vorteilhaft ebenfalls mit einer Steuereinrichtung vorgenommen.

Wenn die Zuordnung in einfacher Weise und eindeutig möglich ist, insbesondere bei Versuchsreihen mit einer geringen Anzahl unterschiedlicher Form- bzw. Prüfkörper, ist eine mathematische Korrelation normalerweise nicht erforderlich.

Bei Erzeugung einer großen Zahl von Formkörpern unterschiedlicher Zusammensetzung in relativ kurzen Zeiten im Minuten- bis Stundenbereich und ihrer Prüfung auf eine oder mehrere Eigenschaften fallen jedoch große Datenmengen an, aus denen der Einfluß der variierten Variablen und der jeweils konstantgehaltenen Parameter auf die Prüfergebnisse nicht mehr in einfacher und eindeutiger Weise erkannt oder ermittelt werden kann. Dies gilt besonders bei der Herstellung von Kunststoff-Formkörpern, da hierbei zahlreiche Kombinationen von Prozeßvariablen und Prozeßparametern möglich sind und oft auch praktisch realisiert werden müssen.

Für solche Fälle ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, mathematische Korrelationsverfahren anzuwenden und vorzugsweise in einer Steuereinrichtung zu implementieren, die zu einer Korrelation zwischen Prozeßvariablen, Prozeßparametern und Formkörperzusammensetzungen einerseits mit einer oder mehreren Eigenschaften der Formkörper andererseits führen.

Typische Prozeßvariable bzw. Prozeßparameter, also Größen, die variiert bzw. konstantgehalten werden, sind beispielsweise die Zusammensetzung des eingesetzten Komponentensystems, die Mengenverhältnisse der Komponenten, die Verarbeitungstemperaturen, die Art und Geschwindigkeit der Homogenisierung, die Dauer der Lagerung von Prüfkörpern vor der Prüfung, die Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit, die Dauer von Spülvorgängen und die dabei eingesetzten Mengen des nächstfolgenden Komponentensystems, etc.

Neben verschiedenen statistischen Auswertungen besteht eine bevorzugte Verfahrensweise darin, solche Korrelationen mit Hilfe eines Neuronalen Netzwerks zu ermitteln. Dem Fachmann sind solche Auswertungs- und Korrelationsverfahren per se geläufig, so daß sie nicht im einzelnen erörtert werden müssen.

Mit solchen Auswertungssystemen lassen sich mit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren geringem zeitlichem Aufwand auch Trends bei Reihenversuchen hinsichtlich der Produkteigenschaften erkennen.

Die Erfindung betrifft ferner auch eine Vorrichtung zur schnellen und wiederholbaren diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen

  • A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
  • B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv,
die in einer ersten Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der geschilderten ersten Ausführungsweise geeignet ist;

sie weist auf:
  • - eine Spritzeinheit, die
  • - im wesentlichen aus einem Zylinder, einem darin axial verschiebbaren Kolben und einer mit dem Kolben in Wirkverbindung stehenden Antriebseinheit besteht und
  • - Einlässe am auslaßseitigen Ende des Zylinders aufweist, die mit mindestens zwei Zuführungseinrichtungen für die Komponenten des Komponentensystems (A oder B) verbunden sind und in ein Volumenelement VE am auslaßseitigen Ende des Zylinders münden,
  • - eine statische Mischeinrichtung mit radialer Mischwirkung, deren Einlaß mit dem Auslaß der Spritzeinheit verbunden ist, und
  • - ein Formwerkzeug, das mit dem Ausgang der Mischeinrichtung verbunden oder verbindbar ist.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auch auf eine Vorrichtung zur schnellen und wiederholbaren diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen

  • A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
  • B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv
gemäß einer zweiten Ausführungsform,

die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der oben erläuterten zweiten, alternativen Ausführungsweise eignet;

sie weist auf:
  • - eine Spritzeinheit, die
  • - im wesentlichen aus einem Zylinder, einem darin axial verschiebbaren Kolben und einer mit dem Kolben in Wirkverbindung stehenden Antriebseinheit besteht und
  • - Einlässe am Zylinder aufweist, die mit mindestens zwei Zuführungseinrichtungen für die Komponenten des Komponentensystems (A oder B) verbunden sind und am auslaßseitigen Ende des Zylinders und/oder an einer davon axial beabstandeten Position münden,
  • - eine dynamische Mischeinrichtung mit axialer und radialer Mischwirkung, deren Einlaß mit dem Auslaß der Spritzeinheit verbunden ist, insbesondere ein Einschnecken- oder Zweischneckenextruder, und
  • - ein Formwerkzeug, das mit dem Ausgang der Mischeinrichtung verbunden oder verbindbar ist.

Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden oben definierten Vorrichtungen besteht in der Art der Mischeinrichtung, die bei der ersten Ausführungsform eine statische Mischeinrichtung mit radialer Mischwirkung und bei der zweiten Ausführungsform eine dynamische Mischeinrichtung mit axialer und radialer Mischwirkung ist.

Bei den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen münden die Einlässe der Spritzeinheit vorteilhafterweise in im wesentlichen radialer Richtung in den Zylinder. Die Anordnung der Einlässe der Zuführungseinrichtungen am Zylinder der Spritzeinheit hängt von der gewählten Verfahrensweise ab: Wenn nach der ersten Ausführungsform der Vorrichtung eine Mischeinrichtung mit radialer Mischwirkung, also insbesondere eine statische Mischeinrichtung, verwendet wird, muß gemäß der ersten Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 ein Vorgemisch im Zylinder erzeugt werden, das innerhalb sich über den radialen Querschnitt des Zylinders erstreckende "scheibchenförmiger" Volumenelemente VEi praktisch unabhängig von ihrer axialen Höhe im wesentlichen gleichbleibende Zusammensetzung aufweist. Diese Vorgemischstruktur, die oben durch den Vergleich mit Farbstreifen eines Zahnpastastrangs veranschaulicht wurde und die sich beim Zurückführen des Kolbens unter Füllung des Hubvolumens im Zylinder bildet, wird am besten dadurch erzeugt, daß die Komponenten des zu verarbeitenden Komponentensystems über die verschiedenen Zuführungseinrichtungen in ein und dasselbe Volumenelement VE am auslaßseitigen Ende des Zylinders, also auf gleicher oder im wesentlichen gleicher axialer Höhe, in den Zylinder eingeführt werden.

Die Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine dynamische Mischeinrichtung auf, die entsprechend axiale und radiale Mischwirkung besitzt. In diesem Fall führt die dynamische Mischeinrichtung, z. B. ein Extruder, unabhängig von der Art und Struktur des Vorgemisches, das im Zylinder der Spritzeinheit erzeugt wurde, zu einem homogenen oder quasi-homogenen Gemisch, aus dem dann Formkörper erzeugt werden. Dementsprechend können bei der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung die Einlässe der Zuführungseinrichtungen auf gleicher und/oder auf unterschiedlicher axialer Höhe am Zylinder angeordnet sein.

Das Formwerkzeug ist bevorzugt ein Spritzgießwerkzeug. Es kann aber auch ein Stranggießwerkzeug sein, wobei der erzeugte Strang durch eine Stanz- oder Schneideeinrichtung zu einzelnen Formkörpern geschnitten werden kann.

Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen weisen bevorzugt eine oder mehrere der Zuführungseinrichtungen, die an den Einlässen des Zylinders angeordnet sind, eine Dosiereinrichtung zum Dosieren der Komponenten des Komponentensystems bei ihrer Einführung in den Zylinder auf. Dem Fachmann sind derartige Dosiereinrichtungen geläufig. Typische Zuführungseinrichtungen, die zugleich Dosierfunktion aufweisen, sind Extruder; durch Schalten des Antriebs oder Drehzahlsteuerung läßt sich die Dosierfunktion erzielen.

Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch beliebige andere an sich bekannte Dosiereinrichtungen verwendet werden, z. B. Zahnradpumpen, Ventile, Klappen, Schieber u. dgl..

Mit den Dosiereinrichtungen lassen sich die Durchsätze bzw. die Absolutmengen der einzelnen Komponenten für jeden Kolbenhub ('Schuß') und damit ihr Mengenverhältnis einstellen und somit in besonders einfacher Weise bestimmte vorgegebene Zusammensetzungen bzw. Formulierungen realisieren.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Erzeugung von Formkörpern können auch eine oder mehrere Prüfeinrichtungen zur Eigenschaftsprüfung von erzeugten Formkörpern aufweisen, die dem Formwerkzeug bzw. einem Entnahme- und Magaziniersystem nachgeschaltet sind, oder mit einer oder mehreren Prüfeinrichtungen kombiniert sein.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Formkörpererzeugung weisen vorteilhaft eine Steuereinrichtung auf, die eine Eingabeeinrichtung zur Dateneingabe und eine Ausgabeeinrichtung aufweist.

Die Steuereinrichtung kann prinzipiell so ausgelegt sein, daß sie mit den gesteuerten bzw. zu steuernden Vorrichtungselementen oder entsprechenden Aktuatoren in Signal- oder Datenverbindung steht. Diese Verbindung kann leitungsgebunden oder nicht leitungsgebunden sein und im letztgenannten Fall z. B. eine Funkverbindung, wie etwa eine Bluetooth-Verbindung, sein. Die Signal- oder Datenverbindungen können so ausgestaltet sein, daß Signale oder Daten in beiden Übertragungsrichtungen übertragbar sind, um so beispielsweise eine Rückmeldung von einem angesteuerten Vorrichtungselement zur Steuereinrichtung über eine erfolgte Betätigung zu ermöglichen.

Die Steuereinrichtung ist vorteilhaft so ausgebildet, daß sie mindestens eine der folgenden Einrichtungen oder Funktionen steuert:

  • - den Kolbenantrieb;
  • - die Zuführungseinrichtung(en) bzw. ihre Dosiereinrichtung(en);
  • - die Mischeinrichtung;
  • - die Formhälften bzw. den Werkzeugantrieb;
  • - ein Magaziniersystem;
  • - ein oder mehrere Magazine;
  • - ein Transportsystem;
  • - Prüfeinrichtung(en);
  • - eine Codiereinrichtung;
  • - die Codierung von Formkörpern und von Entnahmestellen und/oder Abgabestellen von Magazinen;
  • - die Erfassung, Auswertung, Verarbeitung, Speicherung, Weiterleitung und/oder Ausgabe von Prüfergebnissen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Formkörpererzeugung kann vorteilhaft ein oder mehrere Magazine zur Lagerung oder Zwischenlagerung von Formkörpern und ein Transportsystem aufweisen, wobei das Transportsystem so ausgebildet ist, daß es Formkörper oder ein oder mehrere Magazine zu Entnahmestellen und/oder Rückgabestellen für Formkörper transportieren kann.

Die Vorrichtung kann ein Magaziniersystem aufweisen, das ein oder mehrere Magazine und ihre Transport-, Signal- oder Datenverbindungen umfaßt, in dem bzw. denen erzeugte Formkörper gelagert oder zwischengelagert werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Formkörperherstellung kann ferner ein Transportsystem aufweisen, das mindestens eine der folgenden Funktionen durchführen kann:

  • a) Entnahme oder Erhalt von Formkörpern aus einem Formwerkzeug, einer Schneid- oder Stanzeinrichtung, einem Magaziniersystem, einem Magazin und/oder einem Archivlager,
  • b) Transport von Formkörpern zu einer oder mehreren Prüfeinrichtungen,
  • c) Transport von Formkörpern von einer oder mehreren Prüfeinrichtungen zu einer oder mehreren anderen Prüfeinrichtungen,
  • d) Transport von Formkörpern von einer oder mehreren Prüfeinrichtungen zu einem Magaziniersystem, in ein Magazin, ein Archivlager und/oder einen Abfallsammelbehälter,
  • e) Transport von Formkörpern von einem Magaziniersystem oder einem Magazin in ein anderes Magaziniersystem oder ein anderes Magazin,
  • f) Anbringen einer Codierung an Formkörpern und/oder Lesen einer Codierung an Formkörpern und Steuerung der Transportvorgänge in Abhängigkeit von der Codierung.

Eine oder mehrere der Funktionen (i) bis (vi) können dabei sequentiell und/oder parallel durchgeführt werden.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise ein Computer, insbesondere ein Mikrocomputer, oder ein Computernetzwerk mit einem zentralen Rechner.

Die Steuereinrichtung kann jedoch auch eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sein oder eine solche Steuerung aufweisen.

Die Steuereinrichtung hat vorteilhaft auch Codierfunktionen: Für jeden erzeugten Formkörper werden sein Transportweg bis hin zu Prüfeinrichtungen und von dort zu anderen Prüfeinrichtungen oder zu Magazinen oder von Magazinen zu anderen Abgabe- oder Rückgabestellen codiert. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da in der Regel für jede Prüfung ein bestimmter Formkörpertyp erforderlich ist, der gezielt hergestellt, transportiert und gegebenenfalls auch gelagert werden kann.

Die Codierung erlaubt, zusammen mit entsprechenden Programmen, die Lokalisierung und Identifizierung von Formkörpern und die Zuordnung von Prüfergebnissen zu individualisierten Formkörpern.

Steuereinrichtungen und Codiersysteme sind dem Fachmann bekannt, so daß sie keiner näheren Erläuterung bedürfen.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, insbesondere den Werkzeugantrieb auch unabhängig von einer Steuereinrichtung zu betätigen. Auch Magazine oder ein Magaziniersystem können entweder von Hand oder im Rahmen eines automatischen Zyklus betrieben werden.

Die Steuereinrichtung kann vorteilhaft ein Neuronales Netzwerk aufweisen, mit dem z. B. Prüfergebnisse der Zusammensetzung des jeweiligen Formkörpers und/oder Verfahrensbedingungen zugeordnet werden können.

Die Vorrichtung zur Handhabung und gegebenenfalls Prüfung von Formkörpern kann ein oder mehrere Magazine aufweisen, in denen Formkörper lagerbar oder zwischenlagerbar sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere Magazine zu Abgabestellen oder Rückgabestellen für Formkörper transportiert.

Bei dieser Ausführungsform werden also nicht Formkörper transportiert, sondern ein oder mehrere Magazine, in denen die Formkörper magaziniert sind.

Steuerbare und insbesondere zentral steuerbare Transportsysteme sind als solche dem Fachmann geläufig.

So kann das Transportsystem der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung vorteilhaft z. B. als Förderbandsystem, Wagen system, Rollbahnsystem, Schienensystem, Rondellsystem oder Robotersystem ausgebildet sein.

Rondellsysteme haben die Vorteile einer einfachen mechanischen Konstruktion und einer einfachen Ansteuerung.

Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Form- bzw. Prüfkörpern zusammen mit Vorrichtungskomponenten zur Handhabung und Prüfung von Formkörpern eine integrierte Gesamtvorrichtung dar. Durch ein solches Gesamtverfahren und eine solche Gesamtvorrichtung lassen sich Herstellung und Prüfung von Formkörpern wie auch die Ergebnisauswertung in äußerst wirtschaftlicher und zugleich zeitsparender Weise durchführen.

Diese Vorteile haben vor allem dann besonderes Gewicht, wenn Reihenversuche mit zahlreichen Formkörpern häufig wechselnder Zusammensetzung durchgeführt werden sollen.

Im oben angeführten Fall der Integration der Formkörperherstellung mit der Formkörperprüfung wird vorteilhaft der Gesamtprozeß bzw. die Gesamtvorrichtung von einer Steuereinrichtung gesteuert, wie sie oben erläutert wurde.

Die Codiersysteme unterliegen im Rahmen der Erfindung keiner Einschränkung. So können die Codierungen holographische Codierungen, Barcode-Codierungen, Magnetcodierungen, Transpondercodierungen, Chipcodierungen, Farbcodierungen oder Formcodierungen sein.

Es ist im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforderlich, Formkörper sowie Magazinplätze und Prüfeinrichtungen durch Zuordnung oder Anbringung eines Codes zu codieren.

Nach einer einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können sich Adressen, bei denen bestimmte Formkörper von einem Transportsystem abzuliefern oder abzuholen sind (Abgabestellen, Entnahmestellen), allein aus einer vorgegebenen Reihenfolge der Erzeugung bestimmter Formkörper bzw. der Reihenfolge von Abgabestellen und Entnahmestellen ergeben. In solchen Fällen resultiert die Zuordnung von bestimmten Formkörpern zu bestimmten Adressen insbesondere aus dem Prozeßablauf selbst, ohne daß hierfür eine individuelle Codierung erforderlich ist. In der Praxis werden solche Zuordnungen vorteilhaft von einer Steuereinrichtung erzeugt und gegebenenfalls über Datenverbindungen zwischen der Steuereinrichtung und entsprechenden Einrichtungen wie Prüfeinrichtungen oder Magazinen übertragen. Diese abfolgebezogenen Zuordnungen können auch gespeicherte Zuordnungen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung;

Fig. 2A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung;

Fig. 2B eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gesamtprozesses zur Herstellung und Prüfung von Formkörpern;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Spritzeinheit von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Formkörperherstellung gemäß der Erfindung;

Fig. 5A, 5B einen Verfahrensablaufplan für einen erfindungsgemäßen Gesamtprozeß;

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung in Draufsicht;

Fig. 7 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 6 in Richtung A in Fig. 6;

Fig. 8 einen vergrößerten Ausschnitt der Ansicht von Fig. 7;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung;

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel für den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, der sich auf die Handhabung und Prüfung von Formkörpern bezieht und ein Transportsystem aufweist, und

Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Gesamtvorrichtung mit Handhabung und Prüfung von Formkörpern mit einem gegenüber Fig. 10 anders ausgebildeten Transportsystem.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt die Vorrichtung eine Spritzeinheit 1, die einen Zylinder 4, in dem ein darin axial verschiebbarer Kolben 5 aufgenommen ist, sowie einen Kolbenantrieb 6 aufweist, der mit dem Kolben 5 in Wirkverbindung steht.

Am auslaßseitigen Ende 9 des Zylinders 4 sind Einlässe 10 und 12 vorgesehen, die auf im wesentlichen gleicher axialer Höhe radial angeordnet sind und in ein dort befindliches Volumenelement VE münden. Neben dem auslaßseitigen Volumenelement VE sind Volumenelemente VEi eingezeichnet, die scheibenförmige Volumenabschnitte des eindosierten Komponentensystems repräsentieren sollen. Diese Volumenabschnitte erstrecken sich über den radialen Querschnitt des Zylinders 4.

Mit den Einlässen 10 und 12 am Zylinder 4 sind Zuführungseinrichtungen 14 und 16 für die Komponenten des Komponentensystems verbunden, die ihrerseits Einlässe 18 bzw. 20 aufweisen.

In Förderrichtung nach dem Zylinder 4 liegt die Mischeinrichtung 2, die bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 als statischer Mischer ausgebildet und mit ihrem Einlaß 8 mit dem Auslaß 7 der Spritzeinheit 1 verbunden ist. Der Ausgang 3 der Mischeinrichtung 2 ist wiederum mit einem Formwerkzeug 21 verbunden oder zumindest damit verbindbar ausgeführt.

Im Betrieb werden beim Zurückfahren des Kolbens 5 aus einer obersten Hubstellung in eine untere Hubstellung die Komponenten des Komponentensystems über die Zuführungseinrichtungen 14, 16 in den Zylinder eingeführt. Dabei bildet sich im Zylinder 5 ein Vorgemisch, das innerhalb der Volumenelemente VEi, die gegenüber dem auslaßseitigen Volumenelement VE auf verschiedenen axialen Höhen des Zylinders 4 eingezeichnet sind, insgesamt im wesentlichen gleichbleibende Zusammensetzung aufweist. Dieses Vorgemisch wurde oben durch die Analogie zu "Zahnpastastreifen" bereits erläutert.

Das in Fig. 2A dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in Fig. 1 ähnlich und weist demgegenüber zwischen der Zuführungseinrichtung 14 und dem entsprechenden Einlaß 10 am Zylinder 4 zusätzlich eine geeignete Austrag- bzw. Dosiereinrichtung auf, z. B. eine Förderschnecke, eine Zahnradpumpe oder eine Zellenradschleuse, um so Komponenten dem Zylinder 4 dosiert zuführen zu können. Eine solche Dosiereinrichtung kann auch bei der Zuführungseinrichtung 16 vorgesehen sein.

Bei bestimmten Zuführungseinrichtungen, wie z. B. Knetern oder Extrudern, kann die Einrichtung selbst bereits Dosierfunktion aufweisen, die z. B. über den Schneckenantrieb steuerbar ist.

Dosiereinrichtungen können ferner auch mit dem Zylinder 4 der Spritzeinheit 1 integriert sein.

Der Kolbenantrieb 6 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß das Zurückfahren und das Vorfahren des Kolbens 5 steuerbar sind. Es ist ferner günstig, den Förderdruck der Zuführungseinrichtungen zum Zurückdrücken oder zumindest zur Unterstützung des Zurückfahrens des Kolbens 5 auszunutzen. Der Kolbenantrieb 6 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er den Kolben 5 beim Herausdrücken des Vorgemisches durch die Mischeinrichtung 2 hindurch in das Formwerkzeug 21 hinein schußartig vorzubewegen vermag, um das statische Mischen wie auch den Spritzgießvorgang effizient durchführen zu können.

In Fig. 2B ist ein Gesamtprozeß zur Herstellung und Prüfung von Formkörpern schematisch veranschaulicht. An den Herstellungsprozeß schließt sich eine Prüfung der Formkörper an.

Die Spritzeinheit 1 weist eine Zuführungseinrichtung 14, die als Kneter oder Extruder ausgebildet ist und mit einer Dosiereinrichtung versehen ist, und eine Zuführungseinrichtung 16 mit Einlaß 20 auf.

Der Gesamtprozeß wird von einer Steuereinrichtung 26, die über eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung 27 verfügt und vorzugsweise als Computer- oder Mikroprozessorsystem ausgebildet ist, gesteuert. Die Steuereinrichtung 26 kann jedoch auch als Computernetzwerk mit Zentralrechner oder als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgeführt sein.

Die Zuführungseinrichtungen 14, 16, der Kolbenantrieb 6, die Mischeinrichtung 2, der Werkzeugantrieb 25, der die Bewegung der Formhälfte 23 und damit das Schließen und Öffnen des Formwerkzeugs 21 steuert, ein Magaziniersystem 24 und eine Prüfeinrichtung 29 stehen in Signal- oder Datenverbindung mit der Steuereinrichtung 26, wie durch die entsprechenden gestrichelten Linien veranschaulicht ist.

Die verschiedenen, durch gestrichelte Linien veranschaulichten Ansteuerungen sind wie folgt bezeichnet:

26/2 Ansteuerung der Mischeinrichtung 2,

26/6 Ansteuerung des Kolbenantriebs 6,

26/14 Ansteuerung der Zuführungseinrichtung 14 (z. B. Kunststoffdosierung),

26/16 Ansteuerung der Zuführungseinrichtung 16 (z. B. Additivdosierung),

26/24 Ansteuerung des Magaziniersystems 24,

26/25 Ansteuerung des Werkzeugantriebs 25,

26/29 Ansteuerung der Prüfeinrichtung 29.

Im in Fig. 2B dargestellten Beispiel weist die Steuereinrichtung 26 ein Neuronales Netzwerk 28 auf, das vorteilhaft als Software in der Steuereinrichtung 26 implementiert ist, um beispielsweise Korrelationen zwischen Formkörperzusammensetzungen und Prüfergebnissen zu ermitteln.

Die Steuereinrichtung 26 ist vorteilhaft auch zur Auswertung von Prüfergebnissen in der Lage, die über die Ausgabeeinrichtung 27 ausgegeben werden können.

Es sei ausdrücklich betont, daß Fig. 2B nicht so zu verstehen ist, als seien alle gestrichelt dargestellten Signal- bzw. Datenverbindungen zwingend. Je nach Anwendungsfall können weniger wie auch mehr derartige Verbindungen mit der Steuereinrichtung 26 vorliegen.

Die Mischeinrichtung 2 ist hier von der Formhälfte 22 des Formwerkzeugs 21 umgeben. Das Magaziniersystem 24, das mindestens ein Magazin aufweist, ist so ausgeführt und ansteuerbar, daß es einen oder mehrere erzeugte Formkörper aus dem Formwerkzeug 21 entnehmen und über eine Transferstrecke 30 der Prüfeinrichtung 29 oder mehreren Prüfeinrichtungen zur Bestimmung unterschiedlichster Materialkennwerte zuführen kann.

Die Ergebnisse der Prüfungen können über die Ausgabeeinrichtung 27 angezeigt, ausgedruckt oder etwa zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden.

Der in Fig. 3 dargestellte Zylinder 4 ist mit mehreren Zuführungseinrichtungen 14, 16, 16' ausgestattet, die radial am auslaßseitigen Ende des Zylinders 4 auf im wesentlichen gleicher axialer Höhe angeordnet sind. Sie können jedoch auch auf unterschiedlichen axialen Höhen in den Zylinder 4 münden. Bei der Zuführungseinrichtung 16 ist der Einlaß 20 eingezeichnet.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung gezeigt, bei der an der Spritzeinheit 1 zusätzlich zu den Zuführungseinrichtungen 14, 16 eine weitere Zuführungseinrichtung 15 auf axial unterschiedlicher Höhe in bezug auf die Zuführungseinrichtungen 14 und 16 angeordnet ist. Diese zusätzliche Zuführungseinrichtung 15 mit Einlaß 19 und einer Dosiereinrichtung, die am Einlaß 11 in den Zylinder 4 mündet, entspricht ansonsten der Zuführungseinrichtung 14.

In Förderrichtung nach dem Zylinder 4 ist eine Mischeinrichtung 2 vorgesehen, die hier als dynamischer Mischer, z. B. als Schnecken- oder Schubschneckenextruder, ausgebildet ist, der mit seinem Einlaß 8 an den Auslaß 7 der Spritzeinheit 1 angeschlossen ist. Der Ausgang 3 der dynamischen Mischeinrichtung 2 wiederum ist mit dem Formwerkzeug 21 verbunden oder damit verbindbar ausgeführt. Die Zuführungseinrichtungen 14, 16, die Mischeinrichtung 2 und/oder das Formwerkzeug 21 können mit Schnellwechselverbindungen ausgerüstet sein, z. B. mit Bajonettverbindungen.

In den Fig. 5A und 5B sind einzelne Schritte eines erfindungsgemäßen Gesamtprozesses bis zur Auswertung in Form eines Ablaufplans gezeigt, der weiter unten im einzelnen beschrieben ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Formkörperherstellung ist in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Die Vorrichtung weist drei Haupt-Zuführungseinrichtungen 14, 15, 16 auf.

Der in einem Gehäuse durch den Kolbenantrieb 6 in den durch den Doppelpfeil 33 angedeuteten Antriebsrichtungen verschiebbar aufgenommene Kolben 5 ragt in vollständig zurückgefahrenem Zustand in den Zylinder 4 der Spritzeinheit 1 hinein, die den Auslaß 7 aufweist, der mit der Mischeinrichtung 2 verbunden ist.

Am auslaßseitigen Ende 9 des Zylinders 4 befinden sich die Einlässe 10, 11 und 12 für die Zuführungseinrichtungen 14, 15 und 16, die in den durch Doppelpfeile angedeuteten Antriebsrichtungen 31 bzw. 32 hin- und herbewegbar sind. Das auslaßseitige Ende der Zuführungseinrichtungen 14, 15 und 16 ist jeweils als Dosierkolben 5' ausgebildet, der an seiner Spitze eine Rückstromsperre aufweist, die den Materialfluß in Förderrichtung zuläßt, nicht aber in der entgegengesetzten Richtung. Die Zuführungseinrichtungen 14, 15 und 16 sind in einer auf den Zylinder 4 zu bewegten Position dargestellt.

In die Einlässe 10, 11 und 12 münden je zwei jeweils mit einer Rückstromsperre versehene Zuleitungen 13/1 und 13/2, 13/3 und 13/4 bzw. 13/5 und 13/6 von einer weiteren Zuführungseinrichtung 13, z. B. einer Kolbendosiereinheit für flüssige und pastose Additive.

In Förderrichtung nach den Anschlüssen mit den Rückstromsperren sind in den jeweiligen Einlässen 10, 11 und 12 des Zylinders 4 Vormischeinrichtungen 2' angeordnet. Die Vormischeinrichtungen 2' sind als statische Mischer ausgebildet und münden mit ihren Ausgängen 3' radial am auslaßseitigen Ende 9 des Zylinders 4.

In Förderrichtung nach dem Zylinder 4 liegt die Mischeinrichtung 2, die hier als statischer Mischer 2 ausgebildet ist und mit ihrem Einlaß 8 direkt an den Auslaß 7 der Spritzeinheit 1 angeschlossen ist. Der Ausgang 3 der statischen Mischeinrichtung 2 ist wiederum mit dem Formwerkzeug 21 verbunden. Die Vorrichtung nach den Fig. 6 bis 8 arbeitet also nicht mit Schubschneckenextrudern als Zuführungseinrichtungen, sondern mit Zuführungseinrichtungen, bei denen ebenfalls das Prinzip der Kolbendosierung verwirklicht ist.

In den zurückgefahrenen Zuführungseinrichtungen 14, 15, 16 werden die jeweiligen Komponenten durch einen Extruder plastifiziert und gelangen so in den entsprechenden Einlaß 10, 11, 12 des Zylinders 4. Ebenso werden je nach Rezeptur flüssige oder pastose Additive von der weiteren Zuführungseinrichtung 13 in die Einlässe 10, 11, 12 dosiert. Wenn der Dosierungsvorgang abgeschlossen ist, fährt die betreffende Zuführungseinrichtung 14, 15, 16 auf den Zylinder 4 zu und drückt somit das plastifzierte Material und die eindosierten flüssigen und pastosen Additive zur Homogenisierung in die Vormischeinrichtung 2'. Die Rückstromsperren am vorderen Ende des Dosierkolbens 5' und in den Anschlüssen für die Additive verhindern dabei ein Zurückfließen der Komponenten.

Nachdem die vorgemischten Komponenten aus den Zuführungseinrichtungen 14, 15, 16 über das auslaßseitige Ende 9 des Zylinders in den Zylinder 4 gelangt sind, drückt sie der Kolben 5 anschließend zum Homogenisieren durch die Mischeinrichtung 2 hindurch in das Spritzgießwerkzeug 21.

Bei Verwendung eines statischen Mischers kann die Zeitdauer, während der die eindosierten Komponenten homogenisiert und in das Formwerkzeug 21 gedrückt werden, auf unter 1 Sekunde verringert werden. Auf diese Weise lassen sich pro Tag mindestens etwa 100 bis 300 verschiedene Formkörper unterschiedlicher Zusammensetzung herstellen und auf ihre Materialeigenschaften prüfen. Das bedeutet, daß dieses schnelle Verfahren die Herstellung und Prüfung von Formkörpern aus mehr als 10.000 Kunststoffmischungen pro Jahr erlaubt.

Unter Bezug auf die Fig. 5A und 5B wird nun der Ablauf eines Gesamtprozesses näher erläutert, der die Herstellung und Prüfung von Formkörpern und die Auswertung der Ergebnisse umfaßt.

Nach Ermittlung oder Erstellung eines Prozeßablaufplans in Schritt (a), z. B. durch statistische Ablaufplanung, steuert die Steuereinrichtung 26 die temperierbaren Zuführungseinrichtungen 14, 16 über entsprechende Ansteuerungen 26/14, 26/16 zum Plastifizieren der einzelnen Komponenten an. Die Anzahl der benötigten Zuführungseinrichtungen 14, 16 richtet sich nach der Komplexität der herzustellenden Komponentensysteme.

Nun wird in Schritt (b) der Kolben 5 über die Ansteuerung 26/6 des Kolbenantriebs 6 und gegebenenfalls unter Ansteuerung 26/2 der Mischeinrichtung aus einer oberen Hubstellung in eine untere Hubstellung bewegt, wobei die Komponenten des Komponentensystems quasi in den Zylinder 4 eingezogen bzw. von den Zuführungseinrichtungen 14, 16 in den Zylinder 4 hineindosiert werden.

Der Kolben 5 kann dabei unter dem Druck der einströmenden Komponenten aus seiner oberen Hubstellung in seine untere Hubstellung zurückgedrückt oder beim Zurückbewegen durch die Ansteuerung 26/6 des Kolbenantriebs 6 dadurch unterstützt werden.

Beim Verfahren des Kolbens 5 wird das Komponentensystem, besonders ein Kunststoffmaterial, mit einem oder mehreren Additiven in einer vorzugsweise heizbaren statischen oder dynamischen Mischeinrichtung 2 vermischt und in eine Spritzgießform gespritzt (Schritt (c)) bzw. extrudiert (Schritt (c')).

Nachdem der Werkzeugantrieb 25, der auf eine Formhälfte 23 des Formwerkzeugs 21 wirkt, von der Steuereinrichtung 26 über die Ansteuerung 26/25 angesteuert, das Formwerkzeug 21 geöffnet hat, werden die Formkörper von einem von der Steuereinrichtung 26 über die Ansteuerung 26/24 angesteuerten und dem Formwerkzeug zugeordneten Magaziniersystem 24 entnommen (Schritt (d)), mit einem individuellen registrierten Code versehen in einem Magazin gelagert oder zwischengelagert (Schritt (e)). Die Probekörper können gemäß Schritt (d') auch durch Schneiden oder Stanzen aus einem Extrudat erhalten werden. Mit Hilfe dieses Codes lassen sich die in einer oder mehreren Prüfungen durch Prüfeinrichtungen 29 erhaltenen Ergebnisse dem jeweiligen Formkörper und damit seiner jeweiligen Zusammensetzung zuordnen. Mittels des Codes lassen sich die Formkörper auch lokalisieren. Vorteilhafterweise sind auch die Prüfeinrichtungen 29 durch eine Ansteuerung 26/29 von der Steuereinrichtung 26 angesteuert.

Aus dem Magazin werden die Formkörper über eine Transferstrecke 30 in die zugeordnete Prüfeinrichtung 29 gebracht, wo sie geprüft werden (Schritt (f)). Die erhaltenen Daten werden gespeichert (Schritt (g)).

Diese beispielsweise in einer Datenbank abgelegten Prüfergebnisse sind z. B. mit einer Auswertungssoftware auswertbar und durch die Ausgabeeinrichtung 27 z. B. durch Graphiken visualisierbar (Schritt (h)). Gemäß Schritt (i) können die Ergebnisse mit Hilfe einer geeigneten Software, z. B. mit einem Neuronalen Netzwerk 28, mit der Zusammensetzung der Probekörper korreliert werden.

Nach ausreichend vielen Versuchsabläufen kann z. B. mit Hilfe des Neuronalen Netzwerks ein mathematisches Modell erhalten werden, das jeweils eine Korrelation der Eingangsvariablen mit den Prüfergebnissen erlaubt (Schritt (j)). Durch diese Auswertungsmethodik, aber auch durch statistische Auswertung, lassen sich bei Reihenversuchen mit verschiedenen Zusammensetzungen des Komponentensystems beispielsweise Trends hinsichtlich der Formkörpereigenschaften erkennen, wodurch wiederum die weitere Versuchsplanung optimiert werden kann (Schritte (k) und (l)).

Die bei den erfindungsgemäßen schnellen Screening-Verfahren gewonnenen Ergebnisse dienen dem Anwender zur Orientierung und zur Trenderkennung hinsichtlich der zu erwartenden Eigenschaftsprofile der neuen geprüften Produkte. Für die Untersuchung der verschiedenen Eigenschaften kommen typischerweise folgende Prüfverfahren zum Einsatz:

  • - Rheologische Eigenschaften: Scherviskosität, Schmelzindex, Fließspirale.
  • - Mechanische Eigenschaften: Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, dynamischer komplexer Schubmodul, Schlagzähigkeit.
  • - Thermische Eigenschaften: Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC), Flammtests, Vicat-Erweichungstemperatur, Heat
  • - deflection temperature (HDT), Wärmeausdehnung.
  • - Elektrische Eigenschaften: Elektrischer Widerstand, elektrische Leitfähigkeit, Durchschlagfestigkeit, Isolationsvermögen, Dielektrizitätskonstante.
  • - Grenzflächeneigenschaften: Polarität, Randwinkel, Rauhigkeit.
  • - Sonstige Eigenschaften: Spannungsrißbeständigkeit (ESC), Biokompatibilität, UV-Beständigkeit, etc.

In Fig. 9 ist ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern schematisch dargestellt.

Diese Vorrichtung ist ähnlich der Vorrichtung der Fig. 6 bis 8 aufgebaut.

In die Mischkammer der Spritzeinheit münden zwei Zuführungseinrichtungen, die für ein Polymer 1 bzw. ein Polymer 2 vorgesehen sind. Sie umfassen jeweils einen Extruder, in den bzw. an dessen Auslaß im Fall von Polymer 1 Flüssig-Additive (Dosierungen A und B) und im Fall von Polymer 2 Feststoff-Additive (Dosierungen 1 und 2) eingeführt werden.

Das Material gelangt jeweils durch einen statischen Mischer in die Mischkammer des Zylinders der Spritzeinheit, wo das eigentliche Vorgemisch gebildet wird.

Beim Spritzgießen ('Schuß') wird das Komponentensystem durch einen statischen Mischer hindurch in das Formwerkzeug gespritzt. Für den Fachmann ist klar, daß die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten konkreteren Ausführungsbeispiele im Rahmen des Erfindungskonzepts in vielfältiger Weise modifiziert werden können, insbesondere hinsichtlich der Art der Zuführungseinrichtungen und der Art der verwendeten Mischer. Aufgrund dieser Flexibilität sind die erfindungsgemäßen Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen an beliebige Komponentensysteme anpaßbar.

Die Vorrichtungen besitzen vorteilhaft modularen Aufbau, so daß auch Modifizierungen der Vorrichtungen einfach und schnell möglich sind.

Die Fig. 10 und 11 zeigen Teile erfindungsgemäßer Gesamtvorrichtungen, die sich auf die Handhabung und Prüfung von Formkörpern beziehen und mit den Vorrichtungsteilen zur Herstellung von Formkörpern kombiniert oder integriert sind.

Bei beiden Vorrichtungen gelangen die Formkörper, die vom Formwerkzeug oder einer Schneid- und Stanzeinrichtung 36 kommen, entweder direkt oder über ein zwischengeschaltetes Magazin 34 in ein Transportsystem 35.

Das Transportsystem 35 der Vorrichtung von Fig. 10 ist als zentrales System ausgebildet, das mit allen Entnahmestellen bzw. Rückgabestellen, insbesondere also mit einem Formwerkzeug, einer Schneid- und Stanzeinrichtung 36, einem Magazin 34, einem Archivlager 37 und Prüfeinrichtungen 29, direkt in Verbindung steht und diese Adressen direkt bedienen kann. Das Gesamtsystem ist von einer Steuereinrichtung steuerbar.

Die einzelnen Transferstrecken des Transportsystems 35 von Fig. 10 können beliebig ausgebildet sein, z. B. als Robotersysteme, Förderbänder, Wagen- und Schienensystem, Rollbahnsystem o. dgl., und insbesondere in einer Rondellstruktur angeordnet sein.

Das System von Fig. 10 hat durch den zentralen Direkttransport der Formkörper konstruktive und wirtschaftliche Vorteile und kann mit hoher zeitlicher Effektivität betrieben werden.

Das Transportsystem 35 der Vorrichtung von Fig. 11 ist ein konstruktiv dezentrales System, das vorteilhaft natürlich zentral steuerbar ist.

Die Transferstrecken verbinden in diesem Beispiel die einzelnen Adressen miteinander. Dies bedeutet nicht zwingend, daß direkte Verbindungen von einer Adresse zur nächsten vorliegen; es ist auch möglich, ein übergeordnetes Transportsystem vorzusehen, aus dem mit weichenartigen Vorrichtungen die einzelnen Adressen bedient werden können.

In den Fig. 10 und 11 sind in den Stationen 1 bis 7 verschiedene Prüfeinrichtungen 29 dargestellt; bei Station 8 ist angedeutet, daß beliebige weitere Prüfmethoden angewandt werden können.

Die in den Fig. 10 und 11 konkret angegebenen Prüfeinrichtungen 29 sind selbstverständlich nur beispielhaft und dienen nur der Erläuterung, da beliebige andere Prüfeinrichtungen 29 in beliebigen anderen Kombinationen und Sequenzen vorgesehen sein können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtungen der Fig. 10 und 11 kann das Transportsystem 35 so ausgebildet sein, daß es nicht oder nicht ausschließlich Formkörper transportiert, sondern ein oder mehrere Magazine 34. Bei dieser Ausführungsform können z. B. bei bestimmten Adressen Formkörper aus einem Magazin 34 entnommen bzw. in das Magazin 34 eingebracht werden.

Die Vorrichtungen der Fig. 10 und 11 sind vorteilhaft durch eine Steuereinrichtung steuerbar.

Es können ein oder mehrere Magazine 34 vorgesehen sein, die zu einem Magaziniersystem 24 zusammengefaßt sein können (vgl. Fig. 2B).

Für jede Versuchsreihe wird die für die verschiedenen Prüfungen erforderliche Anzahl von Prüfkörpern hergestellt, die im Magaziniersystem 24 bzw. in einem oder mehreren Magazinen 34 gelagert oder zwischengelagert werden können.

Das Transportsystem 35 kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß es Formkörper direkt vom Formwerkzeug oder einer Schneid- und Stanzeinrichtung 36 aufnimmt und zu vorgesehenen Adressen transportiert.

Der Transport von Formkörpern zu und von verschiedenen Adressen, z. B. zu und von Prüfeinrichtungen 29, kann sequentiell und/oder parallel erfolgen. Formkörper, die bereits geprüft wurden, können in einem Archivlager 37 als Rückstellmuster archiviert werden. Dies ist besonders sinnvoll bei Formkörpern, die einer zerstörungsfreien Prüfung unterzogen wurden, die gegebenenfalls wiederholt werden soll. Das Transportsystem 35 kann schließlich auch Formkörper in einen Abfallsammelbehälter transportieren, in dem z. B. Material zum Recycling gesammelt wird.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen werden insbesondere bei Fragestellungen eingesetzt, bei denen die Herstellung einer großen Anzahl an Proben in kurzer Zeit erforderlich ist, wie beispielsweise:

  • - Untersuchungen zur Mischbarkeit von Polymeren,
  • - Untersuchung von ternären oder höheren Blends (Mischbarkeit, Morphologie, mechanische Eigenschaften),
  • - Charakterisierung der mechanische Eigenschaften von binären, ternären oder höheren Polymermischungen,
  • - Ermittlung von Phasendiagrammen von binären, ternären oder höheren Polymermischungen,
  • - Optimierung von mechanischen Eigenschaften von Polymerblends in Abhängigkeit von der Zusammensetzung,
  • - Entwicklung von Phasenvermittlern,
  • - Untersuchung des Einflusses einer geringen Menge eines Drittpolymers auf das Phasenverhalten und die mechanischen Eigenschaften eines binären Polymerblends,
  • - Herstellung und Untersuchung von Blends aus einem flexiblen Polymer (Random-Coil-Polymer) und einem hauptkettenflüssigkristallinen Polymer (Rigid-Rod- oder Extended-Rod-Polymer),
  • - Entwicklung von Additiven und Additivkombinationen mit verbesserter Wirkung, geringeren Kosten, verminderter Toxizität oder verbesserter Umweltverträglichkeit,
  • - Entwicklung von Additiven und Additivkombinationen für neue Kunststoffe und neue Blends,
  • - Entwicklung von Farbstoffen, Pigmenten, Farbmischungen oder Einfärbungen,
  • - Untersuchung der Spannungsrißbildung von additivhaltigen Polymeren in Gegenwart von Lösungsmitteln, Ölen, Tensiden, etc.,
  • - Untersuchung und Optimierung von Mischungen aus viskosen Medien und evtl. niedrigviskosen Substanzen, wie sie z. B. in Kosmetika, Lebensmitteln, Klebstoffen etc. eingesetzt werden.

Ein besonders vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist die Gleichzeitigkeit des Vermischens der Komponenten und des Spritzens des Komponentensystems in das Formwerkzeug, wodurch der Zeitaufwand für eine gesondert stattfindende Compoundierung nach den herkömmlichen Verfahren entfällt.

Besondere Vorteile des Erfindungskonzepts sind folgende:

  • - Wegen der vergleichsweise sehr hohen Geschwindigkeit der Herstellung von Formkörpern unterschiedlicher Materialzusammensetzung können in relativ kurzer Zeit sehr viele Formkörper unterschiedlicher Materialzusammensetzung hergestellt und geprüft werden.
  • - Wegen der vorteilhaften Korrelationserzeugung durch Verwendung eines Neuronalen Netzwerks als System zur Trenderkennung besteht gar nicht die Notwendigkeit, aus allen möglichen Kombinationen der Komponenten eines Komponentensystems Formkörper herzustellen und sie zu prüfen.

Dieses System zur Trenderkennung liefert vor allem durch die Korrelation der Eingangsgrößen (z. B. Materialzusammensetzung, Herstellungsbedingungen bzw. Herstellungsweise) mit den entsprechenden Prüfergebnissen mit gegenüber herkömmlichen Verfahren geringem Zeitaufwand Informationen zu denjenigen Variablen, deren Veränderung den stärksten oder signifikantesten Einfluß auf die erzielten/erzielbaren Prüfergebnisse haben.

Bei der Untersuchung von Materialeigenschaften von Komponentensystemen genügt es also, aus vorher als signifikant erkannten Kunststoffmischungen oder aus sich im Verlauf einer Versuchsreihe aufgrund des Trenderkennungssystems als signifikant erweisenden Kunststoffmischungen Prüfkörper herzustellen. Diese repräsentativen Formkörper können dann gezielt geprüft werden, um die vorausberechneten Eigenschaften zu verifizieren.

Die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind nicht nur zur Herstellung von Formkörpern zur Materialprüfung, sondern insbesondere auch für Produktionsverfahren anwendbar bzw. einsetzbar. Dabei sind die verschiedensten Produkte aus allen mit diesem System verarbeitbaren Materialien erzeugbar, wie beispielsweise Polymer-Blends, Kosmetikprodukte (z. B. Lippenstifte) oder pharmazeutische Produkte (z. B. Zäpfchen), es können aber auch Lebensmittel, insbesondere Bäckerei- bzw. Confiserieprodukte (z. B. Brot, Kuchen), oder auch Spielzeug (z. B. Knetmasse) hergestellt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen
    1. A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
    2. B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv
    durch

    Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in vorgegebenen Mengenverhältnissen in eine Spritzeinheit (1), in welcher der viskose oder pastose Zustand des Komponentensystems erhalten bleibt,

    Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Komponentensystems (A oder B) in einer Mischeinrichtung (2) und

    Erzeugung eines oder mehrerer Formkörper aus dem homogenisierten oder quasi-homogenisierten Gemisch,

    gekennzeichnet durch

    Verwendung einer Spritzeinheit (1), die im wesentlichen aus einem Zylinder (4) und einem darin axial verschiebbaren Kolben (5) besteht,

    gleichzeitige Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in ein sich über den radialen Querschnitt des Zylinders (4) erstreckendes Volumenelement (VE) am auslaßseitigen Ende (9) des Zylinders (4) der Spritzeinheit (1) oberhalb des Kolbens (5) unter gleichzeitigem Zurückfahren des Kolbens (5) aus einer obersten Hubstellung in eine untere Hubstellung und Bildung eines Vorgemisches der Komponenten des Komponentensystems (A oder B), das innerhalb sich über den radialen Querschnitt des Zylinders (4) erstreckender Volumenelemente (VEi) insgesamt im wesentlichen gleichbleibende Zusammensetzung aufweist, die der vorgegebenen Zusammensetzung entspricht,

    Förderung des Vorgemisches durch Vorfahren des Kolbens (5) aus der unteren Hubstellung in eine obere Hubstellung durch die Mischeinrichtung (2) hindurch und

    Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Vorgemisches in einer Mischeinrichtung (2) mit radialer Mischwirkung, insbesondere einer statischen Mischeinrichtung.
  2. 2. Verfahren zur diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen
    1. A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
    2. B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv
    durch

    Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in vorgegebenen Mengenverhältnissen in eine Spritzeinheit (1), in welcher der viskose oder pastose Zustand des Komponentensystems erhalten bleibt,

    Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Komponentensystems (A oder B) in einer Mischeinrichtung (2) und

    Erzeugung eines oder mehrerer Formkörper aus dem homogenisierten oder quasi-homogenisierten Gemisch,

    gekennzeichnet durch

    Verwendung einer Spritzeinheit (1), die im wesentlichen aus einem Zylinder (4) und einem darin axial verschiebbaren Kolben (5) besteht,

    gleichzeitige Einführung der Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in den Zylinder (4) der Spritzeinheit (1) oberhalb des Kolbens (5) unter gleichzeitigem Zurückfahren des Kolbens (5) aus seiner obersten Hubstellung in eine untere Hubstellung und Bildung eines Vorgemisches der Komponenten des Komponentensystems (A oder B), dessen Zusammensetzung insgesamt der vorgegebenen Zusammensetzung entspricht,

    Förderung des Vorgemisches durch Vorfahren des Kolbens (5) aus der unteren Hubstellung in eine obere Hubstellung durch die Mischeinrichtung (2) hindurch und

    Homogenisierung oder Quasi-Homogenisierung des Vorgemisches in einer dynamischen Mischeinrichtung (2) mit axialer und radialer Mischwirkung.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der viskosen oder pastosen Fluids ein geschmolzener Kunststoff ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Komponentensystems Lebensmittelkomponenten, insbesondere für Bäckerei- und Confiserieprodukte, oder Komponenten für Kosmetikprodukte oder pharmazeutische Produkte sind.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Komponentensystems in im wesentlichen radialer Richtung in den Zylinder (4) eingeführt werden.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7 in Rückbeziehung auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Komponentensystems auf gleicher oder im wesentlichen gleicher axialer Höhe des Zylinders (4) in das Volumenelement (VE) eingeführt werden.
  9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr der Komponenten des Komponentensystems auf unterschiedlicher axialer Höhe in den Zylinder (4) eingeführt werden.
  10. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7 und 9 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischeinrichtung (2) ein Einschnecken- oder Zweischneckenextruder oder ein Kneter verwendet wird.
  11. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Formkörper durch Spritzgießen vorgenommen wird.
  12. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Formkörper durch Extrudieren vorgenommen wird.
  13. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Komponentensystems (A oder B) bei ihrer Einführung in den Zylinder (4) dosiert werden.
  14. 14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkörper Prüfkörper zur Eigenschaftsprüfung hergestellt werden.
  15. 15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem oder mehreren Zyklen der Erzeugung von Formkörpern aus einem Komponentensystem das Totvolumen des Zylinders (4) und insbesondere auch die Mischeinrichtung und gegebenenfalls auch eine zur Formgebung verwendete Düse oder Form mit einem Komponentensystem anderer Zusammensetzung gespült werden, aus dem danach Formkörper hergestellt werden sollen.
  16. 16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Komponenten des Komponentensystems ein Matrixmaterial, insbesondere ein geschmolzenes Kunststoffmaterial, und mindestens eine der übrigen Komponenten ein Additiv ist.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Füllstoffe, Färbemittel, Polymerkomponenten, Stabilisatoren, Katalysatoren, Fließ- und Entformungsmittel, Gleitmittel und/oder reaktive Komponenten eingesetzt werden.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Additive in Form von Flüssigkeiten, Lösungen, Dispersionen, Emulsionen, Pulvern, Granulaten, Schmelzen oder Fasern eingesetzt werden.
  19. 19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Komponenten des Komponentensystems (A oder B) in vorgemischter Form, insbesondere als Preblends, in die Spritzeinheit (1) eingeführt werden.
  20. 20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung einer, mehrerer oder der Gesamtheit der Komponenten des Komponentensystems in die Spritzeinheit (1) nach Art, Dosiermenge und/oder Dosiergeschwindigkeit gesteuert wird.
  21. 21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 20, gekennzeichnet durch Vornahme eines oder mehrerer der folgenden Schritte nach der Erzeugung der Formkörper:
    1. a) sequentielles und/oder paralleles Zuführen der Formkörper zu einem Transportsystem (35), gegebenenfalls unter Entnahme aus einem Magazin (34);
    2. b) Transportieren der Formkörper zu einer oder mehreren Prüfeinrichtungen (29);
    3. c) Durchführung der entsprechenden Prüfung(en) in einer oder mehreren Prüfeinrichtungen (29);
    4. d) sequentielles oder paralleles Wegtransportieren der Formkörper oder daraus entstandener Produkte nach Durchführung der Prüfung(en) von der oder den Prüfeinrichtungen (29) und Einführen in ein Magazin (34), in ein Archivlager oder in einen Abfallsammelbehälter.
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Erfassung, Verarbeitung und/oder Weiterleitung von Prüfergebnissen in oder nach Schritt (c).
  23. 23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper bei Transport zu mehreren Prüfeinrichtungen (29) in Schritt (b) sequentiell und/oder parallel transportiert werden.
  24. 24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper in Schritt (c) bei Durchführung mehrerer Prüfungen parallel und/oder sequentiell in den Prüfeinrichtungen (29) geprüft werden.
  25. 25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport der Formkörper so vorgenommen oder gesteuert wird, daß jeder Prüfeinrichtung (29) der für die betreffende Prüfung vorgesehene spezielle Formkörpertyp zugeführt wird.
  26. 26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere oder sämtliche Transportvorgänge, insbesondere in den Schritten (a), (b) und/oder (d), mit einer Steuereinrichtung (26) gesteuert werden.
  27. 27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfungen in Schritt (c) und/oder die Erfassung, Verarbeitung, Auswertung und/oder Weiterleitung von Prüfergebnissen mit einer Steuereinrichtung (26) gesteuert werden.
  28. 28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung unter zentraler Datenerfassung und Datenverarbeitung durchgeführt wird, insbesondere mit einem Computersystem oder einem Mikroprozessorsystem.
  29. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) durchgeführt wird.
  30. 30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfungsergebnisse einer, mehrerer oder sämtlicher Prüfungen der Zusammensetzung der geprüften Formkörper zugeordnet werden.
  31. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung mit einem Neuronalen Netzwerk vorgenommen wird.
  32. 32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (c) auf eine oder mehrere physikalische, chemische, biochemische, biologische, pharmakologische, organoleptische und/oder haptische Eigenschaften geprüft wird.
  33. 33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (c) auf eine oder mehrere mechanische, polymerphysikalische, polymerchemische, optische, elektrische und/oder magnetische Eigenschaften geprüft wird.
  34. 34. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen
    1. A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
    2. B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv,
    die aufweist:

    eine Spritzeinheit (1), die

    im wesentlichen aus einem Zylinder (4), einem darin axial verschiebbaren Kolben (5) und einer mit dem Kolben (5) in Wirkverbindung stehenden Antriebseinheit (6) besteht und

    Einlässe (10, 11, 12) am auslaßseitigen Ende (9) des Zylinders (4) aufweist, die mit mindestens zwei Zuführungseinrichtungen (14, 16, 16') für die Komponenten des Komponentensystems (A oder B) verbunden sind und in ein Volumenelement VE am auslaßseitigen Ende (9) des Zylinders (4) münden,

    eine statische Mischeinrichtung mit radialer Mischwirkung (2), deren Einlaß (8) mit dem Auslaß (7) der Spritzeinheit (1) verbunden ist, und

    ein Formwerkzeug (21), das mit dem Ausgang (3) der Mischeinrichtung (2) verbunden oder verbindbar ist.
  35. 35. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Erzeugung von Formkörpern aus homogenen oder quasi-homogenen Gemischen vorgegebener Zusammensetzung aus Komponentensystemen
    1. A) aus mindestens zwei viskosen oder pastosen Fluids oder
    2. B) aus mindestens einem viskosen oder pastosen Fluid und mindestens einem Additiv,
    die aufweist:

    eine Spritzeinheit (1), die

    im wesentlichen aus einem Zylinder (4), einem darin axial verschiebbaren Kolben (5) und einer mit dem Kolben (5) in Wirkverbindung stehenden Antriebseinheit (6) besteht und

    Einlässe (10, 11, 12) am Zylinder (4) aufweist, die mit mindestens zwei Zuführungseinrichtungen (14, 15, 16, 16') für die Komponenten des Komponentensystems (A oder B) verbunden sind und am auslaßseitigen Ende (9) des Zylinders (4) und/oder an einer davon axial beabstandeten Position münden,

    eine dynamische Mischeinrichtung (2) mit axialer und radialer Mischwirkung, deren Einlaß (8) mit dem Auslaß (7) der Spritzeinheit (1) verbunden ist, und

    ein Formwerkzeug (21), das mit dem Ausgang (3) der Mischeinrichtung (2) verbunden oder verbindbar ist.
  36. 36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe (10, 11, 12) in im wesentlichen radialer Richtung in den Zylinder (4) münden.
  37. 37. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Einlässe (10, 11, 12) auf gleicher oder im wesentlichen gleicher axialer Höhe in den Zylinder (4) münden.
  38. 38. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Einlässe (10, 11, 12) auf unterschiedlicher axialer Höhe in den Zylinder (4) münden.
  39. 39. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (2) ein Einschnecken- oder Zweischneckenextruder oder ein Kneter ist.
  40. 40. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (21) ein Spritzgießwerkzeug ist.
  41. 41. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (21) ein Stranggießwerkzeug ist.
  42. 42. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Zuführungseinrichtungen (14, 15, 16, 16') eine Dosiereinrichtung aufweisen.
  43. 43. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zuführungseinrichtungen (13, 14, 15, 16, 16') ein Extruder ist.
  44. 44. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Prüfeinrichtungen (29) zur Prüfung von Eigenschaften von erzeugten Formkörpern aufweist.
  45. 45. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Magaziniersystem (24) aufweist, das ein Magazin (34) oder mehrere Magazine (34) umfaßt, in denen erzeugte Formkörper gelagert oder zwischengelagert werden können.
  46. 46. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Transportsystem (35) aufweist, das mindestens eine der folgenden Funktionen durchführen kann:
    1. a) Entnahme oder Erhalt von Formkörpern aus einem Formwerkzeug (21), einer Schneid- oder Stanzeinrichtung (36), einem Magaziniersystem (24), einem Magazin (34) und/oder einem Archivlager (37);
    2. b) Transport von Formkörpern zu einer oder mehreren Prüfeinrichtungen (29);
    3. c) Transport von Formkörpern von einer oder mehreren Prüfeinrichtungen (29) zu einer oder mehreren anderen Prüfeinrichtungen (29);
    4. d) Transport von Formkörpern von einer oder mehreren Prüfeinrichtungen zu einem Magaziniersystem (24), in ein Magazin (34), ein Archivlager (37) und/oder einen Abfallsammelbehälter;
    5. e) Transport von Formkörpern von einem Magaziniersystem (24) oder einem Magazin (34) in ein anderes Magaziniersystem (24) oder ein anderes Magazin (34);
    6. f) Transport von einem oder mehreren Magazinen (34) zu Entnahmestellen oder Rückgabestellen für Formkörper;
    7. g) Anbringen einer Codierung an Formkörpern und/oder Lesen einer Codierung an Formkörpern und Steuerung der Transportvorgänge in Abhängigkeit von der Codierung.
  47. 47. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Funktionen (i) bis (vii) des Transportsystems (35) sequentiell und/oder parallel durchführbar sind.
  48. 48. Vorrichtung nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierungen holographische Codierungen, Barcode-Codierungen, Magnetcodierungen, Transpondercodierungen, Chipcodierungen, Farbcodierungen oder Formcodierungen sind oder es sich um von einer Steuereinrichtung (26) erzeugte und gegebenenfalls über eine Datenverbindung übertragene Zuordnungen handelt.
  49. 49. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportsystem (35) als Förderbandsystem, Wagensystem, Rollbahnsystem, Schienensystem, Rondellsystem oder Robotersystem ausgebildet ist.
  50. 50. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 45 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß das Magaziniersystem (24) und/oder das Transportsystem (35) eine Codiereinrichtung zur Codierung und entsprechenden Lokalisierung der Formkörper aufweist.
  51. 51. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinrichtung (26) aufweist, die mindestens eine der folgenden Einrichtungen oder Funktionen steuert:

    den Kolbenantrieb (6);

    die Zuführungseinrichtung(en) (13, 14, 15, 16, 16') bzw. ihre Dosiereinrichtung(en);

    die Mischeinrichtung (2); die Formhälften (22, 23) bzw. den Werkzeugantrieb (25);

    das Magaziniersystem (24);

    ein oder mehrere Magazine (34);

    das Transportsystem (35);

    die Prüfeinrichtung(en) (29);

    eine Codiereinrichtung;

    die Codierung von Formkörpern und von Entnahmestellen und/oder Abgabestellen von Magazinen (34);

    die Erfassung, Auswertung, Verarbeitung, Speicherung, Weiterleitung und/oder Ausgabe von Prüfergebnissen.
  52. 52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung (27) aufweist.
  53. 53. Vorrichtung nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) ein Neuronales Netzwerk (28) aufweist.
  54. 54. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) ein Computer, insbesondere ein Mikrocomputer, oder ein Computernetzwerk mit einem zentralen Rechner ist.
  55. 55. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 51 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist oder aufweist.






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