DE2364559C3

DE2364559C3 - Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit Programmiereinrichtung

Info

Publication number: DE2364559C3
Application number: DE2364559A
Authority: DE
Inventors: Jakob Mollis Fehr
Original assignee: Netstal Maschinen AG
Current assignee: Netstal Maschinen AG
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1984-04-05
Also published as: GB1462645A; ATA1059573A; CA1043520A; AT354718B; DE2364559B2; JPS605448B2; FR2216095A1; US3904078A; CH554741A; FR2216095B1; DE2364559A1; IT1007161B; JPS49111964A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Einspritzeinheit der genannten Art ist bekannt aus der Zeitschrift »Kunststoff-Rundschau«, Juli 1968, Heft 7, Seiten 317 bis 323. Nach dem in dieser Veröffentlichung beschriebenen Verfahren wird der Spritzdruck durch Anpassung der Geschwindigkeit an den Füllgrad der Spritzgießform konstant gehalten. Dabei ist ein Druckstoß zum Umschalten erforderlich, da sonst keine korrekte Füllung erzielt wird.

Ausgehend von diestr Vorveröffentlichung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Einspritzeinheit der vorbekannten Art das Umschalten auf Nachdruck und die Nachdruckphase allein aufgrund von Maschinengrößen zu regeln bzw. auszulösen und eine Unstetigkeit im Druckverlauf beim Umschalten von Formfüllphase auf Nachdruckphase zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß als Umschaltdruck, bei dem von der Formfüllphase auf die Nachdruckphase umgeschaltet wird, derjenige auf die Plastifizier- und Einspritzschnecke einwirkende Hydraulikdruck vorgesehen ist, dessen Größe gleich dem ersten gewählten Hydraulikdrjckwert des Nachdruckprogrammes ist

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist im Unteranspruch 2 gekennzeichnet Dadurch ist besonders einfach das Erfassen von Maschinengrößen zur Regelung des Umschaltens möglich.

Eine Weiterbildung der Erfindung zum Sicherstellen, daß bei vorhergehenden Druckgleichheiten nicht zu früh eine Umschaltung erfolgt, kann die Einspritzeinheit durch die im Unteranspruch 3 enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sein. Auf diese Weise kann also erst am Ende des letzten Wegabschnittes der Formfüllphase und nicht schon bei irgendeinem früher liegenden Wegabschnitt die Umschaltung erfolgen.

Da alle sowohl zur Regelung der einzelnen Programmphasen als auch zur Umschaltung von der Formfüllphase auf die Nachdruckphase benutzten Größen maschinengebunden und von der jeweils zur Anwendung gelangenden Spritzgießform unabhängig sind, fallen alle mit dem Einbau von Druckmeßfühlern in die Spritzgießform auftretenden Schwierigkeiten weg. Die Messung des Hydraulikdruckes ist hingegen einiach durchzuführen. In vorteilhafter Weise kann dabei während der wegabhängigen Geschwindigkeitsprogrammpnase der Hydraulikdruck so variiert werden, daß die gemäß Programm dem jeweiligen Wegabschniit entsprechende Hubgeschwindigkeit der Schnecke eingehalten wird. Der während des Einspritzvorganges zunehmende Füllwiderstand überträgt sich auf die Schnecke, wodurch auch der sie vortreibende Hydraulikdruck entsprechend ansteigt. Der vor allem am Ende des Einspritzvorganges auftretende Druckanstieg in der Spritzgießform erzwingt aufgrund der Geschwindigkeitsregelung einen entsprechenden Anstieg des Hydraulikdruckes. Erfindungsgemäß ist nun insbesondere bei Kombination der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen die Anordnung so getroffen, daß auf die Nachdruckphase umgeschaltet wird, wenn der laufend gemessene Hydraulikdruck den vorprogrammierten ersten Hydraulikdruckwert des Nachdruckprogrammes erreicht hat, so daß Druckstöße trotz einwandfreier Formfüllung vermieden werden.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Die Figur zeigt dabei in schematisierter Darstellung in einem axialen Längsschnitt eine Einspritzeinheit einer Kunststofl-Spritzgießmaschine mit den ihr zugeordneten Vorrichtungen zur programmierten Einspritz- und Nachdruckregelung.

Eine Einspritzeinheit 1 weist eine im Plastifizierzylinder 2 arbeitende Plastifizier- und Einspritzschnecke 3, im folgenden Schnecke 3 genannt, auf, deren hinteres durch einen Spritzzylinder 4 hindurchragendes Ende mit einem koaxialen Spritzkolben 5 gekuppelt und durch ein Antriebsaggregat 6 drehbar ist Eine mit der Schnecke 3 axial mitbewegte, drehfeste Platte 7 ist über eine Kolbenstange 8 mit einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung 9 und über eine Zahnstange 10 mit einer Wegmeßvorrichtung 11 verbunden;die Vorrichtungen 9 und 11 sind zur Abgabe von der Messung entsprechenden elektrischen Signalen ausgebildet. An den über ein Servoventil 12 (mit einem nicht gezeichneten Hydraulikdruckgeber) verbundenen Druckraum 4a des Spritzzylinders 4 ist eine Druckmeßvorrichtung 13 ange-

schlossen, die zur Abgabe eines dem Hydraulikdruck; in diesem Druckraum 4a entsprechenden elektrischen Signals ausgebildet ist

Diese Ausgänge der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung 9 und der Druckmeßvorrichtung 13 sind an eine Auswahlvorrichtung 14 angeschlossen, deren Ausgang an einen auf das Servoventil 12 wirkenden Regler 15 angeschlossen ist Der Ausgang der Wegmeßvorrichtung 11 ist an eine Überwachungslogik 16 angeschlossen. Dieser Überwachungslogik 16 ist eine Zeituhr 17 zugeordnet und steht außerdem mit der die übrigen Funktionen der Maschine (wie Formschließen und öffnen etc.) steuernden Steuervorrichtung 18 in Verbindung. Ferner arbeitet die Überwachungslogik 16 mit einer Programmiervorrichtung 19 zusammen, die ihrerseits auf den Regler 15 wirkt.

Die der Einspritzeinheit 1 zugeordnete Programmier-Üoerwachungs- und Regeleinrichtung ist so ausgebildet, daß sich folgender Arbeitsablauf ergibt: Während des Einspritzvorganges wird über den Hydraulikdruck im Druckraum 4a der Spritzkolben 5 und damit die Schnecke 3 axial vorwärts (in der Figur nach links) bewegt, wobei aufgrund der von der Wegmeßvorrichtung 11 und der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung 9 über die Auswahlvorrichtung 14 abgegebenen Istwert-Signale und dem Sollwert-Signal der Programmiervorrichtung 19 ein wegabhängiges Geschwindigkeitsprogramm durchgeführt wird. Durch die Programmiervorrichtung 19 läßt sich jedes gewünschte Geschwindigkeitsprogramm einstellen. Am Ende des letzten Wegabschnittes dieses Einspritz-Geschwindigkeitsprogrammes schaltet die Überwachungslogik 16 (aufgrund eines entsprechenden Signals der Programmiervorrichtung 19) die Auswahlvorrichtung 14 derart um, daß das dieser laufend eingegebene Istwert-Signal der Druckmeßvorrichtung 13 gleichzeitig mit dem von der Programmiervorrichtung 19 kommenden Sollwert-Signal des Hydraulikdruckes zum Regler 15 gelangt, so daß nun ein zeitabhängiges Druck- bzw. Nachdruckprogramm gefahren wird. Auch dieses Programm ist durch die einstellbare Programmiervorrichtung 19 frei wählbar.

Während der geschwindigkeitsgeregelten Formfüllphase wird der Hydraulikdruck über das Servoventil 12 in bekannter Weise so variiert, daß die vorgeschriebene Geschwindigkeit eingehalten wird. Mit steigendem Gegendruck auf die Schnecke 3, als Folge des mit der Formfüllung zunehmenden Füllwiderstandes, steigt auch der Hydraulikdruck hinter dem Einspritzkolben 5 derart an, daß die vorgewählte Geschwindigkeit konstant bleibt

Der Abschluß der Formfüllung ist durch einen Druckanstieg in der Spritzgießform gekennzeichnet Dieser Druckanstieg, der sich als Gegendruck auf die Schnecke 3 fortpflanzt, erzwingt aufgrund der Geschwindigkeitsregelung einen entsprechenden Anstieg des Hydraulikdruckes im Spritzzylinder 4. Dadurch wird es möglich, den Abschluß der Formfüilung und den Formdruckanstieg im Hydraulikdruckverlauf zu verfolgen und letzteren, als Ersatzgröße für den Massedruck in der Spritzgießform, meßtechnisch auszuwerten.

Im beschriebenen Beispiel wird der Hydra.ulikdruckverlauf dadurch nutzbar gemacht, daß der gewünschte Formfülldruck bzw. der entsprechende Hydraulikdruck, der dem ersten Nachdruck entspricht über die Programmiervorrichtung 19 vorgewählt wird. Die Überwachungslogik 16 schaltet dann beim Erreichen des gewählten Druckes über die Auswahlvorrichtung J4 automatisch vom wegabhängigen Geschwindigkeitsprogramm auf das zeitabhängige Druck- bzw. Nachdruckprogramm um.

Wird der vorgewählte Dmck nicht innerhalb des letzten Wegabschnittes des Geschwindigkeitsprogrammes erreicht, so wird das Nachdruckprogramm am Ende dieses Wegabschnittes gestartet Der Umschaltdruck, bei welchem das Geschwindigkeitsprogramm auf das Druckprogramm umgeschaltet wird, entspricht im beschriebenen Beispiel dem ersten gewählten Drucksollwert des Nachdruckprogrammes.

Die beschriebene Einrichtung gestattet durch die Kombination der Geschwindigkeitsregelung mit der Messung des Hydraulikdruckes die Formfüllung aufgrund von Maschinengi\,ßen zu ermitteln. Die benutzten Komponenten sind maschinengebunden und damit nicht von der zur Anwendung gelangenden Form abhängig, wodurch für den Verarbeiter das Problem der an die Spritzgießform gebundenen Druckaufnahme entfällt Neben der automatischen Formfüllüberwachung bilden zwei Einheiten, die sogenannte Überwachungslogik 16 und die Programmiervorrichtung 19, das Kernstück der programmierbaren Regelung, Steuerung und Überwachung. Zweckmäßigerweise ist die technische Ausführung der Überwachungslogik 16 und der Programmiervorrichtung 19 vollelektronisch ausgeführt Es bieten sich daher verschiedene bekannte Programmier- und Speichermöglichkeiten an. Dies sind beispielsweise Kreuzschienenverteiler, digitale Nockenschalter, Halbleiter- oder Kernspeicher mit zentraler Dateneingabe über ein Tastenfeld.

Für eine automatische Programmierung über ein Dateneingabegerät, wie Lochstreifenleser etc sind vor allem Halbleiter- oder Kernspeicher geeignet Die übliche Ausführung der zentralen Dateneingabe hat den Nachteil, daß die einzelnen Größen über eine mehrstellige Ziffer adressiert werden müssen und im allgemeinen, namentlich bei Kernspeichern, die gespeicherten Werte nur auf Abfrage hin zentral angezeigt werden. Dieser Verzicht auf eine Simultananzeige der programmierten Größen wirkt sich auf den Bedienungskomfort nachteilig aus.

Neben einer Ausführung mit digitalen Nockenschaltern, welche die Simultananzeige beinhalten, aber nicht automatisch programmierbar sind, wird im genannten Beispiel eine Speicherorganisation gewählt, die eine Dateneingabe über ein zentrales Tastenfeld gestattet, welche aber die einzelnen Größen über Leuchtziffern simultan darstellen. Eine spezielle Umschaltlogik gestattet eine dezentrale direkte Adressierung über einen Impulstaster oder wie in einer speziellen Ausführung durch das Betätigen eines sich bei der entsprechenden Anzeige befindlichen Reedrelais mittels eines Magneten. Damit ist ein einfaches Überschreiben des Speichers jederzeit über da» Tastenfeld möglich. Die Ausnützung des Vorteiles der automatischen Datenein- und ausgabe über Lochstreifen, Magnetbänder etc. ist neben der dezentralen Adressierung und der Simultanar^eige möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit hydraulisch betätigter Plastifizier- und Einspritzschnecke, mit einer diese über eine Regelvorrichtung beeinflussenden Programmiereinrichtung und mit einer Umschaltvorrichtung zun: druckabhängigen Umschalten von einer wegabhängig geschwindigkeitsgeregelten Formfüllphase auf eine zeitabhängige Regelung des Hydraulikdruckes während der Nachdruckphase, dadurch gekenn ζ e i c h η e t, daß als Umschaltdruck, bei dem von der Formfüllphase auf die Nachdruckphase umgeschaltet wird, derjenige auf die Plastifizier- und Einspritzschnecke (3) einwirkende Hydraulikdruck vorgesehen ist, dessen Größe gleich dem ersten gewählten Hydraulikdruckvert des Nacbdruckprogrammes ist

2. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckraum (4a) des Spritzzylinders (4) eine Druckmeßvorrichtung (13) zur Abgabe eines dem Hydraulikdruck in diesem Druckraum (4a) entsprechenden elektrischen Signales angeschlossen ist, daß diese Druckmeßvorrichtung (13) und eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (9) an einer Auswahlvorrichtung (14) angeschlossen sind, deren Ausgang mit einem Regler (15) verbunden ist, der über ein Servoventil (12) den Hydraulikdruck im Spritzzylinder (4) beeinflußt, und daß der Regler (15) mit der Programmiervorrichtung(19) in Verbindung steht.

3. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Umschalten der Auswahlvorrichtung (14) am Ende des letzten Wegabschnittes der Formfüllphase durch eine von der Programmiervorrichtung (19) gesteuerte Überwachungslogik (18) das über die Auswahlvorrichtung (14) eingegebene Istwert-Signal der Druckmeßvorrichtung (13) mit einem von der Programmiervorrichtung (19) kommenden Solk-ert-Signal des Hydraulikdruckes dem den Spritzzylinder (4) beeinflussenden Regler (15) für ein zeitabhängiges Nachdruckprogramm zuführbar ist.