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Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von formbaren Werkstoffen
auf Spritzgießmasohinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das an SpritzgieB-maschinen
rür die Verarbeitung von Plast-, Elast und anderen formbaren Werkstoffen eine weitgehende
Anpassung des Werkzeugfüll-und. Nachdruckvorganges an Gegebenheiten des Werkzeuges
sowie der geforderten Spritzgußteilchencnarakteristik erlaubt, und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Aufgabe des Nachdruckes besteht darin, die durch den Prozeßverlauf
bedingte Volumenschrumpfung im Spritzling auszugleichen, um Einfallstellen zu vermeiden
und die durch den Werkzeughohlraum vorgegebenen Abmessungen zu verwirklichen. Dabei
ergibt sich die Gefahr einer Überladung des Werkzeughohlraumes, wenn die Umschaltung
von Füliv auf Nachdruckphase nicht rechtzeitig erfolgt und/oder Nachdruckhöhe und-zeit
nicht richtig bemessen werden.Spannungskonzentration im Angußbereich mit daraus
resultierender Rißempfindlichkeit, Verwerfungen oder Verzug im Spritzgußteil nach
erfolgter Entformung sind die Folge.
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Bekannte Verfahren für die Umschaltung von Einspritz-auf Nachdruckphase
nutzen die vom Einspritzglied oder Antrieb abgeleiteten GröBen Weg, Zeit und Druck
und/oder gehen von dem sich im Werkzeug aufbauenden Svritzdruck aus.
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Dabei wird eine bestimmte Stellung des Einspritzgliedes, z. B. Spritz-oder
Schneckenkolben, oder der Ablauf einer vorgegebenen Grundzeit für den Einspritzvorgang
und/oder der sich im Werkzeug einstellende Absolutdruck genutzt.
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Diese Verfabren besitzen wesentliche Nachteile durch die Tatsache,
daß die angeführten Größen Weg, Zeit und Druck durch verschiedene Faktoren, wie
die Besohaffenheit der Plastschmelze, Dosierungsgleichmä#igkeiten, Charakteristika
der
Spritzdüsen, dem Aufbau des Werkzeuges und davon insbesondere des Angusses oder
den Temperierbedingungen beeinflußt werden, wodurch eine Reproduzierbarkeit dar
Umachaltung von Füll- auf Nachdruckphase sowohl für die einzelnen Arbeitszyklen
bei einer bestimmten Maschineneinstellung als auch bei unterschiedlichen Maschineneinstellungen
und veränderten konstruktiven Gegebenheiten von Spritzgießmaachinen und Werkzeug
mit ausreichender Genauigkeit nicht gewährleistet ist.
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Wird der innere Spritzdruck im Werkzeughohlraum als Stellgröße fdr
die Umachaltung von Füll- auf Nachdruckphase benutzt, sind Fehlmeldungen möglich,
da der Absoluwert des Druckes stark von den Einbaubedingungen des MeBwertgebers
abhängt, gleichfalls ein Temperatureinfluß besteht, eine Eichung somit in jedem
Fall erforderlich ist und darüber hinaus die beim Werkzeugrüllvorgang erstarrende
Schmelze eine Kraftübertragung auf das Druckme#glied behindert.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, gleicbbleibende qualität der
gespritzten Werkstücke bei vorgegebener Maschineneinstellung zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei welchem in die Maschinenablaufsteuerung
und/oder Programmiereinrichtung prozeßabbängig ein durch die beendete Werkzeugfüllung
charakterisiertes Signal eingeleitet wird.
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Erfindungsgemä# wird die Aufgabe durchd ein Verfahren geldst, nach
welche durch die nach beendeter Füllung des Werkzeughohlraumes durch Kompression
des eingespritzten Materiala auftretendeDroMaer!,teehaiaohdifferenziert, der Ausgang
für Folgefunktionen in der Maschinenablaufsteuerung und/oder Programmiereinrichtung
gebildet wird. Genutzt wird dabei die aich im Druckverlauf ergebende Unstetigkeit
nach erfolgter Füllung des Werktzeuges.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens sieht
ein an sich bekanntes, aus der Verbindung elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente
bestehendes Differenzierglied vor, welches in Korrespondenz mit einem vorzugsweise
elektrischen oder elektronischen Schalter mit einstellba. rem Scbwellwert steht.
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Dem Schnellwertschalter wird der technisch differenzierte Wert des
Druckes oder eine davon abgeleitete GröBe, beispielsweise die mögliche Form~ oder
Lageänderung von im KraftfluB liegender Bauelemente der Maschine dder des Werkzeuges
zugeleitet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens gewährleisten bei vorgegebener Mascbineneinstellung an Spritzgie#maschinen
gleichbleibend gute Qualität der Spritzgußteile. Die Anpassungsfähigkeit der Spritzgießmaschine
an die Gegegebenheiten der Werkzeuge wird wesentlich erhöht, wodurch eine bessere
Maschinenauslastung bei gleichzeitig verbesserter Spritzgu#teilqualität ermöglicht
wird. Bine unvollkommene Ausbildung des Spritzgußteiles durch Unterfüllung des Werkzeughohlraumes,
Spannungen im SpritzguBteil, welche bei herkommlichen Verfabren durch Uberladung
des Werkzeughohlraumes nicht ausgeschlossen werden konnten, werden erfindungsgemäß
vermieden.
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FUr die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind F des Meßwertgebers
fur die Druckänderung oder einen davon abgeleiteten Analogwert nicht mehr erforderlich.
Die Kontrolle der Einrichtung beschränkt sich auf f deren Funktionsfähigkeit.
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Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigen :
Fig. 1 die Spritzeinheit einer SpritzgieBmascbine,
das dazugehörige Spritzgießwerkzeug und die fUr die e Durchführung des erfindungagemäßen
Verfahrens erforderlichen Einrichtungen in schematischer Darstellung, Fig. 2s die
zeitlichen Druckverläufe im hydraulischen Antrieb für das Einspritzglied und im
terkzeughohlraum, Fig. 3 : den Druckverlauf im Werkzeughohlraum, technisch differenziert
im Bereich der Unstetigkeit.
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Bei Auflösung des Einspritzvorganges wird der hydrauliche Antrieb
1 des Einspritzgliedes 2 mit Drucköl beaufschlagt. Der durch Maschinen- und Werkzeugkonstruktion
sowie durch Beschaffenheit des zu verarbeitenden Werkstoffes 3 bedingte Arbeitswiderstand
führt zu einem Druckaufbau entsprechend Kurve 5 nach Fig. 2 im hydraulischen Antrieb
1 bereits bevor die Füllung des Werkzeughohlraumes 4 mit dem dadurch verursachten
Druckaufbau gemä# Kurve 5 nach Fig. 2 beginnt.
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Die Unstetigkeit 6 im Druckverlauf nach Kurve 7 kennzeichnet den Ubergang
von einer Bewegungs-in eine Ruhephase des Einspritzgliedes 2. Diese Ubergangsphase
tritt in jedem Falle als plötzliche Druckänderung 6 im Werkzeughohlraum 4 auf und
kann von einem Meßwertgeber 8 aufgenommen und dem im wesentlichen aus Kondensator
9 und Potentiometer 10 bestehenden Differenzierglied zugeführt werden.
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Ebenso ist es möglich, die von Meßwertgebern aufgenommenen Form-und
Iageinderungen beispielsweise von Bauteilen des Werkzeuges oder der Schlie#einheit
für die technische
Differentiation auszunutzen. Auch die Nutzung
des plötzlichen Druckanstieges im hydraulischen Antrieb für das Einspritzglied ist
denkbar.
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Die technische Differentiation des Differenziergliedes führt am Schalter
11 mit einstellbarem Schwellwert zu einem Eingangsimpuls 12 gemäß Fig. 3 und löst
je nach eingestelltem Schwellwert am Schalter 11 dessen Kippung aus. Die Minstellung
des Schwellwertes kann dabei auch am Potentiometer 10 erfolgen. Die Kippung des
Schalters 11 bedingt ein Signal, welches an die Maschinenablaufsteuerungen 13 und/oder
Programmiereinrichtung 14 weitergeleitet, Folgefunktionen innerhalb des Verfahrensablaufes
auslöst.