DE2532932A1

DE2532932A1 - Messvorrichtung zur bestimmung des fuellungsgrades einer giessform

Info

Publication number: DE2532932A1
Application number: DE19752532932
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Bucher Guyer AG
Current assignee: Bucher Guyer AG
Priority date: 1974-08-07
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1976-02-19
Also published as: GB1509036A; ATA603275A; FR2281213B1; JPS5141560A; AT351237B; US4038004A; CH570252A5; FR2281213A1

Description

DipL-Ing. Ιί—1Ρ^Γ-:ΐΠαηη Dipl.-ing. v. W'.-.5srsky

München 2, Rosental?
Td. 2ÖO3SSS

Bucher-Guyer AG Maschinenfabrik Niederweningen

(Schweiz)

Messvorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades einer Giessform

Messvorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades einer Giessform, deren Formhälften gegen die Wirkung der unter Druck eingefüllten Giessmasse durch eine aus einem Schliesszylinder und einem Schliesskolben bestehende Schliessvorrichtung gegeneinander abgestützt sind.

Es ist bei Spritzgiessmaschinen zur Verarbeitung von plastifizierbaren Kunststoffen bekannt, auf den Füllungsgrad der Form einflussnehmende Grossen, wie beispielsweise den Einspritzdruck, den Nachdruck, das Dosiervolumen oder die Aushärtzeit nach Massgabe der beim EinspritzVorgang unter

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Wirkung des Massedruckes im Oeffnungssinne gerichteten Relativbewegung zwischen zwei Foririhälften automatisch zu regeln. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Messvorrichtungen am Formwerkzeug anzuordnen, wobei diese die durch den Massedruck erzeugten Form- oder Lageveränderungen des Formwerkzeuges als Signalgrösse registrieren. Messvorrichtungen dieser Art sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Naheliegend ist vor allem der Nachteil, dass bei jedem Formenwechsel die Messvorrichtung mit dem Formwerkzeug gewechselt werden muss und so die empfindlichen Teile der Messvorrichtung der Beschädigungsgefahr ausgesetzt sind. Es kann auch für jedes Formwerkzeug je eine Messvorrichtung vorgesehen sein, was jedoch mit beträchtlichen Mehrkosten ve rbunden ist.

Ferner hat sich gezeigt, dass bei am Formwerkzeug angeordneten Messvorrichtungen die Messung Störfaktoren ausgesetzt ist, welche das Messresultat verfälschen und zu Störungen in den regelfunktionen Anlass geben. So kann beispielsweise die Messung von der von der beheizten Form auf die Messvorrichtung übertragenen Wärme beeinflusst sein.

Störfaktoren sind auch dann feststellbar, wenn die Messvorrichtung an einer der beiden Formaufspannplatten angeordnet ist, weil die unter Wirkung des Schliessdruckes sich einstellende Durchbiegung de^r Formaufspannplatten die Messung beeinflusst.

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Aufgrund der erwähnten Nachteile stellt sich der Erfindung die Aufgabe, die Messung zur Bestimmung des Füllungsgrades der Form unabhängig vom Formenwechsel mit einer ständig an der Maschine verbleibenden Messvorrichtung vorzunehmen, wobei die Messung den im Bereich der Form auftretenden Störeinflüssen entzogen ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst worden, dass ein auf die Relativlage des zum Schliesszylinder beschränkt bewegbaren Schliesskolben ansprechender Messwertgeber vorgesehen ist, wobei ein Geberteil am Schliesszylinder befestigt und ein zweiter Geberteil mit dem Schliesskolben verbunden ist. Gemäss einer bevorzugten Anordnung des Messwertgebers, ist ein Geberteil an einem Zylinderflansch befestigt und der zweite Geberteil mit einem Kolbenhals gekoppelt, wobei vorteilhafterweise diese Koppelung kraftschlüssig ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen berührungslosen Messfühler in drei verschiedenen Anordnungen an einer in Seitenansicht gezeichneten

Schliesseinheit einer Spritzgiessmaschine, Fig. 2 eine der Messfühler-Anordnungen nach Fig. 1 in grösserem Masstab, und

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Fig. 3 in gleicher Darstellungsart wie Fig. 2 eine Messvorrichtung mit Dehnmesstreifen.

Bei einer Schliesseiriheit einer Spritzgiessmaschine ist an Säulen 1 mittels Muttern 2 eine stationäre Formaufspannplatte 3 verankert, die zum Einfahren eines nicht gezeichneten Spritzzylinders mit einer Angussöffnung 4 durchbrochen ist. Mit gleichen Muttern 2 ist am andern Ende der Säulen 1 mit einem Zylinderflansch 5 ein Schliesszylinder befestigt. Ein im Schliesszylinder 6 axial verschiebbarer, ölhydraulisch beaufschlagbarer, aus einem Kolbenkopf 7 und einem Kolbenhals 8 bestehender Schliesskolben 9 und eine bewegliche Formaufspannplatte 10 bilden als feste Einheit den beweglichen Teil eines zusammen mit dem Schliesszylinder 6 bildenden Hubaggregat-e^s-, Die Formaufspannplatten 3 und 10 tragen je eine Formhälfte 11 und 12, die bei Formschluss in einer Formtrennebene 13 einen Formraum 14 umschliessen.

Bei einem mit A bezeichneten Messwertgeber ist, wie die Fig. 2 zeigt, ein Geberteil 15 mit einem permanenten Magneten 16 mit dem Zylinderflansch 5 des Schliesszylinders verbunden. Der mit einer Aussparung 17 und einer Bohrung versehene Geberteil 15 trägt an seiner Unterseite zwei Dichtungen 19. Mit seitlichem Spiel in die Aussparung 17 des Geberteils 15 eingesetzter, zweiter Geberteil 20 haftet mit einem permanenten Magneten 21 am Kolbenhals 8, wobei eine

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aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften bestehende Gleitsohle 22 dazwischen liegt. In dem aus zwei Hälften bestehenden, durch Schrauben 23 zusammengesetzten Geberteil ist ein aus Messpulen bestehender, induktiver Messfühler untergebracht. Bei diesem handelsüblichen Messfühler 24 bilden die beiden Messpulen eine halbe Wheatstonsche Brücke. In einem nicht gezeichneten, über eine Messleitung 25 angeschlossenen Messverstärker sind die Messpulen durch Widerstände zu einer Vollbrücke ergänzt. Die Messpulen sind mit ihren Stirnseiten bündig mit den Seitenwänden des Geberteiles 20. Die Messwertaufnahme erfolgt derart, dass der Scheinwiderstand der Messpulen durch Veränderung von zwei durch die Stirnseiten der Messpulen und der Seitenwände der Aussparung 17 gebildeten Messpalte 26 und 27 beeinflusst wird und dadurch eine relativ kleine Verstimmung der abgeglichenen Brückenschaltung erfolgt. Am Ausgang der Brückenschaltung entsteht eine dieser kleinen Brückenverstxmmung proportionale Messpannung, welche in einem Messverstärker derart um ein Vielfaches linear verstärkt und gleichgerichtet wird, dass einem Anzeige- oder Regelgerät eine als Regelgrösse dienende Spannung zugeführt werden kann.

Vor dem Spritzvorgang wird mit der Hubbewegung des Schliesskolbens 9 die Poririhälfte 11 in der Formtrennebene an der Formhälfte 12 in Anschlag gebracht und mit einer vor-

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bestimmten, gleichbleibenden Zuhaltekraft in Formschluss gehalten. Die Kraft des Magneten 21 ist so bemessen, dass mit der Hubbewegung des Schliesskolbens 9 dessen Kolbenhals 8 den Geberteil 20 vorerst bis zum Anschlag an die rechte Seite des Geberteils 15 verschiebt und anschliessend, bei Aufhebung des Messpaltes 27 stehen lässt.

Beim nachfolgenden Spritzvorgang wird in der Endphase des Füllens im Formraura 14 ein Massedruck wirksam, welcher der konstanten Zuhaltkraft des Schliesskolbens 9 entgegenwirkt und demzufolge zur Tendenz hat, den Schliesskolben in Gegenhubrichtung zu verschieben. Diese Rückhubbewegung darf nur so gross sein, als zur Vermeidung einer unzulässig grossen Gratbildung am fertigen Formling, in der Formtrennebene 13 kein oder nur ein sehr kleiner Formspalt entsteht. Mit der sehr kleinen, relativ zum Schliesszylinder 6 sich vollziehenden Rückhubbewegung des Schliesskolbens 9, wird auch der durch Magnetkraft am Kolbenhals 8 haftende Geberteil 20 mitverschoben, wodurch der vorher bei der Schliessbewegung des Schliesskolbens 9 aufgehobene Messpalt. 27 sich wjsäer bildet und der auf der linken Seite des Geberteiles 20 liegende Messpalt 26 kleiner wird, und zwar beide Messpaltveränderungen genau nach Massgabe des im Formraum 14 herrschenden, der konstanten Zuhaltekraft des Schliesskolbens 9 entgegenwirkenden Massedruckes. Mit der gegengleichen Anordnung der beiden Messpulen zum Geberteil 15 sind

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beide Messpulen an der Messwertbildung beteiligt. Jede Verlagerung des Geberteiles 20 bewirkt eine gleichgrosse, aber gegensinnige Aenderung der Messpalte 26 und 27. Hierdurch werden auch die Spuleninduktivitäten gegensinnig verändert und damit die Messempfindlichkeit summierend vergrössert. Mit dieser Messwertaufnahme des Messwertgebers A sind über ein Regelgerät auf den Füllzustand einflussnehmende Regelgrössen, wie beispielsweise der Einspritzdruck, der Nachdruck, das Dosiervolumen oder die Aushärtzeit regelbar.

Bei einem mit B bezeichneten Messwertgeber ist eine am Kolbenkopf 7 verankerte Stange 28 durch den Bodenteil des Schliesszylinders 6 geführt und erstreckt sich mit ihrem freien Ende durch einen gehäuseartigen Geberteil 29, in dessen Seitenwänden zwei Messpulen 30 eingebettet liegen. Innerhalb des Geberteiles 29 ist ein mit einem Magneten 31 versehener, zweiter Geberteil 32 auf der Stange 28 kraftschlüssig gekoppelt, durch dessen seitliches Spiel zwei Messpalte 33 und 34 vor den beiden Messpulen 30 liegen. Im Gegensatz zum vorher beschriebenen Messwertgeber A, ist beim Messwertgeber B der die Messpulen 30 tragende Geberteil 29 stationär und der den Anker bildende Geberteil 32 beweglich. Funktionell besteht jedoch bei beiden Ausführungsbeispielen insofern kein Unterschied, als auch hier die Rückhubbewegung des Schliesskolbens 9 die Messpalte 33 und 34 gegensinnig verändert und somit zwei Messpulen 30 an der Messwertbildung teilnehmen .

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Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 ein Messwertgeber C dargestellt, bei welchem ein induktiver Messfühler 35 derart in den Zylinderflansch 5 eingesetzt ist, dass dieser bei Formschluss mit dem Kolbenkopf 7 einen Messpalt 36 bildet. Der Messfühler 35 bildet dabei den am Schliesszylinder befestigten Geberteil und der Kolbenkopf 7 deH/zweitem, mit dem Schliesskolben verbundenen Geberteil. Beim Messfühler 35 erfasst nur eine Messpule die Veränderung des Messpaltes 36, während ein Referenzspalt einer zweiten, passiven Spule konstant bleibt. Weil dabei nur ein Brückenzweig der Halbbrücke verstimmt wird, ist der Einfluss auf die gesamte Brückenschaltung und somit die Messempfindlichkeit geringer als bei den Messwertgebern A und B.

Bei einem weiteren Messwertgeber D nach Fig. 3 ist mit Schrauben 37 ein Geberteil 38 am Zylinderflansch 5 befestigt, welcher über dem Kolbenhals 8 eine Oeffnung 39 aufweist. Mittels einer Schraube 40 ist zwischen dem Geberteil 38 und einer Klemmplatte 41 eine Blattfeder 42 festgespannt, die in einer Schlaufe 43 gebogen ist und mit ihrem andern Ende zwischen zwei Stiften 44 an einem zweiten Geberteil 45 verankert ist. Der in der Oeffnung 39 mit seitlichem Spiel zwischen zwei Anschlägen 46 lagernde Geberteil 45 haftet mit einem Magneten 47 am Kolbenhals 8. An der Blattfeder 42 sind zwei Dehnmesstreifen 48 angebracht, die über Leitungen 49 an eine Anschlusstelle 50 angeschlossen sind.

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_ rf _

Mit der Bewegung des Schliesskolbens 9 in die Formschlusstellung wird der am Kolbenhals 8 haftende Geberteil 45 bis an den rechten Anschlag 46 mitverschoben. Die Blattfeder 42 erfährt dabei eine kleine Verbiegung, mit welcher zwischen den beiden Dehnmesstreifen 48 eine Längen- bzw.
Widerstandsdxfferenz eintritt. Mit der beim Einspritzvorgang sich einstellenden Rückhubbewegung des Schliesskolbens 9 verschiebt sich der Geberteil 45 nach Massgabe des im
Formraum 14 herrschenden Massedruckes nach links. Der vorher durch Verbiegung der Blattfeder 42 eingetretene Widerstandsdxfferenz der beiden Dehnmesstreifen 48 ändert sich
entsprechend der Rückverschiebung des Geberteiles 45, bzw. der Rückverbiegung der Blattfeder 42. Der aus der Relativbewegung zwischen Geberteil 38 und Geberteil 45 sich ergebende, durch die Dehnmesstreifen 48 registrierte Messwert
wird einem Messverstärker zugeführt, in welchem die Dehnmesstreifen ebenfalls zu einer Wheatstonschen Brücke geschaltet sein können. Die Schlaufe 43 hat die Aufgabe, die beim Verschieben des Geberteils 45 eintretende Distanzveränderung zwischen den Einspannstellen der Blattfeder 42
auszugleichen.

Allen Ausführungsbeispielen ist das Merkmal gemeinsam, dass der Messwertgeber ausserhalb dem Bereich der Form und deren benachbarten Teile angeordnet ist. Der Messwert-

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geber kann somit unabhängig vom Formenwechsel stets an der Maschine bleiben und die Messungen sind auch nicht den von der Form ausgehenden Störeinflüssen ausgesetzt.

Der Massedruck in der Form, d.h. deren Füllungsgrad ist dann am zuverlässigsten bestimmbar, bzw. regelbar, wenn die Relativbewegung zwischen Schliesskolben und Schliesszylinder ohne Fremdeinflüsse, beispielsweise Verbiegung von Teilen der Schliessvorrxchtung gemessen werden kann. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der Messwertgeber unmittelbar an der Stelle,angeordnet ist, wo die Relativbewegung zwischen Schliesskolben und Schliesszylinder sich direkt vollzieht. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, einen Geberteil am Zylinderflansch und ein zweiter Geberteil des Messwertgebers am Kolbenhals anzuordnen.

Der Messwertgeber wählt bei jeder Messung selbsttätig seine Grundeinstellung, wenn ein Geberteil des Messwertgebers in der Art einer Schleppverbindung in einem begrenzten Bewegungsbereich mit dem Schliesskolben krafts dilüssig gekoppelt ist und durch Anschlag an einem zweiten Geberteil den Kraftschluss mit dem Schliesskolben verliert.

Die erfindungsgemässe Messvorrichtung ist auch bei hydraulisch- mechanischen Schlxessvorrxchtungen, beispielsweise bei Kombinationen mit Kniehebelsystemen anwendbar.

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Claims

Patentansprüche

Messvorrichtung an einer Giessmaschine, mit einem auf Distanzänderungen ansprechenden elektrischen Messwertgeber zur Bestimmung des Füllungsgrades der Giessform, deren Formteile in Schliessstellung mittels wenigstens eines hydraulischen Hubaggregates gegeneinander abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geberteil (15, 29, 35 oder 48) mit dem Schliesszylinder (6) und ein zweiter Geberteil (20, 32, 7 oder 45) mit dem Schliesskolben (9) gekoppelt ist.

Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geberteil (20, 32 oder 45) mit dem Schliesskolben kraftschlüssig gekoppelt ist.

Messvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geberteil gegenüber dem ersten durch Anschläge begrenzt bewegbar ist.

Messvorrichtung nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geberteil mit dem Schliesskolben mittels eines permanenten Magneten (21, 31 oder 47) gekoppelt ist.

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- VfT -

5. Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geberteil (20, 45 oder 32) mit einem Kolbenhals (8) gekoppelt ist.

6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberteil als induktiver Messfühler (20, 29 oder 35) und der andere Geberteil als Anker (15, 32 oder 7) ausgebildet ist, wobei zwischen Messfühler und Anker mindestens ein Messpalt (26, 27 bzw. 33, 34 bzw. 36)vorhanden ist.

7. Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Messwertgeber (A) der Geberteil (20) innerhalb einer Aussparung (17) eines zweiten Geberteils (15) angeordnet ist, wobei zwei Messpulen je ein Messpalt (26 und 27) zugeordnet ist.

8. Messvorrichtung nach Ansprüchen 6 Oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Messwertgeber (B) der Geberteil (29) am Schliesszylinder befestigt ist und der zweite Geberteil· (32) über eine Stange (28) mit dem Schliesskolben kraftschlüssig verbunden ist.

9. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Messwertgeber (D) zwischen dem Geberteil (38) und dem zweiten Geberteil (45) eine Blattfeder (42) gespannt ist, an welcher Dehnmesstreifen (48) angebracht sind.

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10. Messvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Messwertgeber (C) ein Messfühler (35) als Geberteil in den Zylinderflansch (5) eingesetzt ist und bei Formschluss mit dem den zweiten Geberteil bildenden Kolbenkopf (7) den Messpalt (36) bildet.

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