DE2543447A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des druckes in einer spritzgussmaschine - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Druckes in
• einer Spritzgußiaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Spritzdruckes in einer Spritzgußmaschine, wobei die Schnecke von einem Schneckendruckkolben vorwärts getrieben wird und ebenso eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Die Anforderungen an die Automatisierung von Spritzgußmaschinen mit von einem Schneckendruckkolben vorwärts bewegter Schnecke zur Verbesserung der Produktivität und einer Steigerung der Genauigkeit der geformten Produkte steigen ständig an. Bei bekannten Spritzgußmaschinen dieser Art werden die optimalen Formbedingungen beim Start des Formens eingestellt, die Qualität und Genauigkeit der Abmessungen oder das Gewicht der Produkte verändern sich entsprechend verschiedener äußerer Störungen bei fortschreitender Zeit, so daß die Formbedingungen von Hand nachgestellt werden müssen. Es gibt daher eine Grenze in der Verbesserung der Produktivität und Genauigkeit der geformten Produkte, wenn allein solche Maßnahmen angewendet werden, so daß eine Vorrichtung, welche die Formbedingungen selbsttätig steuert bzw. regelt gegenüber dem bekannten Handsteuerverfahren notwendig und wünschenswert ist.
• Im allgemeinen bestimmen die Temperatur und der Druck des Harzes in der Form die Bedingungen bzw. den Zustand des Harzes in der Form. Die Erfinder haben experimentell nachgewiesen, daß Temperatur und Harzdruck in der Form die Genauigkeit und Qualität der geformten Produkte bestimmen und insbesondere die Temperatur der Form und die Temperatur des Harzes wichtige Parameter sind.
• Die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur ist jedoch in Folge der hohen Totzeit der Regelstrecke schwierig.
• Um daher genau geformte Produkte zu erhalten,wird am besten der Harzdruck gesteuert.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Spritzgußmaschine des eingangs bezeichneten vyps,ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Formdruckes zu schaffen, die äußerst wirksam zur Verbesserung der Produktivität und Genauigkeit der Abmessungen oder des Gewichtes der spritzgußgeformten Produkte ist.
• Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 die schematische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 2 ein BlockdiFgramm der Schaltung bei Verwendung eines Computers, Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsweise des Verfahrens bzw.
• der Vorrichtung und Fig. 4 bis Fig. 6 Diagramme zur Verdeutlichung der Wirksamkeit des Verfahrens bzw. der Vorrichtung.
• In Fig. 1 ist die Form mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, ein in der Form 1 befestigtes Thermoelement zur Messung der Formtemperatur mit 2, mit 3 eine Düse des Zylinders,mit 4 ein in der Düse 3 angeordnetes Tbermoelement zur Temperaturmessung des geschmolzenen Harzes, mit 5 eine Schnecke und mit 6 ein Schneckendruckkolben für den Aufbau des Spritzdruckes. Zur Messung der Temperatur können selbstverständlich auch andere Einrichtungen als Thermoelemente, z. B. ein elektrisches Widerstandsthermometer verwendet werden. Zur Messung der Temperatur des geschmolzenen Harzes können solche Temperaturmeßeinrichtungen auch in der Spitze der Schnecke 5 anstatt in der Düse 3 angeordnet werden. So können die Temperaturen der Form 1 und des geschmolzenen Harzes direkt vor oder während des Einspritzens mit Hilfe der Thermoelemente 2 und 4 gemessen werden. Die gemessenen Werte werden an Verstärkungsregulatoren 7 bzw. 8 geliefert, die diese Werte mit vorher eingestellten Werten vergleichen.
• Falls Unterschiede zwischen diesen Signalen festgestellt werden, wird ein Abweichungssignal erzeugt, das auf den Verstärker 9 gegeben wird.. Das im Verstärker 9 verstärkte Signal wird einem vorherbestimmten Drucksignal aufaddiert, das vorher mittels eines Potentiometers 10 erzeugt bzw.
• eingestellt worden war. Das summierte Signal wird darauf von dem Verstärker auf eine bestimmte Höhe verstärkt, und einem druckregulierenden Servoventil 12 eingegeben, das den Öldruck bestimmt, der auf den Schneckendruckkolben 6 während dieses Schusses einwirkt. Wenn das geschmolzene Harz in die Form 1 eingespritzt wird, wird der Schneckendruckkolben 6, um die Erzeugung von Rippen, Restspannungen etc. in den spritzgußgeformten Artikeln infolge von übermäßigem Druck zu verhindern, von einem geregelten niedrigeren Öldruck vorwärtsbewegt, nachdem eine begrenzte Menge des geschmolzenen Harzes in die Form eingespritzt worden ist.
• Erfindungsgemäß wird dieser geregelte niedrigere Öldruck selbsttätig durch die Ableitung elektrischer Signale aufgebaut. Durch die Regelung des Öldrucks für den Schneckendruckkolben 6, abhängig vom Vorzeichen der Unterschiede in den Temperaturen der Form 1 und des geschmolzenen Harzes mit den entsprechenden vorbestimmten Werten, wird der Harzdruck in Form 1 gesteigert oder erniedrigt, so daß sich das Harz in Form 1 im geeignetsten Zustand befindet. Obwohl das beschriebene Verfahren ein Analogsystem ist, ist es ebenfalls möglich, den die Verstärkung regelnden Teil des oben beschriebenen Systems als Digitalsystem unter Verwendung eines Computers auszubilden. Ein Beispiel eines Blockdiagramma für ein solches System -ist in Fig. 2 dargestellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, werden die Temperaturen der Form 1 des geschmolzenen Harzes mittels der Thermoelemente 2 bzw. 4 gemessen und an einen Analog-Digitalumsetzer 14 über einen flehrwegsckalter 13 geliefert, wo sie in Digitalwerte umgewandelt werden, die wiederum in einen Computer 15 eingespeist werden, in welchem Rechenoperationen mit den digitalen Werten auf der Basis der gemessenen Werte sowohl der Temperaturen, der Kofffizienten zur Modifizierung der Temperaturdifferenz in Druckänderungen, vorgewählten Drücken, etc. ausgeführt wird. Der aufbereitete Digitalwert wird dann in einas Digital-Änalogum setzer 16 umgewandelt und der Analoge rot einer Servooentileinrichtung zur Druckregulierung 12 eingegeben, um so den Öldruck des Schnecken.druckkolbens 6 ähnlich dem in Fig.1 gezeigten Fall zu regeln.
• Unabhängig von Temperaturabweichungen wird durch die Auswahl geeigneter Verstärkungen für eine gegebene Form und ein gegebenes Harz, d. h. durch eine Änderung des Spritzdruckes in geeigneter Übereinstimmung mit Temperaturabweichungen, die Abmessungen oder das Gewicht der spritzgußgeformten Produkte konstant gehalten. Dies ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, wobei die Abszisse die Vergrößerung G und die Ordinate die Abmessung oder das Gewicht D des spritzgußgeformten Produktes darstellt. Es ist offensichtlich, daß die Abmessung oder das Gewicht D der geformten Produkte konstant bleibt, wenn die Vergrösserung G gleich Go ist, sogar wenn sich die Form- oder Harz temperaturen verändern, wie dies durch die Linien a, b oder c dargestellt ist.
• Bei konventionellen Spritzgußmaschinen ändert sich mit steigender Schußzahl N auch die Temperatur T der Form, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Damit verändern sich auch die Abmessungen oder das Gewicht D der geformten Produkte mit steigender Schusszahl N unregelmäßig, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn Jedoch das Spritzgießen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, nimmt die Streuung der Abmessungen oder des Gewichts D der geformten Produkte deutlibh ab und bleibt nahezu konstant, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist, welche die Beziehung zwischen der Abmessung oder dem Gewicht D der geformten Produkte und der Schusszahl N zeigt. Insbesondere im Fall, wo der Wechsel der Formtemperatur beim Beginn des Spritzgießens hoch ist, ist dieser Effekt deutlich, wie dies aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6 hervorgeht.
• Um eine Änderung in den Abmessungen oder dem Gewicht der geformten Produkte infolge eines Temperaturwechsels der Form und des geschmolzenen Harzes zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der Druck, der auf das geschmolzene Harz zur Zeit seines Einspritzens in die Form aufgebracht wird, selbsttätig geändert, indem der Öldruck zum Antrieb des ochneckendruckkolben so gesteuert wird, daß die geformten Produkte eine jeweils konstante Abmessung oder ein gleichbleibendes Gewicht erhalten. Die Ausbeute der Produkte wird daher durch die Vermeidung einer Handregelung gesteigert, die Produktivität wird ebenfalls verbessert.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Regelung des Spritzdruckes in einer J Spritzgußmaschine, wobei eine Schnecke von einem Schneckendruckkolben vorwärts bewegt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Temperaturen des geschmolzenen Harzes und der Form vor oder während des Einspritzens gemessen werden und der Druck für den Schneckendruckkolben zur Zeit des Einspritzens in Abhängigkeit der Abweichung der gemessenen Temperaturen von entsprechenden#vorbestimmten Temperaturen geregelt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Regelung des Einspritzdruckes einer Spritzgußmaschine mit einer Schnecke, die von einem Schneckendruckkolben vorwärtsbewegt wird, dadurch g e k e n n z e i c b n e t , daß an einer Form(1) und einer Düse (3 )der Spritzgußmaschine Temperaturmeßelemente(2, 4) befestigt sind, und die mit diesen Temperaturmeßeinrichtungen gemessenen Temperaturen an entsprechende Verstärkungsregulatoren (7, 8) geleitet werden, wo sie mit entsprechenden vorbestimmten Temperaturwerten verglichen werden und das durch den Vergleich erhaltene Abweichungssignal einem vorher eingestellten Druckeinstellsignal, das von einem getrennt angeordneten Potentiometer (10) stammt, aufaddiert wird und das addierte Signal über einen Verstärker (11) einem drucksteuernden Servoventil (12) eingespeist wird, welches den auf den Schneckendruckkolben (6) wirkenden Druck steuert.
3. 3. Vorrichtung zur Regelung des Einspritzdruckes einer Spritzgußmaschine mit einer Schnecke, die mit einem Schneckendruckkolben vorwärts bewegt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß an der Form (1) und der Düse (3) der Spritzgußmaschine Temperaturmeßeinrichtungen (2,4) vorhanden sind und die gemessenen Temperaturen einem Computer(15)als Digitalwerte über einen Nehrweg#chalter(13) und einen Analog-Digitalumsetzer (14) eingegeben werden, der Computer eine digitale Rechenoperation auf der Basis der beiden gemessenen Temperaturen, der Koeffizienten zur Umwandlung der Temperaturabweichung in eine Druckveränderung, und von eingestellten Druckwerten etc. durchführt und danach der Digitalwert durch einen Digital-Analogumsetzer (16) umgewandelt und einem drucksteuernden Servoventil zugeleitet wird, das den auf den Schneckendruckkolben(6) ausgeübten Druck steuert.