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Regelanordnung an einer unter Druck gefüllten Form
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Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung an einer unter Druck gefüllten,
durch eine äußere Zuhaltekraft zusammengeknltenen Form, z. B. bei einer Spritzgießmaschine,
zur Konstanthaltung des Füllvolumens, bei welcher an einem mit der Form verbundenen
Maschinenteil mindestens eine auf die Bewegung der Form unter der Wirkung des Fülldrucks
ansprechende Meßeinrichtung vorgesehen ist, an deren Ausgang ein Regelgerät angeschlossen
it t das auf ein die Füllmassenzuführung beeinflussendes Organ einwirkt
Eine
derartige, beispielsweise durch die DT-OS 23 02 175 bekannte Anordnung besitzt jedoch
den Nachteil, daß die Regelung nicht nur auf die durch den Spritzdruck hervorgerufene
Formänderung der Maschinenteile anspricht sondern auch auf Abmessungsänderungen
in Folge Erwärmung oder Abkühlung. Auf einer Spritz-maschine werden thermoplastische
und duroplastische Kunsstoffe verarbeitet. Es ist hierbei mit einer starken Erwärmung
der beiden Formhälften zu rechnen. Bei Ausdehnung der Formtung, hälften in Folge
Erwärmung spricht dann die MeBeinrichS din ja mit der einen Formhälfte verbunden
ist und sich bei deren thermischen Ausdehnung relativ zur anderen bewegt, an, auch
wenn der Spalt an der Formtrennebene hierbei sich überhaupt nicht verändert hat.
Das hat zur Folge, daß ein von der Mej entspre9chend dieser Bewegung ausgelöstes
Signal in völlig unerwünschter Weise ein entsprechendes Stellglied an der Maschine
verändert, beispielsweise die Lage eines Steuernockens für einen Schalter, der die
Förderschnecke der vorbekannten Einrichtung abschaltet. Das führt schließlich dazu,
daß das Werkstück überspritzt der wird, d. h., der Grat anlTrennebEne wird zu groß.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wirkliche Konstanthaltung
des Füllvolumens zu erreichen durch eine indirekte Messung der Formatmung bzw. Entlastung
der beiden Formhälften an der Trennebene.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das
Regelgerät lediglich die die Zuhalikraft übersteigende Differenz zwischen.
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der der Zuhaltkraft durch den Massedruck in der Form entgegenwirkenden
Fülikraft und der Zuhaltekraft mißt und bei Erreichen eines vorbestimmten positiven
Schwellwerts dieser Differenz ein Ausgangssignal zur Beeinflussung der Spritzmassenzufuhrung
liefert. Es wird also als Regelgröße die Differenz Fülikraft minus Zuhaltekraft,
also der durch die Wirkung des Einspritzdrucks hevorgerufene Rückdruck, direkt oder
indirekt so erfaßt, daß das Regelgerät nur den ueberschuß der Fülikraft gegenüber
der Zuhaltekraft, unabhängig von deren Momentanwert, mißt und bei Erreichen einer
vorgewählten, zulässigen Differenz ein Signal zum Betätigen eines die Spritzmassenzuführung
steuernden Stellglieds, z. B. zum Abstellen derselbep, erzeugt. Die Erfindung geht
davon aus, daß durch den Füllvorgang eine der Zuhaltekraft entgegengesetzt wirkende
größere Kraft entsteht. Diese Kraft versucht das Werkzeug aufzudrücken, wobei gleichzeitig
die Formtrennebene entlastet wird und die durch die Zuhaltekraft elastisch gestauchten
Seitenwände des Werkzeuges ihre ursprüngliche Länge einnehmen, d. h., daß sich die
Foshalften noch dichtend berühren können.
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Die Erfindung bringt nicht nur den Vorteil, daß Längenänderungen die
durch das Erwärmen und Abkühlen des Werkzeuges bzw. der Form und ihrer Umgebung
für denRegelvorgang eliminiert sind, also keine Störgrößen bilden wie bei der vorbekannten
Einrichtung. Außerdem hat die Höhe der Zuhaltekraft, die beiw ielsweise durch Dlverlust
in der Hydraulikanage
absinken kann, keinen Einfluß auf die Schaltdifferenz.
Beim Absinken der Zuhaltekraft ist dann auch die Fülikraft beim Spitzvorgang entsprechend
geringer.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung
einen Druckaufnehmer aufweist, der an einen mit einem Druckmedium gefüllten Druckzylinder
angeschlossen ist, dessen Kolben mit dem einen und dessen Zylindergehäuse mit dem
anderen Teil der Form verbunden ist. Im einfachsten Fall ist dies der Schließzylinder
der Hydraulikanlage der Spritzgißmaschine, der die beiden Formhälften gegeneinander
drückt. Nach dem Schließen der Form, wenn durch die Pumpe der Hydraulikanlage der
Schließzylinder gefüllt und der vorgeschriebene Zuhaltedruck erreicht ist, wird
der Ölstrom gesperrt, beaufschlagt wird.
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so daß der Schließzylinder nicht mehr von ol? b#-Alsdann wird die
Meßeinrichtung eingeschaltet. Der Druckauhehmer mißt dann beispielsweise einen bestimmten
Anfangsdruck p . Das angeschlossene Regelgerät mißt hierbei nach dem Einschalten
der Spritzmassenzuführung lediglich die den Momentanwert übersteigende Druckzunahme
innige des in der Form entstehenden Gegendrucks. Erreicht die Druckzunahme einen
vorbestimmten Wert, wird die Spitzmassenzuführung abgestellt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Meßeinrichtung
als eine an einem die beiden Formteile verbindenden Holm oder dgl.
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angebrachte Dehnungsmeßstreifen-Anordnung ausgebildet sein, die mindestens
einen
in Holmlöngsrichtung und einen quer zur Längsrichtung am Holm befestigten, einen
Zweig einer Meßbrücke bildern Dehnungsmeßstreifen aufweist.
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Bei der erfi ndungsgemdßen Ausführung mit der Druckmeßeiriichtung
kann eine Signalverzögerung vorgesehen sein, um Druckspitzep, die beim Zufahren
oder beim Einspritzen auftreten, abzubauen. Die Zeitverzögerung kann mittels einer
Dämpfung, z. B. eines Potentiometers einstellbar sein.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schemattch dargestellt.
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Bei diesem Ausführunabeispiel sind die beiden Formhälften 7 und 8
zwischen einem an Holmen 6 fest verankerten stationären Formträger 9 und einem durch
denKolben 14 des Schließzylinders 1 in Horizontalrichtung bewegbaren, an den Holmen
6 geführten Formträger 10 in bekannter Weise eingespannt und liegen in der Formtrennebene
11 mit ihren Berührungsflächen plan und dichtend aneinander an. Das Gehäuse des
Schließzylinders 11 ist mit den Halmen 6 und damit mit der anderen Formhälfte 7
fest verbunden. An den durch den stationären Formträger 9 und die Formhälfte 7 hindurch
verhufenden Einspritztrichter 12 ist die Düse eines Plastifizierzylinders einer
beispielsweise durch eingangs genannte
Offenlegungsschrift bekannten
Spritzeinrichtung angeschlossen.
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In der Formschließstellung werden durch die vom Schließzylinder 1
auf die Form ausgeübte Zuhaltekraft die beiden Formhälften 7 und 8 aufeinandergepreßt.
Beim Einspritzvorgang wird im Formnest 13 ein Massedruck wirksam, der der Zuhaltekraft
entgegenwirkt und die beiden Formhälften 7 und 8 auseinanderzudrücken versucht.
Die beim Zufahren und Zusammenpreseen der Form elastisch gestauchten Seitenwände
der Formhälften nehmen unter(der Wirkung des Massedruckes ihre ursprüngliche Länge
wieder ein. Durch die Wirkung des Massedrucks in der Form wxd über den Kolben 14
der Druck des Mediums im Schließzylinder 1 erhöht.
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Mit der im folgenden beschriebenen Einrichtung kann erreicht werden,
daß die beiden Formhälften sich während des Spritzvorganges noch dichtend berühren,
so daß praktisch kein Grat entsteht oder aber day wie beim Stand der Technik, ein
hauchdünner Formspalt zugelassen wird.
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Der in den Zylinder 1 eingebaute Druckaufnehmer 2 mißt nach beendetem
Schließvorgang ständig den in diesem Zylinder herrschenden Druck und gibt beispielsweise
eine analoge Spannung an das Regelgerät 3. Dieser Druck wird vorzugsweise zeitverzögert
gemessen, um Druckspitzen, die beim Zufahren der Form entstehen, abzubauen. Die
Zeitverzögerung kann am Potentiometer 4 eingestellt werden.
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In der bevorzugten Ausführungsform spricht das Regelgerät 3 auf eine
von
dem Druckaufnehmer 2 angezeigte Druckerhöhung nur dann an, wenn diese einem bestimmten
Sollwert der am Schließzylinder 1 gemessenen Druckdifferenz zwischen Fülikraft und
Zuhaltekraft übersteigt. Solange der Massedruck in der Form und damit die von ihm
ausgeübte Füllkraft noch nicht voll wirksam ist, ist bei zunächst noch gleichbleibendem
oder abfallenden Druck im Zylinder 1 die Stellgröße am Rglerausgang 15 zunächst
Null. Das Regelgerät 3 beginnt also immer von 0 nach oben zu zählen und gibt erst
bei Erreichen des eingestellten Schwellwertes, der am Potentiometer 5 eingestellt
werden kann, ein Steuersignal ab. Durch diesesNachfolgen der Steuerung nach unten
wird immer exakt bei Erreichen des vorbestimmten Differenzdruckes geschdtet, gleichgUltig,
welcher Druck vorher geherrscht hat.
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mittels Anstelle einer Druckmessvngldes Druckaufnehmers 2 kann die
erfindungsgemäß zu erfassende Differenzkraft auch durch eine an dem einen Holm 6
angebrachte Dehnungsmeßstreifenanordnung angezeigt werden, die bei dem dargestellten
Beispiel aus dem in Holmlängsrichtung befestigten Dehnungsmeßstreifen 16 und dem
quer zur Längsrichtung des Holms 6 befestigten Dehnungsmeßstreifen 17 besteht. Die
beiden Streifen sind, wie ersichtlich, in den einen Zweig einer an sich bekannten
Meßbrückenschaltung 18 geschaltet, so daß die Brücke auf Wärmedehnungen nicht anspricht,
jedoch Längsdehnungen infolge mechanischer Beanspruchungen anzeigt.
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Über eine Leitung 19, die hier, um den Alternativcharakter dieser
Meßeinrichtung anzudeuten, nur gestrichelt gezeichnet ist, kann die Brücke
mittels
eines Schalters 20 an den Eingang des Regelgerätes 3 angeschaltet werden.