DE2939067A1

DE2939067A1 - Werkstoffinnendruckabhaengige umschaltung von spritz- auf nachdruck bei spritzgiessmaschinen mittels einer umschaltregelung

Info

Publication number: DE2939067A1
Application number: DE19792939067
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5100 Aachen Bongardt; Peter 7220 Schwenningen Hellstern
Original assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Current assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1981-04-02

Description

Werkzeuginnendruckabhängige Umschaltung von
Spritz- auf Nachdruck bei Spritzgießmaschinen Die Erfindung betrifft die werkzeuginnendruckabhängige Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck bei Spritzgießmaschinen mittels einer Umschaltregelung Durch das Umschalten von Spritzdruck auf Nachdruck soll das Material im Werkzeug einerseits zu Beginn der Nachdruckphase einem bestinmten gewünschten Druck ausgesetzt sein, um dem Formteil bestimmte Eigenschaften,wie z. B. gute Ausformung der Formteilkonturen,zu verleihen und andererseits sollen hohe Druckspitzen vermieden werden, die zur Bildung von Schwimmhäuten oder sogar zur Zerstörung des Werkzeugs führen können.
Es ist bekannt, daß die werkzeuginnendruckabhängige Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck dann vorgenommen wird, wenn ein bestimrnter, vorgegebener Umschaltdruck im Werkzeug erreicht ist. Der Umschaltpunkt wird vom Einrichter empirisch, beginnend bei kleinen Drücken solange verschoben, bis sich der gewünschte maximale Druck im Werkzeug am Anfang der Nachdruckphase einstellt.
Bei dieser unmittelbaren Umschaltung hängt der Werkzeuginnendruck zu Beginn der Nachdruckphase stark von maschinen- bzw. umgebungsbedingten Einflüssen ab, die konstant sein müssen, um auf diese Art und Weise einen reproduzierbaren maximalen Werkzeuginnendruck zu Beginn der Nachdruckphase einstellen zu können. Andern sich die Maschinen- bzw. die Umgebungsbedingungen, kann dies zur Bildung von für das Werkzeug gefährlichen Druckspitzen und Schwimmhäuten am Formteil führen.
Temperaturänderungen sowie zwischenzeitlicher Stillstand der Maschine beeinflussen dabei den maximalen Werkzeuginnendruck Das gleiche gilt für Schwankungen der Einspritzgeschwindigkeit bei Maschinen ohne Schneckenvorlaufgeschwindigkeitsregelung.
Bei Maschinen, die eine Einspritzregelung besitzen, muß nach Änderung des Vorlaufgeschwindigkeitssollwertes der Druckumschaltpunkt nachgestellt werden. Bei der direkten werkzeuginnendruckabhängigen Umschaltung von der Elnspritz- auf die Nachdruckregelung erhöht der Nachdruckregler in der Kompressionsphase die Stellgröße (Servonventilspannung) und verstärkt damit die Neigung des Werkzeuginnendrucks, am Ende der Kompressionsphase übe.rzusch-#ingen. Die Einwirkung des Nachdruckreglers auf den #erkzeuginnendruck erfolgt deshalb während der Kompressionsphase in der verkehrten Richtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck so zu regeln, daß ein gewünschter Werkzeuginnendruck zu Beginn der Nachdruckphase reproduzierbar und unabhangig von Umgebungs- oder maschinenbedingten Einflüssen eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck über eine zwischengeschaltete Umschaltregelung stattfindet.
Die Umschaltregelung schaltet sich beim Erreichen eines vorgegebenen Werkzeuginnendrucks, der genügend Sicherheitsabstand von dem während des Einspritzens maximal auftretenden Druck hat, ein und regelt die Steigung des Druckes auf den Sollwert Null, bei dessen Erreichen auf den Nachdruckregler umgeschaltet wird. Der Nachdruckregler regelt dann das vorgegebene Sollwertprofil einschließlich des maximalen Werkzeuginnendrucks ein.
Die Umschaltregelung kann auch, statt die Steigung des Drucks während der Umschaltphase auf den Sollwert Null zu regeln, die Steuerspannung des Servoventils beim Erreichen des Umschaltpunktes abschalten und die Umschaltung auf die Nachdruckregelung bei Erreichen der Werkzeuginnendrucksteigung Nul; vornehmen. an erhält so bezüglich des reproduzierbaren maximalen Werkzeuginnendrucks ähnlich gute Ergebnisse wie bei der Steigungsregelung auf den Sollwert Null. Das Servoventil wird aber wesentlich härter beansprucht, was sich in entsprechenden Geräuschen beim Fahren der Maschine äußert. Die Steigungsregelung erlaubt dagegen eine weiche geräuscharme reproduzierbare Umschaltung in der Kompressionsphase.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der während der Kompressionsphase falsche Regelsinn einer normalen Nachdruckregelung vermieden wird. Durch Einregeln des Steigungssollwertes Null werden dem Nachdruckregler am Ende der Kompressionsphase definierte Anfangsbedingungen geschaffen, aufgrund derer er reproduzierbar und unabhängig von Umgebungs- und Maschineneinflüssen das vorgegebene Sollwertprofil und insbesondere den Werkzeuginnendruck zu Beginn der Nachdruckphase einstellen kann.
So werden einerseits für das Formteil gefährliche Druckspitzen und die Bildung von Schwimmhäuten vermieden, andererseits wird die gute Ausformung der Formteilkonturen sichergestellt. Es muß kein Druckumschaltpunkt mehr gesucht werden, bei dem der gewünschte maximale Werkzeuginnendruck am Ende der Kompressionsphase gerade erreicht wird. Temperaturänderungen und zwischenzeitlicher Stillstand der Maschine haben keinen Einfluß mehr auf den maximalen Werkzeuginnendruck. Das gleiche gilt für Schwankungen der Einspritzgeschwindigkeit bei Maschinen ohne Schneckenvorlaufgeschwindigkeitsregelung. Bei maschinen, ie eine Einspritzregelung besitzen, muß nach Änderungen des Vorlaufgeschwindigkeitssollwertes der Druckumschaltpunkt nicht nachgestellt werden.
Die Funktionen der Erfindung und ihre Einzelheiten sind im folgenden näher beschrieben.
#Es zeigen: Bild 1 den Werkzeuginnendruckverlauf während der Einspritz-, Umschalt- und Nachdruckphase, Bild 2 einen Funktionsplan, der die Steuerfolge für die Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck mit zwischengeschalteter Umschaltregelung wiedergibt.
Der in Bild 1 dargestellte Werkzeuginnendruckverlauf kann be der Umschaltregelung in 4 Abschnitte, A, B, C und D untergliedert werden. Schon während der Einspritzphase A baut sich durch den Fließwiderstand hinter dem Druckaufnehmer ein Werkzeuginnendruck auf. Deshalb muß ein werkzeuginnendruckabhängiger Umschaltpunkt Pwu1 von der Einspritzregelung zur Umschaltregelung gewählt werden, der genügenden Sicherheitsabstand von dem während des Einspritzens maximal auftretenden Druck PwE hat.
In der Zeit zwischen PwE und pwu1 läuft das System im Abschnitt B frei. Nach Erreichen des Umschaltpunktes Pwl wird der Schnekkenvorlaufregler abgeschaltet und der Umschaltregler eingeschaltet. Der Umschaltregler ist ein Steigungsregler für den Werkzeuginnendruck mit Steigungssollwert Null oder auch ein Regler, der die Steuerspannung für das Servoventil auf Null schaltet und dadurch die Steigung des Drucks auf den Wert Null bringt.
Wenn die Steigung des Werkzeuginnendrucks im Abschnitt C Null geworden ist, wird bei dem dann vorhandenen Druck Pwu2 auf den Nachdruckregler umgeschaltet. Der Nachdruckregler regelt das vom Bediener oder vom Optimierprogramm vorgegebene Sollwertprofil einschließlich des maximalen Werkzeuginnendrucks ein.
Dem Funktionsplan in Bild 2 kann die Steuerfolge für die Umschaltung von Spritz- auf Nachdruck mit zwischengeschalteter Umschaltregelung entnommen werden, diehardwaremäßig mit hyb--ider Schaltungstechnik oder auch, wie dies hier geschehen ist, softwaremäßig realisiert werden kann.
~In der Einspritzphase wird die Schneckenvorlaufgeschwindigkeit nach einem vorgegebenen Sollwertprofil gereqelt. Ein Funktionsgenerator erzeugt das Profil, den Geschwindigkeitssollwert SSoll (S) in Abhängigkeit vom Schneckenweg S. Mit einem Differentiator wird der Istwert der Schneckenvorlaufgeschwindigkeit S aus dem Schneckenweg erzeugt.
Ein Komparator C 1 vergleicht während des Einspritzens ständig den Werkzeuginnendruck mit dem Umschaltdruck Pwu1.
Bei Erreichen von #wu1 wird die Schnecken=1orlaufregelung über C 1 abgeschaltet und der Steigungsregler für den Werkzeuginnendruck eingeschaltet.
Ein Komparator C 2 vergleicht die Werkzeuginnendrucksteigung ständig mit dem Sollwert Null und schaltet den Steigungsregler ab und den Nachdruckregler ein, wenn die Werkzeuginnendrucksteigung Null geworden ist.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Werkzeuginnendruckabhängige Umschaltung von SpritzfiJ auf Nachdruck bei Spritzgießmaschinen mittels einer Umschaltregelung dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von Spritzauf Nachdruck über eine zwischen Spritz- und Nachdruckregelung zwischengeschaltete Umschaltregelung stattfindet.
2. Umschaltregelung für die Umschaltung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltregelung sich beim Erreichen eines bestimmten vorgegebenen Werkzeuginnendruckwertes, der genügend Sicherheitsabstand von dem während des Einspritzens im Werkzeug maximal auftretenden Druck hat, einschaltet.
3. Umschaltregelung für die Umschaltung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltregelung nach ihrem Einschalten die Steigung des Werkzeuginnendrucks auf den Sollwert Null regelt oder dies durch einfaches Herunterschalten der Servoventilspannung auf Null erreicht.
4. Umschaltregelung für die Umschaltung nach Patentanspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltregelung beim Erreichen des Drucksteigungswertes Null auf die Nachdruckregelung umschaltet.