DE3038812C1 - Plastic injection device with a pressure sensor emitting an output signal proportional to the hydraulic pressure - Google Patents

Description

Zudem kann auch das erfindungsgemäße Druckmeß- In addition, the pressure measurement according to the invention can also

gerät noch nachträglich. an Einspritzvorrichtungen von Spritzgießmaschinen installiert werden, die lediglich mit einem am Hydraulikzylinder angeschlossenen Druckmeßgerät in Form eines angeschraubten Manometers versehen sind. In diesem Fall wird das Manometer entfernt und an gleicher Stelle mit einer entsprechenden Schraubverbindung der Eingang der Übersetzungsanordnung des Druckmeßgerätes der neuen Spritzgießmaschine angeschlossen.is still retrofitted. on injection devices of injection molding machines be installed, which is only connected to a hydraulic cylinder Pressure measuring device are provided in the form of a screwed-on manometer. In this case the manometer is removed and in the same place with a corresponding screw connection the input of the translation arrangement of the pressure measuring device of the new injection molding machine connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Es zeigt Fig. 1 eine Prinzipsskizze der Einspritzvorrichtung mit angeschlossenem Druckmeßgerät, F i g. 2 ein Blockschaltbild des Druckmeßgerätes von Fig.1 und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Druckmeßgerätes von F i g. 1 und 2. An embodiment of the invention is shown in the drawings 1 shows a schematic diagram of the injection device with an attached Pressure measuring device, FIG. 2 shows a block diagram of the pressure measuring device from FIG. 1 and FIG. 3 is a perspective view of the pressure measuring device of FIG. 1 and 2.

Die Einspritzvorrichtung 10 gemäß F i g. 1 setzt sich im wesentlichen aus einem Antriebskolben 11 und einem Hydraulikzylinder 12 zusammen, die gemeinsam das Antriebsteil 13 bilden. Ferner setzt sich die Einspritzvorrichtung 10 aus einem Arbeitszylinder 14 und einem darin geführten Arbeitskolben 15 zusammen, die gemeinsam das Arbeitsteil 16 bilden. Der Arbeitskolben 15 kann auch durch eine in den Arbeitszylinder 14 eingreifende Arbeitsschnecke ersetzt werden. Das Arbeitsteil 16 weist außerdem noch einen Trichter 17 zum Einfüllen der plastischen Massen auf, und das Austrittsende 18 seines Arbeitszylinders 14 endet in der Eingießmündung 19 einer im vorliegenden Fall zweiteiligen Spritzgießform 20. The injection device 10 according to FIG. 1 essentially sits down from a drive piston 11 and a hydraulic cylinder 12 together, which together form the drive part 13. Furthermore, the injection device 10 consists of a Working cylinder 14 and a working piston 15 guided therein together, which together form the working part 16. The working piston 15 can also be inserted into the working cylinder 14 intervening worm worm to be replaced. The working part 16 also has another funnel 17 for filling in the plastic masses, and the outlet end 18 of his working cylinder 14 ends in the pouring mouth 19 of one in the present Case of two-part injection mold 20.

Der im Hydraulikzylinder 12 von einem Antriebsaggregat erzeugte Druck beaufschlagt den Antriebskolben 11. Dieser Arbeitsdruck wird auf das insgesamt mit 21 bezeichnete Druckmeßgerät übertragen, welches über einen Druckmeßwertgeber 22 und eine Leitung 23 mit dem Hydraulikzylinder 12 in Verbindung steht Nachfolgend wird der Durchmesser des Antriebslcolbens 11 mit D und der Durchmesser des Arbeitskolbens 15 mit dbezeichnet Der Antriebsdruck im Hydraulikzylinder 12 wird mit PA und der Spntzgießdrudc vor dem Arbeitskolben 15, der gleich dem Spritzgießdruck in der Spritzgießform20 ist, wird Psgenannt Unter der Voraussetzung, daß die den Antriebskolben 11 mit dem Arbeitskolben 15 verbindende Isolbenstange 24 starr ist, muß das Produkt aus dem Druck PA und der Fläche des Antriebskolbens 11 gleich dem Produkt aus dem Spritzgießdruck Ps und der Fläche des Arbeitskolbens 15 sein. Hieraus ergibt sich die mathematische Beziehung Hieraus folgt Wird beispielsweise ein Antriebskolbendurchmesser D von 180 mm, ein Arbeitskolbendurchmesser d von 40 mm und ein Antriebsdruck im Hydraulikzylinder 12 von 60 bar zugrundegelegt, so ergibt sich der Spritzgießdruck Psin der Spritzgießform 20 zu 1215 bar.The pressure generated in the hydraulic cylinder 12 by a drive unit acts on the drive piston 11. This working pressure is transmitted to the pressure measuring device designated as a whole by 21, which is connected to the hydraulic cylinder 12 via a pressure transducer 22 and a line 23 D and the diameter of the working piston 15 is denoted by d. The drive pressure in the hydraulic cylinder 12 is called PA and the injection molding pressure in front of the working piston 15, which is equal to the injection molding pressure in the injection mold 20, is called P, provided that the connecting piston 11 with the working piston 15 is connected Isolbenstange 24 is rigid, the product of the pressure PA and the area of the drive piston 11 must be equal to the product of the injection molding pressure Ps and the area of the working piston 15. This gives the mathematical relationship It follows from this If, for example, a drive piston diameter D of 180 mm, a working piston diameter d of 40 mm and a drive pressure in the hydraulic cylinder 12 of 60 bar are taken as a basis, the injection molding pressure Ps in the injection mold 20 is 1215 bar.

Geht man mit den vorgenannten Werten in das Blockschaltbild der F i g. 2 so ergibt sich folgendes: Der vom Druckmeßwertgeber 22 aufgenommene Druck des Hydraulikzylinders 12 wird über die Leitung 23 auf einen Verstärker 25 übertragen. Der Verstärker 25 ist mit einer Übersetzungsanordnung 26 verbunden. Auf diese Übersetzungsanordnung 26 wirkt ein Zahlenstellwerk 27 für die Eingabe des Zahlenwertes in Millimetern des Durchmessers D des Antriebskolbens 11 ein sowie ein weiteres Zahlenstellverk 28 für den Zahlenwert in Millimetern des Durchmessers d des Antriebskolbens 15. Die Übersetzungsanordnung 26, deren- Eingang 29 mit dem Verstärker 25 und damit mit dem Hydraulikzylinder 12 gekuppelt ist, bildet das Quadrat des Quotienten der Durchmesser D/d und damit der Flächen von Antriebskolben 11 zu Arbeitskolben 15 und multipliziert diesen Wert mit den am Eingang 29 anstehenden - hier verstärkten - Druck PA im Hydraulikzylinder 12. Dadurch steht am Ausgang 30 der Übersetzungsanordnung 26 der Druck Ps in der Spritzgießform 20 an. Dieser wird durch das Element 31 angepaßt und sodann mit einem Signalgeber 32 gekuppelt, der bei Erreichen und/oder l Überschreitung eines Grenzwertes das Antriebsteil 13 abschaltet. Dabei ist unter dem Begriff »Abschalten« ein Betriebszustand des Antriebsteils 13 zu verstehen, der jedem Wert des Druckes im Hydraulikzylinder 12 zwischen »drucklos« und »dem erreichten Grenzwert« entsprechen kann. If you go to the block diagram of F with the aforementioned values i g. 2 the following results: The pressure recorded by the pressure transducer 22 of the hydraulic cylinder 12 is opened via the line 23 an amplifier 25 transmitted. The amplifier 25 is connected to a translation arrangement 26. To this translation arrangement 26 acts a number interlocking unit 27 for entering the numerical value in millimeters of the diameter D of the drive piston 11 and a further number setting means 28 for the numerical value in millimeters of the diameter d of the drive piston 15. The translation arrangement 26, whose input 29 to the amplifier 25 and thus is coupled to the hydraulic cylinder 12, forms the square of the quotient of the Diameter D / d and thus the surfaces from the drive piston 11 to the working piston 15 and multiplies this value with the value present at input 29 - amplified here - Pressure PA in the hydraulic cylinder 12. As a result, the output 30 of the translation arrangement is available 26 the pressure Ps in the injection mold 20. This is adapted by the element 31 and then coupled to a signal generator 32 which, when reached and / or exceeded l the drive part 13 switches off a limit value. The term "switch off" to understand an operating state of the drive part 13, each value of the pressure correspond in the hydraulic cylinder 12 between "pressureless" and "the limit value reached" can.

Außerdem ist am Ausgang 30 der Übertragungsanordnung 26 parallel zur Signalgeberanordnung 32 ein zweiter Druckanzeiger33 angeordnet, der im vorliegenden Fall eine Digitalanzeige 34 beinhaltet, die jedoch auch als ein Analoganzeiger ausgebildet sein kann.In addition, at the output 30 of the transmission arrangement 26 is parallel to Signal transmitter arrangement 32, a second pressure indicator 33 is arranged, which in the present Case includes a digital display 34, which, however, is also designed as an analog display can be.

Die Übersetzungsanordnung 26 ist im vorliegenden Fall als elektronisches Spannungsangleichungsgerät ausgebildet, d. h., daß die an seinem Eingang 29 anstehenden Drücke sowie die an den Zahlenstellwerken 27 und 28 eingestellten Durchmesserangaben von Antriebskolben 11 und Arbeitskolben t5-in eine geringe Spannung umgeformt, übersetzt und zum Ausgang 9 geleitet und der dortige Spannungswert in Millivolt dem Signalgeber 32 und dem zweiten Druckanzeiger 33 mit seiner Digitalangabe 34 in Form eines vom Anpaßelemeint31 übersetzten Druckwertes in bar zugeleitet wird. The translation arrangement 26 is electronic in the present case Voltage equalization device formed, d. that is, the pending at its input 29 Press and the diameter information set on the number interlocking devices 27 and 28 of drive piston 11 and working piston t5-transformed into a low voltage, translated and passed to output 9 and the voltage value there in millivolts is sent to the signal generator 32 and the second pressure indicator 33 with its digital indication 34 in the form of a dated Anpaßelemeint31 translated pressure value in bar is supplied.

In Fig.3 ist das insgesamt in Fig.1 mit 21 bezeichnete Drucluneßgerät dargestellt. Das Zahlenstellwerk 27 für die Einstellung des Durchmessers D des Antriebskolbens 1X besteht im vorliegenden Fall aus einem von Hand betätigbaren Einstellrad 35, welches im Gegensatz zum Blockschaltbild der Fig. 2 mit einer analogen Ziffernanzeige 36 zu versehen ist. In FIG. 3, the pressure measuring device designated as a whole in FIG. 1 with 21 is shown shown. The number setting mechanism 27 for setting the diameter D of the drive piston 1X consists in the present case of a manually operated dial 35, which, in contrast to the block diagram of FIG. 2, has an analog numeric display 36 is to be provided.

Das Einstellwerk 28 für die Eingabe des Durchmessers d des Arbeitskolbens 15 weist insgesamt drei Einstellräder 37 auf, die mit einer digitalen Zifferuanzeige 38 gekuppelt sind. Die digitale Ziffernanzeige für den Spritzdruck Psist mit 34 und die digitale Ziffernanzeige für den Antriebsdruck PA im Hydraulikzylinder t2 ist mit 39 bezeichnet Außerdem weist das Gerät einen Stecker 49 zum Anschluß an eine nicht dargestellte Spannungsquelle eines Stromnetzes auf, um die vorbeschriebenen mechanischen Werte in Spannungen zu übersetzen und der Übersetzungsanordnung 26 zuzuleiten. The setting mechanism 28 for entering the diameter d of the working piston 15 has a total of three setting wheels 37 with a digital number display 38 are coupled. The digital numeric display for the spray pressure Psist with 34 and the digital display for the drive pressure PA in the hydraulic cylinder t2 is denoted by 39 In addition, the device has a plug 49 for connection a voltage source, not shown, of a power grid to the previously described to translate mechanical values into tensions and the translation arrangement 26 forward.

Wie aus F i g. 1 in Verbindung mit F i g 3 ersichtlich wird, kann das Prinzip der Druclwießvorrichtung auch ohne weiteres auf bekannte Einspritzvorrichtungen übertragen werden. Hierzu ist lediglich erforderlich, das Gerät gemäß F i g. 3 mit seinem Druckmeßwertgeber 22 mit dem Hydraulikzylinder 12 des Antriebsteiles 13 in druckübertragender Form zu verbinden. As shown in FIG. 1 in connection with FIG. 3 can be seen the principle of the Druclwießvorrichtung easily on known injection devices be transmitted. For this it is only necessary to switch the device according to FIG. 3 with its pressure transducer 22 with the hydraulic cylinder 12 of the drive part 13 in to connect pressure-transmitting form.

Dabei versteht es sich, daß der im vorliegenden Fall dargestellte Arbeitskolben 15 ohne weiteres durch eine Arbeitsschnecke ersetzt werden kann. It goes without saying that the one shown in the present case Working piston 15 can easily be replaced by a working worm.

Claims (1)

Patentanspruch: Kunststoff-Einspritzvorrichtung, mit einem aus einem Antriebskolben und einem Hydraulikzylinder bestehenden Antriebsteil, mit einem eine Gießform mit plastifiziertem Kunststoff füllenden, einen Arbeitszylinder und einen darin geführten Arbeitskolben oder eine darin eingreifende Arbeitsschnekke aufweisenden Arbeitsteil und mit einem ein dem Hydraulikdruck im Hydraulikzylinder proportionales Ausgangssignal abgebenden Druckmeßwertgeber, der mit einem Druckanzeiger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckmeßwertgeber (22) und dem Druckanzeiger (33) eine Übersetzungsanordnung (26) angeordnet ist, die eine Vorrichtung (27,28) zur Eingabe des Wertes für den Durchmesser (D) des verwendeten Antriebskolbens (11) einerseits und für den Durchmesser (d) des verwendeten Arbeitskolbens (15) bzw. der verwendeten Arbeitsschnecke andererseits aufweist und in der der Wert des Ausgangssignals entsprechend dem Quadrat des Verhältnisses des Durchmessers (D) des Antriebskolbens (11) zum Durchmesser (d) des Arbeitskolbens (15) bzw. der Antriebsschnecke umgeformt wird Die Erfindung betrifft eine Kunststoff-Einspritzvorrichtung, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Claim: Plastic injection device, with one of one Drive piston and a hydraulic cylinder existing drive part, with a one Casting mold with plasticized plastic filling, a working cylinder and a having working piston guided therein or a working worm engaging therein Working part and with a one proportional to the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder Output signal emitting pressure transducer connected to a pressure indicator is, characterized in that between the pressure transducer (22) and the pressure indicator (33) a translation arrangement (26) is arranged which has a device (27, 28) for entering the value for the diameter (D) of the drive piston (11) used on the one hand and for the diameter (d) of the working piston (15) or of the worm used, on the other hand, and in which the value of the output signal corresponding to the square of the ratio of the diameter (D) of the drive piston (11) reshaped to the diameter (d) of the working piston (15) or the drive worm The invention relates to a plastic injection device according to the Preamble of claim 1. Durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgewordene Einspritzvorrichtungen dieser Art sind mit dem Nachteil behaftet, daß lediglich der Druck im Hydraulikzylinder am Druckanzeiger abgelesen werden kann. Injectors that have become known through prior public use of this type have the disadvantage that only the pressure in the hydraulic cylinder can be read on the pressure indicator. Über den in der Spritzgießform herrschenden Druck während des Arbeitsvorganges gibt das Druckmeßgerät keine Auskunft. Aus diesem Grunde kann der Druck in der Spritzgießform allenfalls tabellarisch aus entsprechenden Diagrammen ermittelt werden, die jedoch oftmals gar nicht vorhanden sind und/oder je nach Qualifikation der Bedienungsperson nicht in jedem Fall von dieser gelesen werden können. In jedem Fall hängt daher die rechtzeitige Abschaltung der Spritzgießmaschine bei Erreichung eines Grenzwertes von der Bedienungsperson und deren Qualifikation ab, wobei zuweilen Schäden der Spritzgießfornm durch eine Drucküberschreitung nicht auszuschließen sind.About the pressure prevailing in the injection mold during the work process the pressure gauge does not provide any information. Because of this, the pressure in the injection mold may be determined in tabular form from corresponding diagrams, which however often do not exist at all and / or depending on the qualifications of the operator cannot be read from this in every case. In any case, therefore, depends the timely shutdown of the injection molding machine when a limit value is reached depends on the operator and their qualifications, sometimes causing damage to the Injection molds cannot be ruled out if the pressure is exceeded. Eine direkte Druckmessung an der Spritzgießform wird zwar seit längerer Zeit in der Fachliteratur diskutiert, ist jedoch mit einem erheblichen Aufwand verknüpft Es sind schließlich Sicherheitsvorrichtungen für die Einspritzeinheit einer Spritzgießmnschine bekannt (DE-OS 2205044; »Kunststoff-Plastics«, 1973, Heft 5, Seiten 31 bis 33), die jeweils ein in einfacher Weise noch nachträglich zu installierendes Sicherheitsorgan enthalten, welches ohne den Einsatz einer Bedienungsperson eine Abschaltung beim Auftreten kritischer Drücke der einzuspritzenden Kunststoffmasse selbsttätig vornimmt So ist zum Beispiel bei der Vorrichtung gemäß der DE-OS 22 05 044 am Arbeitszylinder benachbart der Düse ein Druckmeßwertgeber vorgesehen. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch der Nachteil, daß die Messung der Drücke in der im Arbeitszylinder enthaltenen, einzuspritzenden Masse als Referenzdrükke für die in der Spritzgießform beim Einspritzen der Masse auftretenden Drücke aufgrund von Viskositätsunterschieden und anderer Inhomogenitäten in der einzuspritzenden Masse sowie von Druckunterschieden innerhalb der Masse meßtechnisch sehr schwierig ist. A direct pressure measurement on the injection mold has been used for a long time Discussed time in the specialist literature, however, is associated with considerable effort Finally, there are safety devices for the injection unit of an injection molding machine known (DE-OS 2205044; "Kunststoff-Plastics", 1973, issue 5, pages 31 to 33), each of which has a safety device that can be installed subsequently in a simple manner included, which shutdown without the use of an operator Occurs critical pressures of the plastic mass to be injected automatically For example, in the device according to DE-OS 22 05 044 on the working cylinder a pressure transducer is provided adjacent to the nozzle. In this known device However, there is the disadvantage that the measurement of the pressures in the working cylinder contained, to be injected mass as a reference pressure for the in the injection mold the pressures occurring when the mass is injected due to differences in viscosity and other inhomogeneities in the mass to be injected as well as pressure differences is very difficult to measure within the mass. Dieses Problem wird bei der Vorrichtung gemäß »Kunststoff-Plastics« (a. a. 0.) dadurch umgangen, daß der Hydraulikdruck im Hydraulikzylinder als Referenzdruck für den Druck in der Spritzgießform gemessen wird. Es ist nun in der Praxis üblich, daß beim Betreiben einer Spritzgießmaschine Antriebsteile und Arbeitsteile von Einspritzvorrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden. Hierdurch werden aber infolge der Änderungen in den Abmessungen von Antriebskolben und Arbeitskolben die Werte der Druckanzeige verändert.This problem is with the device according to "Kunststoff-Plastics" (a. a. 0.) bypassed that the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder as a reference pressure for the pressure in the injection mold is measured. It is now customary in practice that when operating an injection molding machine, drive parts and working parts of injection devices with different dimensions can be used. But this will result the changes in the dimensions of the drive piston and working piston are the values the pressure display changed. Ausgehend von den vorbekannten Vorrichtungen besteht daher die der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe darin, einenur einen verhältnismäßig geringen Bauaufwand erfordernde Druckanzeige zu schaffen, welche unabhängig von der Geometrie von Antriebskolben und Arbeitskolben gleichermaßen zuverlässig in der Lage ist, eine hinreichend genaue Angabe eines Referenzdruckes für den Form-Innendruck zu liefern. Based on the previously known devices, there is therefore the Registration underlying task is only a relatively minor one To create a pressure gauge which requires construction effort and is independent of the geometry of the drive piston and working piston is equally capable of a sufficiently precise specification of a reference pressure for the internal pressure of the mold deliver. Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Druckmeßwertgeber und dem Druckanzeiger eine Übersetzungsanordnung angeordnet ist, die eine Vorrichtung zur Eingabe des Wertes für den Durchmesser des verwendeten Antriebskolbens einerseits und für den Durchmesser des verwendeten Arbeitskolbens bzw. der verwendeten Arbeitsschnecke andererseits aufweist und in der der Wert des Ausgangssignals entsprechend dem Quadrat des Verhältnisses des Durchmessers des Antriebskolbens zum Durchmesser des Arbeitskolbens bzw. der Antriebsschnecke umgeformt wird. According to the invention this object is achieved in that a translation arrangement between the pressure transducer and the pressure indicator is arranged, the a device for entering the value for the diameter of the drive piston used on the one hand and for the diameter of the one used On the other hand, the working piston or the working worm used has and in which is the value of the output signal corresponding to the square of the ratio of the Diameter of the drive piston to the diameter of the working piston or the drive worm is reshaped. Durch die erfindungsgemäße Übersetzungsanordnung ist es nunmehr möglich, nach Eingabe der Flächengröße von Antriebskolben einerseits und Arbeitskolben bzw. Arbeitsschnecke andererseits den als Maß für den Druck in der Gießform geltenden Referenzdruck selbsttätig und damit unter Ausschluß subjektiver Rechen- bzw. Qualifikationsfehler der Bedienungsperson von der Maschine ermitteln zu lassen und bei Erreichen und/oder Überschreitung eines kritischen Innendruckes der Gießform das Antriebsteil abzuschalte# Dieses Abschalten kann dadurch erfolgen, daß entweder eine Druckerhöhung im Hydraulikzylinder und damit zugleich auch eine in der Gießform unterbunden wird oder dadurch, daß der Antriebskolben im Hydraulil#zylinder um einen geringen Betrag zurückgezogen und damit die Gießform drucklos wird. With the translation arrangement according to the invention, it is now possible after entering the area size of the drive piston on the one hand and the working piston or On the other hand, the working screw is used as a measure of the pressure in the casting mold Automatic reference print and therefore excluding subjective calculation or qualification errors to be determined by the operator from the machine and when it is reached and / or If a critical internal pressure of the casting mold is exceeded, switch off the drive part # This shutdown can take place either by increasing the pressure in the hydraulic cylinder and thus at the same time one is prevented in the mold or by the fact that the drive piston in the hydraulic cylinder is retracted by a small amount and so that the mold is depressurized. Es sind jedoch auch sämtliche Druckzustände in der Gießform zwischen »drucldos« und »einem kritischen Grenzwert« möglich. Dies ist eine reine Frage der Einstellung der Maschine und des Signalgebers.However, there are also all pressure states in the mold between »Drucldos« and »a critical limit value« are possible. This is purely a matter of Adjustment of the machine and the signal generator. Entsprechend der Erfindung ist der Quotient der Flächen durch Eingabe der Werte der Durchmesser von Antriebskolben einerseits und Arbeitskolben bzw. According to the invention, the quotient of the areas is by input the values of the diameter of the drive piston on the one hand and the working piston or Arbeitsschnecke andererseits ~ z.B. von außen am -Druckmeßgerät an je einem Zahlenstellwerk -einstellbar. Durch diese Ausbildung kann die Spritzgießmaschine auch dann ihre Funktion gemäß der Aufgabenstellung und deren Lösung übernehmen, wenn die Durchmesser des Antriebskolbens und/oder des Arbeitskolbens bzw. der Arbeitsschnecke geändert werden. Da sich die konstanten Faktoren (off/4) bei der Flächenermittlung gegenseitig aufheben, genügt die Eingabe der vorbeschriebenen Durchmesser.Working screw on the other hand ~ e.g. from the outside of the pressure measuring device one number interlocking each -adjustable. This training allows the injection molding machine also then take over their function according to the task and its solution, if the diameter of the drive piston and / or the working piston or the working worm to be changed. Since the constant factors (off / 4) are used when determining the area cancel each other, it is sufficient to enter the diameter described above.