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Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen und
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Sichern des Betriebes von als Voll-Automaten arbeitenden Kunststoff-Spritzgußmaschinen
In jüngster Zeit zeichnet sich der Trend, voll-automatisch betriebene Kunststoff-Spritzgußmaschinen
in sogenannten "Geisterschichten", d.h. Schichten ohne jedes Personal, zu betreiben.
Für diesen Zweck ist es von größter Wichtigkeit, zum Überwachen und Sichern der
Maschinen ein sicher wirkendes Überwachungs- und Sicherungs-System einzusetzen.
Es werden deshalb von den Herstellern von Kunststoff-Spritzgußmaschinen in diese
bereits verschiedene Überwachungs-Systeme eingebaut, die jedoch den Erfordernissen
einer vollständigen Überwachung noch nicht gerecht werden. Es handelt sich dabei
nämlich immer nur um Überwachungs-Systeme, die jeweils nur einzelne Teilbereiche
des Produkt ionsablau fs der Spritzgußmaschinen überwachen. Beispielsweise die Überwachung
des Spritzguß-Werkzeuges auf vollständiges Schließen, die Überwachung des Dosiervorganges
oder um Störungsmelder für Fehler in der Steuerung der Maschine. Zum Überwachen
und Sichern einzelner Formnester bei mit Mehrfachwerkzeugen arbeitenden Maschinen
werden diesen ferner auch bereits sogenannte "Ausfallwaagen" zugeordnet, um die
Masse der bei jedem Arbeitsspiel erzeugten Teile zu kontrollieren. Mit Hilfe derartiger
"Ausfallwaagen" wird die Maschine nur dann zum erneuten Schließen der Formhälften
wieder frei gegeben, wenn das festgestellte Gewicht der ausgeworfenen Teile das
eingestellte Sollgewicht erreicht. Dies ergibt jedoch eine gewisse Verzögerung des
Arbeitsablaufs um die Wiegezeit und erfordert außerdem sehr genau arbeitende und
daher entsprechend kostspielige Wiege-Einrichtungen. Alle diese bekannten Überwachungs-
und Sicherungs-Einrichtungen erlauben jedoch keine totale Überwachung, die bei allen
möglichen Störungsfällen die Maschinen vollständig abschaltet. Die Maschinen werden
vielmehr auch nach Eintritt eines Störungsfalles in
Betriebsbereitschaft
gehalten und nur eine Bedienungskraft durch ein optisches oder akustisches Warnsignal
zum Beseitigen der Störung herbeigerufen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überwachungs- und Sicherungs-System
für voll-automatisch betriebene Kunststoff-Spritzgußmaschinen zu schaffen, das dazu
bestimmt und geeignet ist, das ordnungsgemäße Funktionieren derartiger Automaten
vollständig zu überwachen und diese bei allen möglichen Störfällen außer Betrieb
zu setzen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Anwendung der Merkmale
des Anspruches 1 gelöst worden. Die Verwendung eines solchen Präzisions-Zeitmeßgerätes
für den Zeitinterwall zwischen zwei charakteristischen bei jedem Arbeitsspiel der
zu überwachenden und zu sichernden automatisch betriebenen Kunststoff-Spritzgußmaschine,
der auf den Ablauf des eigentlichen Arbeitsprogrammes keinen Einfluß hat, läßt sich
nämlich das ordnungsgemäße Funktionieren aller während eines Arbeitspieles der Maschine
auszuführenden Teil-Arbeitsgänge mit einem einzigen Gerät sicher kontrollieren.
Die damit erzielte Einsparung von Sonder-Prüfgeräten für mehrere Einzel-Funktionen
und die mögliche Verkürzung der für jedes Arbeitsspiel benötigten Gesamtzeit wirkt
sich äußerst vorteilhaft auf die Wirtschaftlichkeit de Betriebes derartiger Kunststoff-Spritzgußmaschinen
aus.
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Dies wird nachstehend an Hand der Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispieles
für den Einsatz eines solchen Präzisions-Zeigtmeßgerätes zum Überwachen und Sichern
einer Kunststoff-Spritzgußmaschie unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichn\&n'
mit zwei Abbildungen näher erläutert. Von diesen zeigen: Fig. 1, la und lb das Schema
des Arbeitsablaufes einer automatisch arbeitenden Kunststoff-Spritzgußmaschine,
die zum Überwachen und Sichern der Maschine erfindungsgemäß benutzten Zeitinterwalle
(Fig. la) und die Lage eines Alarmpunktes
"A" innerhalb des Gesamt
Zeit-Interwalles für ein Arbeitsspiel der Maschine; und Fig. 2 ein Schaltschema
für die Anordnung des Präzisions-Zeitmeßgerätes im Stromversorgungsplan der Kunststoff-Spritzgußmaschine.
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In dem Schemabild der Figuren 1, la, lb für den Arbeitsablauf einer
automatisch arbeitenden Kunststoff-Spritzgußmaschine sind die bei jedem Arbeitsspiel
wiederkehrenden Einzel-Funktionen mit den Ziffern 1 bis 6, die zum Überwachen und
Sichern der Maschine benutzten Zeitinterwalle mit 7 und ein weiterer Alarm-Kontrollpunkt
mit "A" bezeichnet. Zum Überwachen und Sichern der Maschine durch Überwachen deren
Arbeitsweise dienen normalerweise die Zeit-Interwalle 7 zwischen der Beendigung
eines bis zum Beginn des nächsten Dosier-Vorganges 6, die für den eigentlichen automatischen
Arbeitsablauf in der Maschine keine eigene Bedeutung besitzen, aber das Präzisions-Zeitmeßgerät
Z durch einen entsprechenden Impulsgeber bei jedem Arbeitsspiel in und wieder außer
Betrieb setzen. In dem Präzisions-Zeitmeßgerät Z wird der dabei jedesmal gemessene
Zeitinterwall mit einem -einstellbaren- Sollwert verglichen und der gesamte Maschinen-Antrieb
bei einer Abweichung von dem Sollwert unterbrochen.
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In dem Schemabild der Figur 1, la, lb sind mit den Ziffern 1 bis 8
die einzelnen bei jedem Arbeitsspiel wiederkehrenden Einzel-Funktionen bzw. Zeitinterwalle
wie folgt bezeichnet: in Figur 1 - Ziffer 1: Schließen der Form Ziffer 2: Einspritzen
Ziffer 3: Kühlen Ziffer 4: Öffnen der Form Ziffer 5: Pause und Auswerfen Ziffer
6: Dosieren und Ziffer 8: Gesamt-Zyklus
in rigur la Ziffer 7: zum
Ein und Ausschalten des Präzisions-Zeitmeßgerätes Z benutzter Zeitinterwall zwischen
dem Ende eines und dem Beginn des nächsten DosierVorganges 6 und in Figur lb Lage
des Aiarm-Kontrollpunktes "A" innerhalb des Gesamt-Zeitinterwalls 8 für einen Arbeits-Zyklus.
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Die Benutzung des Zeitinterwalls 7 zwischen demEnde des Dosierens
6 bei einem Arbeits-Zyklus und dem Beginn des Dosierens beim nächten Arbeits-Zyklus
als Kontrollzeit 7 zum Überwachen und Sichern einer Kunststoff-Spritzgußmaschine
hat gegenüber dem Überwachen des Zeitinter8 für den gesamten ArbeitsZyklus den Vorteil,
daß sich durch Überwachen des Teil-Zyklusses 7 beide wesentliche Bereiche des Fertigungsablaufes
gleichzeitig überwachen lassen: nämlich l.)der Gesamtablauf der Bewegungen außer
dem Einspritz- und besiervorgang. Dies ist deshalb möglich, weil diese Zeiten entweder
zeitlich fest eingestellt werden - als Spritzzeit, Kühlzeit, Pausenzeit - oder zeitlich
an hydraulische Geschwindigkeitseinstellungen gebunden sind -ür Form-Schließen,
-Öffnen usw. -. Diese Abläufe befinden sich alle innerhalb der Kontrollzeit 7 und
können so auf mogliche Störungen als Abweichungen von der jeweils eingestellten
Kontrollzeit in einfacher Weise überwacht werden; 2.) wird aber auch der Einspritz-
und Dosier-Vorgang mit Hilfe der Kontrollzeit 7 überwacht, weil bei einer Störung
des Einspritzvorganges, z.B. wenn bei einem Mehrfachwerkzeug der Anguß eines Formnestes
verstopft ist und dadurch die Gefahr einer Überladung der restlichen Formnester
sehr groß ist, sich dies durch eine Verkürzung des Dosier-Vorganges bei dem nächsten
Arbeitsspiel auswirkt. Der Dosiervorgang wird nämlich dadurch verkürzt, daß nicht
die gesamte vorgesehene Menge der Spritzmasse verbraucht, das Dosieren aber wegabhängig
immer bis zu dem gleichen Programmpunkt durthQbfühtt wird. Die Verkürzung
des
Dosier-Vorganges wirkt sich als früherer Beginn der überwachten Kontrollzeit 7 aus,
so daß diese überschritten wird, da deren Ende zeitlich vorgegeben ist durch den
Beginn des Dosierens 6 beim nachfolgenden Arbeitszyklus der Maschine.
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Da während des Dosierens 6 kein Bewegungsablauf der Schließeinheit
stattfindet und die Länge des Dosiervorganges 6 wie vorstehend unter 2.) erläutert
durch die Kontrollzeit 7 mit überwacht wird, ist während des Dosierens 6 selbst
keine Zeitkontrolle erforderlich. Bei Störungsfällen des Dosier-Vorganges selbst,
die ein Nichterreichen des eingestellten Dosierweges zur Folge hat, und somit der
Impulsgeber 9, der über ein Relais für einen Dosier-Motor oder einen Magnetschieber-Dosier-Hydromotor
keinen erneuten Startimpuls für die Kontrollzeit 7 erhält, wäre in diesem Fall bei
Maschinen, die nicht eigens darauf überwacht werden, ein Dauerlauf der Dosierschnecke
möglich. Dieses läßt sich durch eine elektrische Schaltung, die über einen Endschalter
12 den nachfolgenden erneuten Formverschluß kontrolliert und bei noch nicht abgestelltem
Dosiermotor zu diesem Zeitpunkt - dem Alarmpunkt "A" in Figur lb - die Maschine
über das Überwachungsgerät Z ebenfalls über das Relais 11 abstellt.
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Somit ist auch hier ein wirksamer Schutz gewährleistet, da durch den
Arbeits-Zyklus der Maschine in diesem Zeitpunkt das Dosieren sowieso beendet sein
muß, um das darauf folgende Einspritzen der benötigten Spritzmenge zu sichern. Bei
eintretenden Störungen allgemeiner Art in der Arbeit der Spritzgußmaschine verändert
sich der Zeitinterwall 7, so daß das Präzisions-Zeitmeßgerät Z infolge Abweichens
von der vorgegebenen Sollzeit die Maschine selbsttätig abschaltet. Derartige Störungen
können z.B. durch Einklemmen von Kunststoff-Teilen zwischen den Formhälften oder
durch Störungen an der Spritzeinheit, z.B. im Bereich des Materialeinzuges, während
des Einspritzvorganges oder aber auch durch Störungen im Hydrauliksystem - wie z.B.
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Hydrauliköl-Leckverkruste - und eine dadurch verursachte allmähliche
Verzögerung des Bewegungsablaufes entstehen. Im letzteren Falle wird durch Abschalten
der ganzen Maschine auch ein wirksamer Schutz gegen Leerpumpen des Hydrauliköl-Tanks
und somit gegen ein Trockenlaufen der Hydraulikpumpen erzielt.
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Bei eintretenden Verstopfungen ton Angußbüchsen oder Kanälen, die
bisher durch die Verwendung von besonderen sogenannten "Ausfall-Waagen" zum Wiegen
der Masse der bei jedem Arbeitsspiel ausgeworfenen Teile überwacht werden mußten,
wirken sich derartige Verstopfungen als eine Verkürzung der Dosierzeiten 6 und damit
als ein von der vorgegebenen Kontrollzeit abweichender Zeitinterwall 7 zwischen
den Impulseingaben aus, was ebenfalls ein Stillsetzen der Maschine über das Relais
11 veranlaßt, wie oben bereits beschrieben. In dem Schaltschema der Figur 2 ist
die Anordnung des Präzisions-Zeitmeßgerätes Z in dem Stromversorgungsanschluß einer
Kunststoff-Spritzgußmaschine K an ein Netz N dargestellt. Das Gerät Z ist durch
die Leitung 9 mit dem am Beginn und Ende jeden Dosier-Vorganges 7 betätigten Relais
13 verbunden, das als Impulsgeber im Gegensinn für den Kontrollrythmus der Zeitinterwalle
7 dient, die in dem Gerät Z mit einem -einstellbaren vorgegebenen Kontrollinterwall
verglichen werden, um bei jeder Abweichung zwischen dem gemessenen und dem vorgegebenen
Zeitinterwall über das Relais 11 in dem mit dem Gerät Z verbundenen Leistungspaar
10 die Stromversorgung der Kunststoff-Spritzgußmaschine K zu unterbrechen. Hierbei
ist es zweckmäßig, dem Präzisions-Zeitmeßgerät Z eine kleine Toleranzzeit einzugeben,
um Überschneidungen der Schaltimpulse zu vermeiden.
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Das Präzisions-Zeitmeßgerät Z wird zweckmäßig als ein mobiles Kontröll-Gerät
ausgeführt, so daß die Moglichkeit besteht, nacH entsprechender Installation von
Relais 11, Schalter 14 und einer oder mehreren Steckverbindungen 15, 15', 15' ,
das Gerät je nach Bedarf in Verbindung mit verschiedenen Maschinen zu verwenden.
Dabei wird mittels Umschalter 14 das Gerät Z zum Überwachen freigegeben, oder beim
Entfernen des Gerätes Z die Abschaltfunktion des Relais 11 unterbunden.
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Zum Absichern der zum Kühlen der Formen dienenden Wasser-Kreisläufe
einer Kunststoff-Spritzgußmaschine können an das Gerät Z auch noch ein oder mehrere
Wasser-Druckwächter bzw. -Strömungswächter 17 über ein Leitungspaar 16 angeschlossen
werden. Die
in einem solchen Fall erforderlichen elektrischen Schaltungen
können dabei in das Gerät Z integriert werden. Dabei kann über eine Leitung lOb
ein Magnetventil 18 angeschlossen werden, das im Störungsfall den Wasserzulauf zur
Maschine abstellt.
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