DE3744554C2 - Vorrichtung zum Steuern eines Kompressions-Spritzgießmaschine - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Steuern einer Kompressions- Spritzgießmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Kompressions- Spritzgießmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. von der Anmelderin durch die DE 34 14 596 a1 bekanntgemacht worden.

Bei der Vorrichtung nach der DE 34 14 596 A1 geht es insbesondere um die Überwachung des Füllhubs der Spritzgießmaschine. Hierzu wird der gesamte Füllhub in mehrere Bereiche unterteilt, und in jedem Bereich werden Gießparameter gemessen und mit Vorgabewerten verglichen, um einen Anhaltspunkt dafür zu gewinnen, ob das herzustellende Produkt gut wird.

Aus der US-PS 47 07 321 ist eine Spritzgießmaschine mit einem ortsfesten und einem beweglichen Formteil bekannt, wobei der Bewegungsablauf des Formteils mit der Lage der Schnecke während des Einspritzhubs abgestimmt wird. Speziell wird die Fließbewegung des Formteils dann begonnen, wenn die Schnecke eine vorab festgelegte Position erreicht.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine sehr einfache und dennoch sehr wirksame Maßnahme anzugeben, um die richtige Formschließkraft unter Berücksichtigung des Kompressionsspalts einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird von einer Steuerung ein elektromagnetisches Transferventil gesteuert, indem einer von mehreren voreingestellten Öldrücken ausgewählt wird. Zwar ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Formschließkraft zu ändern (DE 28 42 551 A1), jedoch erfolgt dort die Steuerung der Formschließkraft nach Maßgabe eines Programms in einem Steuergerät in Abhängigkeit von einem Kurvendiagramm.

Demgegenüber schafft die Erfindung eine Reihe von Formschließkraft- Einstelleinrichtungen, über die einzelne individuelle Werte vorgegeben werden können, welche den Verlauf der Formschließkraft vorgeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Kompressions-Spritzgießmaschine mit den dazugehörigen elektrischen und hydraulischen Schaltkreisen zum Betreiben der Maschine.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, umfaßt eine Kompressions-Spritzgießmaschine eine Schnecke 12, die durch einen hier auch als Einspritzzylinder bezeichneten Schneckenhubzylinder 4 hin- und herbewegt und durch einen Elektro- oder einen Öldruck-Motor 5 gedreht wird. Die Schnecke ist in einem Heizzylinder 15 enthalten, der an seinem einen Ende einen Einfülltrichter 50 zum Einbringen eines thermoplastischen Kunstharzes aufweist. Außerdem umfaßt die Spritzgießmaschine eine bewegliche Formhälfte 16, die an einer beweglichen Platte 17 montiert ist, wobei die bewegliche Formhälfte in Richtung auf eine von einer ortsfesten Platte 19 getragene ortsfeste Metallformhälfte 20 zu sowie von dieser weg bewegt wird, wenn eine Formschließeinheit 18 derart betätigt wird, daß die Formhälfte 16 zur Bildung eines Formhohlraums 21 mit der ortsfesten Formhälfte 20 in Eingriff tritt. Der Hohlraum 21 ist derart definiert, daß dann, wenn die bewegliche Formhälfte 16 in die ortsfeste Formhälfte 20 eintaucht, ein Kompressions­ spalt δ dazwischen verbleibt, so daß der Spalt δ geschlossen werden kann wäh­ rend das geschmolzene Kunstharz in den Formhohlraum einge­ füllt wird. Es ist ein Positionsdetektor 22 vorgesehen, der zum Detektieren einer axialen Position der Schnecke 12 dient und bei dem es sich zum Beispiel um ein Potentio­ meter handeln kann. Es sind auch Schneckenpositions- Einstelleinrichtungen 23 bis 26 vorgesehen, die sich jeweils bei jeder gewünschten Schneckenposition einstellen lassen, und außerdem sind Komparatoren 27 bis 30 vorhanden, die jeweils das Ausgangssignal des Schneckenpositionsdetektors 22 und die Ausgangssignale der Schneckenpositions-Einstelleinrichtungen 23 bis 26 miteinander vergleichen, um daraus Signale zum Steuern der Schneckenvorlaufgeschwindigkeit bei jeder der festgelegten Schneckenpositionen sowie zum Steuern der Formschließkraft zu erzeugen.

Außerdem sind ein an der beweglichen und der ortsfesten Formhälfte befestigter Spaltdetektor 31, eine Kompressionsgrad- Einstelleinrichtung 32, die einen gewünschten Kompressionsspalt δ festsetzt, sowie ein Komparator 33 vorgesehen, der das Ausgangssignal des Spaltdetektors 31 und den festgesetzten Wert des Spalts δ miteinander ver­ gleicht. Der Komparator 33 gibt ein Signal ab, wenn der fest­ gestellte Wert des Spalts δ den für den Spalt δ festgesetzten Wert übersteigt. Es ist ein Zeitgeber 34 vorgesehen, der zum Festsetzen der Rotationszeit der Schnecke, d.h. der Einfüllzeit des geschmolzenen Kunstharzes, dient. Ein Komparator 35 vergleicht das Ausgangssignal des Zeitgebers 34 mit einem Signal S, das einen nach dem Start der Drehbewegung der Schnecke 12 verstrichenen Zeitraum darstellt. Es sind mehrere Formschließklemmkraft-Einstelleinrichtun­ gen 36 bis 41 vorgesehen, in die jeweils die Ausgangs­ signale der Komparatoren 27 bis 30, 33 und 35 eingegeben werden; außerdem ist ein Transferschalter 44 vorhanden, der eine Mehrzahl ortsfester Kontakte a bis f aufweist, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der Formschließkraft- Einstelleinrichtungen 36 bis 41 verbunden sind, und außerdem besitzt der Transferschalter 44 einen beweglichen Kontakt, der entweder von Hand zu betätigen ist, um einen beliebi­ gen der ortsfesten Kontakte a bis f zu wählen, oder der automatisch zu betätigen ist, wenn eine der Formschließkraft- Einstelleinrichtungen 36 bis 41 gesetzt wird.

Bei dem Bezugszeichen 42 ist ein elektromagnetisches Regel­ ventil dargestellt, das eine Entlastung für einen Teil des von einer Ölpumpe 52 angelieferten druckbeauf­ schlagten Öls schafft, um der Formschließeinheit 18 Öl mit konstantem Druck zuzuführen, wobei dies über ein elektromagnetisches Transferventil 43 herkömmlicher Konstruktion sowie unter der Steuerung eines Signals er­ folgt, das von einem Steuerglied 45 stammt, dem die Aus­ gangssignale des Komparators 33 und des Transferschalters 44 zugeführt werden. Auf diese Weise steuert das Steuerglied 45 das elektromagnetische Transferventil 43 nach Maßgabe der Abweichung des Spalts δ sowie nach Maßgabe des Ausgangssignals einer der Formschließkraft-Einstell­ einrichtungen 36 bis 41, wodurch eine optimale Form­ schließkraft auf die bewegliche Metall-Formhälfte 16 ausgeübt wird.

Eine Mehrzahl von Einspritzgeschwindigkeits-Einstelleinrichtun­ gen 121a bis 124a sowie eine Mehrzahl von Schneckendreh­ zahl-Einstelleinrichtungen 121b bis 124b sind jeweils in Parallelschaltung mit den Formteilschließkraft-Einsetzein­ richtungen 36 bis 40 verbunden.

Es werden den Einspritzgeschwindigkeits-Einstelleinrichtungen 121a bis 124a sowie den Schneckendrehzahl-Einstellein­ richtungen 121b bis 124b jeweils die Ausgangssignale der Komparatoren 27 bis 30 zugeführt.

Die Ausgangssignale der Einspritzgeschwindigkeits-Einstellein­ richtungen 121a bis 124a werden auf die Eingangsanschlüsse einer ODER-Glied-Schaltung 125a gegeben, während die Aus­ gangssignale der Schneckendrehzahl-Einstelleinrichtungen 121b bis 124b den Eingangsanschlüssen einer weiteren ODER- Glied-Schaltung 125b zugeführt werden. Die Ausgangssignale der ODER-Glied-Schaltungen 125a und 125b werden jeweils den Betätigungsmagneten von elektromagnetischen Drossel­ ventilen oder Strömungsmengen-Steuerventilen 126 und 127 zugeführt. Ein Teil des Drucköls, das von einer Ölpumpe 129 abgegeben wird, wird durch ein Entlastungs­ ventil 128 entlastet, so daß Drucköl mit konstantem Druck durch das Strömungsmengen-Steuerventil 127 dem Öldruck- Motor 5 zugeführt wird und durch das Strömungsmengen- Steuerventil 126 und das elektromagnetische Transferventil 130 dem Einspritzzylinder 104 zugeführt wird.

Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Position der Schnecke durch eine Öldruckeinrichtung festgelegt ist, kann eine solche Positionsfestlegung auch mit mechanischen Einrichtungen erfolgen.

Wenn im Betrieb der Einfüllschritt abgeschlossen ist, hat die Schnecke ihre vordere Grenzposition erreicht. Danach wird die Metallform geöffnet, indem die bewegliche Metall- Formhälfte 16 in bezug auf die Zeichnung nach links bewegt wird, wodurch sich das geformte Erzeugnis entnehmen läßt. Danach werden die Metallformhälften wieder teilweise ge­ schlossen, während zwischen ihnen der vorbestimmte Kompressionsspalt δ freigelassen wird, wie dies in der Zeichnung zu sehen ist. Zur Vorbereitung des nächsten Einfüllschrittes wird das geschmolzene Kunstharz in einen vor der Schnecke 12 befindlichen Raum in dem Heizzylinder 15 verbracht, was durch die Drehbewegung der Schnecke erfolgt. Danach wird die Schnecke durch den Zylinder 4 zurückgezogen, wobei sie durch den Öldruck-Motor 5 gedreht wird. Wenn der Schneckenpositionsdetektor 22 eine vorbe­ stimmte Schneckenposition feststellt (nicht gezeigt), wird ein Signal T abgegeben, durch das das elektromagnetische Transferventil 130 in die Position B bewegt wird, um das druckbeaufschlagte Öl zu blockieren, das von dem Ein­ spritzzylinder 4 abgegeben wird. Als Konsequenz hiervon setzt die Schnecke 12 ihre Rotationsbewegung bei dieser vorbestimmten Position fort, wodurch sich das geschmolzene Kunstharz in dem Raum vor der Schnecke ansammelt, wobei dies über ein durch den Zeitgeber 34 festgesetztes Zeitintervall erfolgt. Nach Verstreichen der durch den Zeitgeber 34 festgesetzten Zeit wird das elektromagnetische Transferventil 130 in die Position A verbracht, um die Schnecke 12 mittels des Ein­ spritzzylinders 4 vorwärts zu bewegen, um dadurch das in dem Raum vor der Schnecke angesammelte geschmolzene Kunst­ harz mit hohem Druck in den Formhohlraum 21 einzuspritzen. Wenn die Schnecke eine vorbestimmte Position erreicht, zum Beispiel eine durch die Schneckenposition-Einstelleinrichtung 26 festgesetzte Position, sowie während des Einspritzhubes wird der Formhälfte-Schließzylinder 18 betätigt, um die orts­ feste und die bewegliche Metallformhälfte 20 und 16 zusammen­ zubringen und dadurch den Spalt δ zu verringern.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Betreiben einer Kompressions-Spritzgießmaschine die aufweist:

• - eine ortsfeste Metallformhälfte (20), eine bewegliche Metallformhälfte (16), eine mit Öldruck arbeitende Formschließeinheit (18), einen Formhohlraum (21) zwischen den Metallformhälften (20, 16), wobei zwischen diesen ein vorbestimmter Kompressionsspalt δ verbleibt,
  gekennzeichnet durch
• - mehrere Formschließkraft-Einstelleinrichtungen (36-40), durch die der Formschließeinheit (18) verschiedene Öldrücke zuführbar sind;
• - einen Transferschalter (44), mit dem einer der an den Formschließkraft- Einstelleinrichtungen (36-41) eingestellten Öldrücke ausgewählt wird;
• - ein elektromagnetisches Regelventil (42) zum Steuern des der Formschließeinheit (18) zugeführten Öldrucks; und
• - eine Steuervorrichtung (45), die ein elektromagnetisches Transferventil (43) nach Maßgabe eines Ausgangssignals des Transferschalters (44) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (34), der die Vorwärtsbewegung der beweglichen Metallformhälfte startet, wobei der Zeitgeber seinen Betrieb aufnimmt, wenn die Schnecke der Spritzgießmaschine eine vorbestimmte Position erreicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

• - einen Schneckenpositionsdetektor (22), eine Mehrzahl von Schneckenpositions-Einstelleinrichtungen (23-26), die jeweils zum Einstellen vorbestimmter Schneckenpositionen ausgelegt sind, an denen die Schnecke entlangbewegt wird, und
• - Komparatoren (27-30), die jeweils Ausgangssignale der Schneckenpositions-Einstelleinrichtungen mit einem Ausgangssignal des Schneckenpositionsdetektors (22) vergleichen, wobei die Formschließkraft-Einstelleinrichtungen (36-40) die jeweiligen Ausgangssignale der Komparatoren empfangen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Spaltdetektor (31) zum Detektieren des Kompressionsspalts δ, eine für die bewegliche und die ortsfeste Metallformhälfte (16, 20) vorgesehene Kompressionsgrad-Einstelleinrichtung (32), einen Komparator (33) zum Vergleichen der Ausgangssignale des Spaltdetektors (31) und der Kompressionsgrad-Einstelleinrichtung, und durch eine Einrichtung zum Beaufschlagen der Steuervorrichtung (45) mit einem Ausgangssignal des Komparators.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (34) zum Festsetzen einer Drehzeit der Schnecke (12), einen weiteren Komparator (35), der ein Ausgangssignal des Zeitgebers mit einem Signal (S) vergleicht, das einen nach dem Start der Drehbewegung der Schnecke verstrichenen Zeitraum darstellt, und durch eine weitere Formschließkraft-Einstelleinrichtung (36), die durch den weiteren Komparator (35) erregbar ist, der ein durch den Transferschalter (44) gewähltes Ausgangssignal erzeugt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Schneckendrehzahl-Einstelleinrichtungen (121b- 124b), die jeweils zum Empfang von Ausgangssignalen der Komparatoren (27-30) geschaltet sind, eine ODER-Glied-Schaltung (125b), in die Ausgangssignale der Schneckendrehzahl-Einstelleinrichtungen eingebbar sind, und durch ein elektromagnetisches Strömungsmengensteuerventil (127), das durch Ausgangssignale der Schneckendrehzahl-Einstelleinrichtungen zum Betätigen einer Schneckendreheinrichtung (5) erregbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Einspritzgeschwindigkeits-Einstelleinrichtungen (121a bis 124a), die zu den mehreren Formschließkraft-Einstelleinrichtungen (27-40) jeweils parallelgeschaltet sind, eine ODER- Glied-Schaltung (125a), in die Ausgangssignale der Einspritzgeschwindigkeits- Einstelleinrichtungen eingebbar sind, und durch ein elektromagnetisches Strömungsmengen (126), das durch ein Ausgangssignal der ODER-Glied-Schaltung (125a) zum Steuern der einem Schneckenhubzylinder (4) zugeführten Menge Öl steuerbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Transferventil (130), das durch ein von dem Zeitgeber (34) kommendes Signal betätigbar und zwischen den Schneckenhubzylinder (4) und dem elektromagnetischen Strömungssteuerventil (126) derart angeordnet ist, daß es zum Zuführen des Öls zu dem Schneckenhubzylinder (4) sowie zum Ableiten von Öl aus diesem ausgelegt ist.