JPS6169423A - 射出成形機の成形型押拡力制御装置及び制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軸線方向に移動可能な射出要素と、この射出
要素を移動さＵるよう作動可能な流体圧射出ピストンと
、この流体圧射出ピストンに作動圧を加えるよう構成さ
れた加圧装置と、このピストンへの前記作動圧の印加を
制御する弁〆　　　　　　　　　　とを儲えた射出成形
別の成形型押拡カ制御袋買及び制限装置に関する。

［従来の技術］ 射出成形方法において、バケツ、飲料用コツプ及び自動
飲料販売機等用容器等の容器類のような薄肉プラスチッ
ク製品を製造する場合、射出材料によっては極めて高い
射出圧力を掛けなければ射出作業が満足に行なえないも
のがある。

又、溶融プラスデック材ｆｌ流の先端が射出成形型の内
で先に冷却してとどこおってしまい、使えない成品がで
き上がるという＠態を防ぐため速い射出速度が必要とさ
れる場合も多い。

スクリュー又はピストン五で（１１１成された射出素子
を用い、流体圧射出ピストンによって射出素子を軸線方
向に移動さけることによって射出工程運動を起こす型式
の射出成形別を用いる場合、上述した高い射出圧力は流
体圧貯蔵装置によって速成するのが普通である。射出素
子の射出工程運動を行なうときには、流体圧貯蔵装置が
作動して流体圧射出ピストンを加圧する。射出ピストン
は、流体圧貯蔵８ｉＨからの圧力だけによって作動させ
てもよいが、流体圧貯蔵装置を作動させて流体圧ポンプ
によって射出ピストンへの圧力を高めてもよい。流体圧
貯蔵装置は、ピストン型式、ダイアフラム型式又はバッ
グ型式等があるが、内部に流体圧媒体を会み、この流体
圧媒体は、ガスクッションによって、約１８０バール程
度の圧力に維持されている。射出工程運動の開始時には
、流体圧媒体は制御可能な弁を通って射出ピストン用の
作動シリンダ内に流れる。この目的のためには制御可能
な弁は閉位置から開位置に切換えることができればよい
のであって、簡単な開閉弁で溝底することができる。し
かしながら、公知の如く、射出成形別の制御装置を用い
て弁の聞き運動を変化ざぜることも可能であって、そう
ずれば、軸線方向に射出工程運動中の射出素子の運動速
度に所定の変動を与えることができる。流体圧貯蔵装置
によって射出ピストンに圧力が加えられるため、射出素
子の射出工程運動はほぼ６００ｍｍ／秒の速度で行なわ
れ、即ち、射出素子の射出工程運動の全所要時間は０．
３秒以下である。

［発明が解決しようとする問題点］ 射出成形工程中に溶融プラスチック材料に加えられる圧
力により、成形型の成形型閉止方向に凸の部分、即ち雄
型部分の内側表面に力が加わる。この成形型内面に加え
られる力は、成形型の雄型、雌型部分を閉止状態に保持
する装置に抗するように作用し、成形型画部分を互に引
き離そうとする傾向がある。このように成形型内に生じ
る力を本明ｆ［ｌｔＢでは成形型押拡力と呼ぶ。成形型
を閉止状態に保持するよう適当な成形型閉止装置によっ
て成形型に加えられる力よりも斯かる成形型押拡力の方
が大きくなると、成形力部分の合わせ面にｄ３いていわ
ゆる「呼吸」（ｂｒｅａｔｌ１）即ち震えが起き、パリ
の市、る欠陥的な成形品が形成されるばかりでなく、成
形型部分即ち半部同志の合わせ目表面にごましい損（謁
をも生じ１４るという問題がおる。特に、前述した如き
高い射出圧力を必要とする、薄肉成形品製造の場合には
、射出成形作業を行なうために射出成形数のセツティン
グを行なう際に十分な注怠が要求され、従って、このセ
ツティング作業が長時間を要する冗長な作業となってい
る。又、そのように注意深くセツティング作業を行なっ
た場合でも、成形機の作動中に成形磯温度、溶融プラス
チック材料の粘度笠の変動が不可避であるため、上述し
た如き過射出現象によって成形型の損傷が生じる問題が
めった。

本発明の目的は、射出成形作業中に成形型の形状に悪影
響を及ぼすことなく、最大の射出圧力で作動しくｑる、
装造が簡単な射出成形数を提供することである。

＊発明の他の目的は、！、１１出成形ｖｉに生じる成形
型押拡力を制御及び／又は制限して成形型が過剰内部圧
力を受（プないようにする装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、満足の行く成形品を装造する
ための成形数のセツティングを容易とする射出成形数用
制御装置を提供することで′１　　　　　　　　　ある
。

本発明の更に又仙の目的は、射出成形数の（ＩＩｌ造を
複’ｇ１ｔにすることなしに、成形償の成形型内に生じ
る力を敏感に制御しく−７る制ｕｌｌ装置を（２供する
ことである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した目的及びその他の目的を解決するため１本発明
は成形型に対して軸線方向に移動可能な射出素子と、こ
の射出素子を移動させるよう作動し得る流体圧射出ピス
トンと、この流体圧射出ピストンに作動圧力を加えるよ
う作動し得る加圧猿回と、この加圧装置を制御する弁と
を備えた、射出成形作業によって成形型内に生じる成形
押拡力を制御及び／又は制限する装置を提供する。成形
型押拡力制御装置は、成形を内に配設される圧力センサ
等の測定素子を備える。この測定素子は成形型押拡力を
表わすアナログ出力信号を発生する。この測定素子の出
力信号は比較装置に送られ、□この比較装置は測定素子
からの出力信号を比較Ｍ［に入力又はプリセットされて
いる基準値と比較する。基準値は成形型内での許容可能
な力を表わすものである。

測定素子からの成形型押拡力を表わす信号が比較装置内
の基準値を超える場合には、比較装置が射出成形振の制
御可能な弁に出力信号を出して、弁の貫流容量を所定量
減少させる。

従って、本発明の装置の主要な（、Ｉ、Ｓ成部品は、測
定素子と、比較装置と、比較装置からの制御信号によっ
て制御可能な弁であり、弁の制御は、好ましくは、基準
値と測定素子からの出力信号との差に比例させる。この
ようにして、成形型内で生じる成形型押拡力が許容可能
な基準値又は限界ｆＩ＠超えていることが比較１からの
制御信号により示されるとずぐに、流体圧貯蔵装置等の
１ノ口圧装置から射出ピストンへと流れる流体圧媒体の
ための制御可能な弁の目流容缶又は断面積が減少される
。上述したように、射出素子の射出工程運動は１秒の数
分の一以内で行なわれるから、比較装置からの制御信号
に十分迅速に反応して射出ピストンへの圧力、従って溶
融プラスチック材料に生じる圧力を１．’ｌ　１Ｐｔｌ
することができるよう制御可能な弁は相応した短い応答
時間を有するものでなければならない。

上述の目的を速成するためには、制御運動に要する時間
が５０ミリ秒以内の弁を用いるのが望ましい。

測定素子は射出成形作業の、成形型押拡力に関してのア
ナログパラメータを発生することができる任意の場所に
設置してよい。例えば、上述したように、溶融プラスチ
ック材料の圧力を検出する圧力セン４ノ゛を成形型のキ
ャビティ内に設置して用いることができる。その場合、
成形型のキャビティの対応する投射則出面偵に対する成
形型内の圧力の許容可能な限界値を定め、それに合わゼ
て比較Ｈｍを適当にセツティングすることが必要である
。しかし、測定素子は成形型押拡力の作用する位にであ
りさえずれば支柱又は成形型閉止装置の一部に設けても
よい。

即ち、エルボレバー型式の成形型閉止装置等の煎械的成
形型開止装置においては、成形型閉止装置の端板又は支
社の引張り応力は成形型押拡力が成形型を閉止状態に保
持する力に対応する直を超えると増大する。測定素子と
しては、抵抗線ひずみゲージ等の適宜なものを用いるこ
とができ、又、西ドイツ特許公開公報第２９２８９４０
号に開示の装置を用いることができる。

比較装置にプリセットされる成形型押拡力の許容可能な
値は、超過すべきでない一定の上限値であってもよく、
その場合、本発明の装置は、成形型押拡力を制限する装
置である。しかし、射出素子の射出工程運動において時
間に応じて又は到達距離に応じて可変な関数として許容
可能な値を比較装置に与えることもできる。この作動モ
ードは許容可能値を可変にすることが望まれる場合に用
いることができる。一般には、射出成形作簗を一定の最
高許容限界値で行なうことが望ましい。

本明細日においては、本発明の装置が成形型押拡力を制
限する作動モード及び本発明の装置が可変基準値を提供
して射出成形作業中に変化ｆ（する力を生み出す作動モ
ードは、いずれも本発明の装置が成形型押拡力を制御す
るという表現に含まれる。

本発明の有利な特徴によれば、比較器からの制御信号の
大きさはプリセットした基準値と成形型内に実際に生じ
る成形型押拡力との差に比例させてもよく、そうすれば
制御可能な弁の作動運動も比例的に変えられる。そのよ
うに（５成すれば、実際の成形型押拡力が限界値即ち基
１１ζ１直より相当大きくなった場合には、弁を殆ど閉
止して溶融プラスチック材料の圧力を急激に低下させる
こともできる。極端な例としては、装置が不調である、
又は、装置のセツティングが大きく誤っている等により
射出圧力が許容塁（（（値より極めて急速に上昇する場
合には、加圧装、買と射出ピストンとの間の接続を完全
に遮断するようにすることもできる。

本発明の装置は、作動モードが数値制御される射出成形
機に、又、上述したような制御可能な弁によって射出素
子の運動速度を制御で“る装置等を備えた射出成形別に
設けることもできる。

しかし、このような場合には、成形型押拡力を制御する
（単に制限する場合も可変にする場合も含む）装置は、
その効果を有効に生じさせるために、射出成形機の塁ホ
ルリ御系に優先して作動させなければならない。

本発明の装置のその他の目的、特徴及び利点は、以下の
好適実施例についての詳細な説明によって更に明らかに
なるであろう。

［実　施　例〕 図面を参照して説明するに、図面にはプラスチック材料
用スクリュー型射出成形機が示されており、この射出成
形機は、射出シリンダ１を備え、このシリンダ１内に射
出素子２が成形型３に対して軸線方向に移動可能に設け
られている。図示の場合の射出素子２は回転スクリュー
である。図示の成形型３はバケツ形状の射出成形品を製
造するためのもので、型半部４，５と成形型可動クラン
プ板６と、固定端板７とを備えている。板６．７間に流
体圧作動の成形型閉止装置８が介装され、この成形型閉
止装置８はシリンダ９とピストン１０とを有し、このビ
ス１〜ン１０は成形型可動クランプ板６に作用する。

図示の装置は、更に、シリンダ１２とこのシリンダ１２
内に作動可能に取付けられた射出ピストン１３とにより
（Ｍ成されたｌＪ１出素子動作装置を備えている。ピス
トン１３は射出素子２に連結されているので、シリンダ
１Ｚ内をピストン１３が３’Ｉｒ　ＩＩＪ丈ることによ
って射出素子２に軸線方向運動、即ち図面の左方向への
射出工程運動と、右方向への後退工程運動の両運動が生
じる。ピストン１３は流体圧ポンプ（図示せず）からと
、バッグ型流体圧貯Ｍ装置１４から圧力流体の圧力を受
けることができ、流体圧ポンプＵ１４は導管１５によっ
てシリンダ１２に接続されている。導管１５には、（好
ましくは比例的に）制御可能な絞り弁１Ｇが設けられて
８３す、この絞り弁１６は開示した制御装置１７によっ
て射出成形プログラム制御（基本設定）に応じて制御さ
れる。このプログラムル制御は、単に、制ｔＩｌ装圃１
７への入力１８によってのみ示しである。

上述した図示の栴成による、対応する制御系を備えた射
出成形機は公知でおり、従って更に詳細に説明する必要
はない。

本発明の制御装置、即ち射出素子２の射出工程運動時に
型半部４，５間に作用する成形型押拡力を制限及び／又
は制御する装置は、圧力センサである測定素子２０を備
え、この測定素子２０は成形型３のキャビティ内に設置
され、キャビティ内で測定された圧力のアナログである
出力信号２１を例えば電圧の形で発生ずる。測定素子２
０からの出力信＠２１は比較器２２に送られる。成形型
押拡力の所定制限値、即ち基準値に対応する信号が比較
器２２に入力２３で加えられ、この入力信号も又例えば
電圧の形で入力される。比較器２２は弁１６の制御装置
１７の入力２４に接続される。

比較器２２に常に与えられ、成形型キャビティ内の圧力
の制限値を表わす信号２３が、成形型キャビティの投射
面積を考広し比較器２２でプリセットされ、成形型３内
への過射出の危険のないイ　　　　　　　　　限界圧力
に対応する。射出素子２の射出工程運動の開始時には、
弁１Ｇは射出成形は制御系の制御下でルリ御装置１７に
よって仝聞されて、圧力流体が流体圧貯蔵装置１４から
シリンダ１２に流れるようになっている。ピストン１３
に高圧力が作用する結果、射出素子２は前方に移動し、
従って、こ図面の左方に移動され、溶融プラスチック材
料を成形型３のキャビティ内に押圧する。射出された溶
融プラスチック材料（こより成形型キャビティ３内に生
じる圧力は測定素子２０で検出され、成形型キャビティ
内の圧ツノを表わす出力信号２１を発する。この出力信
号２１は比較器２２に入力される。出力信号２１が比較
器２２にプリセットされた信号２３より大である場合に
は、信＠２１゜２３の着に対応する大きさの制御信号を
比較器２２は制御装置１７の入力２４に入力する。ル１
１陣装置１７は弁１６の作動を制御し、従って弁１６の
侃流断面積を入力２４での制御信号の値に応じてυ＋ａ
し、対応して減少したｍの圧力流体が流体圧貯蔵装置１
４からシリンダ１２に各単位時間に流れるよう制御され
る。この結果として、測定素子２の射出速度は低下し、
これに対応して減少した口のｉ８　Ｒ’Ａプラスチック
材料が成形型３のキャビティ内に入り、キャビティ内の
圧力は許容限界値以下に低下する。許容限界値に遅すれ
ば、射出成形機の主制御系は再び弁１６の以後の作動を
制御装置１７への入力１８によって制御する。不完仝な
セツティング等のせいで信号２１．２３間の差が特に大
きい場合は、弁１６を仝閉位置に閉じて射出成形作業を
急停止させることができる。

上述したような成形型押拡力のモニタは射出素子３の射
出工程運動全体を通じて行なわれる。

後圧力時の開始時点においてのみ、射出成形機の制御系
の制御下でモニタ作用は停止される。

上述した装置の作動モードに必要な条件は、測定素子２
０、比較器２２、制御装置１７及び弁１６等の種々の使
用部品が十分迅速な応答性を有することである。この目
的に好適な部品は市販品として容易に入手可能である。

本発明のＳ固の各電子部品もその栂造が測定及び調整の
技術分野にあける当業者にとって自明であるので、詳細
な説明は省略する。

本発明による制ｔＩｌ装置は、０ＮＣＩＩＩＩＯされる
射出成形機にも用いることができ、その場合には、比較
器２２に入力２３で入力される値は全データ入力の一部
である。

上述した実施例は本発明の一例を示すに過ぎず、種々の
変更を本発明の要旨の範囲内で行ない得ること等は勿論
である。

［発明の効果］ 以上から明らかなように本発明の菰【によれば、 （ｉ）　　上述したように成形型押拡力を制限すれば成
形型の損傷を防止し得るばかりでなく、成形型を閉止状
態に保持するのに得られる最大力に応じて射出成形機を
最適条件下で作動させて、高品質の射出成形品を製造す
ることができる、 Ｏｉ）　　許容限界値に常に保持されている射出速度を
参照して射出すべき溶融プラスチック材料の量を射出成
形機自身が決定するから、セッティング作業、即ち、各
射出成形工程において用いられるプラスチック材料の吊
を測定する最初の作業が極めて簡単化され、原材料、成
形機温度等の変化によって制御系の作動中に必然的に生
じる変動も補償される、 等、種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は、プラスチック材料用のスクリュー型射出成形機
及び本発明の装置から溝底されたアセンブリの部分断面
概略図である。 図中、２は射出素子、３は成形型、１３は射出ピストン
、１４は流体圧貯蔵装置、１６は制御可能な絞り弁、２
０は測定素子、２１は出力信号、２２は比較器、２３．
２４は入力を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）軸線方向に移動可能な射出素子と、該射出素子を移
   動させるよう作動可能な流体圧射出ピストンと、該流体
   圧射出ピストンに作動圧を加えるよう構成された加圧装
   置と、前記ピストンへの前記作動圧の印加を制御する弁
   とを備えた射出成形機の成形型押拡力制御装置において
   、前記成形型押拡力のアナログである出力信号を発する
   よう作動可能な測定素子と、該測定素子の出力信号を比
   較装置内の基準値と比較する比較装置とを備え、測定素
   子の出力信号が基準値を超えた場合に比較装置が前記弁
   に制御信号を送ることにより弁を流れる圧力流体の流量
   を所定量減少させるよう構成したことを特徴とする射出
   成形機の成形型押拡力制御装置。 ２）測定素子が成形型内に配した圧力センサである、特
   許請求の範囲第１）項に記載の射出成形機の成形型押拡
   力制御装置。 ３）測定素子が射出成形機の成形型閉止装置の一部をな
   し、成形型押拡力の及ぶ範囲内に位置している、特許請
   求の範囲第１）項に記載の射出成形機の成形型押拡力制
   御装置。 ４）基準値が一定値として比較装置にプリセットされる
   特許請求の範囲第１）項に記載の射出成形機の成形型押
   拡力制御装置。 ５）比較装置からの制御信号が基準値と測定素子からの
   出力信号との差に比例する特許請求の範囲第１）項に記
   載の射出成形機の成形型押拡力制御装置。 ６）加圧装置が圧力貯蔵装置である特許請求の範囲第１
   ）項に記載の射出成形機の成形型押拡力制御装置。 ７）射出用に成形型に対して軸線方向に移動可能な射出
   素子と、該射出素子を移動させるよう作動可能な射出ピ
   ストンと、該射出ピストンに作動圧を加えるよう構成さ
   れた加圧装置と、前記ピストンへの前記圧力の印加を制
   御する制御可能な弁とを備えた射出成形機を含むプラス
   チック材料の射出成形アセンブリにおいて、成形型押拡
   力を表わす出力信号を発するよう作動可能な測定素子と
   、該測定素子からの出力信号を基準値と比較し、測定素
   子の出力信号が基準値を超えると、前記弁を流れる流量
   を減少させる制御信号を前記弁に出力するよう構成され
   た比較素子とを備えたことを特徴とする、射出成形機の
   成形型押拡力制限装置。