WO1993016861A1 - Verfahren und vorrichtung zum spritzgiessen von vernetzbaren formmassen - Google Patents

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WO1993016861A1
WO1993016861A1 PCT/DE1993/000191 DE9300191W WO9316861A1 WO 1993016861 A1 WO1993016861 A1 WO 1993016861A1 DE 9300191 W DE9300191 W DE 9300191W WO 9316861 A1 WO9316861 A1 WO 9316861A1
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temperature
mold cavity
molding
shear
heating
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PCT/DE1993/000191
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Inventor
Hans-Peter Saul
Original Assignee
Henniges Elastomer- Und Kunststofftechnik Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/30—Flow control means disposed within the sprue channel, e.g. "torpedo" construction
    • B29C2045/302—Torpedoes in the sprue channel for heating the melt of cross-linkable material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.
  • crosslinking of crosslinkable molding compositions such as the vulcanization of the elastomer rubber to rubber, requires exposure to temperatures above the crosslinking temperature of the rubber molecules for a certain period of time.
  • the temperatures and exposure times can be varied over a wide range. In the case of rubber, however, the temperature must not exceed the so-called scorch point, since otherwise the molding composition would be irreversibly damaged.
  • the decisive influence on the distribution of the degree of crosslinking within an injection molded part arises from the fact that, with different wall thicknesses, in particular due to the poor thermal conductivity of the molding compound, the temperature required for crosslinking is reached at thin-walled locations sooner than in the center of thick-walled locations .
  • the object of the invention is to control the temperature when entering the mold cavity in a process of the type mentioned at the beginning such that for each volume increment of the molded part, taking into account the respective residence time and the course of the temperature rise during this residence time, an optimal degree of crosslinking is achieved within the shortest possible cycle time without pre-crosslinking at the flow fronts meeting and pre-damage by Scorch.
  • the invention includes the finding that when on. the heating of the molding compound follows a longer distance to be covered in the mold cavity, the crosslinking or vulcanization time is different for the different material volume increments - depending on whether the parts are initially in the mold , or whether the relevant volume increments only reach the mold cavity towards the end of the injection process.
  • the crosslinking in particular when the molding compound enters the mold cavities on the flow front, the crosslinking must not yet be completed, since otherwise so-called "weld line defects" may arise, which are based on the fact that the crosslinking process has already been completed to such an extent that separation takes place _ -. -
  • the energy can be added to the molding compound by a suitable variation of the heating of the supplied molding compound by means of a device introduces, can be achieved that despite different initial temperatures, different dwell times of the individual volume increments in the process between plasticization and demolding and different volume concentration in the mold, a uniform, optimal degree of crosslinking is achieved.
  • an optimal crosslinking process can be achieved even with low thermal conductivity of the crosslinkable molding compound, for example if a shear element is used as the heating device, with which the amount of heat transferred to a respective partial volume is briefly used by corresponding speed changes can be changed or if the conversion of supplied energy takes place in another way by dissipation into additional heat.
  • a shear element should be assumed.
  • the change in the shear energy (with constant viscosity of the molding compound: shear rate) would have to be replaced by the change in the gap width and thus the change in the throughput rate.
  • the initial temperature of a portion of the molding compound which is reached with the heating upon leaving the heating element is selected such that, depending on the dwell time of the respective increment of the molding compound, on the one hand, between plasticization and demolding, and the change in temperature of the increment during the dwell time, on the other hand, the shortest possible vulcanization time is achieved for each increment, the temperature required here in each case being below the limit at which weld line defects, crosslinking in the feed channels and / or scorch occur.
  • the initial temperature of a part of the molding compound reached with heating is set when leaving the heating element in such a way that the degree of crosslinking of this part upon reaching the mold parting level is already so high that the increase in the Viscosity as a result of crosslinking prevents this partial amount from penetrating into the gap in the mold parting plane, or at least reduces it (injection molding free of burrs or low in burrs).
  • the formation of sprouts within the mold parting line can also be reduced in that, at a sufficiently high melt temperature, a high mold temperature when the molding compound penetrates into the parting plane immediately causes the compound to solidify by vulcanization.
  • the temperature control is replaced by a quantity control of the material passage, with a constant supply of energy, so that, with a constant amount of heat emitted per unit of time, correspondingly varied temperatures. temperatures can be achieved.
  • the initial temperature of a portion of the molding composition reached with the heating is controlled when the heating element is left, so that the temperature of the molding composition rises during the injection phase.
  • the crosslinking conditions valid for the partial quantities of the molding material leaving the heating element at different times are adapted to one another and ultimately the crosslinking conditions achievable for the last emerging partial quantities of the molding material are adjusted to those which apply to the first corresponding partial quantities.
  • a model For each molded part geometry, a model can be specified in particular, which determines the heating required for individual mass particles - according to the "finite element" process, starting from the ' final state ' , taking into account the path and controls the process parameters, in particular the temperature, accordingly.
  • the temperature profile is stored in a memory of the control device for each mold cavity. tt recorded as a changeable program or is calculated in a model computer.
  • the plasticized composition enters a shear gap and is there, before entering the molding cavity, by shear energy in conjunction with the previous temperature control the shear mandrel and the shear cylinder sleeve heated.
  • the temperature of the molding compound fluctuates more or less strongly over the injection cycle depending on the type of press, it is advantageous to measure the temperature before entering the shear element and to meter the additional energy so that the set temperature of the volume increment specified in the memory is reached .
  • This setpoint temperature also depends on whether a high temperature is reached before the mass increment enters the shear gap due to the shear during plasticization or when overcoming flow resistance at narrow points in the flow path (e.g. on valves) or through longer narrow flow channels between pistons and nozzle has existed and for how long such a higher temperature has been present.
  • This temperature history of the volume increment can be determined by a correction factor when the '
  • the invention includes the finding that in process engineering
  • the temperature of the molding compound in particular of rubber to be vulcanized, is on the one hand safely below the scorch point when entering the mold to avoid damage to the material, and on the other hand has the vulcanization when the elastomer enters the mold cavity. tion on the flow front has not yet begun, so that seam seam errors are avoided.
  • the temperature of the preheated mold is kept low in comparison to conventional methods because the increase in the mass temperature due to heat transfer from the mold can be largely or completely dispensed with.
  • the mold temperature is set so high that the molding compound immediately vulcanises out when penetrating into the thin gaps of the mold parting plane, with the result that the formation of the shoots in the parting plane (the so-called floating skin formation) is suppressed.
  • the molding compound is heated very quickly by a power P s given off in the shear gap.
  • the temperature is regulated according to a predefined profile as a function of time and material throughput, since on the way to the mold cavity the duration of vulcanization for the different mass particles differs, depending on whether the components are get into the mold cavity at the beginning, or whether the mass particle in question only gets into the mold cavity towards the end of the shear spraying process.
  • the procedure can be followed and the width of the gap and the injection speed can be changed in time according to a model.
  • the quantities of the volume flow i, the elastomer outlet temperature ⁇ T from the gap with the adjustable width s, the mold temperature T F and the information about the size and nature of the mold cavity are also taken into account.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a device for shear injection molding for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a diagram of the temperature profile of the individual mass particles .DELTA.m (partial quantities of the molding compound) during the respective residence time.
  • Figures 3a and 3b are graphs showing the dependence of the temperature increase .DELTA.T S Dm of the mass particles to jewei- 'time exit time from the shearing gap at constant or variable mass flow j,
  • FIG. 4 shows a graphical representation of the dependence of the crosslinking achieved (degree of vulcanization) on the path covered by the partial quantities of the elastomer mass or the time in the case of a constant expulsion speed
  • FIG. 5 shows a block diagram of a control circuit which operates with a temperature profile which can be predetermined or calculated by modeling.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the invention for shear injection molding by the method according to the invention is shown in more detail below with reference to FIG. 1.
  • the above-mentioned assemblies are connected to a control unit 43, which on the one hand emits the control signals required for the clock-controlled injection molding, but on the other hand also the signals for carrying out the inventive according to the method according to the invention, the necessary signals are supplied from the individual assemblies via suitable sensors.
  • the molds are either firmly connected to the other assemblies, the mold being opened and the workpiece or workpieces removed after the injection and crosslinking process has been completed, or the molds are fed, filled and closed in a cyclical circulation process removed from the spray device in order to be opened after removal of the molding compound from the spray device to remove the workpiece. The molds are then closed again and filled again.
  • the method presented here allows a shear element 7 as part of the respective shape as well as a shear element as part of the injection molding machine 30 (as a single- or multi-station machine) as a device.
  • the further description is intended to assume this that the shear element is part of the respective shape.
  • the molds are supplied in the closed state to the injection unit 30.
  • a corresponding opening is provided in the upper press part 19 and in the press table 1, into which the injection unit is lowered and the drive pin 15 is inserted.
  • the injection piston is controlled by the control unit 43 with a manipulated variable for the injection speed or the injection pressure of the molding compound n E applied.
  • the molding compound temperature T 0 is measured by means of a temperature sensor 31 arranged in the injection unit 30, and the molding temperature T F is measured in the vicinity of the mold cavity by means of a further temperature sensor 34 and together with information F about the size and type of the cavity or of the weight of the product to be cast is transmitted to the control unit 43, so that further heating of the molding composition in the injection unit 30 or of the mold can optionally be initiated with the manipulated variables H ⁇ _ or H 2 .
  • a sensor for querying the geometric shape parameter F is advantageously attached to the upper press part 19.
  • a preferred embodiment of the form is shown in the visual, sectional view. It consists of a lower tool part 2 with a rotatable, cone-shaped, rotationally symmetrical shear mandrel 7 in the center thereof and with a part of the mold cavity 13, which is closed at the top to the nozzle side with an upper tool part 5, into which the other part of the mold cavity 13 is incorporated.
  • a parting plane 6 between the upper and lower parts 5 and 2 of the mold there are sprue channels 14 which run in a star shape from the inside outwards to the individual mold cavities 13.
  • the rotationally symmetrical shear mandrel 7 is part of the mold in this example and in the lower part 2 with one in the direction arranged cross section extended to the lower part of the tool.
  • a drive pin 15 which projects through the press table 1 into the lower tool part 2 and is adjustable at a distance from a shear cylinder sleeve 8 arranged in the upper tool part 5.
  • An annular shear gap 16 with an adjustable width s for the mass flow j is formed between the shear cylinder sleeve 8 and the shear mandrel or cone 7.
  • the molding compound has the initial temperature T Q> before injection
  • the injection work W E causes a temperature increase ⁇ T ⁇ according to the formula:
  • Torque M d approximately for a cone at 1> d and exactly for a cylinder: M, IT 0, [Nm] (11)
  • an average viscosity over the length and height of the shear gap is used.
  • the control unit 43 inter alia input and output units 37, 38, 39, 40, 41 or 36 and 42, which are controlled by a computing unit, not shown.
  • the input units of the control unit 43 are each equipped with an analog / digital converter.
  • the manipulated variables n and s are output as a result of the shear energy-per-time control carried out by the computing unit in accordance with the deviation of the determined temperature increases ⁇ T j and ⁇ T 2 from the specified target temperature values.
  • the control unit 43 contains a programmable memory, each with a memory area for the temperature profile of the corresponding mold cavity as a function of the mass flow j.
  • the manipulated variables E ⁇ , n E and H are output in accordance with a model for the necessary heating of the mass particles on average, taking into account the distance to be covered and the mass flow for a specific cavity.
  • a memory area for injection molding parameters is selected in accordance with the information F and the temperature T Q in the injection unit and the temperature Tp of the mold and the injection speed n E are set according to predetermined programmable setpoints.
  • a memory area for injection molding parameters is selected in a memory of a control unit in accordance with a shape characteristic value F in accordance with the geometry of the mold cavity in accordance with the material property value M of the molding composition.
  • the temperatures in the injection unit T Q and the shape T F are set and a variable mass flow j is set, the shear speed n is set, the shear gap width s and the speed n E of the extruder screw is set according to a predetermined time changing setpoints.
  • a shear energy-per-time control takes place, with a change in the setpoints for the temperatures T Q , ⁇ T 1 and ⁇ T 2 according to a model stored for each mold cavity, which can be changed over time according to the path ⁇ to be covered and as a function Programmable values for the conveying speed n E , the shear speed n and the shear gap width s are programmable from the mass flow j, the shear gap width s being regulated according to the temperature increase ⁇ T_ determined and the shear speed n corresponding to the determined temperature increase ⁇ T 2 .
  • the transmitted shear energy is switched off.
  • the mold is opened, a skin-like layer of remaining material can be easily removed from the standing shear mandrel between the working cycles.
  • the shear element can be moved with the mold half and (in order to reduce the volume of waste) the material in the shear gap, which has not undergone additional heating due to the timely stopping of the shear element, is retained in the process.
  • the subsets can be recorded as finite elements in a model calculation that can be specified for each mold cavity. These must be loaded with a defined loading time or the correct times of charging are introduced into the mold cavity with a certain temperature of the mass flow j, so that the optimum vulcanization temperature prevails in these partial quantities at the end of the injection phase.
  • FIG. 2 shows a diagram of the time-dependent course of the temperature of the individual mass particles .DELTA.m as a function of the distance ⁇ traveled in the pouring channel and in terms of the shape.
  • the residence time t E1 of the mass particle ⁇ ⁇ flowing in first is greater than that of the subsequent mass particles ⁇ m 2 to ⁇ m n .
  • the necessary heating of the mass particles is created on the basis of the final state, taking into account the distance to be covered (shown hatched in FIG. 2a).
  • the model calculation for the individual volume increments is preferably carried out according to the so-called "finite element method".
  • the individual target values of the temperatures of the mass particles when they emerge from the shear gap are programmably recorded in a memory as a temperature profile for various mold cavities.
  • the mass particles .DELTA.m 2 of the preceding flow front are heated less highly than the .DELTA.m n of the following flow front, so that the product time tp times terature temperature T m despite the longer residence time tp of the first mass particles ⁇ m remains approximately constant in the mold cavities.
  • FIGS. 3a and b show the course of the target temperature ⁇ T S of the mass particles ⁇ m at the respective exit time, from the shear gap s during the shear spraying process for various mold cavities A and B.
  • the mass flow j remains fixed at a constant value from the beginning.
  • the molding compound for example rubber, is locally heated by shearing by means of a shear mandrel or cone when pressed into the mold, so that a short-term change in the shear speed n to the conditions of the mold and that of the molding compound entering the mold cavities Can be taken into account.
  • the mass flow j is varied for the mold cavity B (FIG. 3b), which is particularly advantageous with certain molded part geometries. Due to the exact control of the mass temperature before entering the mold cavity, the mixture-specific temperature optimum for each volume increment ⁇ m is reliably maintained despite the variation of the mass flow j.
  • the shear gap width s between the shear mandrel or cone 7 and the shear cylinder sleeve 8 and the shear speed n are adjusted in accordance with the mold cavity F such that the size of the temperature increase ⁇ t 2 can be varied during the shear injection molding process .
  • the . Control unit 43 contains a programmable memory, each with a memory area for the mass flow j of the corresponding mold cavity 13 as a function of the time t Fn .
  • each mass element can be adjusted according to the following equation:
  • the invention in particular allows the use of a low melt temperature on the entire route from the injection unit to the shear gap. Thus, a thermal. Preloading of the molding compound safely avoided.
  • the shear temperature increases the melt temperature to the currently specified maximum temperature as quickly as possible, which causes crosslinking to begin at an early stage. If the mass which has been heated to a high degree and is about to crosslink meets the very thin gap of the mold parting plane, the mass initially penetrating here very quickly experiences a sudden increase in viscose due to the crosslinking which begins immediately here . In this way, the tendency to form floating skin can be considerably reduced.
  • the invention enables extremely short heating times, particularly in the case of thick-walled parts.
  • the mixture-specific temperature optimum is kept constant and reliably by the exact control of the melt temperature before entering the mold cavity, which leads to a high quality consistency.
  • the diagram shown in FIG. 4 shows how different crosslinking conditions can be achieved by heating the partial quantities differently before leaving the heating element.
  • the volume increment first penetrating into the cavity is not or only slightly warmed in the shear mandrel, so that when it hits the flow front it is still sufficiently low below the scorch temperature. Shortly before the completion of the filling phase, the temperature rises above the scorch point. When hitting the mold parting level, an intensive heat transfer takes place here, which leads to a sudden crosslinking and thus to a prevention of further swimming skin formation.
  • the volume increment ⁇ m n last penetrating into the cavity is already heated up by the shear element to such an extent that the scorch point is exceeded immediately after introduction into the cavity and the crosslinking begins without further heat transfer through the inner wall of the mold.
  • the initial temperature not only can be achieved by a change in the shear Ver ⁇ Dorn speed or the gap width 'or the temperature of the heating element, but also by a change of the passing material volume at kon ⁇ stant power supply to achieve in Aufheizelement.
  • the Corresponding control takes place either according to a fixed temperature / time curve defined for a system or - as described above - by means of a model computer, to which further current process parameters can be added in order to reproduce the current spraying process as precisely as possible with the aim of a particularly precise one To obtain control of the individual spraying process.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a control according to a predefined or calculable temperature profile in the work cycle, in particular when using the hot-cone method.
  • the cone and a correspondingly shaped conical sleeve form a gap which interacts with the elastomer source and the amount of heat and is adjustable in a manner (not shown in FIG. 5).
  • Relatively large amounts of heat can likewise be transferred into the molding composition at short notice for a defined time range, so that the volume filling the molding cavity obtains homogeneous vulcanization properties. Because of the temperature, which can be set via a short transport path by changing the gap width s, a high cycle speed and thus a large material throughput is possible.
  • the heating element regulates the temperature before entry the elastomer mass into the mold cavity 13 and regulating the width s of the heating element according to a specific model and temperature profile as a function of time and volume flow i.
  • a work cycle is output from a clock device 51 directly to the elastomer source 50 and indirectly via a device for mold transport 53 into the mold 52 and via a timing element 54 to a model computer 55 with a time delay.
  • the form contains sensors for the size and nature of the cavity F and for the temperature Tp, which transmit information about the form 52 to the model computer 55 via corresponding connecting lines.
  • the invention is not restricted in its implementation. to the preferred exemplary embodiment given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.

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Abstract

Verfahren zum taktgesteuerten Spritzgießen einer vernetzbaren Formmasse, insbesondere einer solchen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wobei abwechselnd in einer ersten Phase des Arbeitstaktes die Formmasse zugeführt und dabei vor ihrem Eintritt in die Formkavität oder einem zu dieser führenden Fließkanal mittels einer Heizvorrichtung aufgeheizt wird und in einer zweiten Phase des Arbeitstaktes unter Einfluß einer optimalen Temperatur vernetzt wird und anschließend aus der Formkavität entfernt wird, wobei beim Passieren der Heizvorrichtung durch die aufeinanderfolgenden Teilmengen der Formmasse eine Temperaturerhöhung bis zu einer eine wesentliche Vernetzung im Zeitraum des Arbeitstaktes mischungsspezifisch herbeiführenden Temperatur derart durch Veränderung der jedem Teilvolumen zugeführten Wärmemenge entsprechend einem vorgegebenen oder errechneten Profil erfolgt, und unter Berücksichtigung der unterschiedlichen von nacheinander zugeführten Teilmengen der Formmasse zurückzulegenden Wege in ihre endgültige Position innerhalb dder Formkavität und der dazu benötigten Zeit eine im wesentlichen gleichmäßige Vernetzung für diese verschiedenen Teilmengen der Formmasse eintritt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen von vernetzbaren Formmassen
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Vernetzung von vernetzbaren Formmassen, wie beispiels¬ weise die Vulkanisation des Elastomers Kautschuk zu Gummi, erfordert über eine gewisse Zeitdauer die Einwirkung von Temperaturen, die oberhalb der Vernetzungstemperatur der Kautschukmoleküle liegen. Dabei können die Temperaturen und Einwirkungsdauern in weiten Bereichen variiert werden. Im Falle von Kautschuk darf die Temperatur dabei jedoch den sogenannten Scorch-Punkt nicht überschreiten, da sonst- die Formmasse irreversibel geschädigt werden würde.
Bei dem bekannten Verfahren zum Spritzgießen wird eine gleichmäßige Erwärmung der Formmasse angestrebt. Diese wird jedoch aufgrund bauartbedingter Einflüsse im Ein- spritzaggegrat nicht erreicht. Zusätzlich zu diesem Nach¬ teil, der zu unterschiedlicher Vernetzung einzelner Volu- meninkremente des Formteiles führen kann, ist festzustel- len, daß die jeweilige Einwirkzeit der Temperatur auf je¬ des volumeninkrement während des gesamten Spritzgießpro¬ zesses unterschiedlich ist, was zu einer weiteren Diffe¬ renz in den Vernetzungsgraden der Volumeninkremente eines Formteiles führt.
Der entscheidende Einfluß auf die Verteilung des Vernet- zungsgrades innerhalb eines spritzgegossenen Formteiles entsteht jedoch dadurch, daß bei unterschiedlicher Wand¬ stärke insbesondere aufgrund der schlechten Wärmeleitfä- higkeit der Formmasse die zur Vernetzung erforderliche Temperatur an dünnwandigen Stellen eher erreicht wird als im Zentrum von dickwandigen Stellen.
Darüberhinaus besteht beim Spritzgießen besonderer Form- teile, bei denen während des Einspritzprozesses Fließfron¬ ten aufeinandertreffen, die Notwendigkeit der vollständi- gen Vereinigung dieser Fließfronten (Bindenaht) im unver- netzten Zustand, um eine ausreichende Festigkeit an dieser Stelle zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ver¬ fahren der eingangs genannten Gattung die Temperatur bei Eintritt in die Formkavität so zu steuern, daß für jedes Volumeninkrement des Formteils, unter Berücksichtigung der jeweiligen Verweilzeit und des Verlaufes des Temperaturan- stieges während dieser Verweilzeit, ein optimaler Vernet¬ zungsgrad innerhalb einer möglichst kurzen Zykluszeit er¬ reicht wird, ohne daß es zu Vorvernetzung an zusammentref¬ fenden Fließfronten und zu einer Vorschädigung durch Scorch kommt.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß wenn auf. die Aufheizung der Formmasse eine längere in die Formkavi-, t t zurückzulegende Wegstrecke folgt , die Vernetzungs¬ bzw. Vulkanisationsdauer für die unterschiedlichen Werk¬ stoffvolumeninkremente verschieden ist - je nachdem, ob es sich um Anteile handelt, die zu Anfang in die Form gelan- gen, oder ob die betreffenden Volumeninkremente erst gegen Ende des Spritzvorgangs die Formkavität erreichen. Dabei darf insbesondere auch beim Eintreten der Formmasse in die Formnester an der Fließfront die Vernetzung noch nicht ab¬ geschlossen sein, da sonst sogenannte "Bindenahtfehler" entstehen können, welche darauf beruhen, daß der Vernet¬ zungsvorgang schon so weit abgeschlossen ist, daß getrennt _ --. -
entstandene Fließfronten bei Berührung nicht mehr vernet¬ zen.
Ausgehend von diskontinierlich zugeführten temperierten Formen oder auch einer Entformung in der jeweils zweiten Phase eines Arbeitstaktes, in dessen erster Phase die Werkstoffzufuhr erfolgt, kann durch eine geeignete Varia¬ tion der Erwärmung der zugeführten Formmasse mittels einer Vorrichtung, die Energie als zusätzliche Wärme in die Formmasse einbringt, erreicht werden, daß trotz unter¬ schiedlicher Ausgangstemperaturen, unterschiedlicher Ver¬ weilzeiten der einzelnen Volumeninkremente im Prozeß zwi¬ schen Plastifizierung und Entformung und unterschiedlicher Volumenkonzentration in der Form ein gleichmäßiger optima- 1er Vernetzungsgrad erreicht wird.
Mittels einer Regelung nach einem vorgegebenen oder on¬ line ermittelten Temperaturprofil kann ein optimaler Ver¬ netzungsverlauf auch bei geringer Wärmeleitfähigkeit der vernetzbaren Formmasse erreicht werden, beispielsweise wenn als Heizvorrichtung ein Scherelement verwendet wird, mit dem durch entsprechende Drehzahländerungen kurzfristig die auf ein jeweiliges Teilvolumen übertragene Wärmemenge verändert werden kann oder wenn auf andere Weise die Um- setzung von zugeführter Energie durch Dissipation in zu¬ sätzliche Wärme erfolgt. Für solche Anwendungen, bei denen keine sehr kurzfristigen starken Veränderungen der pro Zeiteinheit zu übertragenden Wärmemengen vorgenommen wer¬ den müssen, ist auch das sogenannte "Hot-cone-Verfahren" geeignet, bei dem zwar der den Wärmeübergang bestimmende Konus auf relativ konstanter Temperatur gehalten wird - durch die Variation der Spaltbreite aber eine Veränderung- der durchgesetzten Masse und damit der pro Volumenanteil erzielten Erwärmung erreicht werden kann. Bei den nachfol¬ genden Betrachtungen soll jedoch von der bevorzugten Ver- wendung eines Scherelementes ausgegangen werden. Beim "Hot-cone" wäre sinngemäß jeweils die Veränderung der Scherenergie (bei konstanter Viskosität der Formmasse: Schergeschwindigkeit) durch die Veränderung der Spaltbrei¬ te und damit die Veränderung der Durchsatzgeschwindigkeit zu ersetzen.
Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß relativ große Wärmemengen kurzfristig in die Formmasse übertragen werden können, so daß das die Formkavität ausfüllende Vo- lumen homogene Vulkanisationseigenschaften erhält. Dabei ist wegen der über einen kurzen Transportweg definiert- einstellbaren Temperatur eine hohe Taktgeschwindigkeit und damit ein großer Materialdurchsatz möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mit der Aufheizung erreichte Ausgängs¬ temperatur einer Teilmenge der Formmasse beim Verlassen des Heizelements so gewählt, daß in Abhängigkeit von der Verweilzeit des jeweiligen Inkrementes der Formmasse zwi- sehen Plastifizierung und Entformung einerseits und der Veränderung der Temperatur des inkrementes während der Verweilzeit andererseits die für jedes Inkrement kürzest- mögliche Vulkanisationszeit erreicht wird, wobei die hier¬ für jeweils erforderliche Temperatur unterhalb der Grenze liegen muß, bei der Bindenahtfehler, Anvernetzungen in den Zuführkanälen und/oder Scorch auftreten. Bei einer anderen günstigen Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens wird die mit der Aufheizung er¬ reichte Ausgangstemperatur einer Teilmenge der Formmasse beim Verlassen des Heizelements so eingestellt, daß der Vernetzungsgrad dieser Teilmenge beim Erreichen der For¬ mentrennebene bereits so hoch ist, daß durch Anstieg der Viskosität infolge Vernetzung ein Eindringen dieser Teil¬ menge in den Spalt der Formentrennebene unterbleibt oder zumindest reduziert wird (gratfreies bzw. gratarmes Spritzgießen) .
Die Bildung von Austrieb innerhalb der Formentrennlinie kann auch dadurch reduziert werden, daß bei ausreichend hoher Massetemperatur durch eine hohe Formentemperatur bei Eindringen der Formmasse in die Trennebene dort sofort ei¬ ne Verfestigung der Masse durch Vulkanisation erfolgt.
Es ist ersichtlich, daß beim Eindringen der Formmasse über die Zuführungskanäle in die Formkavität zum Teil einander widersprechende Forderungen zu berücksichtigen sind. Mit¬ tels der erfindungsgemäßen Maßnahmen - und insbesondere einer Modellbildung mittels eines entsprechenden Rechners - ist es jedoch möglich, in den meisten Fällen ein geeig¬ netes Temperaturprofil der einzuspritzenden Formmasse zu finden. Bei einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei konstanter Energiezufuhr die Tempera¬ tursteuerung durch eine Mengensteuerung des Werkstoff¬ durchtritts ersetzt, so daß bei konstanter pro Zeiteinheit abgegebener Wärmemenge jeweils entsprechend variierte Tem-. peraturen erzielbar sind. Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens wird insbesondere die mit der Aufheizung erreichte Ausgangstemperatur einer Teilmenge der Formmasse beim Ver¬ lassen des Heizelements so gesteuert, daß die Temperatur der Formmasse während der Einspritzphase ansteigt. Damit werden die für die zu unterschiedlichen Zeiten das Heize¬ lement verlassenden Teilmengen des Formwerkstoffs gültigen Vernetzungsbedingungen aneinander angepaßt und letztlich die für die letzten austretenden Teilmengen der Formmasse erzielbaren Vernetzungsbedingungen denjenigen angeglichen, welche für die ersten entsprechenden Teilmengen gelten.
Insbesondere erfolgt hierbei eine Regelung für die mit der Aufheizung erreichte Ausgangstemperatur einer Teilmenge der Formmasse beim Verlassen des Heizelements nach einem veränderlichen Sollwert, der durch das Ausgangssignal ei¬ nes Modellrechners bestimmt wird, wobei das Modell unter Berücksichtigung des weiteren Weges der aktuell zu behei¬ zenden Teilmenge der Formmasse, deren sich zeitabhängig einstellender Vernetzung (Vulkanisationsgrad.) und ver- • schiedener auf dem Weg in die Formkavität einzuhaltender Mindest- bzw. Maximalwerte der Vernetzung (Vulkanisa¬ tionsgrad) gewonnen wird.
Für jede Formteilgeometrie ist insbesondere ein Modell vorgebbar, welches für einzelne Masseteilchen - nach dem "Finite Elemente"-Verfahren ausgehend vom' Endzustand - de¬ ren notwendige Erwärmung unter Berücksichtigung des Weges ermittelt und die Verfahrensparameter, insbesondere die Temperatur, entsprechend steuert. Das Temperaturprofil ist in einem Speicher der Steuereinrichtung für jede Formkavi- t t als veränderbares Programm festgehalten oder wird in einem Modellrechner errechnet.
Beim Scherspritzgießen von Formmassen mit geringer Wärme- leitfähigkeit tritt beispielsweise bei Mehrstationensprit¬ zanlagen nach der Zuführung der Formen an das Einspritzag¬ gregat die plastifizierte Masse in einen Scherspalt ein und wird dort vor Eintritt in die Formkavität durch Scher¬ energie in Verbindung mit der vorhergehenden Temperierung des Scherdornes und der Scherzylinderhülse aufgeheizt.
Da die Temperatur der Formmasse über den Einspritzzyklus abhängig von der Pressenbauart mehr oder weniger stark schwankt, ist es günstig, die Temperatur vor Eintritt in das Scherelement zu messen und die zusätzlich zugeführte Energie so zu dosieren, daß die im Speicher festgelegte Solltemperatur des Volumeninkrementes erreicht wird. Diese Solltemperatur ist auch davon abhängig, ob bereits vor dem Eintreten des Masseinkrementes in den Scherspalt eine hohe Temperatur durch die Scherung bei der Plastifizierung oder bei der Überwindung von Fließwiderständen an Engstellen im Fließweg (z.B. an Ventilen) oder durch längere enge Flie߬ kanäle zwischen Kolben und Düse bestanden hat und über welche Zeitdauer eine derartige höhere Temperatur vorgele- gen hat. Diese Temperaturgeschichte des Volumeninkrementes ist durch einen Korrekturfaktor bei der Ansteuerung der'
• Solltemperatur zu berücksichtigen. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß bei der verfahrenstechnischen
Grundkonzeption von Spritzgießmaschinen dieser Einfluß von hohen Temperaturen in der frühen Phase des Spritzgießpro¬ zesses soweit die möglich reduziert und die Temperaturer- höhung räumlich so nahe wie möglich an die Formenkavität heran und zeitlich so kurz wie möglich vor dem Einspritzen in die Form verlegt werden sollte.
Die Temperatur der Formmasse, insbesondere von zu Gummi zu vulkanisierendem Kautschuk, liegt einerseits beim Eintre¬ ten in die Form zur Vermeidung einer Materialschädigung sicher unter dem Scorchpunkt und andererseits hat beim Eintreten des Elastomers in die Formkavität die Vulkanisa-. tion an der Fließfront noch nicht begonnen, sodaß Binde¬ nahtfehler vermieden werden. Die Temperatur der vorgewär- men Form wird, im vergleich zu herkömmlichen Verfahren, niedrig gehalten, weil auf die Erhöhung der Massetempera¬ tur durch Wärmeübergang aus der Form weitgehend oder voll- ständig verzichtet werden kann. Die Formtemperatur wird jedoch so hoch eingestellt, daß die Formmasse bei Eindrin¬ gen in die dünnen Spalten der Formtrennebene sofort aus¬ vulkanisiert, womit die Bildung des Austriebes in der Trennebene (die sogenannte Schwimmhautbildung) unterdrückt wird.
Von der Verweildauer tw im Scherspalt, von der Scherspalt¬ geometrie (Scherdornlänge 1, Scherdorndurchmesser d, Scherspaltbreite s) und von der Scherdrehzahl n bzw. vom- Drehmoment M. sowie von der Viskosität η, vom Massestrom j , vom Volumenstrom i und von der Wärmekapazität cw ab¬ hängig, erfolgt die Aufheizung der Formmasse durch eine in dem Scherspalt abgegebene Leistung Ps sehr schnell. Die Aufheizung des den Materialdurchsatz kennzeichnenden Mas- sestromes j = c • i von einer vorher möglichst niedrigen Massetemperatur auf Maximaltemperatur Tmaχ in unmittelba- rer Nähe der Formkavität wird nach Verlassen des Scher¬ spaltes gemessen und die Umfangsgeschwindigkeit üo eines Scherdornes oder -Kegels über die Scherdrehzahl n derart verändert, daß die Massetemperatur den vorher eingestell- ten optimalen Wert erhält. Dabei erfolgt die Regelung der Temperatur nach einem vorgegebenen Profil in Abhängigkeit von der Zeit und vom Materialdurchsatz, da auf dem Weg in die Formkavität die vulkanisationsdauer für die unter¬ schiedlichen Masseteilchen unterschiedlich ist, je nach- dem, ob es sich um Anteile handelt, die zu Anfang in die Formkavität gelangen, oder ob das betreffende Masseteil¬ chen erst gegen Ende des Scherspritzvorgangs in die Form¬ kavität gelangt.
Bei der Anwendung des Hot-Cone-Verfahrens kann entspre¬ chend verfahren werden und die Breite des Spaltes und die Einspritzgeschwindigkeit zeitlich gemäß einem Modell ver¬ ändert werden. Dabei gehen die Größen des Volumenstromes i, der Elastomeraustrittstemperatur ΔT aus dem Spalt mit der regelbaren Breite s, die Formtemperatur TF und die In¬ formation über die Größe und Beschaffenheit der Formkavi¬ tät mit in die Rechnung ein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ün- teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu¬ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vor- richtung zum Scherspritzgießen zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 ein Diagramm zum Temperaturverlauf der einzelnen Masseteilchen Δm (Teilmengen der Formmasse) während der jeweiligen Verweilzeit.,
Figuren 3a und 3b grafische Darstellungen der Abhängigkeit der Temperaturerhöhung ΔTS der Masseteilchen Δm zum jewei-' ligen AustrittsZeitpunkt aus dem Scherspalt bei konstantem oder variablem Massestrom j ,
Figur 4 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der erzielten Vernetzung (Vulkanisationsgrad) vom durch die Teilmengen der Elastomermasse zurückgelegten Weges bzw. der Zeit im Falle konstanter Austriebsgeschwindigkeit,
Figur 5 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung, welche mit einem vorgebbaren oder durch Modellbildung errechen¬ baren Temperaturprofil arbeitet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für das Scherspritz- gießen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nachstehend anhand der Figur 1 näher dargestellt.
Eine zwischen einem Pressentisch 1 und -Oberteil 19 ange¬ ordnete Form, bestehend aus Teilen 2 und 5, enthaltend Formkavitäten -13 befindet sich unter einer darüber ange¬ ordneten Zuführungseinheit 30 für die Formmasse und über einer unterhalb angeordneten Stell- und Antriebseinrich¬ tung 35. Die vorgenannten Baugruppen sind mit einer Steue¬ reinheit 43 verbunden, welche einerseits die für das takt- gesteuerte Spritzgießen benötigten Steuersignale abgibt, andererseits aber auch die zur Durchführung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens notwendigen Signale von den ein¬ zelnen Baugruppen über geeignete Sensoren zugeführt er¬ hält.
Die Formen sind entweder mit den übrigen Baugruppen fest verbunden, wobei nach abgeschlossenem Spritz- und Vernet¬ zungsvorgang die Form geöffnet und das bzw. die Werkstücke entnommen werden oder aber es werden in einem zyklischen Umlaufverfahren die Formen in geschlossenem Zustand zuge- führt, befüllt und von der Spritzvorrichtung entfernt, um nach dem Vernetzen der Formmasse von der Spritzvorrichtung entfernt zum Entnehmen des Werkstücks geöffnet zu werden. Anschließend werden die Formen wieder verschlossen und er¬ neut befüllt.
Das hier vorgestellte Verfahren läßt als Vorrichtung so¬ wohl ein Scherelement 7 als Bestandteil der jeweiligen Form als auch ein Scherelement als Bestandteil der Spritz¬ gießmaschine 30 (als Ein- oder Mehrstationenmaschine) zü.- In der weiteren Beschreibung soll davon ausgegangen wer-, den, daß das Scherelement Bestandteil der jeweiligen Form ist.
Weiterhin soll bei der weiteren Beschreibung von einem zy- klischen Formdurchlauf ausgegangen werden: Eine Zufuhr der Formen in geschlossenem Zustand erfolgt zum Einspritzag¬ gregat 30 hin. Im Pressenoberteil 19 sowie im Pressentisch 1 ist eine entsprechende Öffnung vorgesehen, in die das Einspritzaggregat abgesenkt sowie der Antriebszapfen 15 eingebracht wird. Der Einspritzkolben wird von der Steue¬ reinheit 43 mit einer Stellgröße für die Einspritzge- schwindigkeit bzw. den Einspritzdruck der Formmasse nE beaufschlagt.
Mittels eines im Einspritzaggregat 30 angeordneten Tempe- raturmeßfühlers 31 wird die Formmassentemperatur T0 und mittels eines weiteren Temperaturmeßfühlers 34 die Formt¬ emperatur TF in der Nähe der Formkavität gemessen und zu¬ sammen mit einer Information F über die Größe und Art der Kavität bzw. des Gewichtes des zu gießenden Produktes der Steuereinheit 43 übermittelt, damit gegebenenfalls mit den Stellgrößen Hη_ bzw. H2 eine weitere Erwärmung der Form¬ masse im Einspritzaggregat 30 bzw. der Form veranlaßt wer¬ den kann. In vorteilhafter Weise ist am Pressenoberteil 19 ein Fühler zur Abfrage der geometrischen Formkenngröße F angebracht.
Eine bevorzugte Ausführung der Form ist in der Seh-, nittdarstellung gezeigt. Sie besteht aus einem Werkzeugun¬ terteil 2 mit einem drehbaren kegelförmigen rotationssym- metrischen Scherdorn 7 in dessen Zentrum und mit einem Teil der Formkavität 13, die nach oben zur Düsenseite mit einem Werkzeugoberteil 5 abgeschlossen ist, in das das an¬ dere Teil der Formkavität 13 eingearbeitet ist. In der Trennebene 6 zwischen Werkzeugober- und -unterteil 5 und 2 befinden sich sternförmig von innen nach außen zu den ein¬ zelnen Formkavitäten 13 verlaufende Angußkanäle 14. Der rotationssymmetrische Scherdorn 7 ist in diesem Beispiel Bestandteil der Form und im Werkzeugunterteil 2 mit einem in Richtung auf das Werkzeugunterteil erweitertem Quer- schnitt angeordnet. Er wird von einem Antriebszapfen 15, der durch den Pres¬ sentisch 1 hindurch in das Werkzeugunterteil 2 ragt, an¬ getrieben und ist im Abstand von einer im Werkzeugoberteil 5 angeordneten Scherzylinderhülse 8 verstellbar. Zwischen der Scherzylinderhülse 8 und dem Scherdorn bzw. -kegel 7 wird ein ringförmiger Scherspalt 16 mit verstellbarer Breite s für den Massestrom j gebildet. Durch diese Anord¬ nung erfolgt bei Rotation des Scherdornes bzw. -Kegels 7 eine weitere Aufheizung unmittelbar vor dem Eintritt des Massestromes j in die Formkavität 13. Der Antriebszapfen 15 ragt aus einer Stell- und Antriebseinheit 35, die von der Steuereinrichtung 43 mit Stellgrößen für die Scher¬ drehzahl n und Scherspaltbreite s beaufschlagt wird.
Die Formmasse hat vor dem Einspritzen die Anfangstempera- tur TQ>
Beim Spritzgießen von vernetzten Formmassen kommt es am Einspritzaggregat durch die Einspritzarbeit WE zu einer Temperaturerhöhung ΔTχ nach der Formel:
Figure imgf000016_0001
Hierbei sind neben der Einspritzarbeit WE , auch die spe- zifische Wärmekapazität cw und die Dichte ς der Formmasse m mit dem Einspritzvolumen VE und die Einspritzzeit tE von Einfluß.
Bei einer Formmasse m mit einem Einspritzvolumen VE und der Verweildauer tw = tE soll durch die Scherleistung Ps- eine Temperaturerhöhung ΔT2 erfolgen: ΔT2 = (Pg • tw/tE)/(c„ • ς • i) = Ps /(cw • j) (2)'
mit dem Volumenstrom i = VE/tE ( 3)
und mit der Dichte ς = m/vE (4)
Bei einer Drehzahl n eines kegelförmigen rotationssymme- trischen Scherdorns, der in halber Höhe den Durchmesser d und eine Länge 1 aufweist und zusammen mit der Zylinder- hülse den Scherspalt s mit der dynamischen Viskosität η bildet, läßt sich das Drehmoment M_ und daraus die durch die Scherung abgegebene Leistung Ps ermitteln:
ps = FR ' uo = [Md/(d/2)] • UQ (5)
Md = FR • d/2 [in Nm] (6)'
mit der inneren Reibungskraft FR = (AM • Uo • η)/s (7)
mit der Kegelmantelfläche AM = π • d • / d2 + l2 (8)
bzw. der 'Zylindermantelfläche AM = π • d • 1 (9)
mit der Umfangsgeschwindigkeit UQ = π • d • n (10)
Bei der Scherung mittels Mantelfläche ergibt sich das
Drehmoment Md für einen Kegel bei 1 > d näherungsweise und für einen Zylinder exakt zu: M, IT 0, [Nm] ( 11 )
2 S
Hierbei wird in erster Näherung eine durchschnittliche Viskosität über der Scherspaltlänge und -höhe angesetzt.
Wegen (5) mit der einzusetzenden Drehzahl n in [U/ min] und wegen der Umrechnung in kW gilt:
P* Pss == — ]Md * n [kW] (12)
9549
Nach dem Einsetzen der Gleichungen (5) bis (11) in (2) er-- gibt sich folgende Temperaturerhöhung im Spalt für einen Scherkegel:
ΔT2 = / d2 + l2 • η • τr3 • d3 • n2 /(s • cw • j ) (13)
bzw. für einen zylindrischen Scherdorn: ■
ΔT2 = i ' H • ττ3 • d3 • n2 /(s ■ cw • j ) (14)
Die Viskosität η nimmt mit dem Schergefälle dUQ/ds zu und aufgrund des sich mit zunehmender Temperatur verringernden Fließindexes x ab:
Figure imgf000018_0001
Für die Eingabe von Meßwerten TQ, F,
Figure imgf000018_0002
, ΔTn und TF sowie für die Eingabe von Materialkennwerten bzw. für die Ausgabe von Stellgrößen H-j^ und nE sowie H2, n und s weist die Steuereinheit 43 u.a. Ein- bzw. Ausgabeeinheiten 37, 38, 39, 40, 41 bzw. 36 und 42 auf, die von einer nicht dargestellten Recheneinheit angesteuert werden. Die Einga¬ beeinheiten der Steuereinheit 43 sind je mit einem Analog/Digital-Wandler ausgestattet. Die Ausgabe der Stellgrößen n und s erfolgt im Ergebnis der von der Re¬ cheneinheit durchgeführten Scherenergie-pro-Zeit-Regelung entsprechend der Abweichung der bestimmten Temperaturerhö¬ hungen ΔTj und ΔT2 von den vorgegebenen Solltemperatur- werten. Die Steuereinheit 43 enthält einen programmierba¬ ren Speicher mit jeweils einem Speicherbereich für das Temperaturprofil der entsprechenden Formkavität in Abhän¬ gigkeit vom Massestrom j. Die Ausgabe von Stellgrößen E^ , nE und H erfolgt entsprechend eines Modells für die not- wendige Erwärmung der Masseteilchen im Mittel unter Be¬ rücksichtigung des zurückzulegenden Weges und des Masse¬ stromes für eine bestimmte Kavität.
Von der Steuereinheit 43 gesteuert, jedoch in den Zeich- nungen nicht näher dargestellt, werden außerdem folgende Verfahrensschritte in Vorbereitung des Scherspritzgießens vorgenommen:
1. Zuführung der geschlossenen Form an das Einspritzag- gregat 30, der auf das Werkzeugoberteil 5 der Form abge¬ senkt wird, wobei gleichzeitig ein Antriebszapfen 15 durch ■ einen Pressentisch 1 hindurch in das Werkzeugunterteil 2. eingebracht wird.
2. Einstellen der Anfangsparameter für das Scher¬ spritzgießen, wobei die Formmassentemperatur TQ im Ein- spritzaggregat 30 und die Formtemperatur TE, zur Bestim¬ mung der Abweichung von einem definierten Anfangswert ge¬ messen und wobei zur anschließenden weiteren Erwärmung der Formmasse entsprechend einem Formkennwert F über die Form- kavität in einem Speicher einer Steuereinheit 43 ein Spei¬ cherbereich für Spritzgußparameter entsprechend der Infor¬ mation F ausgewählt wird und eine Einstellung der Tempera¬ tur TQ im Einspritzaggregat und der Temperatur Tp der Form sowie der Einspritzgeschwindigkeit nE nach vorgegebenen programmierbaren Sollwerten erfolgt.
Das Verfahren zum Scherspritzgießen von vernetzbaren Formmassen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Kautschuk, mit einem Vorerwärmen vor dem Eintritt in eine Form, zeichnet sich insbesondere durch folgende Schritte aus:
1. In einem Speicher einer Steuereinheit ist ein Spei¬ cherbereich für Spritzgußparameter entsprechend einem Formkennwert F entsprechend der Geometrie der Formkavität entsprechend dem Materialkennwert M der Formmasse ausge¬ wählt.
2. Es erfolgt eine Einstellung der Temperaturen im Ein- spritzaggregat TQ und der Form TF sowie zur Vorgabe eines variißrbaren Massestromes j eine Einstellung der Schere drehzahl n, der Scherspaltbreite s und eine Stellung Dreh¬ zahl nE der Extruderschnecke nach vorgegebenen zeitlich veränderlichen Sollwerten.
3. Eine Messung der Temperatur TQ + ΔTη_ im Innenraum ei¬ ner Scherzylinderhülse 8 vor Eintritt der Elastomermasse in den Scherspalt 16 und der Temperatur ΔT = TQ + ΔT-|_ +ΔT2 nach Austritt aus dem Scherspalt 16 und vor Eintritt der Elastomermasse in die Kavität 13.
4. Es erfolgt eine Scherenergie-pro-Zeit-Regelung, mit einer Veränderung der Sollwerte für die Temperaturen TQ, ΔT1 und ΔT2 nach einem für jede Formkavität gespeicherten Modell, welches zeitlich veränderbar entsprechend des zu¬ rückzulegenden Weges ξ und in Abhängigkeit vom Massestrom j programmierbar Stellwerte für die Fördergeschwindigkeit nE, die Scherdrehzahl n und die Scherspaltbreite s lie¬ fert, wobei entsprechend der ermittelten Temperaturerhö¬ hung ΔT_ die Scherspaltbreite s und entsprechend der er¬ mittelten Temperaturerhöhung ΔT2 die Scherdrehzahl n gere- gelt wird.
Bei Unterbrechung des Vortriebs der Elastomermasse erfolgt eine Abschaltung der übertragenen Scherenergie. Beim öff¬ nen der Form kann zwischen den Arbeitszyklen vom stehenden Scherdorn eine hautartige Schicht von verbleibendem Mate¬ rial leicht entfernt werden.
Alternativ kann das Scherelement mit der Formenhälfte ver¬ fahren werden und dabei (zwecks Reduzierung des Abfallvo- lumens) das Material im Scherspalt, welches durch recht¬ zeitiges Stoppen des Scherelementes keine zusätzliche Er¬ wärmung erfahren hat, dem Prozeß erhalten bleiben.
Die Teilmengen sind als finite Elemente in einem für jede Formkavität vorgebbaren Modellrechnung erfaßbar. Diese müssen mit einer definierten Beschickungsdauer bzw. zu be- stimmten BeschickungsZeitpunkten mit einer bestimmten Tem¬ peratur des Massestroms j in die Formkavität eingebracht werden, damit am Ende der Einspritzphase in diesen Teil¬ mengen die optimale Vulkanisationstemperatur herrscht.
Figur 2 zeigt als Diagramm den zeitabhängigen Verlauf der Temperatur der einzelnen Masseteilchen Δm in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg ξ im Gießkanal sowie in der Formka¬ vität. Dabei ist die Verweildauer tE1 des zuerst einge- strömten Masseteilchens Δπ^ größer als die der nachfolgen¬ den Masseteilchen Δm2 bis Δmn.
Für die Modellrechnung wird - ausgehend vom Endzustand - die notwendige Erwärmung der Masseteilchen im Mittel unter Berücksichtigung des zurückzulegenden Weges erstellt (in Fig. 2a schraffiert dargestellt). Es erfolgt eine Analyse der Temperaturverteilung am fertigen Produkt hinsichtlich der zu verschiedenen Beschickungszeitpunkten eingebrachten Masseteilchen unter Berücksichtigung der Abmaße der Form- kavität. Die Modellrechnung für die einzelnen Volumenin¬ kremente erfolgt bevorzugt nach der sogenannten "Finite-Elemente-Methode" .
Bei konstant gehaltenem Massestrom j und cw kann die Summe der Temperaturerhöhungen Σ ΔT = TQ + ΔTχ + ΔT2 multipli¬ ziert mit der Verweildauer tw der Masseteilchen Δm im Scherspalt dann als vernetzungssenergie angesehen werden, wenn die Form nicht zum Energieaustausch (Abkühlung) beit¬ rägt. Im Normalfall muß dieser Energieaustausch in der Gleichung durch eine für jedes finite Element vorgebbare Konstante Tαn berücksichtigt und für den SpritzgießVorgang durch eine entsprechende Temperaturerhöhung ΔT2 ausgegli¬ chen werden. Für jedes Masseteilchen Δm ist das Produkt Zeit tp mal Temperatur Tm für die Vulkanisation konstant. Für das n-te Masseteilchen gilt:
τmn * tPn = (Σ Δτn ~ Tαn ) * tPn = konstant (18)'
Die einzelnen Sollwerte der Temperaturen der Masseteilchen beim Austritt aus dem Scherspalt sind als Temperaturprofil für verschiedene Formkavitäten in einem Speicher program¬ mierbar festgehalten. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Qualität werden die Masseteilchen Δm2 der vorhergehenden Fließfront weniger hoch erhitzt, als die Δmn der nachfol¬ genden Fließfront, damit das Produkt Zeit tp mal Terϊ.era- tur Tm trotz längerer- Verweildauer tp der ersten Masse¬ teilchen Δm in den Formkavitäten annähernd konstant bleibt.
Die Figuren 3a und b zeigen den Verlauf der Solltemperatur ΔTS der Masseteilchen Δm zum jeweiligem Austrittszeitpunkt, aus dem Scherspalt s während des Scherspritzvorganges für verschiedene Formkavitäten A und B.
Für die Formkavität A (Figur 3a) bleibt der Massestrom j von Anfang an auf einem konstanten Wert fest eingestellt. Die Formmasse, beispielsweise Kautschuk, wird durch Sche¬ rung mittels eines Scherdornes bzw. -Kegels beim Einpres¬ sen in die Form lokal erhitzt, so daß durch kurzfristige Änderung der Scherdrehzahl n auf die Verhältnisse der Form und die des Eintretens der Formmasse in die Formkavitäten Rücksicht genommen werden kann. Für die Formkavität B (Figur 3b) wird der Massestrom j va¬ riiert, was vor allem bei bestimmten Formteilgeometrien vorteilhaft ist. Durch die exakte Steuerung der Massetem¬ peratur vor dem Eintritt in die Formkavität wird trotz der- Variation des Massestromes j das mischungsspezifische Tem¬ peraturoptimum fürjedes Volumeninkrement Δm zuverlässig eingehalten.
Mittels einer Stell- und Antriebseinrichtung 35 wird die Scherspaltbreite s zwischen dem Scherdorn bzw. -kegel 7 und der Scherzylinderhülse 8 sowie die Scherdrehzahl n entsprechend der Formkavität F so eingestellt, daß die Größe der Temperaturerhöhung Δt2 während des Scherspritz- gieß organgs variiert werden kann. Die . Steuereinheit 43 enthält einen programmierbaren Speicher mit jeweils einem Speicherbereich für den Massestrom j der entsprechenden Formkavität 13 in Abhängigkeit von der Zeit tFn. Außerdem werden mittels Temperatur-Meßfühler 31, 32, 33 und .34 die Größen TQ, TQ + ΔT-^, ΔT und Tp fortlaufend gemessen und' der Steuereinheit 43 übermittelt, welche in weiteren Spei¬ cherbereichen des Speichers für diese Größen Sollwerte en¬ thält.
Für die Regelung der Scherspaltbreite s wird berücksich- tigt, daß die Viskosität η bei Vergrößerung der Breite s des Scherspaltes 16 zunimmt und andererseits 'bei Vergröße¬ rung der Scherdrehzahl n entsprechend Gleichungen (10) und (15) abnimmt.
Für die Vernetzung einer jeder Teilmenge Δm wird die im Scherspalt erzeugte Scherenergie, zuzüglich der auf dem Weg ξ durch die Form zugeführten Energie, zur Verfügung gestellt:
*w Wv = cw J ( Σ ΔTn - Tαn ) • j • dt (19) o
Die Größe jedes Masseelements ist dabei einstellbar nach folgender Gleichung:
Figure imgf000025_0001
Δm = J j • dt (20) o
Die Erfindung gestattet insbesondere die Verwendung einer niedrigen Massetemperatur auf dem gesamten Weg vom Ein¬ spritzaggregat zum Scherspalt. Somit wird eine thermische. Vorbelastung der Formmasse sicher vermieden.
Erst kurz vor der Formkavität wird durch die Scherung auf schnellstmögliche Weise die Massetemperatur auf die momen¬ tan vorgegebene Maximaltemperatur erhöht, was eine früh¬ zeitig einsetzende Vernetzung verursacht. Trifft die der¬ artig hoch erhitzte und kurz vor der Vernetzung stehende Masse auf den sehr dünnen Spalt der Formtrennebene, so er¬ fährt die anfänglich hier eindringende Masse durch die hö¬ here Formwandtemperatur sehr schnell einen plötzlichen Viskoseanstieg durch die hier sofort einsetzende Vernet¬ zung. Hierdurch läßt sich die Neigung zur Schwimmhautbil- düng erheblich reduzieren. Die Erfindung ermöglicht insbesondere bei dickwandigen Teilen extrem kurze Heizzeiten. Durch die exakte Steuerung der Massetemperatur vor dem Eintritt in die Formkavität wird das mischungsspezifische Temperaturoptimum konstant und zuverlässig eingehalten, was zu einer hohen Qualitäts¬ konstanz führt.
Aus dem in Figur 4 dargestellten Diagramm ist ersichtlich, wie durch unterschiedliche Beheizung der Teilmengen, wel- ehe das Heizelement verlassen, verschiedene Vernetzungsbe- dingungen erzielbar sind. Das zuerst in die Kavität ein¬ dringende Volumeninkrement _ wird im Scherdorn nicht oder nur wenig erwärmt, so daß es bei Auftreffen auf die Flie߬ front noch hinreichend niedrig unter der Scorchtemperatur liegt. Kurz vor Abschluß der Füllphase steigt die Tempera¬ tur über den Scorchpunkt an. Bei Auftreffen auf die Form¬ trennebene findet hier ein intensiver Wärmeübergang statt, der zu einer schlagartigen Ausvernetzung und damit zu ei¬ ner Verhinderung der weiteren Schwimmhautbildung führt.
Das zuletzt in die Kavität eindringende Volumeninkrement Δmn hingegen wird durch das Scherelement bereits soweit aufgeheizt, daß sofort nach Einbringen in die Kavität der Scorchpunkt überschritten wird und die Vernetzung ohne weiteren Wärmeübergang durch die Forminnenwand einsetzt.
Die Anfangstemperatur läßt sich nicht nur durch eine Ver¬ änderung der Scherdorndrehzahl oder der Spaltweite ' oder der Temperierung des Heizelements, sondern auch durch eine Veränderung des durchtretenden Werkstoffvolumens bei kon¬ stanter Energiezufuhr im Aufheizelement erreichen. Die entsprechende Regelung erfolgt entweder nach einem festen, für einen System festgelegten Temperatur/Zeit-Verlauf oder - wie zuvor beschrieben - mittels eines Modellrechners, dem noch weitere aktuelle Prozeßparameter zugeführt werden können, um ein möglichst genaues Abbild des aktuellen Spritzvorgangs mit dem Ziel einer besonders präzisen Rege¬ lung des einzelnen Spritzvorgangs zu erhalten.
Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Regelung nach ei- nem vorgegebenen oder errechenbaren Temperaturprofil im Arbeitstakt, insbesondere bei Anwendung des Hot-Cone- Verfahrens. Der Conus und eine entsprechend geformte ke¬ gelförmige Hülse bilden einen Spalt, der mit der Elasto¬ merquelle und der Wärmemenge zusammenwirkt und auf eine' (in der Figur 5 nicht dargestellten) Weise verstellbar ist. Dabei können ebenfalls relativ große Wärmemengen kurzfristig für einen definierten Zeitbereich in die Form¬ masse übertragen werden, so daß das die Formkavität aus¬ füllende Volumen homogene Vulkanisationseigenschaften er- hält. So ist wegen der über einen kurzen.Transportweg über die Veränderung der Spaltbreite s definiert einstellbaren Temperatur eine hohe Taktgeschwindigkeit und damit ein großer Materialdurchsatz möglich.
Beim Verfahren zum Spritzgießen von Elastomeren mit gerin¬ ger Wärmeleitfähigkeit mit einer Erwärmung der Formmasse im Plastifizieraggegrat auf TQ + ΔT-]_ vor' dem Eintritt in temperierte Formen, die nacheinander in Spritzgießposition gebracht werden und in denen danach eine weitere Aufhei-' zung im diskontinuierlichen Arbeitstakt erfolgt, findet im Aufheizelement eine Regelung der Temperatur vor Eintritt der Elastomermasse in die Formkavität 13 und eine Rege¬ lung der Breite s des Aufheizelementes nach einem bestimm¬ ten Modell und Temperaturprofil in Abhängigkeit von der Zeit und vom Volumenstrom i statt. Von einer Takteinrich- tung 51 wird ein Arbeitstakt unmittelbar auf die Elasto- merguelle 50 und mittelbar über eine Einrichtung zum Form¬ transport 53 in die Form 52 sowie über ein Zeitglied 54 zeitlich verzögert auf einen Modellrechner 55 abgegeben. Die Form enthält Fühler für die Größe und Beschaffenheit der Kavität F und für die Temperatur Tp, welche über ent¬ sprechende Verbindungsleitungen Informationen über die Form 52 an den Modellrechner 55 abgeben.
Mit geeigneten Meßmitteln wird die Formmassenausstoßtempe- ratur T = TQ + ΔTj + ΔT2 und der Volumenstrom i = v/t un¬ mittelbar vor Eintritt in die Formkavität 13 der Form ge¬ messen und ebenfalls über Verbindungsleitungen dem Modell¬ rechner 55 zugeführt, der unter Berücksichtigung der spe¬ zifischen Dichte ς über Steuerleitungen die Elastomerquel- le 50 entsprechend der optimalen Spritzgußparameter für die Form 52 steuert, wobei die zeitliche Änderung der er¬ forderlichen Wärmemenge Q/t und des Volumens V/t für den Elastomerfluß nach einem Modell bestimmt wird.
Neben der an sich bekannten Regelung der Fördergeschwin¬ digkeit der Formmasse und der Vorerwärmung mit zugehöriger Messung unter Verwendung von Thermoelementen auf der Du— senseite, um die Massetemperatur im Spritzzylinder zu re¬ geln, wird so in der Arbeitsstation auf der Formseite wäh- rend des GießVorgangs eine Temperaturmessung in der durch Scherenergie aufgeheizten Elastomermasse sowie eine Rege- lung des Volumenstromes i und der lokalen Erhitzung mit kurzer Zeitkonstante in unmittelbarer Nähe der Formkavität entsprechend der durch den Modellrechner 55 vorgegebenen einstellbaren optimalen Werte realisiert.
Durch die gleichmäßige Temperaturverteilung über den ge¬ samten Querschnitt des Formteils wird eine Überhitzung des Formteiles an der Oberfläche (Reversion) vermieden und da¬ mit eine gleichmäßige konstante Einhaltung der Material- qualität erreicht.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht. auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungs¬ beispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
* * * * *

Claims

A n s p r ü c h e
1.. Verfahren zum Spritzgießen von vernetzbaren Formmas- sen, insbesondere einer solchen mit geringer Wärmeleitfä¬ higkeit, wobei in einer ersten Phase die Formmasse zuge¬ führt und dabei vor ihrem Eintritt in die Formkavität oder einem zu dieser führenden Fließkanal mittels einer Heiz¬ vorrichtung aufgeheizt wird und in einer später unter Ein- fluß einer optimalen Temperatur vernetzt wird, um an¬ schließend aus der Formkavität entfernt zu werden,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß beim Passieren der Heizvorrichtung durch die aufein¬ anderfolgenden, Volumeninkremente bildenden, Teilmengen der Formmasse eine Temperaturerhöhung bis zu einer eine wesentliche Vernetzung im Zeitraum des Arbeitstaktes mi¬ schungsspezifisch herbeiführenden Temperatur derart durch Veränderung der jedem Teilvolumen zugeführten Wärmemenge entsprechend einem vorgegebenen oder errechneten Profil erfolgt, und
daß unter Berücksichtigung der unterschiedlichen von nach- einander zugeführten Teilmengen der Formmasse zurückzule- genen Wege in ihre endgültige Position innerhalb der Form¬ kavität und der dazu benötigten Zeit eine im wesentlichen gleichmäßige Vernetzung für diese verschiedenen Teilmengen der Formmasse eintritt.
2. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit der Aufheizung erreichte Ausgangstemperatur des jeweiligen Teilvolumens der Formmasse beim Verlassen der Heizvorrich- 5 tung so gewählt ist, daß auf dem Weg der Formmasse in die Formkavität die sich in Abhängigkeit von der Verweilzeit auf dem Fließweg und der eingestellten Temperatur einstel¬ lende Vernetzung derart begrenzt gehalten ist, daß kein Anvernetzen auf den Fließwegen bzw. keine Bindenahtfehler' 10 auftreten.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche l oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit der
15 Aufheizung erreichte Ausgangstemperatur des jeweiligen Teilvolumens der Formmasse beim Verlassen der Heizvorrich¬ tung derart gewählt ist, daß die erreichte Vernetzung hoch genug ist, um die Formmasse beim Erreichen der Nähte der Formkavität daran zu hindern, in diese einzudringen.
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4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit der Aufheizung erreichten Ausgangstemperaturen aufeinand-
•25 erfolgender Teilvolumina der Formmasse beim Verlassen der Heizvorrichtung ansteigen.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
30 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit der Aufheizung erreichte Ausgangstemperatur des jeweiligen Teilvolumens der Formmasse beim Verlassen der Heizvorrich¬ tung durch das Ausgangssignal eines Modellrechners be¬ stimmt wird, welches unter Berücksichtigung des weiteren Weges des gerade zu beheizenden Teilvolumens der Formmas¬ se, deren sich zeitabhängig einstellender Vernetzung und der sich gegebenenfalls auf dem Weg in die Formkavität ortsabhängig einzuhaltenden Vorgaben von Mindest- bzw. Ma-. ximalwerten der Vernetzung ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Modellrechner für ein einzelnes die Aufheizvorrichtung passierendes Teilvo¬ lumen jeweils die aktuelle Temperatur und die erreichte Vernetzung und den durch dieses Teilvolumen in den Flie߬ kanälen bzw. in der Formkavität zurückgelegten Weg durch das jeweilige Teilvolumen repräsentierende Datensätze festhält und diese unter gegenseitiger Berücksichtigung der Angaben der anderen Datensätze jeweils bis zum Errei- chen der endgültigen Position, in der Formkavität anhan von Modelldaten der Formkavität unmittelbar fortschreibt, . wobei die einem jeweiligen Teilvolumen tatsächlich zuge— führte Wärmemenge derart gewählt ist, daß das betreffende Teilvolumen und auch die übrigen Teilvolumina bestimmte Vorgaben von Mindest- bzw. Maximalwerten der Vernetzung in der Berechnung nicht über- bzw. unterschreiten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Berechnung nach dem Finite-Elemente-Verfahren erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für un¬ terschiedliche Formkavitäten (13) verschiedene Modelle vorgeb-, und/oder mittels an der jeweiligen Formkavität vorhandener Codiermittel in Wechselwirkung mit ent¬ sprechenden Abfühl- und Steuermitteln aus einem Speicher auswählbar sind.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Er¬ wärmung der Teilvolumina mittels Scherung durch innere Reibung und/oder durch Wärmeleitung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß inner¬ halb eines Arbeitstaktes eine Regelung der Temperatur der Teilvolumina der Formmasse vor Eintritt in die Formkavität (13) durch Veränderung der Erwärmung aufgrund eines Ver¬ gleichs des vorbestimmten Temperaturprofils mit einem im Bereich der Heizvorrichtung oder auf dem Weg der Formmasse unmittelbar danach angeordneten Temperaturfühler erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die je¬ dem Teilvolumen in der Heizvorrichtung zugeführten Wärme¬ menge über die im zeitlichen Mittel zugeführte Energie und/oder die im zeitlichen Mittel an der Heizvorrichtung vorbeigeführte Menge der Formmasse bestimmt wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vorgesehen ist: je ein Temperaturmeßfühler (32, 33, 34) vor und hinter der Heiz-' Vorrichtung sowie eine Rechen- bzw. Regeleinheit, welche die Heizvorrichtung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Temperaturprofil bei vorgegebener Fließgeschwindigkeit und Geometrie der Fließkanäle und der Formkavität oder aber in Abhängigkeit von einem berechneten Temperaturverlauf auf- grund eines Modells in Abhängigkeit von der ermittelten Fließgeschwindigkeit und Geometrie der Fließkanäle und der Formkavität steuert, wobei als Eingangsgrößen für die Re¬ cheneinheit insbesondere die Ausgangssignale folgender Baugruppen einzeln oder in Kombination vorgesehen sind:
ein Temperaturfühler (31) in einem einer Form. vorgeschal¬ teten Einspritzaggregat (30),
ein Fühler zum Abfragen der Forminformation, enthaltend eine Kenngröße (F) für die geometrische Formkavität der, vorzugsweise zwischen einem Pressentisch (1) und -Oberteil (19) angeordneten, Form,
eine Stellgröße (nE) für die Einspritzgeschwindigkeit der Formmasse,
eine kurz vor den Formkavitäten angeordnete Heizvorrich¬ tung, vorzugsweise in Form einer Stell- und Antriebsein¬ richtung (35) für einen Scherdorn mit Stellgrößen für die Scherdrehzahl (n) und/oder die Scherspaltbreite (s).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Eingänge der Steue-. reinheit (43) jeweils mit einem Analog/Digital-Wandler für Meßgrößen (T0), (F) , (TQ+ΔT ), (ΔTn) und (Tp) versehen sind.
14. * Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, d a d u r c h . g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aus- gänge der Steuereinheit (43) Stelleinheiten für die Ausga¬ be von Stellgrößen (K_) , (nE) und (H2) sind, die von der Recheneinheit entsprechend einem Modell für die notwendige aktuelle Erwärmung der Volumenteile unter Berücksichtigung des zurückzulegenden Weges und des Massestromes (j ) für die jeweilige Formkavität (13) ermittelt werden, sowie von Stellgrößen (n) und (s) sind, die von der Recheneinheit während einer Scherenergie-pro-Zeit-Regelung entsprechend- der Abweichung der ermittelten- Temperaturerhöhungen (ΔT_) und (Δτn) von ^en vorgegebenen Solltemperaturwerten (T0 + ΔTS) ausgegeben werden.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinheit (43) einen Speicher mit jeweils ei¬ nem Speicherbereich für Sollwerte der Temperaturen (T0), (ΔTχ), (ΔT2) und (Tp) gemäß dem Temperaturprofil der ent¬ sprechenden Formkavität (13) in Abhängigkeit von der Zeit (tFn) enthält.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinheit (43) im Speicher jeweils einen Speicherbe¬ reich für Sollwerte des Massestromes (j ) der entsprechen-, den Formkavität (13) in Abhängigkeit von der Zeit (tFn) enthält.
* * * * *
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