AT409105B

AT409105B - Verfahren zum regeln des gegendruckes in einer einrichtung zum plastifizieren und dosieren von kunststoff

Info

Publication number: AT409105B
Application number: AT0153600A
Authority: AT
Inventors: Wolfgang Ing Steinkellner
Original assignee: Engel Gmbh Maschbau
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-05-27
Also published as: DE10143472A1; US20020066320A1; DE10143472B4; US6612183B2; ATA15362000A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln des Gegendruckes in einer Einrichtung zum Plastifizieren und Dosieren von Kunststoff mittels einer von getrennten Servomotoren für die Drehbewegung und die Axialbewegung angetriebenen Schnecke, wobei die Abweichung des Gegendruckes vom Sollwert mittels mindestens eines Sensors festgestellt wird.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren (vergleiche EP 0 230 488 A2) erfolgt die Regelung des Staudruckes durch Veränderung der Axialgeschwindigkeit der Schnecke. Wie insbesondere in EP 480 350 dargelegt worden ist, hat es erhebliche Nachteile, wenn die Schneckenposition als Funktion der Zeit nicht genau definiert ist. Eine präzise Bemessung der einzuspritzenden Kunststoffmenge wird nämlich dadurch schwierig.

In EP 480 350 A2 erfolgt die Axialbewegung der Schnecke mittels eines hydraulischen Antne- bes, für den es charakteristisch ist, dass der aufgebrachte Druck genau bekannt ist, wogegen die jeweilige Position durch Messung bestimmt werden muss. Bei diesem bekannten Verfahren kann man daher davon ausgehen, dass der Staudruck dem vorgegebenen Wert entspricht, wogegen die Schneckenposition geregelt werden muss, was auf dem Umweg über die Änderung der Schneckendrehzahl erfolgt.

Die Erfindung geht von einer Einrichtung aus, bei welcher auch die Axialbewegung der Schnecke mittels eines Servomotors erzeugt wird. Bei einem derartigen Antrieb kann angenommen werden, dass jederzeit die genaue Position der angetriebenen Schnecke bekannt ist. Die im Servomotor auftretende Stromstärke ist andererseits nur ein sehr indirektes Mass für das vom Motor erzeugte Drehmoment und erst recht für den Staudruck. Dieser ist daher über Sensoren zu messen. Damit besteht die Möglichkeit, ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch zu verbessern, dass die Axialbewegung der Schnecke vorgegeben wird und Abweichungen des Druckes vom Sollwert durch Veränderung der Drehbewegung der Schnecke ausgeglichen werden.

Einzelheiten der Erfindung werden anschliessend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
Fig 1 und 2 einen horizontalen bzw. einen vertikalen Schnitt der wesentlichen Teile einer
Einspritzeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen angewandten Regelung.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Einspritzeinrichtung weist eine Schnecke 3 auf, welche in einem Massezylinder 2 drehbar und längsverschiebbar gelagert ist. Durch den Trichter 1 der Schnecke 3 zugeführter Kunststoff wird durch die Drehung der Schnecke 3 plastifiziert und im Schneckenvorraum gesammelt, bis er durch Vorschieben der Schnecke 3 in den nicht dargestellten Formhohlraum eingespritzt wird. Während des Dosierens und Einspritzens des Kunststoffes bleibt die Trägerplatte 4, welche mit dem Massezylinder 2 verbunden ist, unbeweglich. Das Ende der Schnecke 3 ist in einer Druckplatte 8 gelagert, an der sich die Schnecke 3 abstützt. Die Druckplatte 8 ihrerseits ist in der Trägerplatte 4 über Spindeln 5 abgestützt. Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt über den Keilriemen 17 und die Antriebsscheiben 7' mittels eines Servomotors 7, der die Bewegung der Druckplatte 8 mitmacht.

Ebenfalls mit der Druckplatte 8 verbunden ist der die Schnecke 3 drehende Dosierantrieb 6, welcher über den Keilriemen 16 die Antriebsscheibe 6' antreibt.

Das Ende der Schnecke 3 ist in einem hier nicht näher interessierenden Drehlager gelagert, welches von einer feststehenden Hülse 9 umgeben ist. Die Verbindung der Hülse 9 und der Druck- platte 8 wird durch eine Ringscheibe 10 vermittelt. Der Querschnitt dieser Ringscheibe entspricht in etwa dem eines I-Trägers. Ihr innerer Rand 11 ist mit der Hülse 9, ihr äusserer Rand 12 mit der
Druckplatte 8 durch Schrauben 18 verbunden.

Beim Einspritzvorgang wird die Druckplatte 8 mittels des Motors 7 über die Spindeln 5 nach links bewegt, wodurch im Kunststoff vor der Schnecke 3 ein Druck entsteht, welcher zur Verfor- mung der Ringscheibe 10 führt. Wird andererseits die Schnecke 3 durch den Dosiermotor 6 in
Drehung versetzt, so übt der sich vor der Schnecke ansammelnde Kunststoff einen Staudruck aus, welcher durch Bewegung der Druckplatte 8 nach rechts in Grenzen gehalten wird. Wiederum kommt es zu einer Verformung der Ringscheibe 10.

In Fig. 1 sind zwei als Abstandmesser ausgebildete Sensoren 15 bzw. 15' dargestellt. Der Sen- sor 15 misst dabei auf induktivem Wege den Abstand zwischen der Hülse 9 und einem mit der
Platte 8 fest verbundenen Tragwinkel 19. Der Sensor 15' hingegen ist über den Bügel 20 fest mit der Platte 8 verbunden und misst den Abstand zur Antriebsscheibe 6', welche gegenüber der Hülse

9 nicht längsverschiebbar ist. Die Anordnung mehrerer Sensoren 15,15' ist sinnvoll, da deren Ergebnisse gemittelt werden können.

Selbstverständlich wäre es auch möglich, den Staudruck durch einen Sensor festzustellen, welcher die Verformung eines davon beaufschlagten Teiles misst. Ebenso kann der Druck durch einen vom plastifizierten Kunststoff beaufschlagten Sensor 15" gemessen werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Verfahren geht davon aus, dass der gewünschte Staudruck, welcher vom Aufbau der Maschine und von der Qualität des Kunststoffes abhängt, durch einen Rechner 20 vorgegeben wird. Der Rechner bestimmt eine Sollgeschwindigkeit Vo für die axiale Rückwärtsbewegung der Schnecke beim Plastifizierungs- und Dosierungsvorgang. Dieser Wert wird von einem Servoregler 7" und einem Leistungsverstärker 7' verarbeitet und durch den Motor 7 genau verwirklicht.

Der zunächst vom Rechner 20 vorgegebene Wert no für die Drehung der Schnecke 3 ist gemäss der Erfindung jedoch zum Zweck der Regelung des Staudruckes veränderbar. Der tatsächlich herrschende Staudruck pist wird wie beschrieben vom Sensor 15 festgestellt und vom Messverstärker 15' der Vergleichsschaltung 21 zugeführt. Wird eine Abweichung A p zu dem vom Rechner 20 vorgegebenen Wert psoll festgestellt, so berechnet der Regler 22 die Änderung A n der Schneckendrehzahl, welche die Differenz A p zum Verschwinden bringt Die geänderte Drehzahl no + A n wird über den Sensorregler 6" und den Leistungsverstärker 6' dem zur Drehung der Schnecke dienenden Motor 6 zugeführt.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Regeln des Gegendruckes in einer Einrichtung zum Plastifizieren und Dosieren von Kunststoff mittels einer von getrennten Servomotoren für die Drehbewegung und die Axial- bewegung angetriebenen Schnecke, wobei die Abweichung des Gegendruckes vom Sollwert mittels mindestens eines Sensors festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbe- wegung der Schnecke vorgegeben wird und Abweichungen des Druckes vom Sollwert durch Veränderung der Drehbewegung der Schnecke ausgeglichen werden.

HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN