AT517832B1 - Method for determining the position of an initiation point of a Auftreibkraft - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Ermitteln der Lage (x, y) eines Einleitungspunktes (A) einer Auftreibkraft eines Formwerkzeugs (1) einer Formschließeinheit (2) während eines Einspritzvorganges einer Formmasse in das Formwerkzeug (1), wobei das Formwerkzeug (1) an zueinander bewegbaren Formaufspannplatten (3, 4) der Formschließeinheit (2) aufgespannt ist und wobei die Formschließeinheit (2) wenigstens zwei, insbesondere vier, Holme (5, 6, 7, 8) aufweist, welche die Formaufspannplatten (3, 4) durchsetzen, wobei das Ermitteln der Lage (x, y) des Einleitungspunktes (A) der Auftreibkraft (FA) in Abhängigkeit von Positionsänderungen der wenigstens zwei Holme (5, 6, 7, 8) relativ zu einer der Formaufspannplatten (3, 4) erfolgt.Method for determining the position (x, y) of an initiation point (A) of a abutment force of a mold (1) of a mold clamping unit (2) during an injection process of a molding compound into the mold (1), wherein the mold (1) is attached to mutually movable mold platens ( 3, 4) of the mold clamping unit (2) is clamped and wherein the mold clamping unit (2) at least two, in particular four, spars (5, 6, 7, 8), which pass through the mold mounting plates (3, 4), wherein determining the Position (x, y) of the introduction point (A) of the Auftreibkraft (FA) in response to changes in position of the at least two spars (5, 6, 7, 8) relative to one of the mold mounting plates (3, 4).
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Lage eines Einleitungspunktes einer Auftreibkraft (in der Beschreibung im Folgenden FA-Schwerpunkt genannt) eines Formwerkzeugs einer Formschließeinheit während eines Einspritzvorganges einer Formmasse in das Formwerkzeug, wobei das Formwerkzeug an zueinander bewegbaren Formaufspannplat-ten der Formschließeinheit aufgespannt ist und wobei die Formschließeinheit wenigstens zwei, insbesondere vier, Holme aufweist, welche die Formaufspannplatten durchsetzen. Zudem betrifft die Erfindung eine Formschließeinheit für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine, mit zwei Formaufspannplatten, einem Formwerkzeug, welches an den Formaufspannplatten aufgespannt ist, wenigstens zwei, insbesondere vier, Holmen, welche die Formaufspannplatten durchsetzen, und einer Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der Lage eines FA-Schwerpunktes des Formwerkzeuges während eines Einspritzvorganges einer Formmasse in das Formwerkzeug.Description: The invention relates to a method for determining the position of a point of introduction of a Auftreibkraft (hereinafter referred to as FA center of gravity) of a mold of a mold clamping unit during an injection process of a molding material in the mold, the mold to ten movable mold clamping plates th the mold clamping unit is clamped and wherein the mold clamping unit has at least two, in particular four, spars, which pass through the mold platens. In addition, the invention relates to a mold clamping unit for a molding machine, in particular injection molding machine, with two platens, a mold, which is clamped to the platens, at least two, in particular four, bars, which pass through the platens, and a determination device for determining the position of a FA Center of gravity of the mold during an injection process of a molding material in the mold.
[0002] Bei der Herstellung von Formteilen, insbesondere Spritzgießbauteilen, ist es von wesentlicher Bedeutung, das Formwerkzeug mit entsprechender Schließkraft so zu beaufschlagen, dass der innerhalb der Form wirkende Schmelzedruck nicht zu einem unerwünschten Offnen der Form führt. Üblicherweise ist das Formwerkzeug so konstruiert, dass die Schließkraft gleichmäßig auf das Formwerkzeug wirken muss. Anders formuliert heißt das, dass der Kraftschwerpunkt (d. h. der Einleitungspunkt einer Kraft oder die Einleitungspunkte von Kräften) im Zentrum der Querschnittsfläche der Spritzgießform und im Zentrum der Formaufspannplatten der Spritzgießmaschine liegt.In the production of moldings, in particular Spritzgießbauteilen, it is essential to apply the mold with a corresponding closing force so that the force acting within the mold melt pressure does not lead to an undesirable opening of the mold. Usually, the mold is designed so that the closing force must act evenly on the mold. In other words, the center of gravity (i.e., the point of introduction of a force or the points of introduction of forces) lies at the center of the cross-sectional area of the injection mold and in the center of the mold platens of the injection molding machine.
[0003] Nun ist es so, dass beim Spritzgießen im Formwerkzeug zwei verschiedenartige Kräfte gegeneinander wirken. Einerseits gibt es die Auftreibkraft, welche durch das Einspritzen der Formmasse in das Formwerkzeug entsteht. D. h., dass diese Formmasse infolge des Einspritzdrucks versucht, die Formhälften des Formwerkzeugs „aufzutreiben“ bzw. auseinander zu drücken. Der Kraftschwerpunkt dieser Auftreibkraft (FA-Schwerpunkt) kann gleichbedeutend auch als Einleitungspunkt der Auftreibkraft (so ist es in den Ansprüchen angegeben) bezeichnet werden. Andererseits gibt es auch die Schließkraft, welche über die Formaufspannplatten auf das Formwerkzeug aufgebracht wird. Im Speziellen wird über die sich aufeinander zubewegenden Formaufspannplatten diese Schließkraft in das Formwerkzeug eingebracht. Näheres dazu findet sich vor allem in der AT 515 662 B1, gemäß der das Ausmaß der Schrägstellung der Formaufspannplatten zueinander durch Veränderung der Position eines Krafteinleitungspunktes vorgegeben wird. Dieser Krafteinleitungspunkt entspricht einem Einleitungspunkt der Schließkraft (im Folgenden durchgehend FS-Schwerpunkt genannt, in den Ansprüchen gleichbedeutend mit Einleitungspunkt der Schließkraft bezeichnet).Now it is so that when injection molding in the mold two different forces act against each other. On the one hand, there is the Auftreibkraft, which results from the injection of the molding material in the mold. That is, this molding compound, due to the injection pressure, tries to "push" or force apart the mold halves of the mold. The center of gravity of this Auftreibkraft (FA-center of gravity) can be synonymous as the point of initiation of the Auftreibkraft (as it is specified in the claims) are called. On the other hand, there is also the closing force, which is applied via the mold mounting plates on the mold. In particular, this closing force is introduced into the mold via the moving mold clamping plates. More details can be found above all in AT 515 662 B1, according to which the extent of the inclination of the mold clamping plates to each other by changing the position of a force application point is specified. This force introduction point corresponds to an initiation point of the closing force (hereinafter referred to as FS center of gravity, in the claims equal to the point of introduction of the closing force).
[0004] Beim Spritzgießen tritt nun immer wieder der Fall auf, dass durch eine besondere Form der Kavität oder durch ein nicht zentrales Anbringen der Formwerkzeuge an den Formaufspannplatten der FA-Schwerpunkt relativ weit vom FS-Schwerpunkt entfernt ist. Somit können die Formteile nicht in gewünschter Qualität hergestellt werden, da die Kraft ungleichmäßig in das Formwerkzeug eingeleitet wird. Im schlimmsten Falle kann es dazu führen, dass sogar das Formwerkzeug „atmet“, wodurch Formmasse zumindest geringfügig aus der Kavität austreten kann. Deshalb ist es sinnvoll, den FS-Schwerpunkt der Schließkraft der Formaufspannplatten möglichst auf den FA-Schwerpunkt anzupassen.When injection molding now occurs again and again the case that is removed by a special shape of the cavity or by a non-central attachment of the molds to the platens of the FA focus relatively far from the FS-center of gravity. Thus, the moldings can not be manufactured in the desired quality, since the force is introduced unevenly into the mold. In the worst case, it can lead to even the mold "breathing", whereby molding compound can at least slightly escape from the cavity. For this reason, it makes sense to adapt the FS center of gravity of the clamping force of the platens as far as possible to the FA center of gravity.
[0005] Dazu beschreibt die EP 2 361 747 A1 eine Vorrichtung sowie ein Verfahren, demgemäß eine Regelvorrichtung die Ölzufuhr basierend auf einer Schließkraft regelt. Darin wird vorgeschlagen, durch eine Schmelzeflussanalyse dem FA- Schwerpunkt (center of gravity of mold opening force) zu ermitteln und daraus eine Schließkraftverteilung festzulegen.For this purpose, EP 2 361 747 A1 describes a device and a method, according to which a control device controls the oil supply based on a closing force. The proposal is to use a melt flow analysis to determine the center of gravity of the mold opening force and to determine a clamping force distribution from this.
[0006] Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass die Durchführung der Schmelzeflussanalyse schwierig und sehr aufwendig ist. In der Praxis stehen die dafür erforderlichen Daten und Mittel oft nicht zur Verfügung.The disadvantage of this solution is that the implementation of the melt flow analysis is difficult and very expensive. In practice, the necessary data and resources are often not available.
[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren bzw. eine verbesserte Formschließeinheit zu schaffen. Insbesondere sollen die oben angeführten Nachteile behoben werden.The object of the present invention is therefore to provide a comparison with the prior art improved method or an improved mold clamping unit. In particular, the above-mentioned disadvantages should be eliminated.
[0008] Dies wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ermitteln der Lage des FA- Schwerpunktes in Abhängigkeit von Positionsänderungen der wenigstens zwei Holme relativ zu einer der Formauf-spannplatten erfolgt. Somit kann aus gemessenen Positionswerten zumindest zweier Holme relativ zu einer der Formaufspannplatten auf den FA-Schwerpunkt rückgeschlossen werden.This is achieved by a method having the features of claim 1. Accordingly, the invention provides that the determination of the position of the FA center of gravity takes place in dependence on changes in position of the at least two spars relative to one of the mold mounting plates. Thus it can be deduced from measured position values of at least two spars relative to one of the platens on the FA focus.
[0009] Prinzipiell ist es hierzu möglich, dass Positionsänderungen aus Erfahrungswerten von vorangegangenen Einspritzzyklen ermittelt werden. Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass ein eigener Testzyklus durchgeführt wird. Dies kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch erfolgen, dass beim Ermitteln der Lage des FA-Schwerpunktes während des Einspritzvorganges schrittweise eine Schließkraft der Formschließeinheit herabgesetzt wird, bis eine Positionsänderung an zumindest einem Holm, vorzugsweise an zumindest zwei Holmen, besonders bevorzugt an allen vier Holmen, relativ zu einer der Formaufspannplatten festgestellt wird. Beispielhaft kann für ein derartiges Herabsetzen auf die AT 006 468 U1 verwiesen werden. Vor allem da der FA-Schwerpunkt bis zum vollständigen Füllen der Kavität wandert bzw. wandern kann, wird bevorzugt ein zeitlicher FA- Schwerpunktverlauf während des Einspritzvorganges ermittelt.In principle, it is possible for this that position changes are determined from empirical values of previous injection cycles. However, it is preferably provided that a separate test cycle is performed. This can be done according to a preferred embodiment in that when determining the position of the FA center of gravity during the injection step, a closing force of the mold clamping unit is reduced until a change in position on at least one spar, preferably at least two bars, more preferably at all four bars, is determined relative to one of the platens. By way of example, reference may be made to AT 006 468 U1 for such a reduction. Above all, since the FA center of gravity can migrate or migrate until the cavity has been completely filled, it is preferable to determine a temporal FA gradient course during the injection process.
[0010] Es ist möglich, dass aus den Positionswerten direkt auf den FA-Schwerpunkt rückgeschlossen wird. Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass beim Ermitteln der Lage des FA-Schwerpunktes aus den Verhältnissen von einzelnen Positionsänderungen ein Kraftwert für jeden der Holme errechnet wird.It is possible that is derived directly from the position values on the FA focus. Preferably, however, it is provided that, when determining the position of the FA center of gravity, a force value for each of the bars is calculated from the ratios of individual position changes.
[0011] Um ein noch aussagekräftigeres Ergebnis bezüglich des FA-Schwerpunktes zu erhalten, ist bevorzugt vorgesehen, dass jeder Kraftwert errechnet wird, indem aus den Positionsänderungen und zumindest einem zusätzlichen Messwert die durch die Schließkraft bewirkte Verformung von wenigstens zwei Holmen bestimmt wird, wobei aus den Verhältnissen von Verformungskoeffizienten ein Kraftwert für jeden der Holme errechnet wird. Dabei ist zusätzlich bevorzugt vorgesehen, dass der zumindest eine zusätzliche Messwert von einem Dehnmessstreifen und/oder einem Kraftsensor und/oder einem Drucksensor stammt. Beispielhaft kann hierzu auf die AT 515 939 B1 verwiesen werden, gemäß der aus bestimmten Messwerten die Verformung der Formschließeinheit und der Werkzeugteile für verschiedene Werte der Schließkraft berechnet wird.In order to obtain an even more meaningful result with respect to the FA center of gravity, it is preferably provided that each force value is calculated by determining from the changes in position and at least one additional measured value the deformation of at least two bars caused by the closing force the ratios of deformation coefficients a force value for each of the spars is calculated. In this case, it is additionally preferably provided that the at least one additional measured value originates from a strain gauge and / or a force sensor and / or a pressure sensor. For example, reference may be made to AT 515 939 B1, according to which the deformation of the mold clamping unit and the tool parts for different values of the closing force is calculated from certain measured values.
[0012] Für das Erfassen der Positionsänderung ist vorgesehen, dass jede Positionsänderung eines Holmes relativ zu einer der Formaufspannplatten von einem, vorzugsweise an einem Ende eines jeden Holmes angeordneten, Wegmesssensor erfasst wird.For detecting the change in position is provided that each change in position of a spar relative to one of the platens of one, preferably arranged at one end of each Holmes, Wegmesssensor is detected.
[0013] Für die Holme ist bevorzugt vorgesehen, dass diese als Zugstangen ausgebildet sind. Prinzipiell kann es genügen, wenn nur zwei oder drei solcher Holme ein Teil der Formschließeinheit sind. Besonders bevorzugt sind aber vier Holme vorgesehen.For the spars is preferably provided that these are designed as tie rods. In principle, it may be sufficient if only two or three such spars are part of the mold clamping unit. Particularly preferred but four spars are provided.
[0014] Nachdem mit der vorliegenden Erfindung ein vereinfachtes Verfahren zum Ermitteln der Lage eines FA-Schwerpunkts geschaffen ist, kann dieses Verfahren als Basis für ein Verfahren zum Festlegen einer Lage eines FS-Schwerpunktes relativ zueinander bewegbarer Formaufspannplatten einer Formschließeinheit verwendet werden. Demnach ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lage des FS-Schwerpunktes in Abhängigkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lageermittlung des FA- Schwerpunktes festgelegt wird. Besonders bevorzugt wird dabei der FS- Schwerpunkt möglichst an den FA-Schwerpunkt angepasst. Dieses Festlegen des FS-Schwerpunktes kann unabhängig von einem Produktionszyklus erfolgen. D. h., sobald ein FA-Schwerpunkt ermittelt wurde, kann davon abhängig dann der FS- Schwerpunkt festgelegt werden. Vor allem, wenn der FA-Schwerpunkt während des Einspritzvorganges wandert, sollte auch der FS-Schwerpunkt entsprechend mitwandern und somit ein zeitlicher FS-Schwerpunktverlauf entstehen.After the present invention has provided a simplified method of detecting the location of an FA center of gravity, this method can be used as a basis for a method of setting a location of FS center of gravity of relatively movable mold platens of a mold clamping unit. Accordingly, it is preferably provided that the position of the FS center of gravity is determined as a function of a method according to the invention for determining the position of the FA center of gravity. In this case, the FS center of gravity is particularly preferably adapted as far as possible to the FA center of gravity. This FS center of gravity setting can be independent of a production cycle. This means that once an FA focus has been determined, the FS focus can then be determined depending on it. Above all, if the FA focus moves during the injection process, the FS center of gravity should also migrate accordingly and thus create a temporal FS center of gravity course.
[0015] Der festgelegte FS-Schwerpunkt kann dann in einem Verfahren zum Herstellen eines Formteils in einem Formwerkzeug einer Formschließeinheit verwendet werden.The fixed FS center of gravity can then be used in a method for producing a molded part in a mold of a mold clamping unit.
[0016] Dabei ist jedem Holm eine Schließkraftaufbringungsvorrichtung zugeordnet, über welche die auf das Formwerkzeug wirkende Schließkraft aufgebracht wird, wobei jede Schließkraftauf-bringvorrichtung in Abhängigkeit der vorher festgelegten Lage des FS-Schwerpunktes angesteuert wird. Hierbei ist natürlich eine entsprechende Ansteuerung dahingehend möglich, dass eben dieser FS-Schwerpunkt entsprechend dem FA-Schwerpunkt mitwandert. Dazu müssen die einzelnen Schließkraftaufbringvorrichtungen im zeitlichen Verlauf entsprechend unterschiedlich angesteuert werden.In this case, each strut is assigned a Schließkraftaufbringungsvorrichtung over which the force acting on the mold closing force is applied, each Schließkraftauf-bringvorrichtung is driven in dependence on the predetermined position of the FS center of gravity. Here, of course, a corresponding control is possible to the effect that just this FS center of gravity mitwandert according to the FA focus. For this purpose, the individual Schließkraftaufbringvorrichtungen must be controlled differently over time.
[0017] Allgemein kann angeführt werden, dass sich der FS-Schwerpunkt als Mittel aller Positionen definieren lässt, an denen eine Kraft in die Formaufspannplatten bzw. in eine Form-aufspannplatte eingeleitet wird, wobei jede Position mit der dort angreifenden Kraft gewichtet wird. Mit anderen Worten entspricht der FS- Schwerpunkt dem Endpunkt des resultierenden Drehmomentvektors der über die einzelnen Holme (beim Öffnen bzw. Prägen) in die bewegliche Formaufspannplatte erfolgten Krafteinleitung.In general, it can be stated that the FS center of gravity can be defined as the means of all positions at which a force is introduced into the platens or in a mold-clamping plate, wherein each position is weighted with the force acting there. In other words, the FS center of gravity corresponds to the end point of the resulting torque vector of the force introduced via the individual spars (when opening or embossing) in the movable platen.
[0018] Schutz wird aber nicht nur für ein Verfahren zum Ermitteln der Lage eines FA- Schwerpunktes begehrt, sondern auch für eine Formschließeinheit einer Formgebungsmaschine, wobei die oben angeführte Aufgabe durch eine Formschließeinheit mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst wird. Demnach ist vorgesehen, dass die Ermittlungsvorrichtung derart ausgebildet ist, das Ermitteln des FA-Schwerpunktes in Abhängigkeit von Positionsänderungen der wenigstens zwei Holme relativ zu einer der Formaufspannplatten durchzuführen.Protection is desired not only for a method for determining the position of an FA center of gravity, but also for a mold clamping unit of a molding machine, the above-mentioned object being achieved by a mold clamping unit having the features of claim 10. Accordingly, it is provided that the determining device is designed to perform the determination of the FA center of gravity as a function of changes in position of the at least two spars relative to one of the platens.
[0019] Besonders bevorzugt ist bei einer solchen Formschließeinheit vorgesehen, dass die Formschließeinheit eine Steuer- oder Regeleinheit aufweist und die Ermittlungsvorrichtung Teil der Steuer- oder Regeleinheit ist oder mit der Steuer- oder Regeleinheit signaltechnisch verbunden ist, wobei das Ermitteln der Lage des FA-Schwerpunktes in einem Ermittlungsmodus der Steuer- oder Regeleinheit (oder der Ermittlungsvorrichtung) erfolgt. Dieser Ermittlungsmodus kann somit vor allem bei einem erstmaligen Füllen einer neuen Form angewendet werden. D. h., sobald ein neues Formwerkzeug in einer Spritzgießmaschine eingesetzt wird, wird zunächst in einem oder mehreren Testzyklen eine Füllung des Formwerkzeugs durchgeführt. Während des Füllens mit Formmasse wird im Ermittlungsmodus entsprechend die Lage (zweidimensionale Koordinatenposition) bzw. das Wandern der Lage des FA- Schwerpunktes ermittelt. Dies kann vor allem dadurch erfolgen, dass die Formschließeinheit wenigstens zwei, jeweils einem Holm zugeordnete Wegmesssensoren aufweist, wobei durch die Wegmesssensoren Positionsänderungen des jeweiligen Holmes relativ zu einer der Formaufspannplatten erfassbar sind.Particularly preferably, it is provided in such a mold clamping unit that the mold clamping unit has a control or regulating unit and the detecting device is part of the control or regulating unit or is signal-technically connected to the control or regulating unit, wherein the determination of the position of the FA Focus in a determination mode of the control unit (or the determination device) takes place. This determination mode can therefore be used, above all, when first filling a new shape. In other words, as soon as a new molding tool is used in an injection molding machine, a filling of the molding tool is first carried out in one or more test cycles. During filling with molding compound, the position (two-dimensional coordinate position) or the wandering of the position of the FA center of gravity is determined in the determination mode accordingly. This can be achieved, in particular, by virtue of the fact that the mold clamping unit has at least two path measuring sensors, each associated with a rail, wherein position changes of the respective rail relative to one of the mold mounting plates can be detected by the distance measuring sensors.
[0020] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Formschließeinheit wenigstens zwei Schließkraftaufbringvorrichtungen aufweist, welche jeweils einem der wenigstens zwei Holme zugeordnet sind und über welche die auf das Formwerkzeug wirkende Schließkraft aufbringbar ist. Für ein einfaches Ermitteln ist dabei vorgesehen, dass die Schließkraftaufbringvorrichtungen im Ermittlungsmodus von der Steuer- oder Regeleinheit derart ansteuerbar sind, die Schließkraft der Formschließeinheit herabzusetzen, bis über die Wegmesssensoren eine Positionsänderung an einem, vorzugsweise zumindest an zwei, besonders bevorzugt an allen vier, Holmen relativ zu einer der Formaufspannplatten feststellbar ist. Diese Positionsänderungsmessung über die Wegmesssensoren kann über einen gesamten Einspritzzyklus erfolgen. Natürlich kann dies auch nur bei vollgefüllter Formkavität durchgeführt werden, um zu ermitteln, wo bei vollgefülltem Formwerkzeug der FA-Schwerpunkt liegt.Furthermore, it is preferably provided that the mold clamping unit has at least two Schließkraftaufbringvorrichtungen, which are each associated with one of the at least two spars and over which the force acting on the mold closing force can be applied. For a simple determination, it is provided that the Schließkraftaufbringvorrichtungen in the determination mode of the control or regulating unit can be controlled to reduce the closing force of the mold closing unit until the Wegmesssensoren a change in position at one, preferably at least two, more preferably at all four, Holmen relative to one of the platens is detectable. This position change measurement via the distance measuring sensors can take place over an entire injection cycle. Of course, this can only be done with a fully filled mold cavity, to determine where the FA focus is on filled molds.
[0021] Bevorzugt kann aber auch das Wandern des FA-Schwerpunkts über die Zeit ermittelt werden. Insbesondere erfolgt das Ermitteln dadurch, dass die Steuer- oder Regeleinheit derart ausgebildet ist, beim Ermitteln der Lage des FA-Schwerpunktes aus den Verhältnissen von einzelnen Positionsänderungen einen Kraftwert für jeden der Holme zu errechnen.Preferably, however, the migration of the FA center of gravity can be determined over time. In particular, the determination is carried out in that the control or regulating unit is designed to calculate a force value for each of the spars when determining the position of the FA center of gravity from the ratios of individual position changes.
[0022] Wie beim weiter oben beschriebenen Verfahren kann auch bei der Formschließeinheit die ermittelte Lage des FA-Schwerpunktes für weitere Schritte verwendet werden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit derart ausgebildet ist, dass in einem Festlegungsmodus die Lage eines FS-Schwerpunktes der relativ zueinander bewegbaren Formaufspannplatten in Abhängigkeit der im Ermittlungsmodus ermittelten Lage des FA-Schwerpunktes festlegbar, vorzugsweise an die Lage des FA-Schwerpunktes anpassbar, ist.As in the method described above, the determined position of the FA center of gravity can be used for further steps in the mold clamping unit. In particular, it is provided that the control or regulating unit is designed such that in a fixing mode the position of an FS center of gravity of the relatively movable platen can be determined depending on the determined in the determination mode position of the FA center of gravity, preferably to the position of the FA Emphasis is customizable.
[0023] Auch die in diesem Festlegungsmodus ermittelte Lage des FS-Schwerpunktes kann dann noch weiterverwendet werden, indem in einem Herstellungsmodus während des Herstellens von Formteilen im Formwerkzeug jede Schließkraftaufbringvorrichtung von der Steueroder Regeleinheit zur Festlegung der über den jeweiligen Holm eingeleiteten Schließkraft in Abhängigkeit der im Festlegungsmodus festgelegten Lage des FS-Schwerpunktes ansteuerbar ist. Somit kann ein Formteil produziert werden, welches während der Herstellung möglichst gleichmäßig und zentral mit Schließkraft von den Formaufspannplatten beaufschlagt ist. Es gibt also keine bzw. nur eine möglichst geringfügige ungleichmäßige Kraftbeaufschlagung des Formteils in der Kavität des Formwerkzeugs.The determined in this determination mode position of the FS-center of gravity can then be further used by in a manufacturing mode during the manufacture of moldings in the mold each Schließkraftaufbringvorrichtung of the control or regulating unit for determining the introduced across the respective strut closing force as a function of Fixing mode fixed position of the FS-center of gravity is controllable. Thus, a molded part can be produced, which is applied as uniformly as possible and centrally with clamping force of the platens during manufacture. So there is no or only the smallest possible uneven application of force to the molding in the cavity of the mold.
[0024] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen: [0025] Fig. 1 schematisch eine Formaufspannplatte mit zentralem Formwerkzeug und zentra ler Kavität, [0026] Fig. 2 schematisch eine Formaufspannplatte mit zentralem Formwerkzeug und dezent raler Kavität, [0027] Fig. 3 eine Formaufspannplatte mit dezentralem Formwerkzeug und zentraler Kavität, [0028] Fig. 4 schematisch eine Formschließeinheit und [0029] Fig. 5 eine Formaufspannplatte mit Holmen und einer Steuer- und Regeleinheit.Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. 1 schematically shows a mold clamping plate with central mold and central cavity, FIG. 2 shows schematically a mold clamping plate with a central mold and a discreetly rectangular cavity, FIG. 3 shows a mold clamping plate with a decentralized mold and a central mold FIG. 4 shows schematically a mold clamping unit, and [0029] FIG. 5 shows a mold clamping plate with bars and a control and regulating unit.
[0030] In Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Formschließeinheit 2 im Bereich eines Formwerkzeugs 1 dargestellt. Dieses Formwerkzeug 1 ist an einer Formaufspannplatte 3 bzw. 4 aufgespannt. Diese Formaufspannplatte 3 bzw. 4 ist von vier Holmen 5, 6, 7 und 8 durchsetzt, welche jeweils in den Eckbereichen angeordnet sind. Im Formwerkzeug 1 ist eine Kavität 14 ausgebildet, in welches Formmasse durch eine nicht dargestellt Einspritzvorrichtung eingespritzt wird, woraus nach Aushärtung ein Formteil 13 entsteht. Durch den Kreis in der Mitte der Kavität 14 ist der FA-Schwerpunkt A veranschaulicht. Die Lage dieses FA- Schwerpunktes A wird dabei durch die Positionskoordinaten x, y festgelegt. Diese Positionskoordinaten x, y liegen vereinfacht ausgedrückt in einer Ebene, welche im Wesentlichen der Trennebene entspricht. Theoretisch könnte hier auch noch eine dritte Dimension für die genaue Position des FA-Schwerpunktes A herangezogen werden, jedoch ist es für die Festlegung des FA-Schwerpunktes A ausreichend, die Position des zentralen FA-Schwerpunktes A in einer Ebene zu kennen. Ebenfalls in dieser Ebene liegt auch der FS-Schwerpunkt L, wobei auch hier die Lage durch die Positionskoordinaten x, y festgelegt ist. Wenn über alle Holme 5 bis 8 dieselbe Schließkraft FS in die Formaufspannplatten 3, 4 und in das Formwerkzeug 1 eingebracht wird, so liegt dieser FS-Schwerpunkt L genau im Zentrum zwischen den Holmen 5 bis 8, d. h. im Schnittpunkt der beiden dargestellten Linien. Wenn unterschiedliche Schließkräfte FS an den Holmen 5 bis 8 eingeleitet werden, so kann dieser FS-Schwerpunkt L wandern. Ein derartiges Wandern in der Trennebene ist in der AT 515 662 B1 ausführlich beschrieben.In Fig. 1 is a cross section of a mold clamping unit 2 in the region of a mold 1 is shown. This mold 1 is clamped to a platen 3 and 4 respectively. This platen 3 and 4 is penetrated by four bars 5, 6, 7 and 8, which are respectively arranged in the corner regions. In the mold 1, a cavity 14 is formed, in which molding material is injected by an injection device, not shown, from which after curing, a molded part 13 is formed. The circle in the middle of the cavity 14 illustrates the FA center of gravity A. The position of this FA center of gravity A is determined by the position coordinates x, y. In simple terms, these position coordinates x, y lie in a plane which substantially corresponds to the parting plane. Theoretically, a third dimension could be used here for the exact position of the FA center of gravity A, but it is sufficient for the determination of the FA center of gravity A to know the position of the central FA center of gravity A in one plane. The FS center of gravity L is also located in this plane, whereby here too the position is determined by the position coordinates x, y. If the same closing force FS is introduced into the platens 3, 4 and into the forming tool 1 over all bars 5 to 8, then this FS center of gravity L lies exactly in the center between the bars 5 to 8, d. H. at the intersection of the two lines shown. If different closing forces FS are introduced to the bars 5 to 8, this FS center of gravity L can migrate. Such wandering in the parting plane is described in detail in AT 515 662 B1.
[0031] Konstruktionsbedingt gibt es nun Situationen, in denen der FA-Schwerpunkt A nicht im Zentrum der Querschnittsfläche liegt. Gründe hierfür können spezielle asymmetrische Bauteilformen (siehe Fig. 2) oder zusätzlich am Formwerkzeug 1 angebrachte Vorrichtungen 19 (siehe Fig. 3) sein, die ein zentrales Anbringen des Formwerkzeuges 1 an den Formaufspannplatten 3, 4 der Spritzgießmaschine verhindern. Die asymmetrische Bauteilform bzw. Form der Kavität 14 in Fig. 2 bewirkt, dass der FA-Schwerpunkt A, der durch die Schmelze (Formmasse) entstehenden Auftreibkraft FA nicht im Zentrum der Querschnittsfläche des Formwerkzeugs 1 und somit auch nicht im Zentrum der Formaufspannplatten 3, 4 liegt.Due to the design, there are situations in which the FA center of gravity A is not in the center of the cross-sectional area. Reasons for this may be special asymmetric component shapes (see FIG. 2) or additionally attached to the mold 1 devices 19 (see Fig. 3), which prevent central attachment of the mold 1 to the platens 3, 4 of the injection molding machine. The asymmetrical component shape or shape of the cavity 14 in FIG. 2 causes the FA center of gravity A, the abutment force FA produced by the melt (molding compound), not in the center of the cross-sectional area of the molding tool 1 and thus also not in the center of the mold mounting plates 3, 4 lies.
[0032] Gemäß Fig. 3 verhindern die am Formwerkzeug 1 angebrachten Vorrichtungen 19 ein zentrales Anbringen des Formwerkzeuges 1 an den Formaufspannplatten 3, 4. Auch hier liegt der FA-Schwerpunkt A der durch die Schmelze entstehenden Auftreibkraft FA nicht im Zentrum der Formaufspannplatten 3, 4 der Formschließeinheit 2.3, the attached to the mold 1 devices 19 prevent central attachment of the mold 1 to the platens 3, 4. Again, the FA focus A of the resulting by the melt Auftreibkraft FA is not in the center of the platens 3, 4 of the mold clamping unit 2.
[0033] In Fig. 4 ist in einer Seitenansicht die gesamte Formschließeinheit 2 dargestellt, wobei diese einer Zwei-Platten-Maschine entspricht. Natürlich kann diese auch bei einer Drei-Platten-Maschine eingesetzt werden. Jedenfalls werden die beiden Formaufspannplatten 3, 4 dieser Formschließeinheit 2 von insgesamt vier Flolmen 5 bis 8 durchsetzt. An den Formaufspannplatten 3, 4 ist jeweils eine Formhälfte 15, 16 aufgespannt, welche zusammen das Formwerkzeug 1 bilden. Das geschlossene Formwerkzeug 1 bildet die Kavität 14, in welche über eine nicht dargestellte Einspritzvorrichtung eine Formmasse eingespritzt wird, welche dann zum Formteil 13 aushärtet. Beim Einspritzen wirkt die Auftreibkraft FA von der Formmasse auf das Formwerkzeug 1. Um die der Auftreibkraft FA entgegengesetzte Schließkraft FS auf die Formaufspannplatten 3, 4 und in weiterer Folge auf das Formwerkzeug 1 aufzubringen, sind Schließkraftaufbringvorrichtungen 10 vorgesehen. In diesem Falle setzen sich diese Schließ-kraftaufbringvorrichtungen 10 aus einem Druckkissen 18 und einer Verriegelungsvorrichtung 17 zusammen. Beim Aufbringen der Schließkraft werden die Formaufspannplatten 3, 4 zueinander bewegt, während sich gleichzeitig die Holme 5 bis 8 dehnen. Die Relativbewegung bzw. die Positionsänderung zumindest der Formaufspannplatte 3 relativ zu den Holmen 5 bis 8 wird dabei über Wegmesssensoren 9 gemessen.In Fig. 4, the entire mold clamping unit 2 is shown in a side view, which corresponds to a two-plate machine. Of course, this can also be used in a three-plate machine. In any case, the two platens 3, 4 of this form-locking unit 2 are penetrated by a total of four Flolmen 5 to 8. On the platens 3, 4 each have a mold half 15, 16 is clamped, which together form the mold 1. The closed mold 1 forms the cavity 14, in which a molding compound is injected via an injection device, not shown, which then hardens the molding 13. When injecting the Auftreibkraft FA from the molding compound acts on the mold 1. To apply the Auftreibkraft FA opposite closing force FS on the mold mounting plates 3, 4 and subsequently on the mold 1, Schließkraftaufbringvorrichtungen 10 are provided. In this case, these closing force applying devices 10 are composed of a pressure pad 18 and a locking device 17. When applying the closing force the mold mounting plates 3, 4 are moved to each other, while at the same time stretch the bars 5 to 8. The relative movement or the change in position of at least the platen 3 relative to the bars 5 to 8 is measured via distance measuring sensors 9.
[0034] Im Detail ist dazu in Fig. 5 ersichtlich, dass von den Wegmesssensoren 9 jeweils Positionswerte P der jeweiligen Holme 5 bis 8 an eine Ermittlungsvorrichtung 11 weitergeleitet werden. Diese Ermittlungsvorrichtung 11 ist in diesem Fall signaltechnisch mit der Steuer- oder Regeleinheit 12 verbunden, kann aber prinzipiell auch Teil dieser Steuer- oder Regeleinheit 12 sein. In einem Ermittlungsmodus E dieser Ermittlungsvorrichtung 11 wird dann aus den einlangenden Positionswerten P (gegebenenfalls über den Zwischenschritt der Ermittlung eines Kraftwerts K) die Lage x, y des FA-Schwerpunktes A ermittelt. Dies kann auch über zusätzliche Messwerte von nicht dargestellten Kraftsensoren, Drucksensoren oder Dehnmessstreifen erfolgen. Im Speziellen erfolgt das Ermitteln der Lage x, y des FA- Schwerpunktes A in Abhängigkeit dieser Positionsänderungen der wenigstens zwei Holme 5 bis 8 relativ zur Formaufspannplatte 3. In einem Festlegungsmodus F der Steuer- oder Regeleinheit 12 wird in weiterer Folge der FS-Schwerpunkt L festgelegt. Im Speziellen wird die Lage x, y des FS-Schwerpunktes L an die im Ermittlungsmodus E ermittelte Lage x, y des FA-Schwerpunktes A angepasst. In einem wiederum darauffolgenden Herstellungsmodus H der Steuer- oder Regeleinheit 12 werden die Schließkraftaufbringvorrichtungen 10 in Abhängigkeit des zuvor festgelegten FS-Schwerpunktes L bzw. des zeitlichen FS- Schwerpunktverlaufes angesteuert. Dadurch ergibt es sich, dass bei jedem Einspritzvorgang die Lage x, y des FS-Schwerpunktes L im Wesentlichen mit der Lage x, y des FA-Schwerpunktes A übereinstimmt. Der Ermittlungsmodus E und der Festlegungsmodus F sind als logisch unterschiedliche Modi anzusehen, welche aber durchaus auch in einem einzelnen Schritt oder einem gemeinsamen Programm der Steuer- oder Regeleinheit 12 realisiert sein können. Dasselbe gilt für den zumindest logisch getrennten Herstellungsmodus H.In detail, it can be seen in FIG. 5 that position values P of the respective spars 5 to 8 are forwarded by the distance measuring sensors 9 to a determination device 11. This determination device 11 is in this case signal-technically connected to the control or regulation unit 12, but may in principle also be part of this control or regulation unit 12. In a determination mode E of this determination device 11, the position x, y of the FA center of gravity A is then determined from the incoming position values P (possibly via the intermediate step of determining a force value K). This can also be done via additional measured values of force sensors, pressure sensors or strain gauges, not shown. Specifically, the determination of the position x, y of the FA center of gravity A in response to these changes in position of the at least two bars 5 to 8 relative to the platen 3 takes place in a determination mode F of the control unit 12 is subsequently the FS center of gravity L. established. In particular, the position x, y of the FS center of gravity L is adapted to the position x, y of the FA center A determined in the determination mode E. In a subsequent production mode H of the control unit 12, the Schließkraftaufbringvorrichtungen 10 are controlled in response to the predetermined FS center of gravity L and the time FS focus course. As a result, in each injection process, the position x, y of the FS center of gravity L substantially coincides with the position x, y of the center of gravity A of the FA. The determination mode E and the determination mode F are to be regarded as logically different modes, which however can also be implemented in a single step or a common program of the control or regulation unit 12. The same applies to the at least logically separate production mode H.
[0035] Mit anderen Worten kann die Erfindung nochmals wie folgt ausgedrückt werden: [0036] Wichtig ist generell, dass auf eine Asymmetrie des Spritzgießbauteils (Formteil 13) bzw. auf eine asymmetrische Anordnung des Formwerkzeugs 1 geschlossen werden kann.In other words, the invention can be expressed again as follows: It is generally important that an asymmetry of the injection molding (molding 13) or an asymmetric arrangement of the mold 1 can be concluded.
[0037] Beim Verfahren zur Ermittlung der Asymmetrie des Formteiles 13 wird als erster Schritt die Schließkraft FS so lange herabgesetzt, bis eine Änderung der Positionswerte P an den Holmen 5 bis 8 während des Einspritzvorgangs erkannt wird. Dieses Herabsetzen der Schließkraft FS kann dadurch ausgelöst werden, indem die Steuer- oder Regeleinheit 12 die Schließ-kraftaufbringvorrichtungen 10 entsprechend ansteuert (siehe Fig. 5). Anschließend wird aus den Verhältnissen der einzelnen Positionsänderungen zueinander je Holm ein Kraftkoeffizient be- rechnet. Vereinfacht dargestellt funktioniert die Berechnung so, dass einem Holm 5 bis 8 (Zugstange) mit großer Positionsänderung ein großer Kraftwert und einer Zugstange mit kleiner Positionsänderung ein kleiner Kraftwert zugeordnet wird.In the method for determining the asymmetry of the molded part 13, the closing force FS is reduced as a first step until a change in the position values P on the bars 5 to 8 during the injection process is detected. This lowering of the closing force FS can be triggered by the control unit 12 correspondingly activating the closing force applying devices 10 (see FIG. 5). Subsequently, a force coefficient is calculated from the ratios of the individual position changes to each other on the spar. Simplified, the calculation works in such a way that a large force value is assigned to a spar 5 to 8 (drawbar) with a large change in position and a small force value to a pull rod with a small change in position.
[0038] Beim Verfahren zur Ermittlung des Asymmetrie des Formwerkzeugs 1 werden zunächst die Schritte zur Ermittlung der Verformung durchgeführt, wobei die Positions- und Kraft-Istwerte der einzelnen Zugstangen gespeichert werden und ein Verformungskoeffizient je Zugstange ermittelt wird. Dann wird aus dem Verhältnis der einzelnen Verformungskoeffizienten zueinander je Zugstange ein Kraftkoeffizient berechnet. Vereinfacht dargestellt funktioniert die Berechnung so, dass eine Zugstange mit kleiner Verformung ein hoher Kraftwert und eine Zugstange mit großer Verformung ein niedriger Kraftwert zugeführt wird.In the method for determining the asymmetry of the molding tool 1, the steps for determining the deformation are first carried out, wherein the position and force actual values of the individual tie rods are stored and a deformation coefficient per tie rod is determined. Then, a force coefficient is calculated from the ratio of the individual deformation coefficients to each pull rod. Simplified, the calculation works so that a pull rod with small deformation is supplied with a high force value and a pull rod with a large deformation with a low force value.
[0039] Im weiteren Produktionslauf der Spritzgießmaschine werden die einzelnen Zugstangen mit den so ermittelten Kraftwerten beaufschlagt. Ergebnis ist, dass der Schwerpunkt der Schließkraft FS (FS-Schwerpunkt L) mit jenem der Auftreibkraft FA der Schmelze (FA-Schwerpunkt A) weitestgehend übereinstimmt. Es wird somit eine ungewollte Schiefstellung der Formhälften 15, 16 zueinander verhindert. Ein gewünschtes Schiefstellen (z. B. bei einem Prägen) kann aber durchaus auch bei einer hier beschriebenen Formschließeinheit 2 durchgeführt werden.In the further production run of the injection molding machine, the individual tie rods are subjected to the force values determined in this way. The result is that the center of gravity of the closing force FS (FS center of gravity L) with that of the Auftreibkraft FA the melt (FA focus A) largely coincide. It is thus an unwanted slanted position of the mold halves 15, 16 prevents each other. However, a desired skewing (eg during embossing) can certainly also be carried out in the case of a mold closing unit 2 described here.
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