CN104626493A - 用于确定密封点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在浇注工艺中确定密封点的方法，其中至少一次在压力下将液相的浇注材料填入模腔(4)中，其中，测量用于标明浇注材料的压力的参量的至少一个变化曲线，从所述至少一个变化曲线中确定变化的速率，从所述变化的速率中确定密封点。

Description

用于确定密封点的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分的特征的用于在浇注工艺中确定密封点的方法以及一种成型机。
这种浇注工艺包括例如注射成型工艺或压注工艺。
成型机在此可以理解为每一种适合用于在压力下将处于液相的浇注材料填充到模具腔中的机器。这特别是注射成型机、压注机、注射压缩机和类似的机器。
背景技术
在喷注浇注材料时，蜗杆或活塞向模具腔的方向运动。这个运动可以预设为关于位移或时间的速度特性曲线、关于位移或时间的压力特性曲线、或关于时间的位移特性曲线。在实际中通常依次使用由此得到的组合。特别的如下设计，首先实施速度受到调节的喷注阶段，并且然后实施压力受到调节的阶段(增压阶段)。在增压过程中应该部分补偿由于模具中的材料冷却而引起的收缩。通常力求尽可能长时间地保持增压压力。压力如此长时间地传输到腔中，直到材料在最薄的横截面上——在大多数情况下是构件的切口——凝固，从而不再可能有材料流。
需力求保持的是直到也称为密封点的点的增压持续时间。过短的增压时间、即在密封浇口或切口之前过早的卸压导致材料从腔中流出。结果是大的收缩、缩孔以及差的可重复性。与此相反，过长的增压时间会增大总周期时间，或导致机器的能量消耗的增大。
从文献中已知一种用于确定密封点的方法。其中，按照周期到周期地将增压时间改变一个确定的值，并且确定该试验序列的每次喷射的喷射重量。现在在图表中填入关于增压时间的喷射重量。
在该图表中可以看出，从一个确定的增压时间-密封点开始重量不再随着增压持续时间的增大而增大(见图3a)。
这种方法的缺点是：必须称量许多不同部件的重量并且部分必须进行非常长的实验序列。
发明内容
因此本发明的目的在于：提供一种简化的用于确定密封点的方法。此外应该提供一种用于实施该方法的成型机。
该目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求18的特征的成型机得以实现。
这通过一下方式得以实现，即，测量用于标明浇注材料压力特性的参量的至少一个变化曲线，从所述至少一个变化曲线中确定变化的速率并且从所述变化的速率中确定密封点。
通过根据本发明的方法可以确定密封点而不需要称量成型件的重量。
为了检测用于标明浇注材料压力特性的参量的变化曲线，可行的是在浇注周期期间在不同时刻实施多次测量。但是理论上借助作为变化曲线的两个测量点已经可以得到关于浇注材料压力的必要信息。
出于表示清楚的目的，在下文中参照压力变化曲线和压力变化。在以下情况，即取代压力而测量表明该压力特性的参量的情况下，类似的表述也适用。作为用于表明压力特性的参量例如可以是与压力具有已知的函数关系的参量。
本发明的其它有利的实施方式在从属权利要求中限定。
特别优选一种方法，在该方法中测量浇注材料的至少一个压力变化曲线，从该至少一个压力变化曲线中确定压力变化的速率并且从该压力变化的速率确定密封点。
如果在喷射侧测量所述至少一个压力变化曲线，则优选设定：为此使用喷射压力传感器和/或蜗杆位移传感器。
如果在合模侧测量所述至少一个压力变化曲线，则可以设定：通过测量来自组：合模力、模具内压力、推顶力、杆应变、模具呼吸(Werkzeugatmung)、模具变形、模具和/或合模单元上的力和/或压力中的至少一个参量来对其进行测量。
在一种特别优选的实施方式中可以设定：从切口的背向模腔的那侧起借助执行机构来对浇注材料加载变化的压力，其中在模腔中测量所述至少一个压力变化曲线。在此可以将喷注单元、特别是塑化蜗杆用作执行机构。
在本发明的另一种优选的实施方式中可以设定：借助执行机构对模腔中的浇注材料加载变化的压力，其中从切口的背向模腔的那侧起测量所述至少一个压力变化曲线。在此例如可以使用合模驱动器和/或推顶驱动器和/或型芯拉杆(Kernzug)和/或压印冲头作为执行机构。
通过将变化的压力额外地调整到已存在的增压压力，可以增强材料在浇口中的完全凝固对压力变化曲线信号的影响。在此次要的是，变化的压力是在浇口侧施加而在腔侧测量，还是变化的压力是在腔侧施加而在浇口侧测量。对于这种实施方式重要的是：浇注材料在浇口通道中受到压力波动。
为了使变化的压力特别好地传递经过浇注材料以及由此实现信号的良好的可探测性，可以设定：对浇注材料加载振荡的压力特性曲线形式的、特别是周期性(例如正弦、矩形或三角形)的压力特性曲线形式的变化的压力。
根据压力变化或者其速率是在多个浇注周期还是仅仅在一个唯一的浇注周期上，可以为达到密封点制定不同准则。一方面可以将密封点确定为这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率下降到低于一个阈值，或者可以将密封点确定为这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率基本上消失。这种设置的优点在于可以特别简单地确定密封点。
但是也可以设定：将密封点确定为这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率从基本上恒定的第一值改变为基本上恒定的第二值。但是与之前所述的设置相比，在这个实施例中密封点的确定稍微更困难一些。但是原则上一个唯一的周期足够用于确定密封点，而不需要通过执行机构加载额外的变化的压力。
如已经阐述的那样，可以使用正好一个浇注周期来确定密封点，在该浇注周期中将浇注材料填入模腔中。但是也可以设定：实施多个浇注周期，将浇注材料填入模腔中，其中，在不同浇注周期的压力变化曲线之间确定速率被确定的压力变化，其中优选以不同的增压时间来实施浇注周期。由此可以提高确定密封点的准确性。
特别优选地设定：使用密封点来获得增压时间。这一方面可以完全自动地在成型机的设备控制器中发生。将所获得的用于增压时间的额定值作为建议显示给操作者，或者如果经调节的增压过短或过长时，也可以为操作者显示警告提示。此外可以设定：当达到所获得的增压时间时停止机器运动。
附图说明
本发明的其它细节和优点可以借助附图以及所属的附图说明看出。附图中：
图1a和1b示出合模力变化曲线和用于两个不同的增压时间的合模力变化曲线的差值；
图2示出合模力曲线的多个差值；
图3a和3b示出根据现有技术的用于确定密封点的方法的结果或者为了进行对比示出根据本发明的方法；
图4示出在通过使用调整的变化的压力来实施根据本发明的方法时的增压压力特性曲线和所属的模具呼吸；
图5示出图4所示方法的一种变型，其中实施两个具有相位移动的且变化的压力的周期；
图6a和6b示出关于时间的配量容积和合模力，以用于说明根据本发明的方法的另一种实施方式；
图7示出根据本发明的具有电合模驱动器的注射成型机；
图8示出根据本发明的具有液压合模驱动器的注射成型机。
具体实施方式
为了示出图2的形成，在图1a和1b中一方面示出两条合模力变化曲线，另一方面示出这两条合模力变化曲线的差值。合模力变化曲线的不同之处在于，在生成的时候采用不同的增压时间。图1b中清楚地是：合模变化曲线中的不同如何消除。通过稍微更长的增压时间可以将附加的浇注材料输送到腔中，由此腔中的压力升高并且因此合模力升高。自然也可以很容易地看出两条合模力变化曲线的最大值之间的略微的时间差，这同样是不同长度的增压时间的结果。
图2示出如图1b那样的多个合模力差值变化曲线。在此，以在0.2至2.6秒之间的增压时间实施浇注周期，这里相应使用0.2秒的时间步长。曲线是各合模力变化曲线之间的差值曲线，它们的特征在于0.2秒的增压时间差。
如可以看出的那样，从一定的增压时间开始显示出划一的差值曲线，仅仅差值曲线的最大值偏移增压时间差。由此可以推出的是，从差值曲线开始划一的时刻开始达到密封点。这在图3b中展示得更为清楚，在该图中，分别相对增对时间示出最大值的差值，它们在这种情况下表示压力变化的速率。这里所使用的准则是，压力变化的速率落到低于一个阈值或者基本上消失。为了比较，图3a示出一个试验序列的结果，其中示出在不同增压时间中的成型件重量。
如同从图3a和3b的对比可以知道的那样，可以通过根据本发明的方法实现对密封点的简单且精确的确定。
在本发明的另一种实施方式中设定：通过塑化蜗杆为增压压力特性曲线叠加一个变化的压力特性曲线。该压力特性曲线在达到密封点之前可以在合模压力变化曲线中清楚地看出。在达到密封点之后不再是这种情况，这是因为浇注材料在浇道中已经凝固。以这种方式可以确定密封点。
为了进行说明，这在图4中示出，其中在上侧的图表中示出通过喷注单元加载的关于时间的增压特性曲线，而在下侧的图表中示出由合模力导出的关于时间的模具呼吸。
模具呼吸的计算在预先确定有效的弹性常数的情况下进行，该弹性常数描述成型机的合模单元在合模力和喷注压力下的变形。
从图4可以清楚地看出如此的时刻，在所述时刻，由于增压变化在模具呼吸上引起的振荡衰减。这个时刻表示密封点。
在所述方法的另一种改进中可以实施两个成型周期，其中，调整到增压压力的三角形特性曲线相位相应移动180°。这在图5最上侧的图表中示出。中央的图表示出所属的模具呼吸，它同样从合模力中导出。
最终在图5的最后一个图表中示出从图5中央的图表得到的模具呼吸的差值。通过相对彼此相位移动的且经调整的压力曲线使得一方面模具呼吸的差值中的感应信号增强，另一方面通过差值的形成(至少部分地)消除背景特性。
在图4的第二图表中可以看出的模具呼吸的下降(由成型件在增压阶段期间冷却时的收缩引起)可以以这种方式在图5的最后一个图表中滤出，所述下降叠加了由变化的增压特性曲线引起的振荡。
实际上也可能的是：借助例如关于时间的配量容积亦或关于时间的合模力来仅仅为一个周期确定密封点。相应的曲线在图4a和4b中示出，它们分别实施用于不同的熔点。但是也可能有利的是：改变对浇注材料的压力具有影响的额外的变量，以便简化对密封点的确定。但是密封点在图4a和4b中可以简单地通过存在的小拐点看出。这里作为用于密封点的准则可以是：从一个基本上恒定的第一值改变的压力变化的速率。
在图7和8中分别示出根据本发明的具有合模单元2和喷注单元3的注射成型机1，其中在第一种情况下具有电合模驱动器，在第二种情况下具有液压合模驱动器。
喷注单元3在该结构示例中具有塑化蜗杆5，通过它该塑化蜗杆可以将浇注材料、例如增塑塑料填入模具腔4中。模具腔4附近的最薄位置称为浇口9，在该最薄位置处，在填充的时候首先发生浇注材料的凝固。喷注驱动器6用于驱动塑化蜗杆。
在本实施方式中借助塑化蜗杆在增压阶段期间以变化的压力特性曲线对浇注材料加载。这个变化的压力特性曲线的效果可以在合模侧借助液压传感器12(图8，液压情况下)、借助力传感器13(图7)或借助模具内压力传感器10来测量(见图4和5。)在电合模驱动器的情况下力传感器可以设计为驱动器中的应变计或作为转矩传感器。
所谓的传感器以及喷注驱动器分别与控制或调节装置7相连。也可能的是，合模驱动器(它设计成电的还是液压的并不重要)用作执行机构以用于加载变化的压力。在这种情况下可以采用压力传感器11、喷注压力传感器8或蜗杆位移传感器(通常集成在喷注驱动器6中)来测量浇注材料的压力。

Claims (18)

1.用于在浇注工艺中确定密封点的方法，其中至少一次在压力下将液相的浇注材料填入模腔(4)中，其特征在于，
测量用于标明浇注材料的压力的参量的至少一个变化曲线，
从所述至少一个变化曲线中确定变化的速率，
从所述变化的速率中确定密封点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测量来自组：合模力、模具内压力、推顶力、杆应变、模具呼吸、模具变形、模具和/或合模单元上的力和/或压力中的至少一个参量来测量所述至少一个变化曲线。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助喷注压力传感器(8)和/或蜗杆位移传感器来测量所述至少一个变化曲线。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在浇注周期的增压阶段期间测量所述至少一个变化曲线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，从切口(9)的背向模腔(4)的那侧起借助执行机构对浇注材料加载变化的压力，其中，在模腔(4)中测量所述至少一个变化曲线。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将喷注单元、特别是塑化蜗杆用作执行机构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，借助执行机构对模腔(4)中的浇注材料加载变化的压力，其中，从切口(9)的背向模腔(4)的那侧测量所述至少一个变化曲线。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将合模驱动器和/或推顶驱动器和/或型芯拉杆和/或压印冲头用作执行机构。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，对浇注材料加载振荡的压力特性曲线形式的、特别是周期性的压力特性曲线形式的变化的压力。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，将密封点确定这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率下降到低于一个阈值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将密封点确定为这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率基本上消失。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，将密封点确定为这样的时刻，在该时刻，压力变化的速率从基本上恒定的第一值改变为基本上恒定的第二值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，通过测量来自组：合模力、模具内压力、推顶力、杆应变、模具呼吸、模具变形、模具和/或合模单元上的力和/或压力中的至少一个参量来测量所述至少一个变化曲线。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，借助喷注压力传感器(8)和/或蜗杆位移传感器来测量所述至少一个变化曲线。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，实施正好一个浇注周期，在该浇注周期中将浇注材料填入模腔(4)中。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，实施多个浇注周期，在这些浇注周期中将浇注材料填入模腔(4)中，其中，在不同浇注周期的压力变化曲线期间确定速率被确定的压力变化，其中优选以不同的增压时间实施浇注周期。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，使用密封点用于确定增压时间。
18.成型机，具有
用于用浇注材料填充模腔(4)的喷注单元(3)，
用于确定用于表明浇注材料压力特性的参量的至少一个变化曲线的至少一个测量器(8，10，11，12，13)，
与测量器(8，10，11，12，13)相连的控制或调节装置(7)，所述控制或调节装置构造成用于从所述至少一个变化曲线中确定变化的速率并且从该变化的速率中确定密封点。
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