CN104859117A - 用于成型机的共注射方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于成型机(1)、尤其注射成型机的共注射方法，由控制或调节单元(3)控制或调节原材料(K₁，K₂)到成型模具(2)中的注射过程，其特征在于，根据原材料在成型机内的求出的压力(P)和/或求出的温度(T)来调节或控制注射过程。本发明还涉及一种尤其用于执行上述共注射方法的成型机，该成型机带有一个混合装置(4)、两个用于把原材料通过混合装置注射到一个成型模具中的注射机组(5，6)和一个控制或调节单元，各注射机组的运动能由控制或调节单元控制或调节，其特征在于，设有至少一个用于求出原材料在成型机内的压力和/或温度的求出装置，注射机组的运动能由控制或调节单元根据求出的压力和/或求出的温度改变。

Description

用于成型机的共注射方法

技术领域

本发明涉及一种用于成型机、尤其是注射成型机的共注射方法，其中，由控制或调节单元来控制或调节原材料到成型模具中的注射过程。本发明还涉及一种成型机、尤其是用于执行这种共注射方法的成型机，该成型机带有一个混合装置、两个用于把原材料通过混合装置注射到一个成型模具中的注射机组和一个控制或调节单元，其中，该注射机组的运动能由控制或调节单元控制或调节。

背景技术

在注射成型工业上，共注射方法主要用于由多个组分制造成型件或注射件。在此将各原材料、大多彼此不同的原材料注射到成型模具或注射模具的型腔内。

从AT 11 732 U1已知这种共注射方法的一个示例。据此规定，在各注射机组的排出孔上分别给出取决于注射机组进给速度的体积流量。此后通过各注射机组的体积流量在混合装置内的合流而在混合装置的排出孔上得出总体积流量。根据塑料组分的预先给定的混合比调节各个注射机组的进给速度。重要的是，混合装置的进入孔上的各体积流量与预先给定的混合比相符。这时，材料在混合装置的输出孔上或在到成型模具中的进入区域内的混合比取决于在混合装置的进入孔上的各个体积流量(在排出孔上的体积流量直接表现为与在进入孔上的体积流量成正比)。

这种已知的共注射方法的缺点是，它可能导致不准确的产品(注射件)。这主要应归因于，在注射模具内或混合装置内的压力变化影响注射机组内原材料的压力。当注射机组内的压力改变时，在混合装置的进入孔上的体积流量不再与注射机组的进给速度成正比，因为该原材料在注射机组内的体积取决于压力。因此出现实际混合比与所设定的混合比的偏差，这正好可能导致不准确的并且于是不希望的成品。注射装置内的温度变化同样可能导致混合比的偏差。

发明内容

因此，本发明的任务是创造一种相对于现有技术改进了的共注射方法和改进了的成型机。该方法尤其是应该尽可能精确地进行，使得出现的产品基本上符合所希望的预先规定。

这通过一种带有权利要求1所述特征的共注射方法达到。据此规定，根据原材料在成型机内的所求出的压力和/或所求出的温度控制或调节注射过程。就是说，预先给定的注射过程不再只是“单调地”进行，而是根据其他参数(压力和/或温度)影响注射过程。以此可以还要更精确地生产出现的产品，因为避免由于压力或者温度变化而可能出现的混合比变化。甚至积极地对抗控制这些变化。

对于共注射方法优选规定，该成型机具有一个混合装置和至少两个用于把原材料通过混合装置注射到成型模具中的注射机组，其中，各原材料由注射机组根据预先给定的混合比注射到成型模具中。此外优选规定，每个注射机组以预先给定的注射速度(进给速度)运动。

通过根据所求出的温度和/或所求出的压力算出用于注射速度的校正值并根据算出的校正值改变注射速度，可以特别简单而有效地进行控制或调节。换句话说，使至少一个注射机组的注射速度适应于改变了的条件(参数)，从而再次达到所希望的混合比。

基本上可以根据计算来求出参数：压力和温度。但是当由至少一个传感器测量原材料的压力和/或温度时，结果将是特别准确的。所述至少一个传感器在此可以设置在成型机外部或在成型机上并针对原材料。然而优选规定，所述至少一个传感器设置在注射机组内和/或混合装置内。

在共注射方法中大多注射至少两种不同的原材料。这时，这些材料可以例如只在其颜料或其密度方面有差别。但还可以注射彼此不同的塑料。但是这些材料还可以在制成的制品中处于各层中(夹心)或者部分地(例如在做成大理石状时)完全混合。这时，在产品的不同区域内混合比可以不同。优选只使用塑料组分作为原材料。但还可以掺入或混入其他材料(例如，？？？)的添加物。

按照本发明的任务还用一种带有权利要求7所述特征的成型机解决。据此规定，在一个成型机上除了一个混合装置以外，还设有两个用于把原材料通过混合装置注射到成型模具中的注射机组和一个控制或调节单元、还有至少一个用于求出在成型机中原材料的压力和/或温度的求出装置，其中，这两个注射机组的运动能由控制或调节单元来控制或调节，这两个注射机组的运动能由控制或调节单元根据所求出的压力和/或所求出的温度加以改变。

求出装置优选至少具有一个设置在混合装置内的传感器和/或在每个注射机组中的一个传感器。特别优选，各自一个温度传感器设置在每个注射机组的前部区域内和各自一个压力传感器设置在每个注射机组的后部区域内。此外优选在每个注射机组中设置有一个用于测量注射活塞相对于注射缸的位置的位置传感器。在此，注射活塞可以只承担注射功能。但优选规定，注射活塞形成为注射螺杆，使得通过注射螺杆的旋转首先熔化以谷粒或颗粒状存在的原材料，接着通过注射螺杆的平移运动把熔化的原材料注射到成型模具中。

此外，本发明还涉及一种成型机、尤其是注射成型机，该成型机带有一个混合装置、两个用于把原材料通过混合装置注射到成型模具中的注射机组、一个控制或调节单元和一个操作表面，其中，这两个注射机组的运动能由控制或调节单元来控制或调节。

在成型机中，进入注射模具中的体积流量(每单位时间的流量)及其时间历程是达到产品的确定特性的基本标准。在共注射装置中，正如其例如从AT 11 732 U1已知的，然而该体积流量总是取决于如何设定各注射机组的各个体积流量。因此，从各注射机组到达混合装置中的各体积流量的总和给出到注射模具中的进入体积流量。

然而，当仍在注射机组的区域内或者在注射机组之后给出在原材料中条件变化时，一个操作人员不可能影响这些条件变化。

因而本发明的另一个任务在于排除这个缺点。尤其应该改善设定可能性。此外，一个操作人员应该可以尽可能精确地确定出现的产品的准确的设计方案，并且这由该成型机也因此准确地实现。

这通过一种带有权利要求12所述特征的成型机达到。据此规定，通过所述操作表面能设定在混合装置内混合的各原材料在混合装置的输出孔上的总体积流量。就是说，不再设定在注射机组的排出区域内的多个体积流量并希望成品正确，而是直接设定在混合装置的输出孔内的并因此在到注射模具中的进入孔内的总体积流量。相对于现有技术的一个特殊优点在于，在共注射成型机上的设定可以好像就只存在一个注射机组那样进行。换句话说，不间接设定各单个注射机组的单个体积流量，而是实现在混合装置的输出孔内的总体积流量。

在此特别优选规定，根据原材料在各注射机组内和/或在混合装置内的测得的参数、优选温度和/或压力，由控制或调节单元能改变各注射机组的运动，以达到所设定的总体积流量。这就是说，至今由操作人员根据感觉或直观进行的混合设定由控制或调节单元承担。以此可以达到保持相等的注射件质量，主要因为对于操作人员不直接清楚的条件变化由控制或调节单元平衡。附加地可能的是，通过操作表面可设定在混合装置的输出孔上的总体积流量的时间历程。

为了实现尽可能全面和完全地监视制造过程，优选规定，通过操作表面能设定在混合装置的输出孔上原材料的混合比和这个混合比的时间历程，其中，所述两个注射机组的运动根据混合比的所设定的时间历程并根据总体积流量的所设定的时间历程可由控制或调节单元控制或调节，使得在混合装置的输出孔上的材料混合物符合所设定的混合比和所设定的总体积流量。

操作表面本身优选具有一个屏幕和多个输入按键，其中，这些输入按键也可以至少部分地构成在形成为触摸屏的屏幕上。附加地在屏幕上显示选择区，通过这些选择区可输入在混合装置的输出孔上的混合比和的总体积流量。

附图说明

现将参照附图说明并联系在下文中陈述的实施例对本发明的其他细节和优点作较详细的说明。附图中：

图1示意地示出一个带有两个注射机组、一个操作单元和一个成型模具的成型机；

图2示出体积-压力曲线图；

图3示出带有在压力和注射活塞位置之间的相互关系的曲线图；

图4示出总体积流量的时间历程的曲线图；

图5示出混合比的时间历程的曲线图；和

图6示出由总体积流量的时间历程和混合比的时间历程组成的曲线图。

具体实施方式

在图1中示意地显示一个成型机1。作为基本部件，这个成型机1有两个注射机组5和6、一个混合装置4、一个成型模具2和一个操作单元17连同控制或调节单元3。注射机组5和6各自有一个注射缸8和一个在该注射缸中可动的注射活塞9(注射螺杆)。注射活塞9各自由一个驱动装置12驱动平移。如果注射活塞9也构成为注射螺杆，则这些注射螺杆还可以由驱动装置12驱动旋转。在注射缸8上各装有一个填料漏斗13，原材料K₁或K₂通过该填料漏斗被送进注射缸8和注射活塞9之间的型腔中。通过构成为注射螺杆的注射活塞9的旋转，被粒状送进的原材料K₁和K₂在注射机组5和6内熔化。在注射机组5和6的前部区域内，熔化的原材料K₁和K₂在注射过程中通过注射活塞9的平移运动经由排出孔21到达混合装置4中。首先，原材料K₁和K₂仍作为单个体积流量L_einz被引导并在混合装置4的混合通道20中结合成材料混合物K₁₊₂。该材料混合物K₁₊₂便在混合装置4的排出孔11上形成总体积流量L_ges。排出孔11同时形成到成型模具2中的进入孔。该成型模具2由两个模具夹持器14和15形成。在成型模具2内，在闭合的位置中形成型腔16。注射通道22通入该型腔16中。注入的材料混合物K₁₊₂便可以在型腔16中硬化成为完成的成型件或注射件。为了在成品中获得原材料K₁和K₂的要求的混合比M，通过一个操作单元17(该操作单元有一个屏幕18和多个操作按键19)以预先给定的注射速度V_SOLL控制所述两个注射机组5和6的注射过程。

至今已知的该过程亦称为共注射方法。在这样一种共注射方法中特别重要的是，原材料K₁和K₂的混合比M正确，以便获得所希望的成品。但是在这样一种共注射方法中常常有不可预见的影响，所生产的成品的质量和均匀性可能遭受所述影响。

为此在图2中显示主要错误来源。按照在图2中所示的曲线图显示在注射机组5或6内原材料K₁或K₂的压力P和注射机组5或6内原材料K₁或K₂的体积L_K之间的相互关系。据此，原材料K₁或K₂的体积L_K越大，原材料K₁或K₂中的压力P也越大。因此，压力P和体积L_K彼此相关(此外，同样的内容也适用于在原材料K₁或K₂的体积L_K和温度T之间的相互关系)。为此在图3中进一步描绘，在注射过程中必须实际上均匀地(时间上线性地)改变注射活塞9的给定位置S_SOLL。但是当从注射活塞9的在图2中所显示的相互关系出发进行注射运动时，注射活塞9的实际位置S_P(位置S取决于压力P)偏离给定位置S_SOLL。据此，压力P越高，该偏差C就越大。参照图2，这意味着，当在注射过程中不考虑影响体积L_K的压力P时，出现实际的混合比M与预先给定的混合比M_SOLL的偏差C。

为了解决这个问题，现在按照本发明规定，根据原材料K₁或K₂在成型机1中的所求出的压力P和/或所求出的温度T来控制或调节注射过程。为此在图1中可以看出，在所述两个注射机组5和6的前部区域内分别设置有一个温度传感器7_T，该温度传感器测量原材料K₁和K₂的温度T并通过信号技术把相应的温度值T₅或T₆传输给控制或调节单元3。用相同的方式和方法，由压力传感器7_P通过信号技术把原材料K₁或K₂的在注射机组5或6中测得的压力值P₅或P₆传输给控制或调节单元3。在混合装置4的区域内也可以设有这样的传感器7(未示出)。另外，在注射机组5或6中或者上设置有位置传感器10，所述位置传感器检测注射活塞8相对于注射缸9的位置S并通过信号技术把相应的位置值S₅或S₆传输给控制或调节单元3。

在该控制或调节单元3中，针对两个注射机组5和6分别预先给定一个注射速度V_SOLL，以便达到原材料K₁和K₂的所要求的混合比M。正如现在在图1的示意所示的控制或调节单元3中可以看出，该预先给定的注射速度V_SOLL并不是“单调地”被执行完，而是还由控制或调节单元3考虑通过信号技术获得的温度值T₅和T₆和/或压力值P₅和P₆。该控制或调节单元3从这些值T₅、T₆、P₅和P₆出发并且优选在考虑位置值S₅和S₆的情况下来计算用于注射速度V的校正值C。然后基于这个算出的校正值C，把修正后的速度信号V₅和V₆传输给注射机组5和6，以此相应地——亦即在考虑到测得的压力P或测得的温度T的情况下——改变注射活塞9的运动或注射速度V₅和V₆。以此保证均匀的注射件质量。

因此，在发明的该第一方面，注射机组5和6内的温度T和/或压力P的变化这样程度地导致注射速度V₅和V₆变化，使得补偿在注射机组5和6内的由压力或温度变化所引起的体积变化，以此不影响所设定的混合比M。

本发明的另一个方面在图1、4、5和6中显示并阐述如下：

在至今已知的共注射成型机1中，可以通过一个操作单元17只单独地设定所述两个注射机组5和6的体积流量L_einz。在操作人员的推断之内或感觉之内的便是，从这些设定的单个体积流量L_einz在制成的产品中已出现正确的混合比M。这时往往在实际相同生产的产品中发生质量损失或不希望的差异。

现在本发明通过如下方式解决这个问题，即，通过操作表面B能设定在混合装置4中混合的原材料K₁和K₂在混合装置4的输出孔11上的总体积流量L_ges。就是说，可以省去对单个体积流量L_einz的“估计的”设定。由一个操作人员只设定总体积流量L_ges，而成型机1自动在注射过程期间进行相应的适应。

为此在图1中尤其可以看出，在操作单元17的屏幕18上通过输入区可设定混合比M和总体积流量L_ges。因此，操作人员只给出在混合装置4的输出孔11中的所希望的混合比M和所希望的总体积流量L_ges。操作人员的附加影响优选通过如下方式给出，即，还可设定原材料K₁和K₂彼此间的混合比的时间历程Z_M和总体积流量L_ges的时间历程Z_L。

与此相配地，在按照图4的曲线图中说明，总体积流量L_ges的时间历程Z_L在时间t期间改变。从图5可以清楚看出，原材料K₁和K₂彼此间的混合比M在时间历程Z_M期间如何改变。该时间历程Z_M同样可以由操作人员通过操作单元17的操作表面B设定。在按照图6的曲线图中显示按照图4和5的所述两个示意图的叠加。据此，原材料K₁和K₂彼此间的相对混合比M总是保持相等或者总是如在图5中所给出的或设定的那样，而总体积流量L_ges与在图4中所显示或设定的参数相应。因此，在共注射成型机1中实现一种明显更简单的设定可能性。

尽管该设定可能性更简单，但构件质量仍然得到提高。这主要可以通过如下方式达到，即，控制或调节单元3根据原材料K₁和K₂在注射机组5和6内和/或在混合装置4内的测得的参数——优选温度T和/或压力P——来改变注射机组5和6的运动或注射速度V₅和V₆，以达到设定的总体积流量L_ges和达到设定的混合比M。就是说，虽然由于设定的总体积流量L_ges和设定的混合比M预先给定注射速度V_SOLL，但是所述注射速度能通过可由控制或调节单元3求出的校正值C改变，以达到所希望的构件质量。

Claims (15)

1.用于成型机(1)、尤其注射成型机的共注射方法，其中，由控制或调节单元(3)控制或调节原材料(K₁，K₂)到成型模具(2)中的注射过程，其特征在于，根据原材料(K₁，K₂)在成型机(1)内的求出的压力(P)和/或求出的温度(T)来调节或控制注射过程。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型机(1)具有一个混合装置(4)和至少两个用于把原材料(K₁，K₂)通过混合装置(4)注射到成型模具(2)中的注射机组(5，6)。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述注射机组(5，6)把原材料(K₁，K₂)根据预先给定的混合比(M)注射到成型模具(2)中。

4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于，每个注射机组(5，6)以预先给定的注射速度(V_SOLL)运动。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，根据求出的温度(T)和/或求出的压力(P)算出用于至少一个注射机组(5，6)的注射速度(V₅，V₆)的校正值(C)并根据算出的校正值(C)改变注射速度(V₅，V₆)。

6.按照权利要求2至5中一项所述的方法，其特征在于，由至少一个传感器(7)测量原材料(K₁，K₂)的压力(P)和/或温度(T)。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(7)设置在注射机组(5，6)中和/或在混合装置(4)中。

8.成型机(1)、尤其是用于执行按照权利要求1至7中一项所述的共注射方法的成型机，该成型机带有一个混合装置(4)、两个用于把原材料(K₁，K₂)通过混合装置(4)注射到一个成型模具(2)中的注射机组(5，6)和一个控制或调节单元(3)，其中，各注射机组(5，6)的运动能由控制或调节单元(3)控制或调节，其特征在于，设有至少一个用于求出原材料(K₁，K₂)在成型机(1)内的压力(P)和/或温度(T)的求出装置，其中，注射机组(5，6)的运动能由控制或调节单元(3)根据求出的压力(P)和/或求出的温度(T)改变。

9.按照权利要求8所述的成型机，其特征在于，所述求出装置具有至少一个传感器(7)，其中，至少一个传感器(7)设置在混合装置(4)内和/或至少一个传感器(7)设置在每个注射机组(5，6)内。

10.按照权利要求8或9所述的成型机，其特征在于，所述注射机组(5，6)各自具有一个注射缸(8)和一个在注射缸(8)内可动的注射活塞(9)。

11.按照权利要求10所述的成型机，其特征在于，在每个注射机组(5，6)内设置有一个位置传感器(10)，用以测量注射活塞(9)相对于注射缸(8)的位置(S)。

12.成型机(1)、尤其按照权利要求8至11中一项所述的成型机和尤其用于执行按照权利要求1至7中一项所述的共注射方法的成型机，该成型机带有一个混合装置(4)、两个用于把原材料(K₁，K₂)通过混合装置(4)注射到一个成型模具(2)中的注射机组(5，6)、一个控制或调节单元(3)和一个操作表面(B)，其中，注射机组(5，6)的运动能由控制或调节单元(3)控制或调节，其特征在于，通过所述操作表面(B)能设定在混合装置(4)内混合的原材料(K₁，K₂)在混合装置(4)的输出孔(11)上的总体积流量(L_ges)。

13.按照权利要求12所述的成型机，其特征在于，根据原材料(K₁，K₂)在注射机组(5，6)中和/或在混合装置(4)内的测得的参数、优选温度(T)和/或压力(P)，由控制或调节单元(3)能改变注射机组(5，6)的运动，以达到设定的总体积流量(L_ges)。

14.按照权利要求12或13所述的成型机，其特征在于，通过操作表面(B)能设定在混合装置(4)的输出孔(11)上的总体积流量(L_ges)的时间历程(Z_L)。

15.按照权利要求12至14中一项所述的成型机，其特征在于，通过操作表面(B)能设定原材料(K₁，K₂)在混合装置(4)的输出孔(11)中的混合比(M)和该混合比(M)的时间历程(Z_M)，其中，所述两个注射机组(5，6)的注射速度(V5，V6)能由控制或调节单元(3)根据混合比(M)的设定的时间历程(Z_M)并根据总体积流量(L_ges)的设定的时间历程(Z_L)控制或调节，使得在混合装置(4)的输出孔(11)上的材料混合物(K₁₊₂)符合设定的混合比(M)和设定的总体积流量(L_ges)。