DD277432A1 - Verfahren zur regelung der schliesskraft von kniehebelschliesseinheiten hydraulischer spritzgiessmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Spritzgiessmaschinen mit zentralem Antrieb innerhalb der Schliesseinheit zur Verstellung der Werkzeugeinbauhoehe und damit der Schliesskraft und mit einer vorwaehlbaren Druckbegrenzung fuer den den Kniehebel bewegenden hydraulischen Schliesszylinder. Mit dem Schliesskraftaufbau wird ein einem Druckspitzenwert fuer die minimale Schliesskraft entsprechender Sollwert vorgegeben. Nach Ablauf einer Zeitvorgabe und/oder nach einem Ansprechsignal der Druckbegrenzung erfolgt eine Abfrage des Werkzeugschliesszustandes. Nach dessen Erreichen werden sofort oder nach Vollendung des Arbeitszyklusses die Verfahrensschritte Oeffnen und Werkzeugeinbauhoehe verringern, bei Nichterreichen ein einem Druckspitzenwert fuer die maximale Schliesskraft entsprechender Sollwert vorgegeben. Nach Ablauf einer zweiten Zeitvorgabe und/oder einem Ansprechsignal der Druckbegrenzung wird der Schliesszustand abgefragt und bei Erreichen der Aufruf der naechsten Funktion und bei Nichterreichen Oeffnen und Werkzeughoehe vergroessern vorgegeben. Fig. 2

Description

für den nächsten Zyklus. Nachteilig in diesem Verfahren ist der für die Istwertvermittlung der Schließkraft und den Soll-Istwertvergleich erforderliche technische Aufwand. Weiterhin wird das Werkzeug auch bei zu hoher Schließkraft geschlossen, was eine zeitweilige Überlastung der Schließeinheit bedeutet

Auch der Druck im Schließzylinder während der Schließung ist proportional der Schließkraft. Aus EP 0096183 ist ein Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgießen von Kunststoffen während der Schließung, wobei die auswerfersoitige Workzeughälfte mit vorgegebenem Geschwindigkeitsprofil gegen die feststehende Werkzeughälfte bewegt wird, bekannt, bei dem Schließdruck auf einen Wert begrenzt wird, der um einen vorbestimmten einstellbaren Betrag oberhalb des Normalwertes liegt, der durch kontinuierliche Messung des zeitlichen Verlaufes des hydraulischen Druckes wenigstens in der Schlußphase der Schließbewegung eines vorangegangenen Schließvorganges festgestellt worden ist. Hierzu ist eine kontinuierlich arbeitende Druckmeßeinrichtung und eine zugehörige Auswerteeinrichtung erforderlich. Diese bereits aufwendige Einrichtung erfordert zur kontinuierlichen Auswertung, zum Vergleich des Druckistwertverlaufes mit dem Drucksollwertverlauf, einen relativ aufwendigen Rechner. Im allgemeinen werden mit einem derartigen Rechner gleichzeitig mehrere Maschinenfunktionen überwacht, was je nach Rechnerauslastung zu unterschiedlichen Rechnerzeiten führt. Dieses ist neben dem hohen Aufwand ebenfalls nachteilig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung der Schließkraft von Kniehebelschließeinheiten hydraulischer Spritzgießmaschinen, bei denen mittels eines zentralen Antriebes innerhalb der Schließeinheit die Werkzeugeinbauhöhe und damit die Schließkraft verstellbar ist, und bei denen der den Kniehebel bewegende hydraulische Schließzylinder mit einer vorwählbaren Druckbegrenzung belastbar ist, zu schaffen, bei dem ein geringer technischer und ökonomischer Aufwand erforderlich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Schließkraft von Kniehebelschließeinheiten hydraulischer Spritzgießmaschinen zu schaffen, bei dem keine zustätzlichen Meß- und Auswerteeinrichtungen notwendig sind und bei dem nur eine Ablaufsteuerung erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, nach welchem mit einem Verfahrensschritt Schließkraftaufbau ein einem Druckspitzenwert für die minimale Schließkraft entsprechender Sollwert vorgegeben wird und nach Ablauf einer Zeitvorgabe und/oder nach einem Ansprechsignal der Druckbegrenzung eine Abfrage des Schließzustandes des Werkzeuges durchgeführt wird und bei Erreichen des Schließzustandes des Werkzeuges sofort oder nach Vollendung des Arbeitszyklus ein Verfahrensschritt Öffnen und der Verfahrensschritt Werkzeugeinbauhöhe verringern vorgegeben wird und bei nicht vollständig geschlossenem Werkzeug ein einem Druckspitzenwert für die maximale Schließkraft entsprechender Sollwert vorgegeben wird und nach Ablauf einer zweiten Zeitvorgabe und/oder nach einem Ansprechsignal der Druckbegrenzung eine Abfrage des Schließzustandes durchgeführt wird und bei Erreichen des Schließzustandes des Werkzeuges der Verfahrensschritt Aufruf der nächsten Funktion vorgegeben wird und bei nicht vollständig geschlossenem Werkzeug die Verfahrensschritte Öffnen und nachfolgend Werkzeughöhe vergrößern vorgegeben werden.

iViit der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das innerhalb der Spritzgießmaschine keinen zusätzlichen technischen und ökonomischen Aufwand erfordert und mittels einer einfachen Ablaufsteuerung verwirklichbar ist. Dabei geht das Verfahren davon aus, daß der Druck im Schließzylinder proportional der Schließkraft ist. Während die bisher bekannten Verfahren von einem Schließen der Schließeinheit mit einer höheren Druckvorgabe als zum Schließen allgemein erforderlich ist und einer Messung eines der Schließkraft äquivalenten Wertes wie Dehnung oder Druck und Zuordnung von Toleranzwerten zu diesem Meßwert ausgehen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren die stufsnweise Vorgabe des dem unteren und oberen Toleranzwert der Schließkraft äquivalenten Druckes vor, was beim Einsatz von Proportionalventilen mit jeder Maschine möglich ist. Durch Vorgabe einer Zeit, in der die Schließstellung erreicht sein muß, erfolgt die Kontrolle. Für das Erreichen der Schließstellung sind in Spritzgießmaschinen Wegmeßeinrichtungen im allgemeinen vorhanden. Mit dem Verfahren ist es möglich, daß die Spritzgießmaschine nach einem Werkzeugwechsel einen Sollwert mit den Toleranzgrenzen für die Schlioßkraft vorgegeben bekommt und automatisch einstellt. Bei nachfolgender Veränderung der Schließkraft, beispielsweise infolge Werkzeugerwärmung, erfolgt automatisch eine Korrektur der Werkzeugeinbauhöhe und damit der Schließkraft.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll dio Erfindung an einom Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnu-ng stellen dar:

Fig. 1: Druck-Wegdiagramm für den Schüeßkraftaufbau Fig. 2: Verfahrensablauf in Blockdarstellung

In Fig. 1 ist der Verlauf des Druckes im Schließzylinder als Funktion des Weges des Schließzylinderkolbens während des Schließkraftaufbtus des Werkzeuges für drei verschiedene Werkzeughoheneinstellungen darstellt. Dabei ist der Druck im Schlioßzylinder auf der Ordinate 1 und der Weg des Schließzylindorkolbens auf der Abszisse 2 dargestellt. Um eine entsprechende für die Vorfahrensaufgabe erforderliche Schließkraft zu erreichen, muß der Druckspitzenwert 3 für die minimale Schließkraft im Schlioßzylinder erreicht werden. Dieser Druckspitzenwert 3 richtet sich nach der verfahrenstechnischen Aufgabe. So darf es durch den Spritzdruck in der Workzeugkavität zu keine Werkzeugöffnung und damit Grat am Formteil kommen.

Die maximale Schließkraft darf weder das Werkzeug noch die Schließeinheit übnrlasten. Weiterhin bedeutet eine höhere Schließkraft als erforderlich, Energieverluste.

Der maximalen Schließkraft entspricht der Druckspitzenwert 4 im Schließzyiinder. Die Differenz 5 zwischen dem Druckspitzenwert 4 für die maximale Schließkraft und dem Druckspitzenwert 3 für di? minimale Schließkraft beeinflußt unmittelbar die Toleranzen der Formteilmaße. Deshalb sollte die Differenz 5 zwischen diesen Druckspitzenwerten 3; 4 bei Präzisionstellen möglichst klein gehalten werden.

Der sich im Schließzylinder beim Schließkraftaufbau, das heißt beim Durchdrücken des Kniehebels, einstellende Druckspitzenwert 9; 10; 11 ist direkt proportional der Schließkraft und abhängig von der Einstellung der Werkzeugeinbauhöhe. Die Druckverläufe 6; 7; 8 für den Schließkraftaufbau entsprechen drei unterschiedlichen Werkzeugeinbauhöhen, wobei der Druckverlauf 6 der größten Werkzeugeinbauhöhe entspricht und der Druckverlauf 8 der kleinsten Werkzeugeinbauhöhe. Der Druckspitzenwert 9 für den Druckverlauf 6 Ist geringer als der Druckspitzenwert 3 für den Minimalwert der Schließkraft, während der Druckspitzenwert 11 des Druckverlaufes 8 größer als der Druckspitzenwert 4 für den Maximalwert der Schließkraft ist. Für die Druckverläufe 6; 8 ist demzufolge eine Änderung der Werkzeugeinbauhöhe erforderlich. Die bisher bekannten Verfahren messen diese Druckverläufe und werten diese mittels eines Rechners aus. Dabei kann sich beim Schließen auch der zu hohe Druckspitzenwert 11 einstellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Druckspitzenwert 4 für die maximale Snhlisßkraft nicht überschritten werden. Ist die Werkzeugeinbauhöhe zu gering eingestellt, kommt es nicht zum vollständig geschlossenen Werkzeug und die Maschine korrigiert die Werkzeugeinbauhöhe.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Fig. 2 als Verfahrensablauf dargestellt. Dieser Verfahrensablauf bezieht sich nur auf den unmittelbaren Schließkraftaufbau.

Mit dem Verfahrensschritt Schließkraftaufbau 12 wird der Druckspitzenwert 13 für die minimale Schließkraft als Sollwert der Druckbegrenzungseinrichtung vorgegeben. Gleichzeitig erfolgt die Zeitvorgabe 15, nach deren Ablauf eine Abfrage des Schließzustandes 16 des Werkzeuges erfolgt. An Stelle des Ablaufes der Zeitvorgabe 15 kann auch das Erreichen eines Ansprechsignals der Druckbegrenzungseinrichtung die Abfrage des Schließzustandes 16 des Werkzeuges auslösen. Ebenso ist eine Kombination aus dem Erreichen des Ansprechsignals der Druckbegrenzungseinrichtung und dem Start beziehungsweise' dem Ablauf einer Zeitvorgabe 15 in einigen Anwendungsfällen günstig. Ergibt die Abfrage des Schließzustandos 16 des Werkzeuges, daß das Werkzeug geschlossen ist, dann reicht zum Schließen des Werkzeuges bereits ein unter dem Druckspitzenwert 13 für die minimale Schließkraft liegender Druckspitzenwert aus, das heißt, die Werkzeughöhe ist zu groß eingestellt. Demzufolge sieht das erfindungsgemäße Verfahren in diesem Fall vor, daß sofort oder nach Vollendung des Arbeitszyklus der Verfahrensschritt Öffnen 17 vorgegeben wird und im geöffneten Zustand den Verfahrensschritt Werkzeugeinbauhöhe verringern 18 vor. Allgemein wird beim Einstellen der Werkzeugeinbauhöhe im Maschineneinrichtungszustand dabei von einer Vollendung des Arbeitszyklus abgesehen werden. Da beim normalen Spritzgießen ein Driftern der Schließkraft auf Grund allmählicher Temperaturveränderungen auftritt, ist es oftmals auch vertretbar, den normalen Arbeitszyklus zu beenden, da die Abweichung der Schließkraft nur geringfügig unter ihrem Normalwert liegt.

Ergibt die Abfrage des Schließzustandes 16 des Werkzeuges, daß dieses noch nicht geschlossen ist, wird der Druckspitzenwert 14 für die maximale Schließkraft als Sollwert der Druckbegrenzungseinrichtung vorgegeben. Gleichzeitig erfolgt eine zweite Zeitvorgabe 19. Nach Ablauf dieser Zeitvorgabe 19 erfolgt eine zweite Abfrage des Schließzustandes 20. Wie die erste Abfrage des Schließzustandes 16 kann auch die zweite Abfrage des Schließzustandes 20 durch ein Ansprechsignal der Druckbegrenzungseinrichtung oder eine Kombination des Ansprechsignals der Druckbegrenzungseinrichtung mit der Zeitvorgabe 19 erfolgen.

Wird nun der Schließzustand des Werkzeuges erreicht, erfolgt der Aufruf der nächsten Funktion 21, was im allgemeinen das Anfahren der Düse oder der Auf bau des Düsenanpreßdruckes ist. Wird das Werkzeug nicht vollständig geschlossen, so wird der Verfahrensschritt Öffnen 22 und nachfolgend Werkzeughöhe vergrößern 23 vorgegeben. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß ale Maschine selbständig einen auf dem Druckverlauf 7 in Fig. 1 entsprechenden Druckverlauf einstellt und nachfolgend regelt, bei dem der Druckspitzenwert 10 größei ist, als der Druckspitzenwert 3 für die minimale Schließkraft und kleiner ist, als der Druckspitzenwert 4 für die maximale Schließkraft. Gegenüber der allgemein üblichen Maschinenausführung sind keine die Maschinenkonstruktion betreffenden Veränderungen erforderlich.

Claims (2)

1. Verfahren zur Regelung der Schließkraft von Kniehebelschließeinheiten hydraulischer Spritzgießmaschinen, bei denen mittels eines zentralen Antriebes innerhalb der Schließeinheit die Werkzeugeinbauhöhe und damit die Schließkraft verstellbar ist, und bei denen der den Kniehebel bewegenden hydraulische Schließzylinder mit einer vorwählbaren Druckbegrenzung belastbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß mit einem Verfahrensschritt Schließkraftaufbau (12) ein einem Druckspitzenwert (3; 13) für die minimale Schließkraft entsprechender Sollwert vorgegeben wird, und daß nach Ablauf einer Zeitvorgabe (15) und/oder nach einem Ansprech~ignal der Druckbegrenzung eine Abfrage des Schließzustandes (16) des Werkzeuges durchgeführt win' und daß bei Erreichen des Schließzustandes des Werkzeuges sofort oder nac^ Vollendung des Arbeitszyklus ein Verfahrensschritt Öffnen (17) und der Verfahrensschritt Werkzeugeinbauhöhe verringern (18) vorgegeben wird, und daß bei nicht vollständig geschlossenem Werkzeug ein einem Druckspitzenwert (4; 14) für die maximale Schließkraft entsprechender Sollwert vorgegeben wird, und daß nach Ablauf einer zweiten Zeitvorgabe (19) und/oder nach einem Ansprechsignal der Druckbegrenzung eine Abfrage des Schließzustandes (20) durchgeführt wird und daß bei Erreichen des Schließzustandes des Werkzeuges der Verfahrensschritt Aufruf der nächsten Funktion (21) vorgegeben wird, und bei nicht vollständig geschlossenem Werkzeug die Verfahrensschritte Öffnen (22) und nachfolgend Werkzeughöhe vergrößern (23) vorgegeben werden.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Schließkraft von Kniehebelschließeinheiten hydraulischer Spritzgießmaschinen, bei denen mittels eines zentralen Antriebes innerhalb der Schließeinheit die Werkzeugeinbauhöhe und damit die Schließkraft verstellbar ist, und bei denen der den Kniehebel bewegende hydraulische Schließzylinder mit einer vorwählbaren Druckbegrenzung belastbar ist.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   In Spritzgießmaschinen wird ein aus zwei Hälften bestehendes Werkzeug mittels einer Schließeinheit geöffnet, geschlossen und verriegelt. Dabei befinden sich die Werkzeughälften auf einer düsenseitigen und einer auswerferseitigen Werkzeugaufspannplatte. Zum Schließen des Werkzeuges wird die im allgemeinen geführte auswerferseitige Werkzeugaufspannplatte durch einen von einem Hydraulikzylinder angetriebenen Kniehebelmechanismus bewegt. Der Kniehebelmechanismus wird an eine, ',b^chfußplatte, deren Abstand zur düsenseitigen Werkzeugaufspannplatte zur Einstellung unterschiedlicher Werkzeugeinliauhöhen veränderbar ist, abgestützt. In neueren Maschinen geschieht diese Einstellung der Werkzeugeinbauhöhe mittels eines zentralen Antriebes.

   Mit der Veränderung der Werkzeugeinbauhöhe wird gleichzeitig die Schließkraft des Werkzeuges verändert. Während der Schließung des Werkzeuges wird der Kniehebel gestreckt und dabei werden die Elemente der Schließeinheit verformt, wie beispielsweise die Zuganker zwischen der düsenseitigen Werkzeugaufspannplatte und der Abschlußplatte gedehnt werden. Verfahrenstechnische und Umweltparameter, wie beispielsweise die Werkseugerwärmung oder die Änderung der Raumtemperatur bewirken eine Veränderung der Schließkraft. Bei ungeregelten Masch nen wird das erst durch die Bildung von Grat am Formteil, das Ansprechen der Werkzeugsicherung oder unvollkommene Schließung sichtbar. Bei empfindlich eingestellter Werkzeugsicherung müßte diese nach den ersten Spritzungen aufgrund der Er/värmung im Werkzeug- und Düsenbereich bereits nachgestellt werden. Um eine entsprechende Produktivität zu sichern, wird die Werkzeugsicherung oft zu unempfindlich eingestellt. Damit kommt es auch zur Schließung des Werkzeuges, wenn ein formteil nicht richtig aus dem Werkzeug ausgestoßen wurde. Dieses führt bei Mehrfachwerkzeugen und Volumendosieruno zu einem Überspritzen und damit zur Überlastung der Schließeinheit. Sowohl für ein automatisches Einstellen der geforderter. Schließkraft nach einem automatischen Werkzeugwechsel innerhalb flexibler Fertigungszellen, als auch für die Herstellung von Formteilen mit hohen Qualitätsansprüchen und einen wirkungsvollen unveränderlichen Werkzeugschutz ist eine Regelung der Schließkraft erforderlich. In einer Reihe von Lösungen, beispielsweise DE-AS 1921997 oder DE-OS 36311l>4 wird die Verformung von Bauteilen der Schließeinheit als Maß für die Schließkraft gemessen.

   Aus DE-OS 2910931 ist ein Verfahren bekannt, bei dom in jedem Arbeitszylinder mittels Dehnungsmessung der Istwert der Schlioßkraft ermittelt wird und mit zwei vorgewählten Toleranzgrenzen der Sollwerte verglichen wird und bei Über- und Unterschreitung dieser Toleranzgrößen durch den Istwert erfolgt eine Änderung der Werkzeugeinbauhöhe, also der Schlicßkraft