DE102007061311A1

DE102007061311A1 - Spritzgießsystem mit einer Busleitung

Info

Publication number: DE102007061311A1
Application number: DE102007061311A
Authority: DE
Inventors: Murray Kitchener Feick
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: US20080152747A1; CA2616969A1; EP1935609B1; PL1935609T3; ATE459463T1; CN101221434A; US7824163B2; CA2616969C; CN101221434B; DE602007005081D1; EP1935609A1; DE102007061311B4

Abstract

Ein Spritzgießsystem umfasst eine Form mit einer heißen Hälfte und einer kalten Hälfte. Die heiße Hälfte weist einen Heißläufer auf. In der Form ist ein Bustransceiver angeordnet. Mindestens eine mit dem Betrieb der Form verbundene elektrische Einrichtung ist in der Form angeordnet und elektrisch mit dem Bustransceiver verbunden. Eine Steuerung zum Ansteuern der Form befindet sich außerhalb der Form. Eine Busleitung verbindet die Steuerung elektrisch mit dem Bustransceiver der elektrischen Einrichtung, die Vorrichtung umfasst einen Spritzgießve

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Spritzgießen und im Besonderen auf die Steuerung des Spritzgießens.
Zugehörige Technik
Spritzgießsysteme werden verwendet, um Artikel aus einem formbaren Material wie Kunststoff sowie einige Metalle herzustellen.
Spritzgießsysteme weisen normalerweise Formen auf, die definiert werden können eine heiße Hälfte und eine kalte Hälfte aufzuweisen. Die heiße Hälfte weist normalerweise einen Heißläufer auf, der aus einem Verteiler und einer oder mehreren Düsen besteht. Die kalte Hälfte weist normalerweise Hohlräume auf. Da es üblich ist, dass die Form Sensoren und Aktuatoren aufweist, wie beispielsweise Thermoelemente und Heizer, ist normalerweise eine Steuerung vorgesehen.
Die typische Steuerung ist ein Computer, der ein Programm ausführt, um die Form anzusteuern. Auch können einfachere Regelkreise genutzt werden einschließlich einem der kein Programm verwendet. Die Steuerung und die Form sind normalerweise durch einen großen Satz von unabhängigen leitfähigen Drähten verbunden.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Spritzgießsystem eine Form mit einer heißen Hälfte und einer kalten Hälfte, die heiße Hälfte weist einen Heißläufer auf. In der Form ist ein Bustransceiver angeordnet. Mindestens eine mit dem Betrieb der Form verbundene elektrische Einheit ist in der Form angeordnet und elektrisch mit dem Bustransceiver verbunden. Eine Steuerung zum Ansteuern der Form befindet sich außerhalb der Form. Eine Busleitung verbindet die Steuerung mit dem Bustransceiver der elektrischen Einrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben, in denen ähnliche Bezugszahlen einen gleichartigen Aufbau kennzeichnen.
1 ist eine Prinzipdarstellung einer Busleitung, die Düsen und einen Verteiler mit einer Steuerung verbindet nach einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm von einem Knoten nach einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung nach einer Ausführungsform der Erfindung.
4a stellt ein Leitungslayout dar nach einer Ausführungsform der Erfindung.
4b zeigt einen Abschnitt A-A der Formbaugruppe aus 4a.
5 ist eine Prinzipdarstellung von einem Busleitungslayout nach einer Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Prinzipdarstellung eines anderen Busleitungslayout nach einer Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine Prinzipdarstellung eines Spritzgießsystems mit Busleitung, die eine heiße Hälfte und eine Steuerung aufweist nach einer Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Prinzipdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Spritzgießsystems mit Busleitung, die eine heiße Hälfte und eine Steuerung aufweist.
9 ist ein explodiertes perspektivisches Diagramm einer physikalischen Darstellung eines Knotens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Prinzipdarstellung einer Strom-Busleitung, die die Düsen mit einer Steuerung und einer Stromversorgung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung verbindet.
11 ist eine Prinzipdarstellung einer einzelnen Busleitung, die die Düsen mit einer Steuerung verbindet nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine Prinzipdarstellung einer Busleitung und Temperatursensorleitungen, die die Düsen mit einer Steuerung verbinden nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
13a ist eine Prinzipdarstellung eines einzelnen Knotens, der eine Vielzahl von Düsen mit einer Steuerung verbindet nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
13b ist ein Blockdiagramm eines Knotens, der mehr als eine Düse ansteuern kann nach einer Ausführungsform der Erfindung.
14 ist eine Prinzipdarstellung einer Busleitung, die Düsen und andere Einrichtungen mit einer Steuerung verbindet nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
15 ist eine Prinzipdarstellung eines CAN-Bussystems zum Ansteuern eines Heißläufers nach einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 100 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 100 umfasst eine Stromversorgung 102, eine Steuerung 104, Stromleitungen 106, Busleitungen 108, eine Verteilerplatte 110, Düsen 112, und Knoten 114. 1 ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, die Platten der heißen Hälfte und der kalten Hälfte, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer und andere bekannte Merkmale und Bauteile. Die Verteilerplatte 110 und die Düsen 112 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinrichtung.
Die Stromversorgung 102 liefert dem System 100 die elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung 220 Volt Wechselstrom. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) liefern. Die elektrische Leistung in dem System 100 wird übertragen über die Stromleitungen 106 und über die Leitungen, die die Stromversorgung 102 und die Knoten 114 mit den Stromleitungen 106 verbinden.
Die Steuerung 104 kann ein Computer oder ein zum Steuern des Systems 100 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 104 Temperaturen der Düsen 112 sowie der Verteilerplatte 110 und steuert die Heizer dementsprechend an. Signale werden zwischen der Steuerung 104 und dem Knoten 114 übertragen über die Busleitungen 108 sowie über die Leitungen, die die Steuerungen 104 und die Knoten 114 mit den Busleitungen 108 verbinden. Die Steuerung 104 und die Stromversorgung 102 können Teile der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 104 wird weiter unten detaillierter beschrieben.
Die Verteilerplatte 110, die aus Klarheitsgründen nur teilweise gezeigt wird, umfasst einen Heizer 116, wie beispielsweise ein Widerstands-Heizdrahtelement, und einen Temperatursensor 118, wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 116 und der Temperatursensor 118 sind mit dem Knoten 114a verbunden. In anderen Ausführungsformen kann die Verteilerplatte 110 ein modularer oder rohrförmiger Verteiler sein.
Jede Düse 112 umfasst einen Düsenkörper 120 und eine Düsenspitze 122. Jede Düse 112 umfasst einen Heizer 124, wie beispielsweise ein Widerstands-Heizdrahtelement, und einen Temperatursensor 126, wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 124 und der Temperatursensor 126 sind durch Drähte mit dem Knoten 114b verbunden.
Die Knoten 114a, 114b dienen dazu Leistung von den Stromleitungen 106 an die Heizer 116, 124 zu übertragen. Die Knoten 114a, 114b dienen auch dazu Signale von den Temperatursensoren 118, 126 über die Busleitungen 108 an die Steuerung 104 zu übertragen. Weiter können die Knoten 114a, 114b Steuersignale von der Steuerung 104 über die Busleitungen 108 erhalten. Die Knoten 114a, 114b werden weiter unten detaillierter beschrieben.
Die Busleitungen 108 und die Stromleitungen 106 können Drähte, ein Satz von Drähten oder eine gedruckte Schaltplatte mit leitfähigen Trassen sein.
Durch die Verwendung der Busleitung 108 und der Stromleitung 106 wird die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 114 sind vorgesehen, weil die Signale auf den Busleitungen 108 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Einrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 114 eine Logik auf, die die Busleitungen 108 überwachen kann, Informationen von den Busleitungen 108 aufnehmen kann und Informationen auf die Busleitungen 108 aufgeben kann.
2 stellt ein Blockdiagramm eines Knotens dar, nach einer Ausführungsform der Erfindung. Der Knoten 114 umfasst einen Bustransceiver 202, einen Mikroprozessor 204, einen Analog-Digital-Wandler 206, ein Stromaufbereitungsmodul 208 und einen Verstärker 210.
Der Bustransceiver 202 ist mit den Busleitungen 108 verbunden, wodurch er über diese Leitungen kommunizieren kann. Der Bustransceiver 202 kann die Busleitungen überwachen, Informationen von den Busleitungen 108 aufnehmen und Informationen auf die Busleitungen 108 aufgeben. Der Bustransciever 202 ist auch mit dem Mikroprozessor 204 verbunden und kommuniziert mit dem Mikroprozessor 204. Eine Hauptfunktion des Bustransceivers 202 ist es die Übertragung von Daten zwischen dem Mikroprozessor 204 und den Busleitungen 108 zu verwalten.
Der Mikroprozessor 204 ist das zentrale Bauteile des Knotens 114. Der Mikroprozessor 204 ist mit dem Bustransceiver 202, dem Analog-Digital-Wandler 206, und dem Stromaufbereitungsmodul 208 verbunden. Der Mikroprozessor 204 führt Instruktionen aus und verwaltet die Kommunikation von Daten zwischen dem Bustransceiver 202, dem Analog-Digital-Wandler 206 und dem Stromaufbereitungsmodul 208.
Der Analog-Digital-Wandler 206 ist zwischen dem Mikroprozessor 204 und dem Verstärker 210 geschaltet. Der Analog-Digital-Wandler 206 wandelt die von dem Verstärker 210 empfangenen Analogsignale in Digitalsignale um, die für den Mikroprozessor 204 verwendbar sind. Wenn der Temperatursensor 118 oder 126 (siehe 1) ein Digitalsignal ausgibt, kann der Analog-Digital-Wandler 206 entfallen.
Das Stromaufbereitungsmodul 208 ist mit den Stromleitungen 106 gekoppelt und zwischen dem Mikroprozessor 204 und dem Heizer (z. B. Düsenheizer 124 oder Verteilerheizer 116) geschaltet. Das Stromaufbereitungsmodul 208 erhält Daten vom Mikroprozessor 204 und liefert basierend auf den erhaltenen Daten Strom an den Heizer. In dieser Ausführungsform ist die maximale Leistung, die das Stromaufbereitungsmodul 208 dem Heizer liefern kann, die Leistung auf den Leitungen 106, während das Minimum gar nichts ist.
Der Verstärker 210 ist zwischen dem Analog-Digital-Wandler 206 und dem Temperatursensor (z. B. Verteilersensor 118 oder Düsensensor 126) geschaltet. Der Verstärker 210 dient dazu, die von dem Temperatursensor erhaltenen Signale zu verstärken. Der Verstärker 210 kann weggelassen werden, wenn die Sensorausgabe voraussichtlich ausreichend ist.
In dieser Ausführungsform ist der Betrieb des Knotens 114 wie folgt. Die Ausgabe von dem Temperatursensor wird durch den Verstärker 210 verstärkt. Das verstärkte Signal wird in ein Digitalsignal umgewandelt, mittels dem Analog-Digital-Wandler 206, der das Digitalsignal an den Mikroprozessor 204 ausgibt. Der Mikroprozessor 204 führt jede erforderliche Verarbeitung, Organisation oder Anordnung der Daten aus. Der Bustransceiver 202 verarbeitet die Datenausgabe vom Mikroprozessor 204 in eine für die Übertragung über die Busleitungen 108 geeignete Form, z. B. ein Datenpaket, was bedeuten kann, dass der Bustransceiver 202 darauf wartet weitere Temperaturdaten in einem ökonomischen Paket zu sammeln. Der Mikroprozessor 204 leitet dann die zusammengefügten Daten an den Bustransceiver 202 weiter, der die Daten auf die Busleitungen 108 als differentiale (ausgeglichene) Signale aufgibt. Später liest der Bustransceiver 202 die durch die Steuerung 104 auf den Busleitungen 108 aufgeprägten Daten und überträgt diese Daten an den Mikroprozessor 204. Der Mikroprozessor schließt die Daten auf und schickt, falls nötig, ein Signal an das Stromaufbereitungsmodul 208, das als Antwort die von den Stromleitungen 106 an den Heizer übertragene Leistung erhöht, verringert oder beibehält. Auf diese Weise können die Knoten 114 die Erfassung von Temperatursensordaten und Einsatzsteuerung über die gemeinsame Busleitung 108 realisieren.
Viele Arten von Busschemata sind für den Gebrauch in der Erfindung geeignet.
Die Steuerung 104 kann die Führung der Busleitungen 108 übernehmen und da durch den Zugriff der Knoten 114 auf die Busleitungen 108 steuern. Oder ebenso kann die Entscheidung über die Busleitungen eingesetzt werden, wobei die Knoten 114 und die Steuerung 104 die Steuerung der Busleitung 108 aushandeln. In einem solchen System ist es für die Steuerung üblich, einfach einen Bustransceiver wie den der Knoten zu umfassen, wobei in der Bedeutung die Steuerung auf einer gleichen Ebene mit den Knoten ist (obwohl sie auch eine höhere Priorität haben kann). Diese Art des Systems ist manchen bekannt als ein Multi-Master-Bussystem mit einer Vorrangentscheidung, einem Beispiel dieses Systems ist das von BOSCH entwickelte Kontroller-Areal-Netzwerk (CAN) Bussystem. Die Daten von der Steuerung 104 können einen, viele oder alle Knoten 114 zugeordnet werden, wie es in einem Kennzeichnungsfeld des Datenpakets angezeigt wird. In der obigen Ausführungsform kann die Entscheidung über die Busleitungen durch den Bustransceiver 202, den Mikroprozessor 204 oder eine Kombination von beiden verwaltet werden. Außerdem sind viele Arten von Anordnungen und Größen von Busleitungen sowie viele Arten von Bustransceivers und Signalschemata für eine Verwendung mit der Erfindung geeignet.
Die oben beschriebenen Bauteile sind Standardbauteile. Zusätzlich können die Bauteile verschmolzen oder auf diskretere Bauteile reduziert werden. Zum Beispiel können der Bustransceiver 202 und der Mikroprozessor 204 auf derselben integrierten Schaltung (Chip) angeordnet sein. In einem anderen Beispiel können alle Bauteile des Knotens 114 auf einer einzelnen integrierten Schaltung implementiert sein.
In 2 wurden zur Vereinfachung des Verständnis der Erfindung Leitungen und Verbindungen für die interne Antriebsenergie und Wasseranschluss sowie zusätzliche Bauteile wie Filter, Puffer, Signalprozessoren und Regulatoren weggelassen. In vielen Ausführungsformen können diese zusätzlichen Bauteile integrale Bestandteile der oben beschriebenen Hauptbauteile sein. Fehlerkontrolle oder Korrekturfunktionalität und Korrektur-Hardware wurden ebenfalls oben ausgelassen, sind aber im Stand der Technik gut bekannt.
3 stellt ein Blockdiagramm einer Steuerung 104 nach einer Ausführungsform der Erfindung dar. Die Steuerung 104 umfasst einen Bustransceiver 302, einen Mikroprozessor 304, eine Anzeigeeinheit 306 und eine Eingabeeinheit 308. Abgesehen von dem Bustransceiver 302 und der zugeordneten Programmierung des Mikroprozessors 304 ist die Steuerung 104 im Allgemeinen im Stand der Technik bekannt.
Der Bustransceiver 302 ist mit den Busleitungen 108 verbunden, was es ihm erlaubt über diese Leitungen zu kommunizieren. Der Bustransceiver kann die Busleitung 108 überwachen, Informationen von den Busleitungen 108 aufnehmen und Informationen auf die Busleitungen 108 aufgeben. Der Bustransceiver ist auch mit dem Mikroprozessor 304 verbunden und kommuniziert mit dem Mikroprozessor 304. Eine Hauptfunktion des Bustransceivers 304 ist es, die Übertragung von Daten zwischen dem Mikroprozessor 304 und den Busleitungen 108 zu verwalten. Der Bustransceiver 302 kann mit den Bustransceivern 202 der Knoten 114 identisch sein.
Der Mikroprozessor 304 ist das zentrale Bauteil der Steuerung 104. Der Mikroprozessor 304 ist mit dem Bustransceiver 302, der Anzeigeeinheit 306 und der Eingabeeinheit 308 verbunden. Der Mikroprozessor 304 führt Instruktionen aus und verwaltet die Kommunikation der Daten zwischen dem Bustransceiver 302, der Anzeigeeinheit 306 und der Eingabeeinheit 308. Eine Funktion des Mikroprozessors 304 ist es, die Berechnungen zu den von den Busleitungen kommenden Sensormessungen auszuführen. In dieser Ausführungsform ist der Mikroprozessor 304 darauf programmiert die Leistung für einen Heizer basierend auf einer entsprechenden Temperaturmessung und einer zugeordneten Bedienereingabe zu berechnen. Wenn z. B. ein Bediener eine Düsentemperatur auf 190°C einstellt und der Mikroprozessor 304 über die Busleitung eine Temperaturmessung für die Düse von 180°C erhält, erzeugt der Mikroprozessor 304 eine Instruktion für den Knoten 114b dieser Düse die Heizleistung um 80 Watt zu erhöhen. Diese Instruktion wird an den Mikroprozessor 204 des Knotens 114b durch die Busleitung gesendet. Der Mikroprozessor 304 kann sich in seiner Komplexität von einem Computer bis zu einem einfachen Schaltkreis erstrecken.
Die Anzeigeeinrichtung 306 ist in dieser Ausführungsform ein Monitor, obwohl andere Einrichtungen auch verwendet werden können. Die Anzeigeeinrichtung 306 zeigt dem Bediener Informationen bezüglich des Betriebs des Spritzgießsystems 100. Solche Informationen können die Temperaturen der Düse und des Verteilers sowie Leistungsstufen sein.
In dieser Ausführungsform ist die Eingabeeinrichtung eine Tastatur sein, obwohl auch andere Einrichtungen verwendet werden können. Der Bediener kann die Tastatur 308 verwenden, um Steueranweisungen an den Mikroprozessor 304 einzugeben. Solche Steueranweisungen können Vorgabetemperaturen, Vorgabewerte der Leistungsstufen sowie maximale und minimale Leistungsstufen umfassen.
4 erläutert ein Leitungslayout nach einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Formanordnung 400 umfasst eine Formplatte 402 mit einer Vielzahl von Öffnungen 404 zum Aufnehmen von Düsen 112, ein Hauptelektrokanal 406, und ein Abzweigelektrokanal 408 für jede Düse 112. In der Anordnung würde ein Verteiler auf das Oberteil der Formplatte 402 gesetzt werden. Die Elektrokanäle 406, 408 sind offene Kanäle, die maschinell in die Formplatte 402 eingearbeitet wurden. Die Knoten 114b sind in den Abzweigkanälen 408 angeordnet und mit den Düsen durch die Anschlussenden 410 der Düsen 112 verbunden. Drähte 412 verbinden die Knoten 114b mit dem Äußeren der Formplatte 402, wobei die Knoten 114b parallel angeordnet sind. Die Drähte 412 umfassen Busleitungen (wie die Leitungen 108 aus 1) und Stromleitungen (wie die Leitungen 106 aus 1). Die Drähte der Busleitungen 108 und/oder der Stromleitungen 106 erstrecken sind kontinuierlich durch den Hauptelektrokanal 406 in der Formanordnung 400 und verbinden die in den Abzweigelektrokanälen 408 angeordneten Knoten 114b parallel über Abzweigleitungen. Der Busleitungsbereich, der sich kontinuierlich in der Formanordnung 400 erstreckt, ist eine einteilige ununterbrochene Verdrahtung, die nicht durch irgendeine Leitungsverbindung oder Anschluss unterbrochen ist. Die Knoten 114b sind mit den Drähten 412 über Anschlussstücke verbunden, die die Busleitungen 108 und/oder die Stromleitung 106 nicht unterbrechen, d. h. mittels einer Klemmverbindung. Da eine Busleitung verwendet wird, kann die Breite des Hauptelektrokanals gleichbleibend ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass sobald jeweils ein Abzweigelektrokanal 408 mit dem Hauptelektrokanal 406 zusammenkommt, braucht der Elektrokanal nicht verbreitert werden, um mehr und mehr Drähte unterzubringen, wie es im Stand der Technik notwendig ist. Die Vermeidung einer jeden Verbindung oder Steckers in dem Busleitungsbereich, der sich in dem Hauptelektrokanal 406 erstreckt, erlaubt eine noch geringere Abmessung des Hauptelektrokanals 406 und reduziert den elektrischen Widerstand der Busleitungen 108 und der Stromleitung 106. Weiterhin erstreckt sich der Hauptelektrokanal 406 kontinuierlich mit der gleichen Größe und kann daher einfach in der Formanordnung 406 mechanisch eingearbeitet werden.
4b zeigt einen Bereich A-A der Formanordnung 400 aus 4a. Zusammen mit dem Verteiler 110 aus 1 sind in 4b weitere Bauteile gezeigt, wie beispielsweise eine Einspritzbuchse 414, ein Verteilerschmelzekanal 416, ein Düsenschmelzekanal 418, Kühlkanäle 420 der Formplatte 402 und Hohlräume 422.
5 stellt einen in der Betriebdarstellung eines Busleitungslayouts 500 dar, nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das Busleitungslayout 500 ist ein Weg die hierin beschriebenen Busleitungen physikalisch zu implementieren. Die Knoten 502 sind verbunden mit einer im Zick-Zack verlaufenden Busleitung 504, die auch die Stromleitungen einschließen können. Ein Ende der Busleitung 504 ist mit einer Steuerung 506 verbunden, obwohl die Steuerung 506 in gleicher Weise auch woanders mit der Busleitung 504 verbunden sein kann. In dem Busleitungslayout 500 kann jede Anzahl von Knoten 502 angeordnet werden, um jede Anzahl von Formbauteilen wie Düsen und Verteiler zu bedienen. Die Form des Busleitungslayout 500 muss nicht wie gezeigt rasterförmig sein; jede geometrische Anordnung der Knoten 502 ist möglich, wobei das Layout 500 hauptsächlich die Verbindungsbeziehung der Knoten 502 und der Busleitung 504 erläutert.
6 erläutert eine Prinzipdarstellung eines Busleitungslayouts 600 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das Busleitungslayout 600 ist ein anderer Weg die hierin beschriebenen Busleitungen physikalisch zu implementieren. Die Knoten 602 sind mit mehreren Busleitungen 604a–c verbunden. Die Busleitung 604a ist mit einer Steuerung 606 verbunden. Die Busleitung 604b und 604c sind mit der Busleitung 604a durch einen Zwischenverstärker 608 verbunden, der eine exakte Signalübergabe über das Busleitungslayout 600 erlaubt. Wie zu sehen ist, kann die Anordnung der Knoten 603 ähnlich zu jener des Busleitungslayout 500 sein; jedoch kann die Verwendung des Zwischenverstärkers die Anzahl der Layoutmöglichkeiten für eine Busleitung erhöhen.
7 zeigt eine Prinzipdarstellung eines busgesteuerten Spritzgießsystems 700 mit einer heißen Hälfte 702 und einer Steuerung 704 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Eine kalte Hälfte und die Spritzgießmaschine sind nicht gezeigt. Die heiße Hälfte 702 umfasst Platten 706a–c, einen Verteiler (nicht gezeigt) und Düsen 708. Die Knoten (nicht gezeigt) sind für die Düsen und Verteiler (siehe z. B. 1) vorgesehen. An der Außenseite der heißen Hälfte 702 ist ein Verbindungskasten 710 angebracht. Die Steuerung 704 umfasst ein Display 712, ein Steuerkreis 714, und eine Eingabeeinheit 716. Der Steuerkreis 714 umfasst einen Bustransceiverkreis 718 und damit verbundene Leitungen 720, die aus der Steuerung 704 durch den Verbindungskasten 710 der heißen Hälfte 702 herauskommen und die Knoten innerhalb der heißen Hälfte 702 verbinden. Der Bustransceiverkreis 718 dienst zur Verwaltung des Signals zwischen den Leitungen 720 und dem Steuerkreis 714 und kann insofern dem Bustransceiver 302 aus 3 ähnlich sein. Die Leitungen 720 umfassen Busleitungen und können auch Stromleitungen umfassen. Anschlüsse (nicht gezeigt) sind in dem Verbindungskasten 710 den Leitungen 720 zugeordnet, um die Trennung der heißen Hälfte 720 und der Steuerung 704 zu ermöglichen. Wie zu sehen ist, können die in den Leitungen 720 integrierten Busleitungen die Anzahl der von der Steuerung 704 zu den Knoten verwendeten Drähte reduzieren.
8 zeigt eine Prinzipdarstellung einer anderen Ausführungsform eines busgesteuerten Spritzgießsystems 800 mit einer heißen Hälfte 802 und einer Steuerung 804. Eine kalte Hälfte und die Spritzgießmaschine sind nicht gezeigt. Die heiße Hälfte 802 umfasst Platten 806a–c, einen Verteiler (nicht gezeigt), und Düsen 808. Knoten (nicht gezeigt) sind für die Düsen und den Verteiler (siehe z. B. 1) vorgesehen. An der Außenseite der heißen Hälfte 802 ist ein Verbindungskasten 810 angebracht. Die Steuerung 804 umfasst ein Display 812, einen Steuerkreis 814 und eine Eingabeeinheit 816. Der Verbindungskasten 810 enthält eine Bustransceiverkarte 818 und Verbinder (nicht gezeigt), um die Drähte der Leitung 820, die sich in die heiße Hälfte 802 erstrecken und die Drähte der Leitungen 822, die sich zu dem Steuerkreis 814 der Steuerung 804 erstrecken zu trennen. Die Bustransceiverkarte 818 umfasst einen Bustransceiverkreis, um das Signal zwischen den Signalen 820 und der größeren Anzahl von Leitungen 822 zu verwalten und umfasst weiter Verbinder, um diese Leitungen 820, 822 physikalisch zu verbinden. Die Leitungen 820 umfassen Busleitungen und können ebenso Stromleitungen umfassen. Die Leitungen 822 sind nicht busgesteuert und sind ausgebildet wie es üblich ist. Wie gesehen werden kann, können die in den Leitungen 820 enthaltenen Busleitungen die Anzahl der Drähte von dem Verbindungskasten 810 an die Knoten reduzieren. Die Anzahl der in dem System 800 verwendeten Drähte ist größer als die in dem System 700 verwendeten, aber sie ist weiterhin geringer als die in einem konventionellen System verwendeten. Au ßerdem können, weil die Busleitungen an dem Verbindungskasten 820 beginnen, die Steuerung 804 und die Leitungen 822 Standardkomponenten sein, die nur geringe oder gar keine Modifikationen erfordern.
9 zeigt eine physikalische Ausführungsform eines Knoten 900 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Knoten 900 umfasst eine Platine 902 auf der ein integrierter Schaltungskreis (IC)-Chip 904 und zwei Anschlüsse 906a, 906b angeordnet sind. Der Anschluss 906a ist für die Düsen- oder Verteilerseite und der Anschluss 906b ist für die Busleitungs-/Stromseite. Der Chip 904 umfasst alle für den Knoten (siehe z. B. 2) benötigte Schaltkreise und ist mittels leitfähiger Trassen 908 mit den Anschlüssen 906a, 906b verbunden. Zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise ein Widerstand 910 kann, falls benötigt, vorgesehen sein. Die Platine ist untergebracht in einem Gehäuse bestehend aus einer oberen Gehäusehälfte 912 und einer unteren Gehäusehälfte 914, die zusammengeklebt, zusammengeschraubt oder in anderer Weise zusammengepasst sind. Die obere Gehäusehälfte 912 umfasst Öffnungen 916 (nur eine gezeigt), die es den Anschlüssen 906a, 906b erlaubt, verbunden zu werden, um mit externen Anschlüssen (nicht gezeigt ineinander zu greifen). Das Gehäuse kann wenn gewünscht auch monolithisch sein. Wenn der Knoten 900 in einem heißen Bereich einer Form angeordnet werden soll, ist das Gehäuse bevorzugt aus einem thermisch robusten Material, so wie ein Hochtemperaturpolymer oder eine Keramik, hergestellt.
10 zeigt eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 1000 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das System 1000 umfasst eine Stromversorgung 1002, eine Steuerung 1004, Stromleitungen 1006, Düsen 1012 und Knoten 1014. 10 ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, Platten der heißen Hälfte und der kalten Hälfte, ein Verteiler, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer und andere bekannte Merkmale und Bauteile. Der Verteiler und die Düsen 1012 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinheit.
Die Stromversorgung 1002 liefert dem System 1000 eine elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform stellt die Stromversorgung 1002 220 Volt Wechselstrom bereit. in anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) bereitstellen. Die elektrische Leistung wird in dem System 1000 übertragen durch die Stromleitungen 1006 und die Leitungen, die die Stromversorgung 1002 und die Knoten 1014 mit den Stromleitungen 1006 verbinden.
Die Steuerung 1004 kann ein Computer sein oder ein zum Steuern des Systems 1000 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 1004 die Temperaturen der Düsen 1012 und steuert die Heizer dementsprechend an. Die Signale zwischen der Steuerung 1004 und den Knoten 1014 werden übertragen durch die Stromleitungen 1006 und die Leitungen, die die Steuerung 1004 und die Knoten 1014 mit den Stromleitungen 1006 verbinden. Die Steuerung 1004 und die Stromversorgung 1002 können Teile der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 1004 kann der in 3 gezeigten ähnlich sein.
Wie erwähnt werden Signale zwischen der Steuerung 1004 und den Knoten 1014 zur gleichen Zeit über die Stromleitung 1006 übertragen, zu der eine elektrische Leitung über die Stromleitungen 1006 geleitet wird. Dies ist gut bekannt als Stromleitungsübertragung und wird daher nicht im Detail beschrieben. Jede zusätzliche Komponente, die für eine Stromleitungsübertragung benötigt werden kann ist gut bekannt. Auf diese Weise arbeiten die Stromleitungen 1006 als Busleitungen.
Jede Düse 1012 umfasst einen Düsenkörper 1020 und eine Düsenspritze 1022.
Jede Düse 1012 umfasst auch einen Heizer 1024, wie beispielsweise ein Widerstandsheizdrahtelement, und einen Temperatursensor 1026 wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 1024 und der Temperatursensor 1026 sind durch Drähte mit dem Knoten 1014 verbunden.
Die Knoten 1014 dienen dazu elektrische Leistung von den Stromleitungen 1006 an die Heizer 1024 zu übertragen. Die Düsen 1014 dienen auch dazu, Signale von den Temperatursensoren 1026 über die Stromleitungen 1006 an die Steuerung 1004 zu übertragen. Weiter können die Knoten 1014 über die Stromleitungen 1006 Steuersignale von der Steuerung 1004 erhalten. Die Knoten 1014 sind den in 2 gezeigten Knoten ähnlich mit dem einen Unterschied, dass die Busleitungs- und Stromeinspeisung gemeinsam sein würde.
Die Stromleitungen 1006 können Drähte, ein Satz von Drähten und eine gedruckte Platine mit leitfähigen Trassen sein.
Durch das Verwenden der Stromleitungen 1006 sowohl für die elektrische Leistung als auch busgesteuerte Signale, wird die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 1014 sind vorgesehen, weil die Signale auf den Stromleitungen 1006 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Vorrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 1014 eine Logik auf, die die Stromleitungen 1006 überwachen kann, Informationen von den Stromleitungen 1006 aufnehmen kann und Informationen auf die Stromleitungen 1006 aufgeben kann.
11 zeigt eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 1100 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das System 1100 umfasst eine Stromversorgung 1102, eine Steuerung 1104, Stromleitungen 1106, eine einzelne Busleitung 1108, Düsen 1112 und Knoten 1114. 11 ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, Platten der heißen Hälfte und kalten Hälfte, ein Verteiler, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer und andere gut bekannte Merkmale und Bauteile. Die Verteiler und die Düsen 1112 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinrichtung.
Die Stromversorgung 1102 liefert dem System 1100 eine elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung 1102 220 Volt Wechselstrom. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) liefern. Die elektrische Leistung in dem System 1100 wird übertragen durch Stromleitungen 1106 und die Leitungen, die die Stromversorgung 1102 und die Knoten 1114 mit den Stromleitungen 1106 verbinden.
Die Steuerung 1104 kann ein Computer oder ein zum Steuern des Systems 1100 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 1104 die Temperaturen der Düsen 1112 und steuert die Heizer dementsprechend an. Signale zwischen der Steuerung 1104 und den Knoten 1114 werden übertragen durch die Busleitung 1108 und die Leitungen, die die Steuerung 1104 und die Knoten 1114 mit der Busleitung 1108 verbinden. Die Steue rung 1104 und die Stromversorgung 1102 können Teil der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 1104 kann der in 3 gezeigten ähnlich sein.
Jede Düse 1112 umfasst einen Düsenkörper 1120 und eine Düsenspitze 1122.
Jede Düse 1112 umfasst auch einen Heizer 1124, wie beispielsweise ein Widerstandsheizdrahtelement, und einen Temperatursensor 1126, wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 1124 und der Temperatursensor 1126 sind durch Drähte mit dem Knoten 1114 verbunden.
Die Knoten 1114 dienen dazu elektrische Leistung von den Stromleitungen 1106 an die Heizer 1124 zu übertragen. Die Knoten 1114 dienen auch dazu, Signale von den Temperatursensoren 1126 über die Busleitungen 1108 an die Steuerung 1104 zu übertragen. Weiter können die Knoten 1114 über die Busleitung 1108 Steuersignale von der Steuerung 1104 erhalten. Die Knoten 1114 sind den in 2 gezeigten Knoten ähnlich.
Die Busleitung 1108 und die Stromleitung 1106 können Drähte, ein Satz von Drähten oder eine gedruckte Platine mit leitfähigen Trassen sein.
Durch das Verwenden der einzelnen Busleitungen 1108 und der Stromleitung 1106 wird die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 1114 sind vorgesehen, weil die Signale auf der Busleitung 1108 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Einrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 1114 eine Logik auf, die die Busleitung 1108 überwachen kann, Informationen von der Busleitung 1108 abnehmen kann und Informationen auf die Busleitung 1108 aufgeben kann.
12 zeigt eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 1200 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das System 1200 umfasst eine Stromversorgung 1202, eine Steuerung 1204, Stromleitungen 1206, Busleitungen 1208, Temperatursensorleitungen 1209, Düsen 1212 und Knoten 1214. 12 ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, Platten der heißen Hälfte und kalten Hälfte, Verteiler, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer, und andere gut bekannte Merkmale und Bauteile. Der Verteiler und die Düsen 1212 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinrichtung.
Die Stromversorgung 1202 liefert dem System 1200 eine elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung 1202 220 Volt Wechselstrom. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) liefern. Die elektrische Leistung in dem System 1200 wird übertragen durch Stromleitungen 1206 und die Leitungen, die die Stromversorgung 1202 und die Knoten 1214 mit den Stromleitungen 1206 verbinden.
Die Steuerung 1204 kann ein Computer oder ein zum Steuern des Systems 1200 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 1204 die Temperaturen der Düsen 1212 und steuert die Heizer dementsprechend an. Steuersignale zwischen der Steuerung 1204 und den Knoten 1214 werden über die Busleitung 1208 übertragen. Temperatursignale von den Knoten 1214 an die Steuerung 1204 werden über die Temperatursensorleitungen 1209 übertragen. Die Steuerung 1204 und die Stromversorgung 1202 können Teile der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 1204 kann der in 3 gezeigten ähnlich sein, außer dass die Eingabe des Temperatursensors an den Mikroprozessor erfolgt.
Jede Düse 1212 umfasst einen Düsenkörper 1220 und eine Düsenspitze 1222.
Jede Düse 1212 umfasst einen Heizer 1224 wie beispielsweise ein Widerstandsheizdrahtelement, und einen Temperatursensor 1226, wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 1224 und der Temperatursensor 1226 sind durch Drähte mit dem Knoten 1214 verbunden.
Die Knoten 1214 dienen zum Übertragen der elektrischen Leistung von den Stromleitungen 1206 an die Heizer 1224. Die Knoten 1214 dienen auch dazu, die Signale von den Temperatursensoren 1226 über die Temperatursensorleitung 1209 an die Steuerung 1204 zu übertragen. Alternativ können die Drähte von den Temperatursensoren 1226 die Knoten 1214 vollständig umgehen und direkt mit den Temperatursensorleitungen 1209 verbunden sein. Weiter können die Knoten 1214 über die Busleitung 1208 Steuersignale von der Steuerung 1204 erhalten. Die Knoten 1214 sind den in 2 gezeigten Knoten ähnlich.
Die Busleitung 1208, Stromleitungen 1206 und Temperatursensorleitung 1209 können Drähte, ein Satz von Drähten oder eine gedruckte Platine mit leitfähigen Trassen sein.
Durch das Verwenden der Busleitungen 1208 und der Stromleitungen 1206 wird trotz der separaten Temperatursensorleitungen 1209 die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 1214 sind vorgesehen, weil die Signale auf den Busleitungen 1208 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Einrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 1214 eine Logik auf, die die Busleitungen 1208 überwachen und Informationen von den Busleitungen 1208 aufnehmen kann.
13a zeigt eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 1300 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das System 1300 umfasst eine Stromversorgung 1302, eine Steuerung 1304, Stromleitungen 1306, Busleitungen 1308, Düsen 1312 und Knoten 1314. 13a ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, Platten der heißen Hälfte und kalten Hälfte, ein Verteiler, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer, und andere gut bekannte Merkmale und Bauteile. Der Verteiler und die Düsen 1312 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinrichtung.
Die Stromversorgung 1302 liefert dem System 1300 eine elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung 1302 220 Volt Wechselstorm. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) liefern. Die elektrische Leistung in dem System 1300 wird übertragen durch Stromleitungen 1306 und die Leitungen, die die Stromversorgung 1302 und die Knoten 1314 mit den Stromleitungen 1306 verbinden.
Die Steuerung 1304 kann ein Computer oder ein zur Steuerung des Systems 1300 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 1304 die Temperaturen der Düsen 1312 und steuert die Heizer dementsprechend an. Signale zwischen der Steuerung 1304 und den Knoten 1314 werden übertragen über die Busleitungen 1308 und die Leitungen, die die Steuerung 1304 und die Knoten 1314 mit den Busleitungen 1308 verbinden. Die Steuerung 1304 und die Stromversorgung 1302 können Teile der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 1304 kann der in 3 gezeigten ähnlich sein.
Jede Düse 1312 umfasst einen Düsenkörper 1320 und eine Düsenspitze 1322.
Jede Düse 1312 umfasst auch einen Heizer 1324, wie beispielsweise einen Wi derstandsheizdrahtelement, und einen Temperatursensor 1326, wie beispielsweise ein Thermoelement. Der Heizer 1324 und der Temperatursensor 1326 sind durch Drähte mit dem Knoten 1314 verbunden.
Die Knoten 1314a, 1314b dienen zum Übertragen der elektrischen Leistung von den Stromleitungen 136 an die Heizer 1324. Die Knoten 1314, 1314b dienen auch dazu Signale von den Temperatursensoren 1326 über die Busleitung 1308 an die Steuerung 1304 zu übertragen. Weiter können die Knoten 1314a, 1314b Steuersignale von der Steuerung 1304 über die Busleitung 1308 erhalten. Der Knoten 1314a verbindet zwei Düsen 1312, was die Gesamtanzahl der Knoten in dem System 1300 reduziert. Der Knoten 1314b ist identisch zu dem in 2 gezeigten Knoten, während der Knoten 1314a ähnlich ist und unten diskutiert werden wird.
Die Busleitung 1308 und die Stromleitung 1306 können Drähte, ein Satz von Drähten oder eine gedruckte Platine mit leitfähigen Trassen sein.
Durch die Verwendung der Busleitung 1308 und der Stromleitung 1306 wird die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 1314 sind vorgesehen, weil Signale auf den Busleitungen 1308 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Einrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 1314 eine Logik auf, die die Busleitung 1308 überwachen kann, Informationen von den Busleitungen 1308 aufnehmen kann und Informationen auf die Busleitung 1308 abgeben kann.
13b ist ein Blockdiagramm eines Knotens 1314a der nach einer Ausführungsform der Erfindung mehr als eine Düse steuern kann. Der Knoten 1314a kann wie in 13a gezeigt verwendet werden. Der Knoten 1314a umfasst einen Bustransceiver 202, der mit den Busleitungen verbunden ist und ein Mikroprozessor 1360, der mit dem Bustransciever 202 verbunden ist. Der Knoten 1314a umfasst weiter für jede angeschlossene Düse ein Stromaufbereitungsmodul 208, einen Verstärker 210 und einen Analog-Digital-Wandler 206. Der Hauptunterschied zwischen dem Knoten 1314a und dem Knoten 200 aus 2 ist, dass der Mikroprozessor 1360 programmiert sein sollte Temperatur und Heizersignale von zwei verschiedenen Düsen zu verwalten. Eine solche Verwaltung bedeutet eine unabhängige Messung und Steuerung für zwei Düsen. Natürlich können mehr als zwei Düsen mit einem Knoten verwendet werden, wobei solch ein Knoten einfach ein zusätzliches Stromaufbereitungsmodul, Analaog-Digital-Wandler und Verstärker für jede zusätzliche Düse benötigen.
Heizer und Temperatursensoren sind Beispiele für elektrische Einrichtungen, die durch die hierin beschriebenen Busleitung und Knoten gesteuert und überwacht werden können. Andere Beispiele von elektrischen Einrichtung umfassen hydraulische, pneumatische und elektrische Aktuatoren, Drucksensoren und Dehnungsmessstreifen. In der Tat kann jede in einer Form verwendete elektrische Einrichtung, sei es ein Sensor, ein Aktuator oder beides, verwendet werden.
Mit Rücksicht auf die verschiedenen elektrischen Einrichtungen, die verwendet werden können, zeigt 14 eine Prinzipdarstellung von Bauteilen eines Spritzgießsystems 1400 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das System 1400 umfasst eine Stromversorgung 1402, eine Steuerung 1404, Stromleitung 1406, Busleitung 1408, Düsen 1412 und Knoten 1414. Weiter sind eine Formplatte 1432 und Hohlräume 1436 definierende Hohlraumplatten 1434 gezeigt. Die Stromleitung 1406, Busleitung 1408 und viele der Knoten 1414 sind in der Formplatte 1432 installiert. 14 ist vereinfacht dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Nicht gezeigt sind eine Spritzgießmaschine, zusätzliche Platten der heißen Hälfte und kalten Hälfte, ein Verteiler, Aktuatoren, Schmelzekanäle, Kühlkanäle, Heizer und andere gut bekannte Merkmale und Bauteile. Die Verteilerplatte 1400 und die Düsen 1412 sind normalerweise bekannt als ein Heißläufer oder eine Heißläufereinheit.
Die Stromversorgung 1402 liefert dem System 1400 eine elektrische Leistung. In dieser Ausführungsform liefert die Stromversorgung 1402 220 Volt Wechselstrom. In der anderen Ausführungsform kann die Stromversorgung andere Niveaus von Wechselstrom oder Gleichstrom (z. B. 24 Volt Gleichstrom) liefern. Die elektrische Leistung in dem System 1400 wird übertragen durch Stromleitungen 1406 und die Leitungen, die die Stromversorgung 1402 und die Düsen 1414 mit den Stromleitungen 1406 verbinden.
Die Steuerung 1404 kann ein Computer sein oder ein zum Steuern des Systems 1400 entworfener Verarbeitungsschaltkreis sein. In dieser Ausführungsform misst die Steuerung 1404 die Temperaturen der Düsen 1412 und steuert die Heizer dementsprechend an. Die Steuerung 1404 misst und steuert weiter andere Einrichtungen, wie diskutiert werden wird. Signale zwischen der Steuerung 1404 und den Knoten 1414 werden übertragen über die Busleitungen 1408 und die Leitungen, die die Steuerung 1404 und die Knoten 1414 mit den Busleitungen 1408 verbinden. Die Steuerung 1404 und die Stromversorgung 1402 können Teile der gleichen Einrichtung sein. Die Steuerung 1404 kann der in 3 gezeigten ähnlich sein.
Jede Düse 1412 umfasst einen Düsenkörper 1420 und eine Düsenspitze 1422.
Jede Düse 1412 umfasst auch einen Heizer 1424, wie beispielsweise einen Widerstandsheizdrahtelement, das durch Drähte mit dem Knoten 1414 verbunden ist. Die Düse 1412a umfasst weiter einen Schmelzedrucksensor 1430, der in einem Schmelzekanal 1428 der Düse 1412a angeordnet ist. Der Schmelzedrucksensor 1430 misst den Schmelzedruck in dem Schmelzekanal 1428 und sendet ein entsprechendes Signal über einen Draht an den Knoten 1414a. Die Düse 1412b umfasst Temperatursensoren 1426, wie beispielsweise ein Thermoelement. Die Temperatursensoren 1420 sind durch Drähte mit den Knoten 1414b verbunden. Natürlich kann jede Düse einen Temperatursensor oder ein Schmelzedrucksensor oder beides aufweisen.
Die Knoten 1414 dienen im Allgemeinen dazu elektrische Leistung von den Stromleitungen 1406 an die angeschlossenen elektrischen Einrichtungen zu übertragen. Die Knoten 1414 dienen auch dazu, Signale von den verbundenen Sensoren über die Busleitungen 1408 an die Steuerung 1404 zu übertragen. Weiter können die Knoten 1414 Steuersignale für die elektrischen Einrichtungen von der Steuerung 1404 über die Busleitungen 1408 erhalten. Die Knoten 1414 sind den in den 2 und 13b gezeigten Knoten ähnlich.
Der Knoten 1414c ist verbunden mit einem in dem Hohlraum 1436 angeordneten Drucksensor 1440 und einem in einer der Hohlraumplatten 1434 angeordneten Temperatursensor 1438. Der Knoten 1414c misst den Druck des Hohlraums und die Temperatur in der Nähe des Hohlraums. Der Knoten 1414c ist daher ausschließlich ein Sensorknoten und braucht nicht mit den Stromleitungen 1406 verbunden werden. Diesbezüglich braucht der Knoten 1414c auch kein Stromaufbereitungsmodul aufzuweisen.
Der Knoten 1414d ist verbunden mit einer Kraftmessdose 1442 und einem Dehnungsmessstreifen 1444 und misst daher eine Belastung auf der Formplatte 1432 und eine Dehnung in der Formplatte 1432. Der Knoten 1414d ist dem Knoten 1414c ähnlich, indem er auch ausschließlich ein Sensorknoten ist.
Der Knoten 1414e ist verbunden mit einem Aktuator 1448, der die Position einer Ventilnadel 1446 der ganz rechten Düse 1412b steuert. Abhängig von der verwendeten Art des Aktuators (z. B. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch) steuert die Leistung des Knotens 1414e hydraulische oder pneumatische Ventile oder eine Position/Geschwindigkeit/Drehmoment eines Elektromotors. Der Knoten 1414e misst weiter eine Aktuatorposition/Geschwindigkeit mittels eines entsprechenden Sensors (nicht gezeigt). Wenn kein Position-/Geschwindigkeitssensor benötigt wird, würde dieser Knoten ausschließlich ein Aktuatorknoten sein und würde dann kein Analog-Digital-Wandler und keinen Verstärker benötigen. Natürlich sind Aktuatoren sehr vielseitig und brauchen für die Verwendung mit der Erfindung nicht auf die Bewegung von Ventilnadeln eingeschränkt werden.
Die Busleitungen 1408 und Stromleitungen 1406 können Drähte, ein Satz von Drähten oder eine bedruckte Platine mit leitfähigen Trassen sein.
Durch die Verwendung der Busleitung 1408 und der Stromleitung 1406 wird die Komplexität der Gesamtverdrahtung reduziert. Die Knoten 1414 sind vorgesehen, weil die Signale auf den Busleitungen 1408 wenigstens teilweise interpretiert werden müssen, um zu bestimmen für welche Einrichtung sie gelten. Für diesen und andere Zwecke weisen die Knoten 1414 eine Logik auf, die die Busleitungen 1408 überwachen kann, Informationen von den Busleitungen 1408 aufnehmen kann und Informationen auf die Busleitungen 1408 aufgeben kann. Natürlich braucht, wenn ein Knoten nur ein Sensorknoten ist, wie beispielsweise die Knoten 1414c und 1414d, nicht die Hardware aufweisen, um Informationen von den Busleitungen 1408 aufzunehmen, da er nichts steuert. Ebenso braucht, wenn ein Knoten ausschließlich ein Aktuatorknoten ist, er nicht die Hardware aufzuweisen, um Informationen auf die Busleitungen 1408 aufzugeben.
15 zeigt eine Prinzipdarstellung eines CAN-Bussystems 1500 zum Steuern eines Heißläufers entsprechend der Erfindung. Das System 1500 umfasst eine Veilzahl von Düsen 1502 mit Thermoelementen und Heizern sowie einen Verteiler 1504 mit einem Thermoelement und einem Heizer. Host-Steuerungen 1506, die die Heizer steuern und die Sensordaten messen, sind mit den Düsen 1502 und dem Verteiler 1504 verbunden. Bussteuerungen 1508, die die Heizer und Sensorsignale verwalten, sind mit den Host-Steuerungen 1506 verbunden. Bustransceiver 1510, die Daten über die Busleitungen 1516a, 1516b übertragen, sind mit den Bussteuerungen verbunden. Die Busleitungen 1516a, 1516b sind ein verdrilltes Zweierpärchen und weisen an jedem Ende einen 120 Ohm Anschlusswiderstand auf. Die Düsen 1502, Verteiler 1504 sowie zugehörige Host-Steuerungen 1506, Bussteuerungen 1508 und Bustransceiver 1510 sind in einer Form angeordnet. In Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen können die Host-Steuerung 1506 und Bussteuerung 1508 annähernd dem Mikroprozessor 1204, dem Analog-Digital-Wandler 206, dem Stromaufbereitungsmodul 208 und dem Verstärker 210 (siehe 2) entsprechen. Der Bustransceiver 1510 entspricht dem Bustransceiver 1202.
Auf der Bedienerseite des Systems 1500 ist für die Steuerung durch den Bediener eine Heißläufer-Mensch-Schnittstelle 1514 vorgesehen. Die Heißläufer-Mensch-Schnittstelle kann Anzeigeeinrichtungen und Eingabeeinrichtungen umfassen. Verbunden mit der Heißläufer-Mensch-Schnittstelle 1514 ist eine Host-Steuerung 1512, die die Funktionalität der Heißläufer-Mensch-Schnittstelle (z. B. Düsen-/Verteilertemperatursteuerung) bereitstellt. Eine Bussteuerung 1509, die die zwischen den Düsen und Verteilern zu übertragenen Daten verwaltet, ist mit der Host-Steuerung 1512 verbunden. Ein Bustransceiver 1510, der die Daten auf die Busleitungen 1516a, 1516b überträgt, ist mit der Bussteuerung 1509 verbunden. In Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen entspricht die Host-Steuerung 1512 und die Bussteuerung 1509 annäherungsweise dem Mikroprozessor 304 (siehe 2). Der Bustransceiver 1510 entspricht dem Bustransceiver 302.
Der Betrieb des Systems 1500 kann die Anzahl und die Komplexität der in dem Heißläufer verwendeten Verdrahtung reduzieren. Lediglich zwei Busleitungen für alle Düsen und den Verteiler werden für die Sensordaten und Sensorsteuerung benötigt, wo zuvor zum Versorgen jeder Düse und des Verteilers einzelne Drähte gebraucht wurden.
Natürlich ist ein Vorteil der Erfindung die reduzierte elektrische Verdrahtung, wo im Stand der Technik einzelne Strom- und Sensorleitungen von einer Steuerung zu jeder Düse, Verteiler oder anderen Formbauteilen benötigt wurden, während die oben beschriebenen Busleitungen sich Drähte teilen und dadurch sich die Größen der Verdrahtungswege reduzieren, was einen gleichmäßig dimensionierten Busleitungskanal in einer Formplatte bedeuten kann. Ein anderer Vorteil ist, dass digitale Daten weniger störanfällig sind und geeigneter für Fehlerüberprüfung und Fehlerkorrektur sind als analoge Daten.
Die vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der detaillierte Spezifikation offensichtlich, und daher ist es durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt, all die Merkmale und Vorteile der Erfindung abzudecken, die in die wahre Bedeutung und den Umfang der Erfindung fallen. Da dem Fachmann in der Technik eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen leicht auffallen, ist es weiter nicht gewünscht die Erfindung auf die dargestellte und beschriebene Konstruktion und Betrieb zu beschränken und entsprechend sollen alle geeigneten Modifikationen und Äquivalenzen, die ergriffen werden können, in den Umfang der Erfindung.

Claims

Ein Spritzgießsystem (100) umfassend: eine Form (400) mit einer heißen Hälfte (402) und einer kalten Hälfte, die heiße Hälfte (402) weist einen Heißläufer auf; eine Steuerung (104), die außerhalb der Form (400) zum Steuern der Form (400) angeordnet ist; und eine elektrische Einrichtung, die in der Form (400) angeordnet ist und elektrisch mit der Steuerung (104) verbunden ist, die elektrische Einrichtung ist mit dem Betrieb der Form (400) zugeordnet; dadurch gekennzeichnet, dass ein Bustransceiver (202) vorgesehen ist, der in der Form (400) angeordnet ist, wobei der Bustransceiver (202) elektrisch mit der elektrischen Einrichtung verbunden ist und dass weiter eine Busleitung (108) vorgesehen ist, die elektrisch die Steuerung (104) mit dem mit der elektrischen Einrichtung verbundenen Bustransceiver (202) verbindet, wobei der sich kontinuierlich durch die Form (400) erstreckende Busleitungsbereich als einteilige ununterbrochene Verdrahtung ausgebildet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, umfassend eine Vielzahl von elektrischen Einrichtungen, die mit einer Vielzahl von Bustransceivern (202) verbunden sind, die Busleitung (108) verbindet elektrisch die Steuerung (104) mit der Vielzahl von Bustransceivern (202).
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, umfassend mehr als eine Busleitung (108).
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Bustransceiver (202) und die Busleitung (108) in der heißen Hälfte (402) der Form (400) angeordnet sind.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 5, wobei der Bustransceiver (202) und die Busleitung (108) für die Verwendung in einem Spritzgießsystem ausgebildet sind, das in einem Temperaturbereich bis zu 260°C arbeitet.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Einrichtung einen Sensor umfasst.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 6, wobei der Sensor ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Temperatursensor (126), einem Drucksensor, einem Dehnungsmessstreifen, und einem Kraftaufnehmer.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 6, wobei der Sensor in einer Formplatte (100), einer Düse (112), einer Formplatte (402) oder einer Hohlraumplatte angeordnet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Einrichtung einen Heizer (116,124) umfasst.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 9, wobei der Heizer (116,124) in einem Verteiler (110) oder einer Düse (112) angeordnet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Einrichtung einen Aktuator umfasst.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend Stromleitungen (106) und eine Stromversorgung, die Stromleitungen (126) verbinden die elektrische Einrichtung mit der Stromversorgung (102).
Das Spritzgießsystem (100) nach Ansprach 1, weiter umfassend eine Stromversorgung (102), wobei die Busleitung (108) als Stromleitung (106) ausgebildet ist, die die elektrische Einrichtung mit der Stromversorgung (102) verbindet.
Das Spritzgießsystem (100) nach Ansprach 1, weiter umfassend eine andere elektrische Einrichtung, die in der Form (400) angeordnet ist und elektrisch mit einem weiteren Bustransceiver (202) verbunden ist, die andere elektrische Einrichtung steht in Verbindung mit dem Betrieb der Form (400).
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Formplatte (402) mit einem Elektrokanal (406), in dem die Busleitung (108) angeordnet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (104) einen weiteren Bustransceiver (202) umfasst.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen anderen Bustransceiver, der mit der Steuerung (104) verbunden ist und in einer Verbindungsbox (810) aufgenommen ist, die an der Außenseite der heißen Hälfte (402) angebracht ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Verstärker (608), der mit der Busleitung (108) verbunden ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Knoten (114), der den Bustransceiver (202) enthält.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 19, wobei der Knoten (114) weiter einen Microprozessor (204) umfasst, der mit dem Bustransceiver (202) verbunden ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 20, wobei der Knoten (114) ein Stromaufbereitungsmodul (208) umfasst, das mit dem Microprozessor (204) verbunden und zwischen den Stromleitungen (106) und der elektrischen Einrichtung zwischengeschaltet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 20, wobei der Knoten (114) weiter einen Analog-Digital-Wandler (206), der mit dem Microprozessor (204) verbunden ist, und einen Verstärker (210) umfasst, der zwischen dem Analog-Digital-Wandler (206) und der elektrischen Einrichtung zwischengeschaltet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 19, wobei der Knoten ein Gehäuse (912, 914) umfasst, das einen integrierten Schaltkreis-Chip (904) enthält, der einen Bustransceiver (202) aufweist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 23, wobei das Gehäuse (912, 914) aus einem thermisch robusten Material hergestellt ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (104) als Führung der Busleitung (108) ausgebildet ist.
Das Spritzgießsystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (104), die Busleitung (108), und der Bustransceiver (202) ein Multiführungs-Bussystem mit einer Vorrangschaltung ausbilden.
Das Spritzgießsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei die heiße Hälfte (402) einen Verteiler, Düsen (112), Heizer (116, 124) und Temperatursensoren umfasst; Knoten (114) innerhalb der heißen Hälfte (402) angeordnet sind, die Knoten (114) mit den Heizern (116, 124) und dem Temperatursensor verbundene Bustransceiver (202) umfassen, wobei die Busleitung (108) die Bustransceiver (202) der Knoten (114) mit der Steuerung (104) verbindet.