DE102010051528A1 - Device for determining gas consumption and volume of gas generated by inner cavity of molded portion, has sensors that are connected to programmable logic controller, such that control valve is closed for implementation of work cycle - Google Patents
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Abstract
Description
Ganz generell gesehen befasst sich die Erfindung mit dem Gasinnendruckverfahren (abgekürzt „GIT”), welches heutzutage häufig eingesetzt wird, um Formteile herzustellen, welche einen Innenhohlraum besitzen. Zur Erzeugung des Innenhohlraums wird unter Druck stehendes Gas in die noch formbare Kunststoffmasse eingeleitet.Generally speaking, the invention is concerned with the internal gas pressure method (abbreviated to "GIT"), which is commonly used nowadays to produce moldings having an internal cavity. To generate the inner cavity, pressurized gas is introduced into the still mouldable plastic mass.
Für die Qualitätskontrolle und die Dokumentation der hergestellten Teile gewinnt die Erfassung und die Dokumentation im Hinblick auf das beim Herstellungsprozess eingesetzte Gas insbesondere im Hinblick auf das Volumen an Bedeutung. Die Menge des eingeleiteten Gases kann über ein Massedurchflussgerät genau erfasst werden, welches in dem Gaseinspritzkanal angeordnet ist. Hierzu bedarf es aber eines zusätzlichen externen Kontrollsystems und insbesondere sind solche Massedurchflussmengen-Messeinrichtungen hinsichtlich der Gestehungskosten sehr teuer.For the quality control and the documentation of the manufactured parts, the collection and the documentation with regard to the gas used in the manufacturing process gains in importance, in particular with regard to the volume. The amount of the introduced gas can be accurately detected by a mass flow device disposed in the gas injection passage. However, this requires an additional external control system and, in particular, such mass flow rate measuring devices are very expensive in terms of production costs.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Volumens eines mittels Gasinnendrucks erzeugten Innenhohlraums eines Formteils sowie eines Gasverbrauches bereitzustellen, welche auf kostengünstige Weise und ohne teure Massedurchfluss-Messgeräte eine zuverlässige Erfassung des Volumens und des Gasverbrauchs beim Gasinnendruckverfahren gestattet.The invention therefore aims to provide a device for determining a volume of an inner cavity of a molding produced by internal gas pressure and a gas consumption, which allows a cost-effective manner and without expensive mass flow meters reliable detection of the volume and gas consumption in the gas internal pressure process.
Hierzu wird nach der Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Volumens eines mittels Gasinnendrucks erzeugten Innenhohlraums eines Formteils sowie des Gasverbrauchs bereitgestellt, bei der ein im Grundzustand offenes Steuerventil (V1), ein Vorratsbehälter (C1) mit einem vorbestimmten Volumen, ein Temperatursensor (T1) und ein Drucksensor (S1) pneumatisch mit einem Einlass eines mit einem Injektor (I1) verbundenen Proportionalventils (V2) zur Druckreglung beim Gasinnendruckverfahren (GIT) verbunden sind und elektrisch über eine programmierbare Steuerung (PLC) derart wirkverbunden sind, dass nach Maßgabe eines Startsignals von der (PLC) das Steuerventil (V1) zur Durchführung eines Arbeitszyklus geschlossen wird, der Anfangsdruck (Pi) und die Anfangstemperatur (Ti) gespeichert werden und der Enddruck (Pf) und die Endtemperatur (Tf) nach dem Arbeitszyklus mittels des Drucksensors (S1) und des Temperatursensors (T1) erfasst werden und hieraus mittels der programmierbaren Steuerung (PLC) der Massendurchfluss nach Maßgabe folgender Gleichung ermittelt wird:
- ΔV:
- verbrauchtes Volumen
- Δt:
- Zykluszeit
- P:
- Druck (Pi, Pf)
- T:
- Temperatur (Ti, Tf)
- z:
- Gaskompressionskoeffizient abhängig von Druck (Pi, Pf) und Temperatur (Ti, Tf)
- Vc1:
- Volumen des Vorratszylinders C1 mit Volumina der Anschlüsse.
- .DELTA.V:
- used volume
- .delta.t:
- cycle time
- P:
- Pressure (Pi, Pf)
- T:
- Temperature (Ti, Tf)
- z:
- Gas compression coefficient dependent on pressure (Pi, Pf) and temperature (Ti, Tf)
- V c1 :
- Volume of stock cylinder C1 with volumes of connections.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet über eine kontrollierte integrierte Ermittlung des Gasvolumens sowie des Gasverbrauchs eine exakte Ermittlung des Gasvolumens pro Einspritzkanal einer Spritzform beim Gasinnendruckverfahren. Insbesondere sind bei der erfindungsgemäßen Lösung die Erfassung und die programmierbare Steuerung vorzugsweise auf Software-Basis integriert, welche auch für die Steuerung der Gaseinleitung in die Spritzform eingesetzt. Somit ist nach der Erfindung dieser programmierbaren Steuerung eine Zusatzfunktion zugewiesen, und zur Erfassung der für die Ermittlung wesentlichen Größen wie Druck, Volumen und Temperatur sind entsprechende Sensoren sowie ein Vorratsbehälter mit einem vorbestimmten Volumen vorgesehen. Somit reichen zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kostengünstige Bauteile, wie Vorratsbehälter, Drucksensor und Temperatursensor aus. Hierdurch stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine kostengünstige Lösung dar, die zudem auch noch wenig Bauraum in Anspruch nimmt, da aufwändige Massedurchflussgeräte ersatzlos entfallen können.The device according to the invention permits, via a controlled integrated determination of the gas volume and the gas consumption, an exact determination of the gas volume per injection channel of an injection mold in the internal gas pressure method. In particular, in the solution according to the invention, the detection and the programmable controller are preferably integrated on a software basis, which is also used for controlling the gas introduction into the injection mold. Thus, according to the invention, an additional function is assigned to this programmable controller, and appropriate sensors and a storage container having a predetermined volume are provided for detecting the parameters which are essential for the determination, such as pressure, volume and temperature. Thus, cost-effective components, such as reservoir, pressure sensor and temperature sensor are sufficient for realizing the device according to the invention. As a result, the device according to the invention represents a cost-effective solution, which also takes up little space, since complex mass flow devices can be omitted without replacement.
Zur vereinfachten Dokumentation sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die ermittelten Werte in der programmierbaren Steuerung gespeichert. Somit lassen sich die jeweils ermittelten Volumen-, Temperatur- und Gasverbrauchsdaten auf einfache Weise sichern.For simplified documentation, the determined values are stored in the programmable controller according to a preferred embodiment. Thus, the respectively determined volume, temperature and gas consumption data can be secured in a simple manner.
Um eine universelle Kompatibilität und weitere Übermittlung der ermittelten Werte zu ermöglichen, sind die ermittelten Werte über eine Schnittstelle von der programmierbaren Steuerung exportierbar. Vorzugsweise erfolgt der Export über USB oder eine andere geeigneten Schnittstelle wie Ethernet oder dergleichen. Hierdurch lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem gesamten Prozessablauf und in der Prozessdokumentation nahtlos integrieren.In order to enable universal compatibility and further transmission of the determined values, the determined values can be exported via an interface from the programmable controller. Preferably, the export is via USB or other suitable interface such as Ethernet or the like. As a result, the device according to the invention can be seamlessly integrated in the entire process flow and in the process documentation.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner derart ausgelegt, dass die ermittelten Werte an einer Sichtanzeige anzeigbar sind. Hierdurch lassen sich die gesteuerten Abläufe verdeutlichen und veranschaulichen. Um das Gasinnendruckverfahren zu kontrollieren, werden eventuell Alarmmeldungen nach Maßgabe von Toleranzwerten für das Volumen oder den Gasverbauch ausgegeben.Preferably, the device is further designed such that the determined values can be displayed on a visual display. As a result, the controlled processes can be clarified and illustrated. In order to control the internal gas pressure process, alarm messages may be issued according to tolerance values for the volume or gas consumption.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Die einzige
- ΔV:
- verbrauchtes Volumen
- Δt:
- Zykluszeit
- P:
- Druck (Pi, Pf)
- T:
- Temperatur (Ti, Tf)
- z:
- Gaskompressionskoeffizient abhängig von Druck (Pi, Pf) und Temperatur (Ti, Tf)
- Vc1:
- Volumen des Vorratszylinders C1 mit Volumina der Anschlüsse.
- .DELTA.V:
- used volume
- .delta.t:
- cycle time
- P:
- Pressure (Pi, Pf)
- T:
- Temperature (Ti, Tf)
- z:
- Gas compression coefficient dependent on pressure (Pi, Pf) and temperature (Ti, Tf)
- V c1 :
- Volume of stock cylinder C1 with volumes of connections.
In der programmierbaren Steuerung PLC wird diese Massendurchflussbestimmung mittels einer Software verwirklicht. Die Software gestattet eine Bearbeitung der Messdaten nach Maßgabe dieser vorstehenden Bestimmungsgleichung.In the programmable controller PLC, this mass flow determination is realized by means of a software. The software permits the processing of the measured data in accordance with this above equation of determination.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit die Ermittlung des Volumens eines mittels Gasinnendruck erzeugten Hohlraums eines Formteils und der Gasverbrauch in die programmierbare Steuerung integriert, und es sind lediglich relativ kostengünstige zusätzliche Bauteile, wie ein Vorratsbehälter, ein Drucksensor und ein Temperatursensor erforderlich.In the device according to the invention, the determination of the volume of a cavity of a molded part produced by internal gas pressure and the gas consumption are thus integrated into the programmable controller, and only relatively inexpensive additional components such as a reservoir, a pressure sensor and a temperature sensor are required.
Somit stellt die Erfindung eine bauteilarme und kostengünstige Lösung dar.Thus, the invention is a low-component and cost-effective solution.
Obgleich nicht dargestellt ist, lassen sich die mit programmierbaren Steuerung PLC ermittelten Werte über das Volumen und den Gasverbrauch in derselben speichern. Natürlich hat die programmierbare Steuerung PLC hierfür eine ausreichende Speicherkapazität. Die mit Hilfe der Vorrichtung ermittelten Werte lassen sich also auf einfache und zuverlässige Weise sichern.Although not shown, the values determined by the programmable controller PLC can be stored in the same via the volume and the gas consumption. Of course, the programmable controller PLC has sufficient storage capacity for this purpose. The values determined with the aid of the device can thus be secured in a simple and reliable manner.
Die programmierbare Steuerung PLC vergleicht gespeicherte Minimal- und Maximalwerte für die Messdaten, um das Gasinnendruckverfahren zu kontrollieren und im Fall eines Überlaufens einen Alarm auszulösen.The programmable controller PLC compares stored minimum and maximum values for the measurement data to control the internal gas pressure method and to trigger an alarm in case of overflow.
Zur Dokumentation und zur entsprechenden Qualitätskontrolle können die ermittelten Werte über eine Schnittstelle von der programmierbaren Steuerung PLC exportiert werden. Der Export ist beispielsweise über USB oder andere geeignete Schnittstellen, wie Ethernet, in der programmierbaren Steuerung PLC möglich.For documentation and the corresponding quality control, the determined values can be exported via an interface from the programmable controller PLC. The export is possible, for example, via USB or other suitable interfaces, such as Ethernet, in the PLC programmable controller.
Die in der programmierbaren Steuerung PLC gespeicherten Werte lassen sich ggfs. in einer Sichtanzeige anzeigen, so dass der Prozessablauf zusätzlich optisch verdeutlicht werden kann. Falls die Messwerte außerhalb der Toleranzwerte liegen, kann ein Alarm ausgelöst werden, eine Mitteilung angezeigt werden, ein Summer aktiviert werden und/oder das Gasinnendruckverfahren kann gestoppt werden.If necessary, the values stored in the programmable controller PLC can be displayed in a visual display, so that the process flow can also be visualized visually. If the readings are out of tolerance, an alarm may sound, a message may be displayed, a buzzer may be activated, and / or the internal gas pressure procedure may be stopped.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die voranstehenden Ausführungsformen oder deren Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.Of course, the invention is not limited to the preceding embodiments or the details thereof, but numerous modifications and modifications are possible, which the person skilled in the art can make if necessary without departing from the spirit of the invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201010051528 DE102010051528A1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for determining gas consumption and volume of gas generated by inner cavity of molded portion, has sensors that are connected to programmable logic controller, such that control valve is closed for implementation of work cycle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE201010051528 DE102010051528A1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for determining gas consumption and volume of gas generated by inner cavity of molded portion, has sensors that are connected to programmable logic controller, such that control valve is closed for implementation of work cycle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102010051528A1 true DE102010051528A1 (en) | 2012-05-16 |
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ID=45998967
Family Applications (1)
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DE201010051528 Withdrawn DE102010051528A1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Device for determining gas consumption and volume of gas generated by inner cavity of molded portion, has sensors that are connected to programmable logic controller, such that control valve is closed for implementation of work cycle |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102010051528A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5411685A (en) * | 1992-10-08 | 1995-05-02 | Design-Rite, Inc. | Gas control unit and process for gas-assisted injection molding |
-
2010
- 2010-11-16 DE DE201010051528 patent/DE102010051528A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5411685A (en) * | 1992-10-08 | 1995-05-02 | Design-Rite, Inc. | Gas control unit and process for gas-assisted injection molding |
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