DE1779321A1

DE1779321A1 - Verbessertes Formungsverfahren fuer Kunststoffe durch Einfuehrung der Kontrolle der Verstelloperationen der Form und des Einspritzkolbens

Info

Publication number: DE1779321A1
Application number: DE19681779321
Authority: DE
Inventors: Laszlo Muzsnay
Original assignee: PLASTIMONDE SA
Current assignee: PLASTIMONDE SA
Priority date: 1967-08-03
Filing date: 1968-07-29
Publication date: 1972-01-13
Also published as: GB1226118A; FR95419E; SE343512B; NL6811004A; DE1779321B2; BE718437A; CH476561A; US3857658A; FR1539204A; AT311657B

Description

IBERLIN 33 8MUNCHEN27

Auguste-Viktoria-StraBe 65 Dr.-lng.HANS RUSCHKE Pl.nzenauer Strafle

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Postscheckkonto: Postscheckkonto: Berlin West 74 94 München 662 77 Bankkonto: Bankkonto: Bank f. Handel u. Industrie Dresdner Bank Depositenkasse 32 München Berlin 33 Dep.-Kasse LeopoldstraBe

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S 1277

Soeiete Anonyme dite: PLASTIMONDE Paria

Verbessertes Formungsverfahren für Kunststoffe durch Einführung der Kontrolle der Verstelloperationen der Form und des Einspritzkolbens

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Formungsverfahren für Kunststoffe durch eine geschmeidigere und genauere Kontrolle des Antriebssystemes der Verstellungen der Form und des Einspritzkolbens.

In den modernen Einspritzpressen sichert man die Verstellung des beweglichen Teiles der Form einesteils und des Einspritzkolbens andernteils durch den Druck eines Strömungsmittels, welches durch eine Pumpe der volumetriechen Art geliefert wird, die in Verbindung mit Drosseln oder Restriktionsvorriohtungen und Abflußventilen arbeitet· Man kann auf diese Weise mittels der Regelung des Druckes

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des Strömungsmittels die Ausführung eines bestimmten öffnungs- und Schließungsprogrammes der Form und der Einspritzung des plastischen Materiales sichern. Dieses System hat aber zahlreiche Nachteile, denn tatsächlich unterliegt der bewegliche Teil der Form einesteils und die Einspritzwinde anderenteils den Wirkungen des Druckes des Strömungsmittels, ohne daß es notwendigerweise eine enge Beziehung zwischen der Verstellung der beweglichen Teile und dem Druck gibt, welcher auf dieselben wirkt. Dies hat gewisse Schwierigkeiten in der genauen Regelung der Formungszyklen und bedeutende Unregelmäßigkeiten eines Zyklus zu dem anderen durch zufällige oder systematische Änderungen in den hydraulischen Stromkreisen oder in den augenblicklichen Eig&chaften des einzuspritzenden Materiales zur Folge. Andererseits ist der Energieaufwand beträchtlich und schlecht ausgenutzt. Die durch die Pumpe aufgenommene Kraft ist das Produkt ihrer Leistung durch den Druck. Sie ist beständig an der volumetrischen Pumpe verfügbar und erfordert im Bedarfsfalle die Bückführung des Druckölüberschusses an die Beschickungsbasis, was einen Energieverlust bedeutet. Die vorliegende Erfindung sorgt für die Mittel, diese verschiedenen Nachteile sehr wirksam zu beseitigen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Leistung der Pumpe oder der Pumpen, welche mittels eines Strömungsmittels die Verstellungen des beweglichen Teiles der Form und des Einspritzkolbens siohera, in jedem Augenblick für jede Stellung der Organ·, deren

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Verstellung man steuern will,mit einer durch Geschwindigkeits-Verstellungs-Programme vorherbestimmten Geschwindigkeit *. geregelt ist, die sowohl für die Bewegung der Presse oder der Form als auch für die Verstellung des Einspritzkolbens vorherbestimmt ist.

Auf diese Weise sind die Verstellung und die Verstellungsgeschwindigkeit der beweglichen Platte der Presse von elektrischen Signalen begleitet und in elektrische Signale umgewandelt; die Verstellung in Form von elektrischen Impulsen mit Viereckwellen, die Geschwindigkeit durch die Spannung der elektromotorischen Kraft, die durch einen tachometrischen Dynamo geliefert wird, der mit einer Geschwindigkeit proportional der Geschwindigkeit der Verstellung angetrieben wird· Dies kann zum Beispiel durch eine Zahnstange ausgeführt werden, die mit der beweglichen Platte kraftschlüssig verbunden ist und die ein Zahnritzel in Umdrehung versetzt, welches bei seinem Umlauf eine Abdeckscheibe mit Sektoren und einen Dynamo antreibt. Bine photoelektrische Zelle und eine Lichtquelle, die in passender Weise auf beiden Seiten der Abdeckvorrichtung angeordnet sind, liefern ebenso viel Impulse wie sich durch die Abdeckungen ergeben.

Andere Entdeckungsvorrichtungen der Verstellung und der Geschwindigkeit sind ebenfalls verwendbar, z.B. solche wie die magnetische Einrichtung für die Verstellungen und für die Geschwindigkeiten, die elektromagnetischen Wandler, die einen Gleichstrom liefern, dessen Spannung der Geschwindigkeit proportional ist.

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Ein Dekadenzähler (vier Dekaden genügen, um 1/10 Millimeter der Verstellungen bis zu einem Meter zu bestimmen) empfängt die Impulse und zeigt in jedem Augenblick die Verstellung an, die bis zu der Schließung zu bewirken bleibt. Die Bezugsstellung Null ist natürlich diejenige der beweglichen Platte in der Verriegelungsstellung. Eine Zeitbasis ist ebenfalls in den Zähler eingeführt, die es gestattet, aus dem Zähler die Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit herauszuziehen und in jedem Augenblick im Verlauf des Zyklus den numerischen Wert der Geschwindigkeit anzugeben. Jedoch bevorzugt man es, um nichtvernachlässigbare Antwortszeiten auszuschalten, die Geschwindigkeit durch einen tachometrischen Dynamo zu erfassen und dieses Signal steuert die Abhängigkeit der Geschwindigkeit.

Die Geschwindigkeits-Verstellungs- und Druck-Verstellungs-Programme, die in XY-Koordinaten aufgezeichnet sind, können mittels Programmierungsmatrizen von der sogenannten Sammelschienen- oder gekreuzten Schienenart in die numerische Sprache übersetzt werden.

Man kann so in bestimmten gewählten Stellungen des Organes, dessen Verstellung man steuern will (die Winde), die Geschwindigkeiten oder die Drücke, die man ihm für die Fortsetzung der Verstellung auferlegen will, zur Übereinstimmung bringen· Den programmierten Geschwindigkeiten (oder Drücken) proportionale Spannungen werden in die Steuerstromkreise an den Komparator geliefert.

Diese Steuerstromkreise sind von der wohlbekannten sogenannten Servo-Steuerungsart mit geschlossener Schleife.

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Der Komparator empfängt das Bezugssignal und das durch den Auffänger (capteur) ausgesandte Antwortsignal, welcher Auffänger die Ausführung des Befehles steuert und einen der Differenz zwischen den beiden Signalen proportionalen Strom an einen Verstärker mit konstanter Verstärkung liefert, welcher das Empfängerorgan steuert. Dieses ändert seine Stellung bis das Antwortsignal gleich dem Bezugssignal ist.

Außerdem gestatten die vorhergehend beschriebenen Verfahren auch die Wirkung einer hydraulischen Pumpe mit der Stellung des Einspritzkolbens zu verbinden.

Ferner kann es vorteilhaft sein, daß, wenn die bewegliche Platte der Presse oder der Einspritzkolben bestimmte bemerkenswerte Stellungen erreicht haben, die hydraulische Pumpe oder die hydraulischen Pumpen nicht mehr durch die Verstellung dieser beweglichen Heile gesteuert werden. Es genügt dann, in dem passend gewählten Augenblick des Verstellungs-Zeit-Programms die Pumpe auf eine schwächere, aber stabile Leistung festzustellen und den Verdrängungsdruck in Punktion der Zeit zu regulieren. Dies ist besonders der Pail, wenn der bewegliche !Teil der Form am Bewegungsende ankommt und daß dann die Verriegelung der Form für eine gleichsam Nullverstellung einen wesentlichen Anstieg des Druckes erfordert. Das ist auch für den Einspritzkolben der Fall, wenn er nach einer gesteuerten Verstellung mit konstanter Geschwindigkeit unter dem Einfluß des maximalen Druckes,der durch die Pumpe geliefert wird, sich dreht (evolue) oder, wenn es am Ende des Hubes nur nötig ist, eine ergänzende Speisung der Form

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infolge des Schrumpfens des Kunststoffmateriales zu sichern. Die Kombination dieser beiden Steuerungsverfahren der

Pumpe, eine Kombination, die es gestattet, Einspritzzyklen von neuer Art auszuführen, bildet ebenfalls ein Merkmal der Erfindung.

Die Erfindung ist in nichtbeschränkender Weise in den

Zeichnungen erläutert, in welchen sind:

Pig. 1 ein allgemeines vereinfachtes Schema einer Einspritzanlage, die nach dem Verfahren der Erfindung arbeitet,

Fig. 2 Geschwindigkeits-Verstellungs- und Druck-Verstellungs-Kurven, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ausführbar sind,

Fig. 3 ein schematischer Stromkreis, um die Erfindung auszuführen, wobei volumetrische Pumpen benutzt werden,

Fig. 4 und 5 Beispiele von ausführbaren Formungsprogrammen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das allgemeine Schema einer Einspritzanlage· In dieser Anlage sieht man bei 1 den beweglichen Seil der Form, bei 2 den festen Seil der Form, bei 5 das Sinspritzsystem des plastischen Hateriales, welches durch die Winde 4 gesteuert wird, bei 5 die numerische Angabeeinrichtung der Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit des beweglichen Teiles der Form, bei 6 die numerische Angabeeinrichtung für die Verstellgeschwindigkeit der Winde, welche die Einspritzung des plastischen Materialee steuert, bei 7 und 8 die Pumpensysterne, deren Steuerung es infolge der Flüssigkeit, die sie liefern, gestattet, die Verstellungen des beweglichen Teiles der Form einesteils und der Einspritzwinde anderateila zu siohern.

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Nach einer "bevorzugten Ausführung speisen zwei Pumpen , der Art mit variabler leistung, unabhängig die Stromkreise der Pressen und Einspritzblöcke. Es sind dies Kolbenpumpen, bei denen man den Hub und also den Zylinderinhalt ändern kann. Pur eine gegebene Regelung liefern diese Pumpen eine konstante Abgabemenge, welches auch der Verdrängungsdruck sei, aber es ist möglich, fast augenblicklich die Abgabemenge zwischen Null und dem Maximum zu ändern. Die Regulierung der Verstellgeschwindigkeiten der Form und des Einspritzkolbens geschieht, indem man direkt auf die leistung der Pumpe einwirkt, d.h. auf das Servoventil, welches ihre Stellung steuert· Dies ist allein bei solchen Pumpen der Fall, bei denen man die Energieverschwendung vollständig ausschalten kann.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Benutzung dieser Pumpen beschränkt. Sie gestattet selbst mit volumetrischen Pumpen und dies ist das wesentliche der Erfindung, die genaue Ausführung von Schließungs-, Öffnungs- und Einspritzungs-Programmen mit einer Energieersparnis zu gewährleisten, weil mit der Fortlassung der Restriktionseinrichtungen die bedeutenden Ladungsverluste verschwinden, die sie zwangsläufig nach sich ziehen.

In dem Falle, wo man volumetrische Pumpen benutzt, ist der hydraulische Stromkreis abgewandelt. Ein wie vorher gesteuertes Servoventil regelt die ölabgabe, die in die Stromkreise zugelassen wird, und somit die Geschwindigkeit der Verstellungen«

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fig. 3 zeigt ein Montageschema von volumetriechen Pumpen, die gemäß der Erfindung die Verstellung eines beweglichen Teiles steuern. Bei 1 ist eine Hauptpumpe dargestellt, bei 2 eine Hilfspumpe, bei 3 ein Drucksteuerungsservoventil, bei 4 ein Abgabesteuerservoventil und bei 5 eines der beweglichen Teile, dessen Verstellung gesteuert wird. So ist in dem Falle, wo die Erfindung mit volumetrischen Pumpen ausgeführt wird, jede Hauptpumpe mit" zwei Servoventilen verbunden. Das eine setzt den Druck fest, das andere steuert die Abgabe, Dies verlangt, daß ein doppeltes Geschwindigkeits-Verstellungs- und Druck-Verstellungs-Programm festgesetzt ist· Bei diesem letzteren Programm handelt es sich wohlverstanden um den Verdrängungsdruck der Pumpe und also um den Maximaldruck in dem hydraulischen Stromkreis, wobei der an den beweglichen Teilen benutzte Druck unter diesem Maximaldruck liegt·

Die Benutzung von zwei unabhängigen Pumpen wird bevorzugt, insbesondere in dem Falle von Schnellpressen. Jedoch sind in dem Falle von großen Pressen mit langen und langsamen Zyklen wesentliche tote Zeiten vorhanden, die man mit Vorteil benutzen kann, um Akkumulatoren zu laden, durch die es möglich sein wird, nur eine Pumpe zu benutzen.

Wenn man Pumpen mit variabler leistung benutzt, ist die Ausführung des Geschwindigkeits-Verstellungs-Programmes zuverlässig gesichert. Das Druck-Verstellungs-Programm, welches parallel vorgeschrieben ist, ist ein autorisiertes Maximaldruck-Verstellungs-Programm, d.h. daß zwischen dem normalen Druck, der genügt, um die Ausführung dee Geschwindigkeits-Verstellungs-Programmes zu sichern und dem autorisierten

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Maximaldruck: ein Spielraum (von ungefähr 15 #) gelassen ist, der für die kleinen, normalen Änderungen um den mittleren Bereich herum groß genug ist, die nicht die Ausführung des Programmes unterbrechen, aber genügend eng, damit keine anormale Verstellung zugelassen wird. Wenn z.B. ein Fremdkörper in der Presse die Schließung stört, wird dieselbe angehalten werden.

Bs wird sich daraus also kein Schaden oder schwerer Zwischenfall ergeben, selbst wenn ein anormaler Widerstand entweder in der Maschine (Schmierungsfehler, Verstopfung eines Stromkreises) oder infolge des Materiales und der Füllung der Form eintritt. Die Produktion wird sofort unterbrochen werden und es wird sich kein Fabrikationsfehler noch irgendeine Senkung in der Qualität der erzeugten Gegenstände ergeben.

Bs kann also vorteilhaft sein, wenn die Laufverstellung sehr klein und sehr langsam wird, beispielsweise zur Zeit der Bndverriegelung der Presse, d.h., wenn es sich um einen gesteuerten Anstieg im Druck mit quasi Nullverstellung handelt, den Druck als effektiven Steuerfaktor zu wählen. Es genügt also, wenn die bewirkte Verstellung einen passend gewählten Wert erreicht, die Pumpe mit variabler Leistung auf eine schwache, aber stabile Leistung festzustellen und den Verdrängungsdruck durch die Verdrängungsgeschwindigkeit ale Steuerungs- und Regulierungsfaktor zu ersetzen.

Wenn die Pumpe von der volumetriechen Art ist, ist diese Einsetzung nötig, denn es wird sehr schwierig, eine

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konstante Leistung bei den sehr kleinen Geschwindigkeiten zu sichern, umsomehr, als der Verdrängungsdruck erhöht ißt. In diesem Pail ist das Servoventil, welches die Abgabe gegen die Winde steuert, durch das Geschwindigkeits-Verstellungs-Programm genötigt, die Leistung auf einen geringen, aber stabilen Wert zu beschränken, während das Druek-Verstellungs-Programm auf dem-gewählten Niveau aber unter demjenigen hergestellt ist, welches die Ausführung des Geschwindigkeits-Verstellungs-Programmes erfordern würde. Der Leistungsüberschuß wird durch das Eegulierungsservoventil des Druckes freigegeben. Mittels der Vorrichtung nach der vorherbeschriebenen Erfindung führt man beispielsweise Geschwindigkeits-Verstellungs- und Druck-Verstellungs-Programme aus, die in Fig. 2 gezeigt sind. In dieser Figur beziehen sich die Diagramme A und B auf die Steuerung des beweglichen Teiles der Form und die Diagramme G und D auf die Steuerung der Einspritzwinde. In den Diagrammen A und B hat man zwischen den Punkten a und b des Diagramm es der Geschwindigkeiten (a¹ und b¹ des Diagrammes der Drücke) eine Steuerung der Verstellung des beweglichen feiles der Form durch eine Steuerung der Pumpe mittels eines Programmes der Verstellungs-Geschwindigkeit der Form gesichert· Wohlverstanden ist dieses Programm nur nach einer vorgängigen Auslösung der Verstellung des beweglichen Teiles der Form anwendbar, die in den Diagrammen durch den schnellen Anstieg in der Geschwindigkeit des absteigenden (Teiles der Druckkurve dargestellt ist. In dem gewählten Beispiel bleiben die

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Verstellungsgeschwindigkeit der Form und der durch, die Pumpe gelieferte Druck bis zu den Punkten b und b¹ konstant, angenommen während des größten Teiles der Verstellung der Form; aber es ist klar, daß andere Verstellungsgeschwindigkeite-Programme, wenn es nützlich oder notwendig ist, gewählt werden können. Wenn die Form in der den Punkten To und Tb* des Diagrammes entsprechenden Stellung ankommt, gibt es eine schnelle 'Verlangsamung der Verstellung des beweglichen Teiles der Form, wobei diese Verlangsamung selbst durch geeignete Programmierung der Geschwindigkeit der Form gesteuert wird, wenn dann die Verstellungsgeschwindigkeit der Form sehr gering wird, wird der Geschwindigkeitsprogrammierer automatisch aus dem Stromkreis gesetzt und die letzten Bruchteile der Verstellung der Form werden einzig durch den Druck (im allgemeinen in der Nähe des Maximaldruckes) der Pumpe gesteuert.

In den Diagrammen C und D der Fig. 2 sind die Geschwindigkeitskurven der Einspritzung-Verstellung und Druck-Verstellung dargestellt, die sich auf die Steuerung der Verstellung der Einspritzwinde beziehen. In dem Diagramm 0 sieht man, daß die Einspritzung gemäß der Erfindung mit konstanter Geschwindigkeit bis zu dem Abszissenpunkt £ ausgeführt ist. In diesem Abszissenpunkt £ erreicht man in dem gewählten Beispiel einen Druck, der im wesentlichen dem Maximaldruck der Pumpe so sehr entspricht, daß die weiteren Verstellungen der Winde nicht mehr durch die Verstellungsgeschwindigkeit der Winde gemäß einem vorherbestimmten Programm gesteuert werden, sondern vielmehr durch den Druck der Pumpe.

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In der Tat ist es ersichtlich, daß es gemäß der Erfindung und vorausgesetzt, daß das vorgeschriebene Programm der Verstell-G-eschwindigkeiten der Einspritzwinde mit den Drücken verträglich ist, die die Pumpe liefern kann, möglich ist, die Einspritzung mittels eines Verstellgeschwindigkeits-Programmes der Winde während der Quasigesamtheit dieser Verstellung zu steuern·

In den tatsächlich für die Einspritzung benutzten Zuständen scheint es, daß der Teil der "Verstellung, an dem man interessiert ist, ihn mittels der Verstellgeschwindigkeit der Winde zu steuern, mindestens 50 $> des Einspritzgesamtzyklue bildet«

Die genaue Steuerung der Einspritzung mittels der Verstellung der Einspritzwinde gestattet wohlverstanden eine sehr erhöhte Wiedererzeugungsfähigkeit für die nachfolgenden Einspritzzyklen. Insbesondere wird der Punkt "de» Zyklus

il X "■^;

der in den Mg. 0 und D durch die Abszissenpunkte'jT und c/ dargestellt ist, sehr genau von einem Zyklus zum'anderen reproduziert. Wenn kleine Änderungen in-den'Eigenschaften des Materiales oder in den Funktionsparametern der hydraulischen Stromkreise, die Verstellung der Winde zu ändern suchen, werden die Wirkungen dieser kleinen Änderungen den Einspritzzyklus nur um ebenso viel ändern können, wie dieser nicht mehr durch die Verstellung der Winde selbst gesteuert ist.

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Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht also in der größten Wiedererzeugungsmöglichkeit der Operationen, entweder für die Schließung der Form oder für den Einspritzzyklus. Diese erhöhte Eegelmäßigkeit der verschiedenen Zyklen hat als wichtige Auswirkung eine sehr große Verbesserung der Gleichmäßigkeit in der Qualität der hergestellten Gegenstände zur Folge. Außerdem ist es möglich, die Gesamtzeit des Zyklus unter vergleichbaren Bedingungen infolge einer besseren Bestimmtheit der Verstellprogramme der Form und der Einspritzwinde zu verringern. Schließlich sind die Sicherheitskontrollen erleichtert, soweit sie die Verstellung der Form, wie diejenige der Einspritzwinde betreffen, denn in dem System nach der Erfindung ist die Programmierung gemäß der Verstellgeschwindigkeit in jedem Augenblick duroh die durch die Pumpen in den Steuerrohrleitungen entwickelten Drücke kontrollierbar. Wenn diese Drücke aus irgendeinem Grund aus den zugelassenen und für einen Zyklustyp programmierten Interval herausfallen, halten bekannte Vorrichtungen durch sich selbst automatisch den Zyklus der Maschine an»

Für die Ausführung der Erfindung benutzt man natürlich verschiedene technische Elemente, die gegenwärtig verfügbar sind, zum Beispiel kann man Verstellungsempfänger (capteur de deplacement) gebrauchen, die es gestatten, die Längen von mehreren Zentimetern bis nahezu 0,01 mm zu messen. Duroh solche Auffänger (capteur) wird es möglich sein, die Verstellung der beweglichen Teile während der Gesamtheit oder der

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Quasigesamtheit ihrer Verstellung zu kontrollieren, indem man sioh auf einen sehr geringen Teil der einzigen Steuerung mittels des Druckes beschränkt·

Bs ist auch zu bemerken, daß das Prinzip der Programmierung selbst, die in dieser Patentanmeldung beschrieben ist, bedeutet, daß der Formungszyklus nach einer Aufeinanderfolge von Stufen für den einen oder den anderen der Geschwindigkeitsoder Druckparameter abläuft, die mit der Verstellung verbunden sind* Man versteht indessen, daß es, indem man diese Stufen vervielfältigt, möglich ist, sich dem idealen vorherbestimmten Programm sehr dicht annähern kann, das man durch die Kurvenlinien in den Diagrammen darstellen kann· Die technischen gegenwärtig bekannten Mittel gestatten es, sehr zahlreiche Stufen auszuführen. So hat man bereits mittels gelochter Karten Programme ausgeführt, die für jede Variable mehr als dreißig aufeinanderfolgende Stufen enthalten.

Es ist aber auch möglich, ohne die Erfindung grundsätzlich zu ändern, Gesehwindigkeits-Verstellungs- und Druck-Verstellungs-Programme nicht durch Lochkarten auszuführen, sondern durch in Χϊ-Koordinaten gezeichnete Kurven.

Eine optische Ablesevorrichtung mit photoelektrischer Zelle, die durch eine zugeordnete Vorrichtung bewegt wird, folgt der Kurve, während sich die Verstellung nach X vollzieht und ihre Verstellungen nach I werden in ein' proportionales, elektrisches Signal durch bekannte Mittel (durch eine Winde oder einen Hebel, die kraftschlüeeig mit der AbIeβevorriohtung verbunden sind, gesteuertes Potentiometer)

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übertragen. Solche Vorrichtungen gestatten gewöhnlich eine Genauigkeit der Größenordnung von 1/1000 und mehr in der Reproduktion der Verstellung en·

So ist gefunden worden, daß die in der Hauptpatentanmeldung beschriebene Vorrichtung, eine Vorrichtung, die, wie vorher beschrieben, evtl. verbessert ist, die Probleme zu lösen erlaubte, die sich bei der Ausführung der Normungen der Art "mit offener Form" und/oder der Formungen von mehrfarbigen Teilen ergeben·

Es ist bekannt, Formungen durch Einspritzung thermoplastischer Stoffe auszuführen, indem die Form während des Hauptteiles der Einspritzung klafft, entweder indem die Form unvollständig geschlossen wird oder daß der Schließdruck zu schwach ist, um den Schub des eingespritzten Materiales aufzunehmen. Dies ist nur für gewisse einfache Teile möglich, insbesondere diejenigen, die keine Aushöhlungen enthalten.

Das Verfahren hat den Vorteil, die Einspritzung weitgehend zu erleichtern, insbesondere die Einspritzdrücke zu senken und daher die Verriegelung der Presse und infolgedessen den Energieaufwand zu verringern.

Es hat als anderen Vorteil denjenigen, die Formungsschrumpfungen leichter als das klassische Verfahren (mit geschlossener Form) genannt Speisung (nourissement) zu kompensieren, welche häufiger zu einer Überspeisung in der Nähe der Einspritzstelle führt und zu einem Speisungemangel in den Umfangsζonen mit den unzulässigen Folgen (innere Einschnürungen, Deformationen), die sich daraus ergeben.

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Aber die Anwendung dieses Verfahrens an den klassischen Pressen, wobei die klassischen Steuermittel der Formungszyklon benutzt werden, erhöht noch die praktischen Schwierigkeiten, d.h. die !Instabilität der Regelungen sowie den Prozentsatz von fehlerhaften Teilen.

Die Hauptpatentanmeldung gestattet im Gegensatz dazu den maximalen Nutzen aus dieser Formungsart zu ziehen, zuerst weil es die genaue Kontrolle oder Steuerung des Einspritzprozesses und der eingespritzten Menge, die vollkommene Reproduzierbarkeit der Bewegungen und ihrer Geschwindigkeiten unabhängig von unkontrollierten Änderungen der äußeren Parameter sichert, solche wie die Flüssigkeit des Harzes, die selbst von dem Harz oder der Temperatur abhängig ist, ferner weil es dank der besseren Kontrolle oder Steuerung der Operationen möglich ist, nahezu die Gesamtheit der zu formenden Charge ohne die Gefahr von Gratbildung (toilage) in die klaffende Form einzuspritzen und so den Einspritzdruck, die Verriegelungszeit bei erhöhtem Druck und dementsprechend den Energieverbrauch zu senken.

Mit einer Standardmaschine, die mit den bekannten Steuermitteln versehen ist, sind die eingespritzte Materialmenge und die Fallgeschwindigkeit der Form Variationen unterworfen, entweder wegen der Unbeständigkeit des Druckes des hydraulischen Strömungsmittels oder der Änderungen der Viskosität des Kunststoffes, seiner Temperatur, der Temperatur der Form usw..

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Eine andere interessante Anwendung ist diejenige der Formung von mehrfarbigen Teilen, die durch die gleichzeitige Einspritzung von verschieden gefärbten Stoffen an zwei oder mehreren Stellen der Form ausgeführt wird, beispielsweise in der Achse der feststehenden Platte (und der feststehenden 1/2 Form) und in der Verbindungsebene der beiden Teile der Form.

Man versteht, daß, damit die Grenzlinie des Flusses an allen Teilen identisch ist, es notwendig ist, die Gleichzeitigkeit der Einspritzungen vollkommen zu steuern, so wie ihre Geschwindigkeiten und ihre Volumen. Das Formungsverfahren nach der Erfindung entspricht vollständig diesen Bedingungen·

Die Figuren 4 und 5 erläutern Formungsprogramme, die nach der Erfindung ausführbar sind. Fig, 4 bezieht sich insbesondere auf das Formungsprogramm durch die Kontrolle oder Steuerung der Verstellungsgeschwindigkeit und des Druckes, der auf den beweglichen Teil der Form ausgeübt wird (Fig. 4a ) und auf die Einspritzwinde (Fig. 4b) für die Herstellung eines dem Beispiel 1 entsprechenden Bechers. Fig. 5 bezieht sich insbesondere auf das Formungsprogramm durch die Kontrolle oder Steuerung der Verstellgeschwindigkeit und des Druckes, der auf den beweglichen Teil der Form (Fig. 5a) ausgeübt wird, und auf die Einspritzwinde (Fig. 5b) für die Herstellung eines Deckels entsprechend dem Beispiel 2.

In allen diesen Figuren hat man auf der Abszisse den Weg der beweglichen Teile (Schließung der Form für 4& und 5&,

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Einspritzwinde für 4b, und 5b) daxgestellt und auf der Ordinate die Geschwindigkeiten (V) auf den Achsen, die links von den Figuren liegen, sowie die Drücke (P) auf den Achsen, die rechts von den Figuren liegen. Die ausgezogenen Linien beziehen sich auf die Geschwindigkeiten (Ordinaten T) und die gestrichelten Linien auf die Drücke (Ordinaten P).

In den Fig. 4Jb und 5b hat man in dem rechten Teil in unterbrochenen Linien die Verriegelungsgeachwindigkeiten und-Drücke dargestellt.

Die nicht beschränkenden folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man vo UL eine Schale mit dünner Wand mit einem Durchmesser von 154 mm und vom Gewicht von 45 g herstellen. Die Form hat zentrale Einspritzung durch, "pin-point".

Man wird in dem Falle einer klassischen Formung mit Einspritzung in eine geschlossene Form dazu geführt, eine relativ überkräftige Presse zu benutzen, die in Anbetracht ihrer Kapazität eine erhöhte Sehließkraft hat, um zu vermeiden, daß die Form sich unter dem Schub des eingespritzten Materiales öffnet oder klafft und einen Grat (toile) bildet, d.h. daß das Material nicht in die Verbindungsebene der beiden Teile der Form eintritt. .

Man benutzt z.B.. eine hydraulische Herbert-Presse 175, die aber mit einer Schraubenplastifizierungegruppe ausgestattet ist. Die so abgewandelte Presse hatte die folgenden

Merkmale; 109883/0586

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Maximale Formungskapazität 150 g

Bchließdruck = 175 Tonnen

Maximaler Einepritzdruck auf das Material 1200 "bars An der Einspritzwinde 140 bare

Man benutzt ein Polyäthylen H.D von dem Grad (I.F.C.) = 5 von

Volumenmasse mv 25° = 0,960.

Die Temperatur des eingespritzten Materiales beträgt 280 C. Der Pormungszyklus ist in 25 Sekunden gewährleistet mit:

1. Einepritzdruck an der Winde =140 bars

2. Einspritzdruck an der Winde = 60 bars (Einspritzende und Speisung)

Diese Bedingungen sind notwendig, damit das geformte Teil zufriedenstellend ist. Man hat diese gleiche Schale (mit der gleichen Porm, dem gleichen Kunststoff und der gleichen Temperatur) auf einer Presse von geringerer Kapazität geformt, die gemäß der Erfindung ausgestattet war, d.h. einer hydraulischen Presse GM (Germain et Manceaux) mit einer

maximalen Kapazität von 50 g

mit maximalem Einspritzdruck auf das Material = 1000 bars mit maximalem Einspritzdruck an der V/inde = 140 bars Schließdruck = 50 Tonnen

Zwei paarweise parallel angeordnete volumetrische Pumpen, aber von verschiedenen Leistungen, speisen die hydraulischen Stromkreise der Presse und der Einspritzgruppe· Das Pormungsprogramm ist in Pig. 1 dargestellt.

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Die Einspritzung erfolgt für den Hauptteil, "bei klaffender Form (öffnung von 6 mm). Die Form wird wieder mit einer erhöhten Schließkraft, aber unter dem Maximaldruck (100 bars nur an der Winde) während des Endes der Einspritzung geschlossen·

In diesem Falle beträgt die Dauer des Zyklus nur 20 Sekunden.

Die geformten Teile sind glänzender, haben also ein schöneres Aussehen als die vorher erhaltenen. Man erzielt mit einem geringeren Energieaufwand, bezogen auf die Zahl der Teile eine wesentliche Erhöhung der Produktion und ihrer Qualität. Man erhält unbegrenzt ohne Korrektionen der Regelungen Teile von zufriedenstellender Qualität während Herstellungszeiträumen, die sich über mehrere Wochen erstrecken.

Um die Dauerhaftigkeit der Formungszustände und die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens zu zeigen, hat man ohne an den Formungsbedingungen irgendetwas zu ändern (Temperaturen, Geschwindigkeiten und Drücke) das Polyäthylen H.D durch ein Polyäthylen B.D des Grades 3 mit mv 20° = 0,924 ersetzt, danach durch ein Polypropylen des Grades (I.F.O. 23O°-5 kg)

dann durch ein Polyäthylen des Grades (I.F.C.) = 20 mv 20° =

(der Grad ist unbeschadet entgegengesetzter Angabe bei 190° unter 2,160 kg gemäß der Norm Afnor T 51016 gemessen).

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Trotz der beträchtlichen Fluiditätsunterschiede und der Natur zwischen diesen verschiedenen Harzen hat man regelmäßige Teile von schönem Aussehen in allen Punkten befriedigend erhaltene

Auf dieser gleichen Presse hat man bei Einspritzung in die klaffende Form aber ohne zu dem Verfahren nach der Erfindung Zuflucht zu nehmen, Schalen mit dem obigen Polyäthylen H.D geformt.

Man benutzt das klassische Formungsverfahren, welches darin besteht, das einzuspritzende Volumen durch die globale Verstellung der Schraube zu regeln und die Einspritzung auszulösen, indem man allein die Maximalgeschwindigkeit und den Maximaldruck der Einspritzung bestimmt.

Man kann nach einer sorgfältigen "Regulierung passend geformte Teile ohne Grat (toilage) erhalten, aber nach einigen Dutzend Teilen werden die Zustände sehr schnell unregelmäßig und die Teile sind unvollständig oder mit Grat versehen und also nicht zufriedenstellend.

Man hat auch das Material, wie vorstehend, gewechselt.

In diesem Falle ist das Material entweder weniger flüssig und das Teil ist unvollständig oder das Material ist im Gegenteil flüssiger und das Teil ist weitgehend mit Grat versehen.

Schließlich ist es auf dieser Presse nicht möglich gewesen, die Schale zu formen, indem man gemäß dem klassischen Verfahren in eine vorher geschlossene und verriegelte Form einspritzt. Die Schließkraft der Presse ist dann ungenügend und die Form klafft im Einspritzungsverlauf und bildet Grat.

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Beispiel 2

Man hat auf dieser gleichen GM-Presse, die gemäß der Erf induing ausgestattet ist, einen flachen kreisförmigen Deckel für wasserdichte Kästen oder Eimer mit einem Durchmesser von 145 mm und 20 g Gewicht geformt.

Er zeigt eine eingefalzte Umfangsnut und verstärkte Dicke. Das gewählte Material ist ein Polyäthylen B.D (geringe Dichte) aufgrund seiner Weichheit.

Die Formungsbedingungen sind in Mg. 5 dargestellt·

■Die Form ist geschlossen, aber nicht stark verriegelt. Sie klafft etwas im Lauf der Einspritzung.

Sie ist stark gegen das Ende der Einspritzung verriegelt, Punkt A in Fig. 5.

Der Schließdruck ist auf einen geringeren Wert (ö) zur Zeit des Injektionsdruckes zurückgeführt, der selbst verringert ist (B), d.h. während der Speiseperiode Cf. Pig. 5.

Die !Temperatur des eingespritzten Materialee betrug 240° 0.

In den angezeigten Bedingungen hat man Teile von schönem Aussehen, sehr eben, mit guter Oberflächenbeschaffenheit mit dem einen oder dem anderen der Harze ohne Änderungen der !Formungsbedingungen erhalten. Die Dauer des Zyklus betrug nur 16 Sekunden.

Ebenso wie in dem Beispiel 1 int es nicht möglich gewesen, dieses gleiche Teil nach dem klassischen Verfahren Bit verriegelter Form auf dieser GM-Presse zu formen, deren Sohließkraft dann nicht ausreichend ist. Auf einer !kräftigeren Presse,

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z.B. der Herbert-Presse 175, ist es möglich, unter diesen Bedingungen zu formen, aber die Teile haben ein weniger glänzendes Oberflächenaussehen, wobei sie konzentrische Ringe zeigen und geworfen sind.

Es ist auch nicht möglich gewesen, unter den Bedingungen des Beispieles 2, aber ohne das Verfahren nach der Erfindung zu benutzen, zu formen, d.h. daß man versucht hat, nach den klassischen Verfahren, aber mit einer geschlossenen, nicht verriegelten Form zu formen. In diesem Falle kann man nicht lange eine gegebene Regelung ohne Korrektionen aufrecht erhalten und der Prozentsatz zu verwerfender Teile ist wegen der Unvollständigkeiten oder Gratbildungen (toilees) bedeutend.

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Claims

Patentansprüche

.J Verbesserung der lOrmungsverfahren durch Einspritzung von plastischen oder Kunststoffen, bei welchen Verfahren die Verstellungen des beweglichen Teiles der Form einesteils und des Einspritzkolbens oder der Einspritzkolben anderenteils durch den Druck eines durch eine oder mehrere Pumpen gelieferten Strömungsmittels gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß während mindestens eines Teiles des Gesamteinspritzzyklus dieser Strömungsmitteldruck einem mit den Verstellgeschwindigkeiten der beweglichen Teile verbundenen Programm unterworfen ist.

2. Verbesserung der lOrmungsverfahren durch Einspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verstellung des beweglichen Teiles der form sichernde Druck einem Verstellungsgeschwindigkeitsprogramm dieses beweglichen Teiles der Form während mindestens 90 °/> dieser Verstellung unterworfen und während der letzten 10 <$> dieser Verstellung einem Druckprogramm unterworfen ist.

3. Verbesserung der Formungsverfahren durch Einspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verstellung des Einspritzkolbens oder der Einspritzkolben sichernde Druck während mindestens 50 $ dieser Verstellung einem Verstellungsgeschwindigkeitsprogramm der Winde (virin) unterworfen und während des Restes dieser Verstellung einem Druckprogramm unterworfen ist.

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4e Verbesserung der Formung sverfahr en durch Einspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbesserung bei den Formungen von mehrfarbigen Teilen mit gleichzeitiger Einspritzung von verschieden gefärbten Materialien an mindestens zwei Punkten der Form benutzt wird.

5. Verbesserung der Formungsverfahren durch Einspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbesserung in dem Formungsverfahren der sogenannten Art mit "offener Form" benutzt wird.

6» Verbesserte Formungsverfahren durch Einspritzung von Kunststoffen, gekennzeichnet durch die verschiedenen Geschwindigkeits-Verstellungs-Programme der Einspritzungswinde, die durch die Verwendung der Verbesserung nach Anspruch 1 ausführbar sind.

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