DE1949637C3 - Drucksteuervorrichtung für den auf einen Hydraulikkolben eines Einspritzelementes ausgeübten Hydraulikdruck - Google Patents

Description

ten Steuerung, wie ζ. B. die französische Patentschrift 1Z 57 887 lehrt, Tachogeneratoren verwendet wurden, die Ober ein Ritzel von einer am Einspritzelement befestigten Zahnstange betrieben werden, die in ihrer Anpaßbarkeit an unterschiedliche Spritzgiettmaschinen s begrenzt sind, zeichnet sich die erfind-jngsgemäße Geschwindigkeitsmeßeinrichtung auf photoelektrisch«· Basis neben einer hohen Betriebszuverlässigkeit insbesondere dadurch aus, daß bestehende Spritzgießmaschinen in relativ einfacher Weise auf eine von der ι ο Vorlaufgeschwindigkeit des Einspritzeiementes abhängige Steuerung umgerüstet werden können. Statt der Fertigung und Anbringung von teuren Maschinenelementen, wie Tachoger.eratoren und insbesondere Zahnstangen, braucht bei der Erfindung nur ein phototelektrischer Schalter und eine Schlitzplatte vorgesehen werden, wobei eines der beiden Elemente mit dem Einspritzelement verschiebbar verbunden wird. Sobald durch die Abnahme der Vorlaufgeschwindigkeit des Einspritzeiementes, die mit der Beendigung des Einspritzens der Kunststoffmasse in den Formhohlraum zusammenfällt, die Füllung des Formhohlraumes angezeigt wird, wird ein Zweiwegeventil zum Ablassen des auf den Hydraulikkolben wirkenden Druckes über ein Verzögerungsrelais betätigt, durch welches die Ankunftszeit des von der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung abgegebenen Signals am Zweiwegeventil in beliebiger Weise verzögert werden kana Da mit der erfindungsgemäßen Einrichtung praktisch der Druck der Kunststoffmasse im Formhohlraum erfaßt wird, werden Spritz- ja gießteile erhalten, die hinsichtlich Dichte und Gewicht optimiert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schetiatische teilweise geschnittene Ansicht einer mit der Drucksteuervorrichtung ausgerüsteten Spritzgießmaschine,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung eine Detailansicht von einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung für die Drucksteuerung und

Fig.3 eine Ansicht von der Verdrahtung der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung nach F i g. 2 mit den übrigen Steuerelementen der Vorrichtung.

In F i g. 1 ist ein beheizter Spritzzylinder 6 gezeigt, in dem als Einspritzelement 4 eine Spritzschnecke angeordnet ist und der über eine Zylindervorkammer 7 in Verbindung mit dem Hohlraum 9 einer metallischen Spritzgießform 8 steint Die Spritzschnecke 4 irt mit einem Hydraulikkolben 3 an ihrem mit einem Schraubgewinde versehenen hinteren Ende verbunden. Der Hydraulikkolben 3 kann sich im Zylinder 5 hin- und herbewegen, der an dem hinteren Ende des beheizten Spritzzylinders 6 angeordnet ist Über ein Vierwegeventil 2 ist eine ölpumpe 1 mit dem Zylinder 5 verbunden, um in diesen auf der einen oder anderen Seite des Hydraulikkolbens 3 ein Druckmittel auszuführen. An der Ausgangsleitung der Pumpe 1 ist ein Überdruckventil 10 angeschlossen. Ein sekundäres Überdruckventil 12 ist mit einer Abflußleitung 10a verbunden, weiche von der Ausgangsleitung der Pumpe 1 abzweigt Das sekundäre Überdruckventil 12 wird gewöhnlich auf einen kleineren Druck eingestellt als das Überdruckventil 10. Eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung A ist am Zylinder S befestigt und erfaßt eine Änderung der Geschwindigkeit der Spritzschnecke. Sie gibt dann über ein Spannungsrelais 14 und ein Verzögerungsrelais 13 ein Signal an ein Solenoid 1 la eines Zwei Wegeventils 11 ab. Die obenerwähnte Abflußleitung 10a an der Ausgziigsseite der Pumpe 1 wird durch das Zweiwegeventil 11 gesteuert

Wenn sich, wie in F i g. 1 gezeigt das Vierwegeventil 2 in der Stellung a befindet so daß das Druckmittel von der Pumpe in die Kammer 5a des Zylinders 5 gelangt werden der Hydraulikkolben 3 und damit die Spritzschnecke nach vorne oder nach links verschoben. Die plastifizierte Kunststoffmasse, die sich in der Zylindervorkammer 7 am vorderen Ende der Spritzschnecke angesammelt hat beginnt dann in den Hohlraum 9 der Spritzgießform 8 zu fließen. Bei weiterer Bewegung der Spritzschnecke nach vorne wird die Kunststoffmasse vollständig in den Hohlraum 9 eingedrückt

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Spritzschnecke nimmt in dem Zeitpunkt, bei dem die Masse den Hohlraum 9 ausfüllt und sich dort ein statischer Druck einstellt deutlich ab.

Wie erwähnt wird die Geschwindigkeit der Spritzschnecke bzw. des Einspritzeiementes 4 durch die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung A erfaßt welche ein zur Geschwindigkeit proportionales Spannungssignal abgibt Wenn das abgegebene Signal einen bestimmten Wert überschreitet der vorher am Spannungsrelais 14 eingestellt wurde, wird das Solenoid 11a des Zweiwegeventils 11 über das Verzögerungsrelais 13 beaufschlagt und die Abflußleitung 10a mit dem sekundären Überdruckventil 12 verbunden, so daß der Zylinder 5 eine Druckentlastung erfährt Das Verzögerungsrelais 13 dient zur Verzögerung des vom Spannungsrelais 14 übermittelten Signals und damit der Wirkung des Zweiwegeventils 11.

Da das Ende des Einspritzvorganges der Kunststoffmasse durch die Abnahme der Geschwindigkeit der Spritzschnecke intermittierend gemessen wird, kann hier manchmal eine nicht genaue Übereinstimmung vorliegen, so daß ein genaues Beenden des Einspritzdruckes nicht vorgenommen werden kann. Da weiter die Beendigung des Einspritzvorganges nicht nut der Abnahme der Geschwindigkeit zusammenfällt kann ein übermäßiges oder nicht ausreichendes Füllen des Hohlraumes auftreten. Im ersten Fall kann als Abhilfe der Zeitpunkt zu welchem die Geschwindigkeit gemessen wird, vorverlegt werden. Im zweiten Fall kann die Korrektur mit Hilfe des Verzögerungsrelais erfolgen. Obwohl eine ungenügende Formfüllung grob durch eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Spritzschnecke kompensiert werden könnte, erweist sich dies wegen der Trägheit der Schnecke als sehr schwer. Durch Vorsehen des Verzögerungsrelais 13 ist es jedoch ohne weiteres möglich, eine genaue Einstellung des Zeitpunktes der Druckentlastung zu erhalten.

Infolge der durch das Verzögerungsrelais 13 bedingten Verzögerung des Zeitpunktes, zu dem der Spritzdruck aufgehoben wird, wird der Druck im Hohlraum 9 entsprechend der Verzögerungszeitdauer zunächst weiter ansteigen. Das Problem des ungenügenden Füllens des Hohlraumes 9 mit Masse läßt sich durch diesen vorüerbergehenden Druckanstieg beseitigen.

In Fig.2 ist ein photoelektrischer Schalter PH gezeigt, der sich mit der Spritzschnecke bzw. dem Einspritzelement 4 bewegt Eine Schlitzplatte 201, die fest am Rahmen der Spritzgießmaschine angebracht ist, befindet sich zwischen einer Lichtquelle L und einem Empfängerelement / des Schalters PH (F i g. 3). Wie F i g. 2 zeigt, sind nur auf der linken Hälfte der Schlitzplatte 201 Schlitze 201a in gleichmäßigem Abstand voneinander vorgesehen.

Die Spritzschnecke wird zu Besinn des Einscritzvcr

ganges nach vorne beschleunigt. Um zu verhindern, daß der photoelektrische Schalter PH in dieser Lage schon arbeitet, sind an der rechten Hälfte der Schlitzplatte keine Schlitze vorgesehen. Sobald der photoelektrische Schalter PH im Laufe der weiteren Schneckenbewegung in den Bereich 201a der Schlitzplatte 201 kommt, wird der von der Lichtquelle L ausgehende Lichtstrahl des photoelektrischen Schalters PH intermittierend unterbrochen. Der Schalter PH ist so ausgelegt, daß er nicht arbeitet, wenn der von der Lichtquelle L ausgehende Lichtstrahl das Empfängerelement / erreicht, sondern nur dann arbeiet, wenn der Lichtstrahl von der Lichtquelle L nicht auf das Empfängerelement J fällt. Das Empfängerelement wird so ausgewählt, daß es eine vorbestimmte Ansprechcharakteristik aufweist.

Auf diese Weise kommt der photoelektrische Schaltei nicht zum Betriebseinsatz, wenn die Geschwindigkei der Spritzschnecke größer ist als die Ansprechge schwindigkeit des Empfängerelementes / ist. Wenn dei Druck der Kunststoffmasse im Hohlraum 9 dei Spritzgießform 8 ansteigt und die Vorlaufgeschwindigkeit der Spritzschnecke auf die Ansprechgeschwindigkeit des Empfängerelementes / abfälllt, werden die Kontakte des Spannungsrelais 14 selbst gehalten unc beaufschlagt das Spannungsrelais 14 nach einem Zeitraum, der durch das Ansprechen des Verzögerungsrelais 13 vorgegeben ist, das Solenoid Ua de: Zweiwegeventils 11, um eine Druckentlastung vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drucksteuervorrichtung für den auf einen Hydraulikkolben eines Einspritzelementes, insbesondere einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, ausgeübten Hydraulikdruck, mit einer die Einspritzbewegung des Einspritzelementes aufnehmenden Geschwindigkeitsmeßeinrichtung zur Abgabe eines der Einspritzgeschwindigkeit proportionalen Signals, mit einer Ventilanordnung zur Vermindeiting des auf den Hydraulikkolben einwirkenden Hydraulikdruckes in Abhängigkeit von einem Signal der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung und mit einer die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung mit der Ventilen-Ordnung verbindenden Signalübertragungseinrichtung mit Verzögerungsrelais zur verzögerten Übertragung des Signals zur Ventilanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die GeschwindigkeitsmeQeinrichtung (201, PH) als ein erstes Element einen photoelektrischen Schalter (PH) und als zweites Element eine Schlitzplatte (201) aufweist, und daß eines der Elemente mit dem Einspritzelement (4) verbunden längs des anderen, fest angeordneten Elementes verschiebbar ist

   Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung für den auf einen Hydraulikkolben eines Einspritzeleinentes, insbesondere einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, ausgeübten Hydraulikdruck, mit einer die Einspritzbewegung des Einspritzelementes aufnehmenden Geschwindigkeitsmeßeinrichtung' zur Abgabe eines der Einspritzgeschwindigkeit proportionalen Signals, mit einer Ventilanordnung zur Verminderung des auf den Hydraulikkolben einwirkenden Hydraulikdruckes in Abhängigkeit von einem Signal der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung und mit einer die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung mit der Ventilanordnung verbin- ^₀ denden Signalübertragungseinichtung mit Verzögerungsrelais zur verzögerten Übertragung des Signals zur Ventilanordnung.

   Bekanntlich wird, um das Schrumpfen von Spritzgießteilen auszugleichen, in der Spritzgießform nach dem Einspritzen der geschmolzenen Kunststoffmasse auf diese bis zu deren Erstarrung ein gewisser Druck über eine Zeitlang ausgeübt. Weder vom Standpunkt der Qualität des Spritzgießteiles noch vom Standpunkt eines wirtschaftlichen Energieverbrauches ist es jedoch erwünscht, zur Erzielung der genannten Wirkung den durch das hydraulische Betätigungsorgan für das Einspritzelement aufgebrachten Spritzdruck in der entsprechenden Höhe aufrechtzuerhalten oder eine Druckmittelpumpe mit dem entsprechend großen Durchsatz für das Einspritzen in entsprechender Weise weiterzubetreiben. Daher wird üblicherweise der auf den Hydraulikkolben des Einspritzelementes ausgeübte Druck nach Beendigung des Einspritzvorganges auf einen niedrigeren Wert umgeschaltet, der ausreicht, daß die Masse nach dem Einspritzen eine Zeitlang unter einem geringeren Druck steht, oder es wird auf eine Pumpe mit kleinerem Durchsatz umgeschaltet und die Pumpe mit großem Durchsatz entlastet Häufig werden als Einrichtung zur Umschaltung von dem sogenannten Spritz- auf den sogenannten Nachdruck Endschalter oder, wie bei der DD-PS 41 656, Wegspannungswandler in Form von Endtastern vorgesehen, die betätigt werden, sobald das Einspritzelement zu einer bestimmten Stellung vorgerückt ist Das Umschalten von Spritzauf Nachdruck kann auch rein zeitabhängig durch Vorsehen einer Einrichtung erfolgen, die in Betrieb versetzt wird, wenn eine eingestellte Zeitdauer seit Beginn der Bewegung des Einspritzelementes verstrichen ist

   Gemeinsam haben die bekannten Mittel den Nachteil, daß sie nicht auf die bei Beendigung des Einspritzvorganges sich einstellende Änderung der Vorlaufgeschwindigkeit des Einspritzelementes, sondern nur auf das Erreichen vorgegebener Fixwerte ansprechen und damit der Umschaltvorgang in keiner direkten Relation zu den im Formhohlraum herrschenden Druckverhältnissen steht Daher kann trotz ausreichender Füllung des Formhohlraumes weiterhin der hohe Spritzdruck noch eine Zeitlang anliegen, was unter anderem dazu führen kann, daß im Spritzgußteil hohe innere Spannungen zurückbleiben.

   Aus der DD-PS 57 433 ist es weiter bekannt, die Umsteuerung von Spritz- auf Nachdruck in Abhängigkeit vom am Hydraulikkolben des Einspritzelementes anstehenden Druck vorzunehmen, wobei zu diesem Zweck sogenannte Druckwächter verwendet werden. Abgesehen davon, daß Druckwächter teure und störanfällige Einrichtungen darstellen und sich nur schwer in die übrigen Regeleinrichtungen von Spritzgießmaschinen, z. B. einer Programmsteuerung, eingliedern lassen, ist die Ansprechcharakteristik bei einer solchen Steuerung im allgemeinen zu träge, so daß sich diese Art der Umsteuerung nicht hat durchsetzen können. Schließlich ist es bekannt, direkt die Druckverhältnisse im Formhohlraum als Maß für den Beginn der Umsteuerung von Spritz- auf Nachdruck zu nehmen. Dies stellt zweifellos eine sehr zuverlässige Art der Steuerung dar, doch bedingen im Formhohlraum angebrachte Druckgeber Modifikationen an den in der Regel komplizierten und teuren Spritzgießformen und hinterlassen am Spritzgießteil unerwünschte Markierungen. Die direkte Druckmessung im Formhohlraum ist daher nur bei Sonderfällen wirtschaftlich vertretbar.

   Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drucksteuervorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit der in einfacher und preisgünstiger Weise sich die Vorlaufgeschwindigkeit des Hydraulikkolbens zur Umstellung von Spritz- auf Nachdruck zuverlässig erfassen läßt

   Dies wird erfindungsgemäß dadurch eraelt, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung als ein erstes Element einen photoelektrischen Schalter und als zweites Element eine Schlitzplatte aufweist, und daß eines der Elemente mit dem Einspritzelement verbunden längs des anderen, fest angeordneten Elementes verschiebbar ist.

   Bei der Erfindung erfolgt somit in an sich bekannter Weise die Umsteuerung von Spritz- auf Nachdruk in Abhängigkeit von der Vorlaufgeschwindigkeit des Einspritzelementes, wobei die Vorlaufgeschwindigkeit während der Einspritzphase hoch und nach Beendigung des Formfüllvorganges infolge des Druckanstieges im Formhohlraum abnimmt Somit steht die Umsteuerung in direkter Beziehung zu den Druckverhältnissen im Formhohlraum und damit zum Verhalten der Verarbeitungsmasse. Es wird daher eine ähnlich genaue und zuverlässige Steuerung des am Hydraulikkolben anliegenden Druckes vorgenommen, wie bei Vorsehen eines Druckgebers direkt im Formhohlraum. Während jedoch bislang zur Erzielung dieser geschwindigkeitsbeeinfluß-