DE2020054C3 - Vorrichtung zum Steuern der Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe - Google Patents

Description

Spriizdruckseiie des Arbciiskolbens beaufschlagte erste Kolbenl'läche und cine in einem ersten Teil einer /weiten Kummer vom Druck des Druckmittels auf die Rückdruckseile des Arbeitskolbens beaufschlagte zweite Kolbenflache aufweist, die vorzugsweise Teil eines Kegelveniilkörpers ist und die je nach Stellung des verschiebbaren Kolbens einen veränderbaren Durchtriitsquerschniii zwischen dem ersten und dem /weiten drucklos mit einem Sammelbehälier verbundenen Teil der /weiten Kammer freigibt, und daU der erste Teil der /weiten Kammer des Differenzdruekmeßgerätes über eine .Steuerleitung mit dem Druckcinstellventil. insbesondere Druckstufenventil, in Verbindung steht, dessen Hauptleitung mit der das Druckmittel für die Riickdruckseitc des Arbeitskolbens führenden Zuleitung \erbundcn ist.

In der Zeichnung ist ein AusführungsLieispicl mit den Merkmalen der Erfindung dargestellt.

Der in einem nicht dargestellten Spritzzylinder verschiebbare Spritzkolben I (Vcrdrängerelemenij einer Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierung ist über eine Kolbenstange 4 starr mit einem Arbeitskolbcn 3 verbunden, welcher in dem Arbeitszylinder 2 geführt ist. Die .Spritzdruckseite 36 des Arbeitskolbens 3 wird über eine Leitung 9 von dem Druck eines Druckspeichers 5 beaufschlagt, der in der gezeigten Lage des Arbeitskolbens 3 ein hochkomprimiertes Gas. z. B. Stickstoff bei einem Druck von 160 atü. enthält. Die Rückdru^kseite 3.7 des Arbeitskolbens 3 steht über eine Zuleitung 10 und ein Rückschlagventil 11 mit einer Pumpe 8 in Verbindung, die bei der Rückstellung des Arbeitskolbens 3 in seine rechte Lage ein hydraulisches Druckmittel, z. B. Öl, in den linken Teil des Arbeitszylinders 2 fördert. Bei dem Einspritzvorgang wird dieses Öl über eine Leitung 28 und ein Ventil 29, das während des Einspritzvorgangs geöffnet und während der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens 3 geschlossen ist. in einen Auffangbehälter 30 gedrückt.

Die Leitung 9 ist über eine Leitung 13 mit dem einen Anschluß und die Zuleitung 10 über die Hauptleitung 14. ein Druckeinstellventil 15 und die .Steuerleitung 16 mit dem anderen Anschluß eines Differenzdruckmeßgerätes 12 verbunden. Das Druckeinsicllventil 15 ist weiterhin über eine Leitung 17 mit dem Öisammelbehältcr 18 verbunden.

Das Differenzdruckmeßgerät 12 weist ein Gehäuse 19, eine erste Kammer 20 zur Aufnahme des Gases aus dem Druckspeicher 5. eine aus den Teilen 21.7 und 216 bestehende zweite Kammer 21.7. 216, wobei in den Teil 21/) das Drucköl über die Steuerlcitung I6gelciict wird, und eine dritte Kammer 22 zur Aufnahme einer Einstellfeder 24 auf. Die erste Kammer 20 und der Teil 21;; und der Teil 216 der zweiten Kammer 21,;. 2i6und die dritte Kammer 22 sind durch Bohrungen jeweils miteinander verbunden, durch die ein durchgehender, verschiebbarer Kolben 23 geführt ist. Der Kolben 23 ragt einerseits in die erste Kammer 20. wo er an seiner Stirnfläche mit dem Gas beaufschlagt wird, und andererseits in die dritte Kammer 22, wo auf ihn die Federkraft der Einstellfeder 24 wirkt. Die Federkraft ist mittels einer Schraube 25 einstellbar.

Der Kolben 23 ist in der Mitte als Kegel ausgebildet, so daß je nach seiner Stellung der Durchtrittsquerschnitt nach Art eines Kegelventils veränderbar ist. Das Drucköl tritt in den Teil 216 der zweiten Kammer 21.;. 216 ein und wirkt zusammen mit der Federkraft gegen den Gasdruck. Der Teil 21.·; der zweiten Kammer 21.7. 216 ist über eine Leitung 26 mit einem Sammelbehälter 27 verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt. Hs sei angenommen, daß sich der Arbeitskolben 3 nach einem durch das Öffnen des Ventils 29 veranlaßten Spritz.vorgang in der linken Endstellung befindet. In dem rechten Teil 26des Arbeitszylinders 2 befindet sich hierbei das expandierte Gas aus dem Druckspeicher 5. das nun einen Druck von etwa I JO atü aulweisen mag. Sodann wird in iiicht dargestellter, bekannter Weise vorplaslifizieries Material in den Spritzzylinder eingefüllt und gleichzeitig von der Pumpe 8 Öl gefördert, mn dem die Rückdruckseite 3.7 des Arbeitskolbens 3 beaufschlagt wird. Der Öldruck wirkt über die Hauptleitung 14 und das Druckeinstellventil 15 auch auf das Diffcrenzdruckmeßgerät 12. und zwar auf den kegelförmigen Teil des Kolbens 23. Sobald ein bestimmter Druck erreicht ist. wird der Kolben 23 daraufhin entgegen dem in der ersten Kammer 20 herrschenden Gasdruck und im Zusammenwirken mit der Federkraft abgehoben, wodurch öl in den Teil 21.; der zweiten Kammer 21.7, 216 fließt und über die Leitung 26 in den Sammelbehälter 27 abläuft. I licrdurch stellt sich in der Steuerleitung 16 ein bestimmter Druck ein. wobei das Druckeinstellventil 15 den Durchfluß des Öls von der Hauptleitung 14 zu der Leitung 17 mehr oder minder freigibt, so daß sich in der Zuleitung 10 ein Differenzdruck zum Druck in der Leitung 13 ergibt. Die Federkraft wird dabei so eingestellt und das Druckeinstellventil 15 ist so ausgelegt, daß ein bestimmter Differenzdruck auftritt, der dann den die Plastifizierung beeinflussenden Druck bestimmt.

Durch diesen Plastifizierdruck und durch den Druck im linken Teil 2,7 des Arbeitszylinder 2 wird, da diese Drücke zusammen größer sind als Druck aus dem Druckspeicher 5, der Arbeitskolben 3 nach rechts verschoben, wodurch das Gas komprimiert und in den Druckspeicher 5 zurückgedrückt wird, wodurch sich im rechten Teil 26 des Arbcilszylindcrs 2 ein h« herer Gasdruck als vorher einstellt. Dadurch verschiebt sich der Kolben 23 des DiffercnzdruckmtlJgerätes 12 nach links; der Druck in der Steuerleiuing 16 erhöht sich, ebenso der Druck in der Zuleitung 10. Dieser Regclvorgang ist stetig und erfolgt während des gesamten Rückhubes. Es ist also gewährleiste!, daß während des gesamten Rückhubes ein konstanter Differenzdruck und somit ein konstanter Plastifizierdruck herrscht. Zum Schluß des Regelvorgangs wird die Pumpe 8 abgeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Einsprit/einheit einer Spritzgießmaschinc zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe mit einem Spritzzylinder und einem ein Verdrängcrelemeiii im Spritzzylinder antreibenden Arbeilskolben. dessen Spritzdruckseite von einem Druckmittel aus einem Druckspeicher, insbesondere von einem kompn- to mierten Gas. und dessen Riickdruckscite zur Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens gegen den Druck im Druckspeicher von einem insbesondere hydraulischen Druckmittel beaufschlagt is«, gekennzeichnet durch ein die auf die beiden Seiten (3</, 3^ des Arbeitskolbens (3) wirkenden Drücke vergleichendes Druckmeßgerat, insbesondere Differenzdruckmeßgerät (12). und durch ein von dem Druckmeßgerat gesteuertes, zur Aufrcchterlm!- tung eines Differenzdruckes im Spritzzylinder den μ Druck des auf die Rückdruckseite (3.)^ des Arbeitskolbens (3) wirkenden Druckmittels regelndes Druckeinstellventil (15).

2. Vorrichtung zum Steuern der Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, mit einem Differenzdruckmeßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckmeßgerät (12) ais ein Gehäuse (19) mit einem in einer Bohrung zwischen zwei Kammern (20; 21.1,2ib) verschiebbaren Kolben (23) ausgebildet ist, auf den eine einstellbare Federkraft einwirkt und der eine in einer ersten Kammer (20) vom Druck des Druckmitteis auf die Spritzdruckseite (3Oy¹ des Arbeitskolbens (?) beaufschlagte erste Kolbenfläche und eine in einem ersten Teil (21 b) einer zweiten Kammer (21,·), 2\b) vom Druck des Druckmittels auf die Rückdruckseite (3d/¹ des Arbeitskolbens (3) beaufschlagte zweite Kolbenfläche aufweist, die vorzugsweise Teil eines Kegelvcntilkörpers ist und die je nach Stellung de·, verschiebbaren Kolbens (23) einen veränderbaren ^₀ Durchtrittsquersehniit zwischen dem ersten (216^ und dem zweiten (21a), drucklos mit einem Sammelbehälter (27) verbundenen Teil der zweiten Kammer (21.7. 2ib) freigibt, und daß der erste Teil (21tyder zweiten Kammer (2Is. 21 b)des Differenzdruckmeßgerätes (12) über eine Steuerleilung (16) mit dem Druckeinstellventil (15), insbesondere Druckstufenventil, in Verbindung steht, dessen Hauptleitung (14) mit der das Druckmittel für die Rückdruckseite (3u) des Arbeitskolbens (3) führenden Zuleitung (10) verbunden ist.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Einsprilzcinheit einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe mit einem Spritzzylinder und einem ein Verdrängerelcment im Spritzzylinder antreibenden Arbeitskolben, dessen Spritzdruckseite von einem Druckmittel aus einem Druckspeicher, insbesondere von einem komprimierten Gas. und dessen Rückdruckseite zur Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens gegen den Druck im Druckspeicher von einem insbesondere hydraulischen Druckmittel beaufschlagt ist.

Bei derartigen Spritzgießmaschinen wird die Rückstellung des Vcrdrüngorelements. bei dem es sich üblicherweise um die Plastifizierschnecke bei Maschinen ohne Vorplastifizieriing und um den Spritzkolben bei Maschinen mit Vorplastifizieiung handelt, und des Arbeitskolbens durch den auf das Verdrängcrelemem im Spritzzylinder wirkenden Plastifi/ierdruck und durch ein auf die Rückdruckseite des Arbeitskolbens wirken des Druckmittel bewirkt, und /war gegen den Druck des die Spritzdruckscite des Arbeitskolbens beaufschlagenden Druckmittels. Dadurch wird das die Spritzdruckseitc des Arbeitskolbens beaufschlagende Druckmittel in den Druckspeicher zum Wiederaufbau des ursprünglichen Druckes zurückgedrückt und wiederum für den nächsten Spritzvorg^ng komprimiert (USA.-Patentschrift 23 80 882). Ohne das zusätzliche, die Rückdruckseite des Arbeitskolbens beaufschlagende Druckmittel würde der dem Plastifizierdruck entgegenwirkende Druck auf der Spritzdruckseitc des Arbeitskolbens für eine einwandfreie Plastifizierung zu groß werden. Vielfach kann dieser Druck von dem Plasiifizierdruck überhaupt nicht überwunden werden.

Bei der bekannten Rückstellvorrichtung ist keine Regelung des Rückstelldruckes, d. h. des zusätzlichen, die Rückdruckseite des Arbeitskolbens beaufschlagenden Druckes, vorgesehen. Es besteht daher die Gefahr. daß der im Spritzzylinder vor dem Vcrdrängerclemeni wirkende Plastifizierdruck bzw. Staudruck infolge eines gegenüber dem Druck des Druckspeichers zu großen Rückstelldruckes zu klein wird oder daß der Plastifi/ierdruck infolge eines gegenüber dem Druck des Druckspeichers insbesondere gegen Ende der Rückstellung zu kleinen Rückstelldruckes zu groß wird. In beiden Fällen ist eine einwandfreie Plastifizierung nicht mehr gewährleistet, vor allem bei zellenbildendcn Kunststoffen, z. B. bei treibmittelhaltigen Thermoplasten, kann es bei zu geringem Staudruck zum unerwünschten Schäumen der plastifizierten Masse bereits im Spritzzylinder kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung des Plastifizicrdruckes durch eine Regelung des zusätzlichen Rückstelldruckes /u schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch ein die auf die beiden Seiten des Arbeitskolbens wirkenden Drücke vergleichendes Druckmeßgeräi, insbesondere Differenzdruckmeßgerät, und durch ein von dem Druckmeßgerat gesteuertes, zur Aufrcehterhaltung eines Differenzdruckes im Spritzzylinder den Druck des auf die Rückdruckseite des Arbeitskolbens wirkenden Druckmittels regelndes Druckeinstellvcntil gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen vor allem darin, daß bei einer Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art durch die stetige Regelung der zusätzlichen Rückstellkraft während der gesamten Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens ständig ein bestimmter Plastifizierdruck aufrechterhalten wird und damit für einen einwandfreien Plastifiziervorgang bzw. für ein einwandfreies Einfüllen der vorplastifi/ierten Masse in den Spritzzylinder — je nach Maschine mit oder ohne Vorplastifizierung — gesorgt ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die hergestellten Spritzlingc die gewünschte Güte aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Differenzdruckmcßgerätes besteht darin, daß es als ein Gehäuse mit einem in einer Bohrung zwischen zwei Kammern verschiebbaren Kolben ausgebildet ist. auf den eine einstellbare Federkraft einwirkt und der eine in einer ersten Kammer vom Druck des Druckmittels auf die