DE202011000322U1 - injection molding - Google Patents
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Abstract
Spritzgießvorrichtung mit einer Kunststoffzufuhreinrichtung (16), einem Zylinder (18, 20) zum Aufnehmen eines über die Kunststoffzufuhreinrichtung zugeführten Kunststoffs, einer Schnecke (28) zum Fördern des Kunststoffs innerhalb des Zylinders (18, 20) zu einer Austrittsöffnung des Zylinders, einem ersten Motor (42), vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen der Schnecke (28), einem zweiten Motor (52), vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen eines Mutterbauteils (50), das mit einer die Schnecke (28) tragenden Spindel (38) derart im Wirkeingriff steht, dass dann, wenn sich das Mutterbauteil (50) und die Spindel (38) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, eine axiale Bewegung der Schnecke (28) hervorgerufen wird; gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung zum Regeln des Drehmoments des zweiten Motors (52), wobei zum Anlegen eines vorbestimmten Druckes an einem im Zylinder befindlichen Kunststoff das Drehmoment des zweiten Motors auf einen dem Druck entsprechenden Wert geregelt wird.Injection molding device with a plastic feed device (16), a cylinder (18, 20) for receiving a plastic supplied via the plastic feed device, a screw (28) for conveying the plastic within the cylinder (18, 20) to an outlet opening of the cylinder, a first motor (42), preferably an electric servomotor, for rotating the worm (28), a second motor (52), preferably an electric servomotor, for rotating a nut component (50) which is connected to a spindle (38) carrying the worm (28) in this way It is operative that when the nut component (50) and the spindle (38) rotate at different speeds, an axial movement of the worm (28) is caused; characterized by a regulating device for regulating the torque of the second motor (52), the torque of the second motor being regulated to a value corresponding to the pressure in order to apply a predetermined pressure to a plastic located in the cylinder.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung zum Plastifizieren und Injizieren von thermoplastischem Kunststoff.The present invention relates to an injection molding apparatus for plasticizing and injecting thermoplastic material.
Bisheriger Stand der TechnikPrevious state of the art
Aus dem österreichischen Gebrauchsmuster
Der beim Plastifizieren erzeugte Druck muss exakt überwacht werden, um den Antrieb der Maschine regeln zu können. Die Verwendung eines Drucksensors bringt aber Nachteile mit sich. Zum Beispiel sind die eingesetzten Drucksensoren fehleranfällig.The pressure generated during plasticizing must be precisely monitored in order to be able to control the drive of the machine. The use of a pressure sensor has disadvantages. For example, the pressure sensors used are error-prone.
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Kurzfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden. Insbesondere besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Spritzgießvorrichtung zu schaffen, die einfach, zuverlässig und reaktionsschnell hinsichtlich des Spritzdrucks und/oder des Staudrucks einstellbar ist.The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the invention to provide an injection molding apparatus which is simple, reliable and responsive in terms of injection pressure and / or back pressure adjustable.
Wenigstens ein Teil der vorstehend genannten Aufgaben wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung, die spezielle Teilaufgaben lösen, bilden den Gegenstand der Unteransprüche.At least part of the above objects is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments and further developments of the invention, which Solve special subtasks form the subject of the dependent claims.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Spritzgießvorrichtung auf: eine Kunststoffzufuhreinrichtung, einen Zylinder zum Aufnehmen eines über die Kunststoffzufuhreinrichtung zugeführten Kunststoffs, eine Schnecke zum Fördern des Kunststoffs innerhalb des Zylinders zu einer Austrittsöffnung des Zylinders, einen ersten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen der Schnecke, einen zweiten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen eines Mutterbauteils, das mit einer die Schnecke tragenden Welle derart im Wirkeingriff steht, dass dann, wenn sich das Mutterbauteil und die Schneckenwelle mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen, eine axiale Bewegung der Schnecke hervorgerufen wird, eine Regelungseinrichtung zum Regeln des Drehmoments des zweiten Motors, wobei zum Anlegen eines vorbestimmten Druckes an einem im Zylinder befindlichen Kunststoff das Drehmoment des zweiten Motors einem dem Druck entsprechenden Wert geregelt wird.According to one aspect of the present invention, an injection molding apparatus comprises: a plastic supply means, a cylinder for receiving a plastic supplied through the plastic supply means, a screw for conveying the plastic inside the cylinder to an exit port of the cylinder, a first motor, preferably an electric servomotor, for rotating the worm, a second motor, preferably an electric servomotor, for rotating a nut member operatively engaged with a shaft carrying the worm such that when the nut member and the worm shaft rotate at different speeds, axial movement of the worm is caused a control means for controlling the torque of the second motor, wherein for applying a predetermined pressure to an in-cylinder plastic, the torque of the second motor is controlled to a value corresponding to the pressure.
Die Erfinder haben festgestellt, dass bei mit Kunststoff gefülltem Zylinder die Axialkraft der Schnecke alleine durch die Drehung des zweiten Motors erzeugt bzw. gehalten wird. Die Axialkraft ist somit proportional zum Drehmoment des zweiten Motors. Die Axialkraft bestimmt wiederum den durch die Schnecke auf den Kunststoff ausgeübten Druck, wobei der Druck sich aus der Axialkraft geteilt durch die Querschnittsfläche der Schnecke ergibt.The inventors have found that when the cylinder is filled with plastic, the axial force of the screw is generated or held solely by the rotation of the second motor. The axial force is thus proportional to the torque of the second motor. The axial force, in turn, determines the pressure exerted by the worm on the plastic, the pressure resulting from the axial force divided by the cross-sectional area of the worm.
Die Beziehung zwischen dem Drehmoment des zweiten Motors und dem Druck im Zylinder wird noch durch weitere Effekte und Größen ein, wie z. B. die Reibung der einzelnen Bauteile und die Steigung der Schnecke. Trotz dieser Einflüsse ist die Beziehung zwischen dem Drehmoment des zweiten Motors und dem Druck im Zylinder linear. Dies macht es einfach, den Druck im Zylinder anhand des Drehmoments des zweiten Motors einzustellen.The relationship between the torque of the second motor and the pressure in the cylinder is still by further effects and sizes, such. B. the friction of the individual components and the pitch of the screw. Despite these influences, the relationship between the torque of the second motor and the pressure in the cylinder is linear. This makes it easy to adjust the pressure in the cylinder based on the torque of the second motor.
Überraschend ist, dass der Druck im Zylinder unabhängig von dem vom ersten Motor erzeugten Drehmoment ist, das auch auf die Schnecke wirkt. Jedoch wirkt dieses Drehmoment alleine gegen Reibungskräfte, worunter auch die internen Kräfte im Kunststoff verstanden werden, um die Kunststoffmasse im Zylinder zu kneten. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Erkenntnis, dass alleine vom zweiten Motor die Axialkraft auf die Schneckenwelle und damit auf die Schnecke erzeugt wird. Auf Grundlage dieser Kenntnis kann man im Zylinder den Druck anhand des Drehmomentes des zweiten Motors exakt regeln, ohne dass mit einem Drucksensor der Druck im Zylinder gemessen wird.It is surprising that the pressure in the cylinder is independent of the torque generated by the first motor, which also acts on the worm. However, this torque alone acts against frictional forces, which are also understood to mean the internal forces in the plastic to knead the plastic mass in the cylinder. Essential for the present invention is the knowledge that only the second motor, the axial force is generated on the worm shaft and thus on the worm. Based on this knowledge, it is possible to precisely regulate the pressure in the cylinder based on the torque of the second engine without the pressure in the cylinder being measured with a pressure sensor.
Mit der Erfindung wird der Staudruck oder Spritzdruck nicht mit einem Sensor gemessen und in einer geschlossenen Regelschleife geregelt, sondern durch Vorgabe des Drehmomentes des zweiten Motors eingestellt. Der Druck wird somit gesteuert und nicht geregelt. Es kann lediglich das Drehmoment am zweiten Motor geregelt werden.With the invention, the back pressure or injection pressure is not measured with a sensor and regulated in a closed loop, but adjusted by specifying the torque of the second motor. The pressure is thus controlled and not regulated. Only the torque at the second motor can be controlled.
Die Spritzgießvorrichtung kann so aufgebaut sein, dass wenigstens einer, vorzugsweise jeder des ersten und des zweiten Motors ein Torquemotor ist. Unter einem Torquemotor wird im Sinne der Erfindung ein Servomotor mit einer Hohlwelle verstanden. Torquemotoren können ohne mechanische Zwischenelemente wie etwa Getriebe, Kupplungen, Riemen oder dergleichen direkt auf die Antriebswellen der Maschinen montiert werden. Sie zeichnen sich durch ein gleichbleibend hohes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich hinweg aus. Der Wegfall mechanischer Zwischenelemente führt zu einer Verringerung des Platzbedarfs, des Gesamtgewichts und der Wartungskosten sowie zu einer Erhöhung der Steifigkeit und der Dynamik der Konstruktion. Torquemotoren können wassergekühlt sein und sind standardmäßig mit einem Signalgeber für Rotorlage und Drehzahl ausgestattet. Die direkte Drehmomentübertragung, die Steifigkeit des Gesamtaufbaus und die Erfassung des Drucks über die Drehzahldifferenz wirken im Sinne einer exakten Regelung der Antriebselemente der Spritzgießvorrichtung auf vorteilhafte Weise zusammen.The injection molding apparatus may be constructed such that at least one, preferably each of the first and second motors is a torque motor. Under a torque motor is understood in the context of the invention, a servo motor with a hollow shaft. Torque motors can be mounted directly on the drive shafts of the machines without mechanical intermediate elements such as gears, clutches, belts or the like. They are characterized by a consistently high torque over the entire speed range. The elimination of mechanical intermediate elements leads to a reduction in space requirements, the total weight and maintenance costs and to increase the rigidity and dynamics of the construction. Torque motors can be water-cooled and are equipped as standard with a rotor position and speed signal generator. The direct torque transmission, the rigidity of the overall structure and the detection of the pressure across the speed difference cooperate in the sense of a precise control of the drive elements of the injection molding together in an advantageous manner.
Es kann vorgesehen sein, dass jedem der Motoren ein Servoumrichter zugeordnet ist.It can be provided that each of the motors is assigned a servo inverter.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass beide Servoumrichter in einer gemeinsamen Servoumrichtereinheit für beide Motoren vereinigt sind.Particularly preferably, it can be provided that both servo inverters are combined in a common servo inverter unit for both motors.
Der Servoumrichter kann mit einer Sicherheitsfunktion ausgebildet sein, die bei Überschreiten eines bestimmten voreingestellten Drehmomentes den jeweiligen Motor abstellt. Vorzugsweise erfolgt das Abschalten des Motors indem er stromlos geschaltet wird, insbesondere durch Unterbrechen eines Kontaktes, insbesondere eines Relais. Weiterhin kann der Motor bei Überschreiten des Drehmomentes alternativ oder zusätzlich elektrisch oder mechanisch gebremst werden. Eine solche Bremse ist dann zweckmäßig, wenn verhindert werden soll, dass aufgrund des herrschenden Druckes sich die Schnecke nicht weiter bewegen soll. Servomotoren mit Servoumrichtern, bei welchen eine solche Sicherheitsfunktion integriert ist, ist bspw. aus dem Handbuch ACOPOSmulti mit SafeMC, Anwenderhandbuch, Version 1.00, Best.-Nr.: MAACPMSAFEMC-GER der Firma Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H. bekannt. Diese Funktion ist im Kapitel 4.2 Functional Fail Safe Zustand beschrieben (Seiten 176 bis 179).The servo-controller can be designed with a safety function that shuts off the respective motor when a certain preset torque is exceeded. Preferably, the shutdown of the engine by being de-energized, in particular by interrupting a contact, in particular a relay. Furthermore, the motor can be alternatively or additionally braked electrically or mechanically when the torque is exceeded. Such a brake is useful if it is to be prevented that due to the prevailing pressure, the screw should not move further. Servo motors with servo inverters, in which such a safety function is integrated, is, for example, from the manual ACOPOSmulti with SafeMC, user manual, Version 1.00, Order No .: MAACPMSAFEMC-GER of the company Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H. known. This function is described in chapter 4.2 Functional Fail Safe state (pages 176 to 179).
Diese Sicherheitsfunktion ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes durch den zweiten Motor zumindest der zweite Motor und vorzugsweise beide Motoren abgestellt werden. This safety function is preferably designed so that when a certain torque is exceeded by the second motor, at least the second motor and preferably both motors are turned off.
Die Spritzgießvorrichtung kann so aufgebaut sein, dass sie eine Wegerfassungseinrichtung zum Erfassen einer axialen Verschiebung der Schnecke aufweist. Mit der Wegerfassungseinrichtung kann der Ort der Schnecke und somit das Füllvolumen des Zylinders ermittelt werden.The injection molding apparatus may be configured to include a displacement detecting means for detecting an axial displacement of the screw. With the path detection device, the location of the screw and thus the filling volume of the cylinder can be determined.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Wegerfassungseinrichtung eine Winkeldifferenzerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Winkeldifferenz zwischen einem Drehwinkel des ersten Motors und einem Drehwinkel des zweiten Motors aufweist. Bei bekannter Ausgangsstellung der Motoren und der Schnecke (”Nullung” der Winkeldifferenz) entspricht die Differenz zwischen den Drehwinkeln der beiden Motoren der axialen Verschiebung der Schnecke.Preferably, it can be provided that the path detection device has an angle difference detection device for detecting an angular difference between a rotation angle of the first motor and a rotation angle of the second motor. If the starting position of the motors and the worm are known ("zeroing" of the angular difference), the difference between the angles of rotation of the two motors corresponds to the axial displacement of the worm.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Wegerfassungseinrichtung einen Wegaufnehmer, vorzugsweise einen magnetorestriktiven kontaktlosen Wegaufnehmer, aufweist. Ein Wegaufnehmer kann zur alleinigen Bestimmung der axialen Verschiebung der Schnecke oder zur Nullung der Winkeldifferenzerfassung oder zur Kontrolle und Kompensierung von Addierfehlern bei der Winkeldifferenzerfassung verwendet werden. Magnetorestriktive Wegaufnehmer sind beispielsweise so aufgebaut, dass in einem zentralen Rohr ein Draht angeordnet ist, der in Schwingung versetzt wird. Auf dem Rohr ist ein magnetischer Ring verschieblich angeordnet, wobei der Ring mehrere Einzelmagnete enthalten kann oder ein monolithischer Magnet sein kann. Dieser Magnet beeinflusst das Resonanzverhalten des in dem zentralen Rohr befindlichen Drahts. Hieraus kann der Ort des Magnetringes bestimmt werden. Die Auflösung ist sehr präzise und kann bis zu 0,02 mm betragen. Der magnetische Ring kann über eine nicht magnetische Scheibe mit der Spindel gekoppelt sein. Hierdurch kann auf vergleichsweise einfache und kostengünstige Weise der Ort der Spindel detektiert werden. Besonders bevorzugt kann der Wegaufnehmer wie das Ende der Spindel innerhalb des als Torquemotor bzw. Servomotor ausgebildeten ersten Motors angeordnet sein. Diese Torquemotoren sind, wie oben erwähnt, hohl, was die gesamte bauliche Anordnung sehr kompakt macht.Additionally or alternatively, it can be provided that the displacement detection device has a displacement transducer, preferably a magnetorestrictive non-contact displacement transducer. A transducer may be used to solely determine the axial displacement of the worm, or to zero the angular difference detection, or to control and compensate for adder errors in angular difference detection. Magnetorestrictive displacement sensor are, for example, constructed so that in a central tube, a wire is arranged, which is set in vibration. On the tube, a magnetic ring is slidably disposed, wherein the ring may contain a plurality of individual magnets or may be a monolithic magnet. This magnet influences the resonance behavior of the wire located in the central tube. From this, the location of the magnetic ring can be determined. The resolution is very precise and can be up to 0.02 mm. The magnetic ring may be coupled to the spindle via a non-magnetic disk. As a result, the location of the spindle can be detected in a comparatively simple and cost-effective manner. Particularly preferably, the displacement transducer can be arranged like the end of the spindle within the first motor designed as a torque motor or servomotor. These torque motors are, as mentioned above, hollow, which makes the entire structural arrangement very compact.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Wegaufnehmer einen digitalen Ausgang aufweist und dieser unmittelbar mit dem Servoumrichter verbunden ist. Wenn der Wegaufnehmer einen analogen Ausgang aufweist, muss das analoge Signal einer Steuereinrichtung zugeführt werden, die dann ein Steuersignal zum Ansteuern der Servoumrichter erzeugt.Particularly preferably, it can be provided that the displacement transducer has a digital output and this is directly connected to the servo controller. If the transducer has an analog output, the analog signal must be supplied to a controller, which then generates a control signal for driving the servo.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Servoumrichter einen Analogsignal-Verarbeitungsabschnitt zur Verarbeitung analoger Signale als Regelgrößen aufweisen. Wenn der Servoumrichter nur digitale Signale verarbeiten kann, muss ein analoges Signal eines Wegsensors einer Steuereinrichtung zugeführt werden, die dann ein (digitales) Steuersignal zum Ansteuern der Servoumrichter erzeugt. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung können analoge Sensorsignale direkt verwendet werden, wodurch der im Zylinder einzustellende Druck auch durch ein Analogsignal vorgegeben werden kann und in eine Regelschleife integriert werden kann.Particularly preferably, it can be provided that the servo inverters have an analog signal processing section for processing analog signals as controlled variables. If the servo-inverter can process only digital signals, an analog signal of a displacement sensor must be fed to a control device, which then generates a (digital) control signal for driving the servo-converters. With the embodiment according to the invention analog sensor signals can be used directly, whereby the pressure to be set in the cylinder can also be specified by an analog signal and can be integrated into a control loop.
Die Erfindung kann auch als Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießvorrichtung verkörpert sein.The invention may also be embodied as a method of operating an injection molding apparatus.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Gesichtspunkte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich werden. In den Figuren zeigen:Other aspects, advantages and features of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings of a particularly preferred embodiment of the invention. In the figures show:
Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDescription of a preferred embodiment
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
Gemäß der Darstellung in
Der hintere Zylinderteil
In dem Zylinder
In
Gemäß der Darstellung in
Gemäß der Darstellung in
Es folgt eine Beschreibung des Antriebsabschnitts
Die Förderschnecke
Die Antriebsspindel
Durch Ansteuerung des Muttermotors
Torquemotoren weisen einen Rotor mit Permanentmagneten und einen Stator mit Wicklungspolen auf. Der Stator weist eine Vielzahl von Polen auf, wodurch ein hohes Drehmoment erzeugt werden kann. Torquemotoren zeichnen sich durch ein gleichbleibend hohes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich hinweg aus und haben sich in der Anlagentechnik als platzsparende und effiziente Antriebselemente erwiesen, die auch bei niedrigen Drehzahlen bis hin zum Stillstand hohe Drehmomente erzeugen können. Die Torquemotoren
Die axiale Verschiebung der Antriebsspindel
Zur Steuerung und Regelung des Einspritzaggregats
In
Es ist anzumerken, dass sich der magnetische Ring
Wird ein Wegaufnehmer mit analogem Ausgang verwendet, muss das analoge Signal einer Steuereinrichtung zugeführt werden, die dann ein Steuersignal zum Ansteuern der Servoumrichter erzeugt. Wird ein Sensor mit digitalem Ausgang verwendet, kann dieser unmittelbar mit dem Servoumrichter verbunden werden, wodurch die Regelschleife abgekürzt wird und eine schnelle und präzise Regelung ermöglicht wird. Bei entsprechend ausgestalteten Servoumrichtern ist es auch möglich analoge Signale direkt als Regelgröße verarbeitet können.If a displacement transducer is used with analog output, the analog signal must be supplied to a control device, which then generates a control signal for driving the servo controller. If a sensor with digital output is used, it can be connected directly to the servo inverter, shortening the control loop and allowing fast and precise control. With correspondingly designed servo inverters, it is also possible to process analog signals directly as a controlled variable.
Das Einspritzaggregat wird wie folgt betrieben und gesteuert bzw. geregelt.The injection unit is operated and controlled as follows.
Über den Einfülltrichter
Der Spindelmotor
Der Muttermotor
Wenn ein Motor mit einer bestimmten Drehzahl oder einem bestimmten Drehmoment angetrieben wird, dann bedeutet dies, dass eine Regelungseinrichtung den Motor so regelt, dass er sich mit der vorgegegebenen Drehzahl dreht, oder so ansteuert, dass der Motor das vorbestimmte Drehmoment erzeugt. Die Regeleinrichtung kann bspw. in die Servoumrichter integriert sein.When a motor is driven at a particular speed or torque, it means that a controller controls the motor to rotate at the predetermined speed, or so that the motor generates the predetermined torque. The control device can be integrated, for example, in the servo controller.
Wenn die Zylinderteile
Diesen gefüllten Zustand der Zylinderteile
Wenn der gefüllte Zustand der Zylinderteile
Das einzuspritzende Volumen wird über den durch den Wegaufnehmer
In einer Ausgangssituation befindet sich die Förderschnecke
Der Spindelmotor
Der dabei entstehende Druck schiebt die Schnecke zurück, bis eine vorgewählte Füllmenge erreicht ist. (Dieser Vorgang ist an sich bekannt.) Im drehmomentgeregelten Betrieb des Muttermotors
Durch das vom Muttermotor
Eine Dosiertoleranz von 0,3 g auf 100 g Schussgewicht sind derzeit möglich.A dosage tolerance of 0.3 g per 100 g shot weight is currently possible.
Sobald die vorgewählte Füllmenge erreicht ist, wird die Zuführung von weiterem Kunststoffgranulat beendet und der Druck in der Kunststoffmasse durch das Drehmoment T1 des Muttermotors
Beim Öffnen der Düse wird die plastifizierte Kunststoffmasse aus dem Verdichtungsraum extrudiert, wobei der Muttermotor
Der beim Plastifizieren erzeugte Druck muss exakt eingestellt werden. Dies ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt und wird im Stand der Technik mittels eines Drucksensors überwacht, der erfahrungsgemäß sehr fehleranfällig ist. Erfindungsgemäß wird der Druck über das Drehmoment T1 des Muttermotors
Beim vorstehend beschriebenen Plastifizier- und Dosiervorgang wird eine Regelung des Drehmomentes des Muttermotors
Die Beziehung zwischen dem Muttermotor
Ferner gilt
Der Bediener gibt den Sollwert vor. Der Istwert wird über einen Umrechnungsfaktor, bestehend aus Schneckendurchmesser und Spindelsteigung, vom Motormoment errechnet, in die Steuerung einbezogen und angezeigt. Die Stellgröße ist das Drehmoment des Muttermotors.The operator presets the setpoint. The actual value is calculated from the motor torque via a conversion factor, consisting of the screw diameter and spindle pitch, included in the control system and displayed. The manipulated variable is the torque of the mother motor.
Diese Anordnung ermöglicht eine sehr hohe Genauigkeit der Einstellung des Druckes von besser als 1%, da das Drehmoment des Muttermotors entsprechend präzise geregelt werden kann.This arrangement allows a very high accuracy of the setting of the pressure of better than 1%, since the torque of the mother motor can be controlled accordingly precise.
Das vorliegende Einspritzaggregat
Ein Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießvorrichtung mit einer Kunststoffzufuhreinrichtung, einem Zylinder zum Aufnehmen eines über die Kunststoffzufuhreinrichtung zugeführten Kunststoffs und einer Förderschnecke zum Fördern des Kunststoffs innerhalb des Zylinders zu einer Austrittsöffnung des Zylinders, einem ersten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen der Schnecke und einem zweiten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen einer Mutter, die mit einer die Schnecke tragenden Welle derart im Wirkeingriff steht, dass dann, wenn sich die Mutter nicht mit gleicher Geschwindigkeit wie die Welle dreht, eine axiale Bewegung der Schnecke hervorgerufen wird, beinhaltet die Einstellung des Drehmoments des zweiten Motors, so dass mittels des Drehmomentes ein vorbestimmter Druck im Kunststoff eingestellt wird. Dieses Verfahren wird vorzugsweise bei gefülltem Zylinder während des Plastifizierens des Kunststoffs ausgeführt. Dieses Verfahren benötigt keinen Drucksensor im Zylinder.A method of operating an injection molding apparatus having a plastic supply means, a cylinder for receiving a plastic supplied through the plastic supply means, and a feed screw for conveying the plastic inside the cylinder to an exit port of the cylinder, a first motor, preferably an electric servomotor, for rotating the screw, and a second motor, preferably electric servomotor, for rotating a nut, which is in operative engagement with a shaft carrying the worm, that, when the nut does not rotate at the same speed as the shaft, an axial movement of the worm causes, Adjusting the torque of the second motor, so that by means of the torque a predetermined pressure in the plastic is adjusted. This process is preferably carried out with the cylinder filled during the plasticizing of the plastic. This method does not require a pressure sensor in the cylinder.
Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise der erste Motor (
Weiterhin wird bei diesem Verfahren kein Drucksensor im Zylinder verwendet, um den Druck im Zylinder einzustellen.Furthermore, in this method, no pressure sensor in the cylinder is used to adjust the pressure in the cylinder.
Es versteht sich, dass die Erfindung auch bei Verwendung anderer Motoren als Torquemotoren anwendbar ist.It is understood that the invention is also applicable when using other motors as torque motors.
Die Erfindung kann kurz folgendermaßen zusammengefasst werden:
Eine Spritzgießvorrichtung weist auf: eine Kunststoffzufuhreinrichtung, einen Zylinder zum Aufnehmen eines über die Kunststoffzufuhreinrichtung zugeführten Kunststoffs, eine Schnecke zum Fördern des Kunststoffs innerhalb des Zylinders zu einer Austrittsöffnung des Zylinders, einen ersten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen der Schnecke, einen zweiten Motor, vorzugsweise elektrischen Servomotor, zum Drehen eines Mutterbauteils, das mit einer die Schnecke tragenden Welle derart im Wirkeingriff steht, dass dann, wenn sich das Mutterbauteil und die Schneckenwelle nicht mit ungleicher Geschwindigkeit drehen, eine axiale Bewegung der Schnecke hervorgerufen wird, wobei eine Regelungseinrichtung zum Regeln des Drehmoments des zweiten Motors vorgesehen ist, wobei zum Anlegen eines vorbestimmten Druckes an einem im Zylinder befindlichen Kunststoff das Drehmoment des zweiten Motors auf einen dem Druck entsprechenden Wert geregelt wird.The invention may be briefly summarized as follows:
An injection molding apparatus comprises: a plastic supply device, a cylinder for receiving a plastic supplied through the plastic supply device, a screw for conveying the plastic within the cylinder to an exit port of the cylinder, a first motor, preferably an electric servomotor, for rotating the A worm, a second motor, preferably electric servomotor, for rotating a nut member, which is in operative engagement with a shaft carrying the worm, so that, when the nut member and the worm shaft do not rotate at unequal speed, an axial movement of the worm is caused in which a control device is provided for regulating the torque of the second motor, wherein the torque of the second motor is regulated to a value corresponding to the pressure for applying a predetermined pressure to an in-cylinder plastic.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- EinspritzaggregatAn injection unit
- 1212
- Plastifizierabschnittplasticizing
- 1414
- Antriebsabschnittdriving section
- 1616
- Einfülltrichterhopper
- 1818
- vorderer Zylinderteilfront cylinder part
- 18a18a
- Axialbohrungaxial bore
- 18b18b
- Stirnflächeface
- 18c18c
- GewindesacklochThreaded blind hole
- 18d18d
- Austrittskanaloutlet channel
- 2020
- hinterer Zylinderteilrear cylinder part
- 20a20a
- Einfüllöffnungfill opening
- 2222
- Düsejet
- 22a22a
- Gewindezapfenthreaded pin
- 22b22b
- Düsenkanalnozzle channel
- 22b22b
- Verjüngungrejuvenation
- 2424
- Einfüllstutzenfiller pipe
- 2626
- Heiz- und KühleinrichtungenHeating and cooling equipment
- 2828
- FörderschneckeAuger
- 28a28a
- Stirnflächeface
- 3030
- Verdichtungsraumcompression chamber
- 3232
- Lagerbockbearing block
- 3434
- Lagerbockbearing block
- 3636
- Verbindungsmanschetteconnection sleeve
- 3838
- Antriebsspindeldrive spindle
- 38a38a
- Keilzapfentang
- 38b38b
- Außengewindeexternal thread
- 38c38c
- Axialbohrungaxial bore
- 4040
- Zugankerschraubeanchor screw
- 4141
- Verbindungshülseconnecting sleeve
- 4242
- Spindelmotorspindle motor
- 4444
- Lagerbockbearing block
- 4646
- Keilnutbuchsespline bush
- 4848
- Kupplungsteilcoupling part
- 5050
- Spindelmutter spindle nut
- 5252
- Muttermotormother engine
- 5454
- Kupplungsteilcoupling part
- 5656
- Lagerbockbearing block
- 5858
- Axiallagerthrust
- 6060
- Wegaufnehmertransducer
- 60a60a
- Rohrpipe
- 60b60b
- Magnetringmagnetic ring
- 60c60c
- Scheibedisc
- 6262
- Deckelcover
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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