DE2253506A1

DE2253506A1 - Verfahren und einrichtung zur steuerung von spritzgussmaschinen

Info

Publication number: DE2253506A1
Application number: DE2253506A
Authority: DE
Inventors: Denes B Hunkar
Original assignee: HUNKAR INSTR DEV LABOR Inc
Current assignee: HUNKAR INSTR DEV LABOR Inc
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-10-27
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2158173A1; JPS5516822B2; JPS5319373A; GB1411112A; US3767339A; JPS4852853A; JPS557374B2; DE2253506C3; IT958118B; CA984489A; GB1411113A; FR2158173B1; DE2253506B2

Description

Hunkar Instrument Development Laboratories Inc., 4031 Red Bank Road, Cincinnati, Ohio (USA)

"Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Spritzgußmaschinen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von Spritzgußmaschinen. Beim Spritzguß werden Maschinen benutzt, die zyklisch plastifizierte Masse der Form zuführen. Derartige Maschinen weisen eine hin- und hergehende Schnecke auf, wobei das Material unter Anwendung von Hitze und durch die mechanische Arbeit infolge der Rotation der Schnecke in der Plastifizierkammer plastifiziert wird.

Wenn das plastifizierte Material in der Kammer angesammelt wird, bewegt sich die Schnecke*ebenfalls als Kolben dient, von dem Mundstück, das mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, weg. Sobald genug plastifiziertes Material angesammelt worden ist, dringt die Schnecke in Richtung auf das Mundstück mit einem Einspritzstoß vor, um das plastifizierte Material in die Form einzuspritzen.

*die

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Büro Berlin

Fernsprecher: 885 60 37/88623 82 Bankkonto: W.Melssner, Berliner Bank AG, Depka36 Postscheckkonto:

Drahtwort: Invention Berlin Berlln-Halensee, Kurfürstendamm 130, Konto-Nr. 96 716 W. Meissner, Berlin West 12282

Eines der generellen Probleme beim Gießen von Gegenständen ist die Sicherstellung, daß die Form angemessen mit Material gefüllt ist. Da die Form vielfach sehr kompliziert und unregelmäßig in der Gestalt ist, neigt das Material dazu, durch die Form in unregelmäßiger Weise zu fließen, wobei es erst in einen Bereich und dann in einen anderen fließt und manchmal frühzeitig erstarrt, wobei der Fluß in einige Bereiche der Form blockiert wird₀ Dies beeinflußt die Oberfläche der Gegenstände und bewirkt eine ungleichmäßige Dichte und eine unregelmäßige Schrumpfung der Gegenstände. Die Fließgeschwindigkeit, mit der das Material durch den Durchgang der Form fließt, bewirkt einen Wechsel in der Temperatur und somit der Viskosität des Materials, Durch Steuerung dieser Fließgschwindigkeit kann auch die Füllung der Form bis zu einem gewissen Grad gesteuert werden. Es wurde nun gefunden, daß die Einspritzung des Materials in die Form in einer präzise programmierten Geschwindigkeit die Qualität und Gleichmäßigkeit der herstellten Produkte wesentlich steigert.

Um dies zu erreichen, wurde bei bekannten Systemen der Preßdruck auf die Schnecke programmiert, um ein besser geeignetes Fließmuster in dem Formhohlraum zu erhalten. Einige dieser bekannten Einrichtungen haben versucht, die Einspritzgeschwindigkeit auf einer Zeitbasis zu programmieren. Dies war jedoch nicht vollständig befriedigend, insbesondere in Hinblick darauf, daß die Geschwindigkeit in die Form von zahlreichen variablen Faktoren, wie der Viskosität des eingespritzen Materials und zahlreichen Druckschwankungen in dem hydraulischen Antriebssystem der Schnecke abhängt. Andere Systeme haben versucht, die Einspritzgeschwindigkeit durch mechanische Synchronisation der Position des Ventils, das der Schnecke Flüssigkeit liefert, direkt mit der Position der Schnecke zu programmieren, und zwar durch mechanisch betätigte Nocken und Schalter. Hiermit konnte jedoch nicht das Problem der Einspritzgeschwindigkeit vollständig gelöst werden, in den

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zwischenliegenden variablen Einflüssen der Beziehung zwischen Fließgeschwindigkeit und Ventilposition.

Eine Aufgabe d*»er Erfindung besteht daher darin, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und die Fließgeschwindigkeit, des Materials in die Form in präzise programmierter Weise besser zu steuern.

Ein weiteres Problem bei den bekannten Systemen bestand darin, daß das Programm bei den Systemen, bei denen versucht worden war, die Geschwindigkeit des Materials in die Form zu programmieren, unveränderbar fest von der exakten Schneckenposition war. Wenn jedoch die Dichte und Viskosität des Materials wechselt, dann ist es zweckmäßig, das Programm auszudehnen oder zu verzögern oder die Endpunkte des Programms in Beziehung zu der Schneckenposition zu ändern, so daß das Programm weder materiell verändert werden muß, noch die mechanischen Kopplungen an der Maschine_o

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Geschwindigkeitsprogramm zu schaffen,· das es ermöglicht, die Geschwindigkeit als Funktion der Schneckenposition zu steuern, das es aber auch ermöglicht, daß das Programm abänderbar mit der tatsächlichen Position der Schnecke verbunden ist, durch einfache Abstimmung des Programms.

Eine weitere Schwierigkeit beim Stand der Technik bestand darin, die vorbestimmte Fließgeschwindigkeit in die Form beizubehalten, während gleichzeitig sichergestellt wird, daß der Fülldruck des Formhohlraumes nicht einen bestimmten kritischen Wert überschreitet. Wenn der kritische Wert überschritten worden ist, wurde festgestellt, daß das Material aus den Verbindungen der Form austrat, was zu sogenannten "flash" führte. Dies reduziert nicht nur die tatsächliche Materialmenge in der Form, sondern ergibt auch in vielen Fällen ein fehlerhaftes Äußeres der hergestellten Gegenstände und unerwünschte Effekte in dem Teil,,

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Ein weiteres Problem beim Spritzguß ist die Schwierigkeit sicherzustellen, daß die hergestellten Produkte hohe Abmessungsund Gewichtstoleranzen aufweisen. Es ist aber wichtig, daß die Produkte in aufeinander folgenden Zyklen in sehr bestimmbarer und wiederholbarer Weise hergestellt werden.

Eines der kritischen Probleme beim Herstellen präzise wiederholbarer Gegenstände von hoher Maß- und Gewichtstoleranz, ist das Phänomen des Schrumpfens der gespritzten Gegenstände bein Abkühlen.

Dieses Schrumpfen ist im allgemeinen entgegengesetzt dem Druck und der zusammengepreßten Dichte des Materials in der Form zum Zeitpunkt des Füllens. Um diese Schwierigkeit zu überwinden wurden bisher Versuche unternommen, den Druck in der Form zum Zeitpunkt der Füllung zu regulieren.

Ein anderes bekanntes Verfahren ist es, einen Puffer aus dem Material am Mundstück der Spritzgußeinrichtung vorzusehen, auf das ein stetiger Haltedruck ausgeübt wird, so daß Material in die Form gedrückt wird, zur Anpassung an die Schrumpfung des Materials in der Form. Wenn jedoch die Form abgekühlt wird, ist es zunehmend schwieriger, den Druck durch den Druck der Schnecke gegen den Puffer in dem Fonnhohlraum zu steuern. Ein Grund dafür, daß dieses Verfahren nicht vollständig erfolgreich ist, ist, daß wenn die Viskosität des Materials wechselt, die Dichte des Materials variiert und so die Puffergröße von Zyklus zu Zyklus sich ändert. So hat der Haltedruck durch den Puffer von Zyklus zu Zyklus unterschiedliche Einflüsse auf das Material in dem Fonnhohlraum und es variiert die Dichte und/oder das Gewicht und die endgültige Schrumpfabmessung der gespritzten Produkte mit jedem Zyklus,

Schließlich soll die Erfindung auch die Möglichkeit schaffen, die Schrumpfung der gespritzten Gegenstände in präziser und wiederholbarer Weise zu steuern und weiterhin die Quantität des in die

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Form gepreßten Materials bei jedem Zyklus aueh präzise zu steuern.

Die Erfindung soll also die mit jedem Zyklus auftretenden Effekte der variablen Wechsel, wie beispielsweise der Viskosität, unterbinden. Hinzu Kommt, daß die Spritzgußmaschinen wirtschaftlich und einwandfrei an eine vollständig automatisierte Steuerung angepaßt werden können muß.

Die Einrichtung zur Steuerung der Schnecke einer Spritzgußmaschine weist erfindungsgemäß einen selbsttätig geregelten Servomechanismus, der mit der Schnecke verbunden ist, auf und einen Funktionsgeber zur Erzeugung eines Signales zur selbsttätigen Regelung, das eine festgesetzte Funktion eines Signales, das die tatsächliche Position der Schnecke angibt, enthält.

Das Verfahren zur Steuerung der Schnecke der Spritzgußmaschine besteht erfindungsgemäß darin, daß ein Signal zur selbsttätigen Regelung, das eine festgesetzte Funktion eines Signals, das die tatsächliche Geschwindigkeit der Schnecke und eines Signales, das die tatsächliche Position der Schnecke enthält, erzeugt wird, und daß dieses Signal dem Servomechanismus zugeführt wird, der die Schnecke steuert.

Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmtes Geschwindigkeitssteuersignal mit einem speziellen relativen Bereich des Schneckenhubes verbunden wird, und daß der vollständige Hub in eine Vielzahl von übersichtlichen Bereichen aufgeteilt wird. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Abschnitt des Hubes zwischen zwei bestimmbaren Endpunkten automatisch in Bereiche geteilt und die Funktion wird direkt diesen Bereichen zugeordnet. Wenn die Endpunkte aus irgendeinem Grund bewegt werden, dann sieht die Ausführung ferner vor, daß das Programm automatisch revidiert wird und der neue Schneckenhubbereich in dieselbe Anzahl von Bereichen unterteilt wird und diese entsprechenden Bereiche der program-

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mierten Geschwindigkeit zugeordnet werden. Da es notwendig sein kann, daß die Endpunkte dieses Bereiches bei veränderlicher Viskosität oder Dichte des zu verarbeitenden Materials angepaßt werden, wobei der Schneckenhub verlängert oder gekürzt wird, ist jeder Teil des Sehneckengeschwindigkeitssteuerprogramms in dieser Weise direkt abhängig von der tatsächlichen Quantität der Materialzuführung, wenn der Hub zur Anpassung an die Materialdichte verändert wird, im Gegensatz zu bekannten Systemen bei denen es direkt mit der ί festen Position der Schnecke verknüpft war.

Die erfindungsgemäße Einrichtung sieht ferner Mittel zum überwachen des Druckes in dem Formhohlraum vor und zum Auswerten dieses Druckes zum Übersteuern des Geschwindigkeitsprogrammes am Ende des Einspritzhubes zum Begrenzen der, bis zu einem gewünschten Wert in die Form eingepreßten Materialmenge.

Ferner kann ein Regelkreis für das Drucksignal von dem Formhohlraum vorgesehen sein, zum Vergleich mit den Signalen der vorbestimmten Werte und das Vergleichsergebnis kann in analoger Weise zum Übersteuern des Geschwindigkeitsprogrammes verwertet werden.

Die Möglichkeit zum Übersteuern des Druckes in analoger Weise, ermöglicht eine präzise Steuerung des Servowertes, der der Schnecke Flüssigkeit zuführt, um die Verzögerung der Schnecke zu regulieren, während ein Ausfall der Steuerung und ein zu weit bewegen des Ventilsteuerschiebers verhindert wird, was einen nicht im voraus bestimmbaren Effekt auf den Enddruck in der Form haben kann.

Die Erfindung sieht ferner Mittel zum Aufrechterhalten des Puffers am Ende des Einspritzhubes vor, der bei jedem Zyklus konstant ist und kann auch zusätzliche Mittel vorsehen zur Siche-

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rung eines von Zyklen zu Zyklen konstanten Fülldruckes des Formhohlraumes.

Zusätzlich können der konstante Druck und der konstante Puffer koexistent zur selben Zeit bei jedem Zyklus vorhanden sein," so daß eine präzise Druck- und Volumenbeziehung besteht. Dies sichert, daß eine genaue Materialquantität,, die von der Kombination der Druck- und Volumenfaktoren abhängig ist, bei jedem Zyklus dieselbe ist.

Durch Aufrechterhaltung des konstanten Druckes in dieser Weise und durch Beibehaltung der konstanten Pufferlänge durch die ein Haltedruck durch die Schnecke ausgeübt wird, werden die Kuhlungsund die Schrumpfungscharakteristiken jedes Produktes bei jedem Zyklus in sehr enger Toleranz gehalten. Insbesondere sieht eine bevorzugte Ausführung der Erfindung Mittel vor, zum Messen der Pufferlänge in jedem Zyklus der Operation und zum Eingeben dieser Information in einen Steuerschaltkreis, der die Pufferlänge während des nächsten nachfolgenden Zyklus derart beeinflußt, daß die Pufferabmessung von Zyklus zu Zyklus konstant gehalten wird.

Vorzugsweise wird die Pufferlänge zu dem Zeitpunkt gemessen, wenn der Formhohlraumdruck einen vorbestimmten Wert erreicht hat und diese gemessene Pufferabmessung wird mit einer vorbestimmten Standardabmessung verglichen.

Weiterhin wird die durch den Vergleich der tatsächlichen und der Standard Pufferabmessung erhaltene Information dazu benutzt, die Schußgröße oder die zurückgezogene Position der Schnecke zu Beginn der nächsten Einspritzung derart zu variieren, daß versucht wird, die Differenzen zwischen der gemessenen tatsächlichen Pufferdimension und der vorbestimmten gewünschten Pufferdimension zu korrigieren. Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, zum Einstellen eines vorbestimmten Korrekturfaktors für den Schneckenhub, so daßnach jedem Vergleich der Pufferdimension, die Schußgröße um einen vorbestimmten festen Wert variiert wird.

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Die automatische Schußgrößenkorrekturfähigkeit gemäß der Erfindung schafft einen besonderen Vorteil, in dem sie es der Spritzgußmaschine ermöglicht, die sich langsam verändernden Wechsel in der Materialdichte und Viskosität zu kompensieren und schafft auch Mittel zum automatischen Korrigieren jeder unpassenden Einstellung der Schußgröße durch den Bediener und erlaubt bei einer nur rohen anfänglichen Einstellung, daß dieser eine automatische Anpassung der Maschine an die für ein gegebenes Produkt optimale Schußgröße folgt.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Programmierer, der als Kopplungselektronik zwischen einer herkömmlichen Spritzgußmaschine und einem Computer dient.

Der Programmierer gemäß der Erfindung kann daher zur Steuerung solcher Aspekte der Bedienung der Maschine eingerichtet sein, die für den Einspritzprozeß besonders ausgeprägt sind und für die besondere Maschine, die benutzt wird und zusätzlich für die herzustellenden Gegenstände.

Auf diese Weise können verfeinerte Computersteuerprozesse zur Benutzung angepaßt werden ohne die Notwendigkeit zur Programmierung dieser Computer mit den besonderen Charakteristiken und Eigenschaften der verschiedenen Spritzgußmaschinen.

Die Erfindung soll nun beispielsweise anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Steuerung des Spritzgußes, die das Prinzip der Erfindung verkörpert und

Fig. 2 ein funktionelles und logisches Blockdiagramm, das den Steuerkreis des SchneckeiiDrogrammierers der Fif. 1 wiedergibt.

In der Figur 1 ist eine herkömmliche Spritzgußmaschine 10 mit einer hin- und hergehenden Schnecke vorgesehen. Diese Maschine

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weist eine Auspreß- oder Einspritzeinrichtung 11, eine Formeinheit 12 und einen hydraulischen Steuerkreis 13 auf. Die Einspritzeinrichtung 11 schließt ein Zylindergehäuse 14 mit einer zylindrischen Kammer 15 darin ein. In der Kammer 15 ist eine Schnecke oder Kolben 16 die/der drehbar und axial in der Kammer 15 bewegbar ist.

Das hintere Ende der Kammer 15 steht mit einem Fülltrichter 21 in Verbindung, durch den das zu vergießende Material in die Kammer 15 eingeführt wird. .

Dieses Material liegt gewöhnlich in Form von Pellets aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, vor.

Am vorderen Kammerende ist das Einspritzmundstück 22 vorgesehen, das durch den Durchlaß 23 mit dem Formhohlraum 24 in Verbindung steht. Der Formhohlraum 24 der Formeinheit 12 besteht' aus einem Paar Formelementen 25 und 26, die relativ zu- und wegvoneinander bewegbar sind, um ein Entfernen der hergestellten Gegenstände . aus dem Hohlraum 24 zu ermöglichen.

Die Schnecke ist unter der Kontrolle einer hydraulischen Kolben- und Zylindereinheit 27 axial in der Kammer 15 bewegbar«, Die Rotation der Schnecke i6wLrd durch den Motor 28 erhalten.

Der normale Betrieb der Vorrichtung 10 zieht sich über eine Serie von Gußzyklen hin, wovon jeder mit der Schnecke 16 in einer vorgeschobenen Position mit der Spitze 29 nahe dem Mundstück beginnt. Wenn der Zyklus beginnt, wird ein nominaler Gegendruck von beispielsweise 7 bis 14 kg/cm durch den Kolben 27 aufrechterhalten, um die Schnecke in Richtung auf das Mundstück 22 zu drücken, während der Motor 28 angeschaltet wird, um die Schnecke 16 zu drehen. Die Schnecke dreht sich in einer Richtung die bewirkt, daß das Schneckengewinde das Material in Richtung

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auf das Mundstück 22 führt und das Material vor der Spitze 29 der Schnecke sammelt. Diese Wirkung plastifiziert das Material in der Kammer 15 zusammen mit der Wärme, die auf die Zylinderwände 14 beaufschlagt wird.

Die Zuführung baut einen Druck in der Kammer 15 auf, der den Gegendruck, der von der Schnecke 17 aufgebracht wird, übersteigt und bewirkt, daß sich die Schnecke von dem Mundstück 22 zurückzieht bis sie die vollständig zurückgezogene Position am hinteren Ende der Kammer 15 erreicht hat. An diesem Punkt des Zyklus wird ein Einspritzschuß ausgeführt, bei dem Hochdruckflüssigkeit durch den Zylinder 27 beaufschlagt wird, um die Schnecke zum Einspritzen der plastifizierten Masse in den Formhohlraum 24 vorwärts in Richtung auf das Mundstück 22 zu stoßen. Wenn der Formhohlraum 24 gefüllt ist, steigt der Spritzdruck rapide auf

etwa 1756 bis 2109 kg/cm an. An diesem Punkt hört der Einspritzdruck auf und ein konstanter Haltedruck von etwa 14O6 kg/cm wird durch den Zylinder 27, der auf die Schnecke 16 wirkt aufrechterhalten, um einen Druck auf das Material in dem Hohlraum beizubehalten, bis dieses hart zu werden beginnt. Dieser Halteperiode folgt eine Kühlperiode, die es dem Material ermöglicht, vollständig hart zu werden. Nach dieser wird das gegossene Material aus der Form 12 durch Öffnen der Formelemente 25 und 26 entfernt. Während der KUhlperiode, beginnt die Plastifizierperiode des nächsten Zyklus in der wieder ein Gegendruck beaufschlagt wird und die Schnecke sich wiederum zu drehen beginnt, um weiteres Material zu plastifizieren und die Kammer 15 mit neuem Material für den nächsten Spritzvorgang zu füllen.

Es sind drei getrennte Hydraulikkreise zur Steuerung der auf den Zylinder 27 beaufschlagten Flüssigkeit vorgesehen. Diese schließen eine Hnuntdruckquelle 31 ein, die der Zylindereinheit 27 einen hydraulischen Druck während des Vorwärtsstoßes der Schnecke in den Einspritzabschnitt des Zyklus liefert.

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Der Hydraulikkreis kann typischer Weise eine Hochdruck-Hochvolumenpumpe 32, ein Flüssigkeitsreservoir 33_f ein Servoventil 34 und eine Rückleitung 35 aufweisen. Das Servoventil 34 dient dazu, Hochdruckflüssigkeit von einer Hochdruckleitung 36 der Einlaßleitung 37 des Zylinders zu liefern, in Mengen, die von einem analogen Steuersignal abhängen, das dem Magnetventil durch die Schneckensteuereinläßleitung 69 aufgegeben wird.

Mehrere Typen von Servoventilen sind geeignet. Es wurde gefunden, daß Ventile in der Art eines Durchflußreglers für diesen Zweck sehr geeignet und wirkungsvoll sind.

Ein Haitedruckkreis 41 ist ebenfalls vorgesehen, der eine Hochdruck-Niedervolumen-Pumpe 42, ein Flüssigkeitsreservoir 43, eine Rückleitung 44, ein Druckkontrollventil 45 und ein Magnetventil 46 aufweist,,

Wenn das Ventil46 geöffnet ist, wird durch die Pumpe 42 mit einem kontrollierten Druck unter Druck stehende Flüssigkeit der Einlaßleitung 37 des Zylinders, in Abhängigkeit von der Einstellung des Ventiles 45, zugeführt. Dieser Kreis arbeitet während des Halteabschnittes des Gußzyklus.

Ein dritter Kreis ist der Gegendruckkreis 51, der dazu dient, einen Gegendruck auf die Schnecke 16 auszuüben, während des Plastifizierabschnittes des Zyklus, wenn sich die Schnecke unter dem Einfluß des sich durch das in der Kammer 15 angesammelte Material aufbauenden Druckes zurückzieht.

Die Schnecke dreht sich unter dem Einfluß des Motors 28. Dieser Gegendruckkreis weist ein Druckminderventil 52, ein Ablaufreservoir 53 und ein Magnetventil 54 auf. Wenn die Schnecke durch den Motor 28 gedreht wird, ist das Ventil 54 offen und ermöglicht es dem Druck durch die Leitung 37 zurückzufließen, um gegen das Druckkontrollventil 52 zu arbeiten und einen Druck gegen die Schnecke, mit dem durch das Ventil 52 gesteuerten Maß, beizubehalten.

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Der Schneckenprogrammierer 6O arbeitet zur Steuerung der Maschine 10 durch Zuführung elektrischer Steuersignale zur Regulierung der Arbeit der Maschine während der entsprechenden Zyklen. Diese Signale werden durch eine Leitung 61, in der gezeigten Ausführung einem Sperrkreis 62 zum Abfragen zugeführt und ein Startsignal wird durch die Leitung 63 zurückgeführt. Solche Sperren können beispielsweise angeben, ob die Form geschlossen und zum Einspritzen bereit ist. Die Signale in den Leitungen 61 und 62 sind binäre Ein- Aus - Steuersignale.

Der Programmierer 60 leitet auch ein digitales binäres Ein - Aus Haltesteuersignal durch die Leitung 64, die mit dem Magneten des Ventils 46 in dem hydraulischen Haitedruckkreis 41 verbunden ist.

Der Programmierer 60 bewirkt ferner ein Plastifiziersteuersignal, das durch die Steuerleitung 65 geleitet wird und das ebenfalls ein binäres Ein - Aus Signal ist, das dem Magneten des Ventils 54 in dem hydraulischen Gegendruckkreis 51 aufgegeben wird und die auch mit dem Schalter 66, etwa einem Relais oder eim Festkörperschalter verbunden ist zur Betätigung des die Schnecke drehenden Motors 28. Die Schneckensteuerleitung 69 verbindet den Programmierausgang mit der Steuerleitung des Servoventils 34. Das Signal in dieser Leitung ist analog und folgt einer Programmierfunktion, die von dem Programmierer 60 erzeugt wird.

Der Programmierer 60 enthält Informationen zur Steuerung der Maschine durch die Signalleitungen 67 und 68. Die SchneckenOositionsleitung 67 gibt in den Programmierer 60 ein Signal ein, das von dem Schneckenpositionumwandler 71 erzeugt wird. Die von diesem Umwandler 71 zugeleitete Information ist ein analogen Signal, das direkt der linearen Position der Schnecke in der Kammer 15 entspricht. Das Signal wird auch dazu benutzt, ^in Rückführungs-Geschwindigkeitssignal abzuleiten, das kennzeichnend f«ir die Geschwindigkeit der Schnecke an ,jedem Punkt in dem Zyklu.s ist.

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Während ein einzelner Umwandler 71 bei der dargestellten Ausführung zur Erzeugung sowohl des· Positions- wie auch des Geschwindigkeitssignals verwendet wird, kann selbstverständlich ein separater Geschwindigkeitsumwandler, wie beispielsweise ein LVDT, angewandt werden zur Erzeugung- des Geschwindigkeitssignals für den Programmierer 60_o

Die Leitung 68 ist eine Formhohldruckrückleitung, die einen Eingang des Programmierers 60 mit dem Druckumwandler 72 in der Formhohlraumwand verbindet. Der Druckumwandler 72 ist in dem Formelement 26 vorgesehen, um direkt den Druck der Flüssigkeit in dem Formhohlraum 24 anzuzeigen. Dieser Umwandler leitet ein analoges Signal 'in der Leitung 68 zu dem Programmierer 60 zurück, das direkt proportional dem Druck in dem Hohlraum 24 ist.

Eine Funktion des Progjammierers 60 ist es, die Geschwindigkeit der Schnecke während des Einspritzstoßes derart zu steuern, das die Schneckengeschwindigkeit einem vorbestimmten Programm entspricht, das eine Funktion von der tatsächlichen Position der Schnecke während des Einspritzens ist. Diese Funktion v/ird primär von dem Geschwindigkeitsprogrammerzeuger in dem Programmierer 60 beschafft. Dieser Programmerzeuger weist ein Klinkenfeld 75 auf, mit einer Vielzahl von horizontalen Leitern 76 und einer Vielzahl von vertikalen Leitern 77. Den horizontalen Leitern 76 ist jeweils eine eindeutige elektrische Charakteristik zugeordnet, die, wenn sie an die Schneckensteuerleitung 69 angelegt ist, die Position des Servoventils 34 zur Steuerung der Schneckengeschwindigkeit regelt. Diese Signale werden an die Leitung 69 durch Verbindungen, die auf dem Klinkenfeld 75 mit den ausgewählten vertikalen Leitern 77 hergestellt werden, angelegt. Diese Leitern r.ind ,je durch einen verschiedenen Schalter mit der Leitung 69 verbunden. Die Schalter werden in Korrelationmit dem Positionsdurch die Leitung 67 betätigt.

Dan .Signal von der Leitung 67 wird derart digital dargestellt, daß nr nur eine der vertikalen Leitungen zur Zeit speist.

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BAD ORIOfNAL

Die Speisung jedes der Leiter gibt die Position der Schnecke in einem spezifischen Abschnitt des Stoßes wieder.

Zum Erhalten der Digitalisierung des Signals 67 zum Auswählen des entsprechenden Vertikalleiters 77, können verschiedene Typen von herkömmlichen Schaltkreisen angewandt werden. Ein vorzugsweiser Typ der Schaltkreise schließt die Verwendung eines Schieberegisters mit einer Vielzahl von Positionen und zwar jeweils eine für jeden vertikalen Leiter 77 ein. Da während des Einspritzstoßes die Schnecke 16 sich immer in derselben Vorwärtsrichtung bewegt, können Auslösungspulse von dem Positionssignal auf der Leitung 67 erhalten werden, wenn die Spannung des Signals eine Serie von Schallwerten kreuzt, die von einer Serie von Koinzidenzpchaltungen erhalten werden.

Jeder Koinzidenzkreis ist an eine verschiedene Spannungsquelle, wie beispielsweise eine der Knotenpunkte eines Spannungsteiler^* leitungsnetzes angeschlossen.

In Übereinstimmung mit der obigen Beschreibung kann ein geeigneter Programmierer entsprechend den Lehren des Erfinders in der vorliegenden Anmeldung und einer US-Anmeldung Ser.-No. 74 644 angemeldet am 23. August 1970 mit dem Titel "Control System for Parison Extruders", die eine C-I-P Anmeldung der US-Anmeldung Ser.-No. 875 448 vom 10. 11. 1969 ist.

Dem Klinkenfeld 75 sind auch zwei andere Steuerfaktoren zugeordnet, die dazu dienen können, das Programm im Ganzen zu ändern, ohne das die generelle Form geändert wird. Diese* Steuerungen sind die Ausgleichssteuerung 81, die bei der dargestellten Ausführung dazu dient, zusätzlich jeden der Geschwindigkeitsprogrammwerte, der auf dem Klinkenfeld 75 programmierten Funktion zu modifizieren.

Zusätzlich ist ein Geschwindigkeitsbereichs.selektor 82 vorgesehen, der ein Multiplikation der vollständigen Funktion auf dem Klinkenfeld 75 erlaubt.

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Der Programmierer 60 ist auch mit einem Schaltkreis versehen, der zum Begrenzen des Formhohlraumdruckes auf einen vorbestimmten Wert, wie er von dem Hohlraumdruckwähler 84 eingestellt worden ist* Die Druckbegrenzung ist notwendig, um Grate von dem Formhohlraum 24 zu eliminieren.

Der Programmierer dient dazu, den Druck in den Hohlraum, wie er von dem Umwandler 72 gefühlt und durch die Druckeitung 68 übermittelt wird, mit dem eingestellten Wert des Hohlraumdruckwählers _84 zu vergleichen. Wenn der Druck den auf dem Wähler 84 gesetzten Wert erreicht hat, dann zeigt das an, daß die Form 24 gefüllt ist. In diesem Augenblick der Füllung spricht der Programmierer 60 an, um das Geschwindigkeitsprogramm zu übersteuern und die Schnecke 16 anzuhalten, um zu verhindern, daß der Druck in dem Hohlraum 24 einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Wenn die Schnecke am Ende des Einspritzstoßes angehalten hat, wie durch die Annäherung des Druckes in dem Hohlraum 24 an den durch den Wähler 84 eingestellten Druck angezeigt, dann verbleibt eine bestimmte Menge des zu vergießenden Materials zwischen der Schneckenspitze 29 und dem Mundstück 22 des Hohlraumes. Die lineare Dimension der Materialmenge wird als Puffer bezeichnet. Die Abmessung dieses Puffers wird durch Prüfung der Ausgangsgröße des Umwandlers 71 an der Leitung 67 an dem Augenblick erhalten, den der vorliegende Hohlraumdruck erreicht hat. Der Programmierer 60 enthält ferner Mittel zum Aufrechterhalten dieses Puffers bei einem konstanten vorbestimmten Wert, wie er durch den Wähler 86 eingestellt werden kann. Der Wähler ist vorzugsweise in Prozente der gesamten Schneckenstoßlänge aufgeteilt. Die Mittel zum Steuern dieses Puffers werden unten ausführlicher beschrieben.

Der Programmierer weist auch Mittel zum Festsetzen der sogenannten Schußgröße auf. Die Steuerung hierzu ist der Schußgrößenwähler 88. Die Schußgröße ist definiert als die Dimension über

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die sich die Schnecke während des EinsuritzstoßeR bewegt der des Puffers, der am Ende des Einsnritzens zurückfließt oder mit anderen Worten, der Entfernung zwischen der weitest zurückgezogenen Position der Spitze 29 der Schnecke und dem Mundstück, Der Schußgrößenwähler 88 sieht lediglich Mittel zum Fertr.ntz.en einer anfänglichen Einstellung der Schußgröße vor und im allgemeinen wird diese von dem Lediener ontsnrerhond dem angenäherten Volumen der zu füllenden Form ausgewählt.

Der Programmierer 60 weist Mittel zum Variieren der Schußgröße von Zyklus zu Zyklus auf, um den oben erwähnten konstanten Puffer beizubehalten, in Verbindung mit dem Puffersteuerwähler 86.

Wie obsen erwähnt, kann die Position der Schnecke durch Prüfung des Positionssignals auf der Leitung 67 gemessen werden, wenn der Druck in dem Hohlraum 24 den auf dem Druckwähler 84 eingestellten überschreitet. Dies setzt den tatsächlichen Puffer fest, der während dieses bestimmten EinsOritzzyklus zurückgeblieben ist. Der tatsächliche Puffer wird mit dem auf dem Wähler 86 eingestellten Puffer verglichen. Wenn er entweder zu groß oder zu klein ist, wird die Schußgrößeneinstellung verändert, so daß der Puffer in dem nächsten Zyklus näher an dem gewünschten Wert liegt.

So dient das Drucksignal zwei Funktionen und zwar, erstens der Begrenzung des Hohlraumdrucks durch Anhalten der Schnecke und zweitens zum Anzeigen der η genauen Zeit während jedes Zyklus an der der Puffer gemessen werden kann.

Der Programmierer 60 ist mit einem zusätzlichen Merkmal versehen, das es erlaubt, daß das Geschwindigkeitsprogramm veränderbar in Beziehung zu verschiedenen Abschnitten des tatsächlichen Schneckenstoßes gesetzt werden kann. Bei der gezeigten Ausführung sind die Punkte, die durch jeden der vertikalen Leiter 77 des Geschwindigkeitsprogrammes des Klinkenfeldes 75 wiedergegeben werden,

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automatisch gleichmäßig im Abstand zwischen Endpunkten angeordnet, die durch die Einstellungen des Puffersteuerwählers 86 und des Schußgrößenwählers 88 entsprechend bestimmt sind. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß ein Spannungs.teilernetzwerk mit den Ausgängen der Wähler 86 und 88 verbunden wird, der wie der Bezugssignalerzeuger für Koinzidenzkreise arbeitet, der ein
Schieberregister auslöst, das wahlweise die Punkte die von den zahlreichen vertikalen Leitern 77 des Programmierers 75 dargestellt werden mit der Schneckenbefehlsleitung 69 verbindet.

Der Programmierer ist ferner mit einem Haltezeitwähler 91, der es dem Bediener ermöglicht die Dauer des Haltezeitintervals und die Breite des Steuerimpulses einzustellen, die an die Ausgangsleitung 64 angelegt wird verbunden.

Das System sieht ferner einen Kurzschluß-Alarm in Form eines
Lichtes 92 vor. Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn eine der
zwei, folgenden Zustände auftritt. Der erste Zustand ist, daß
die Schneckenspitze 29 am Ende der Kammer 15 auf dem Mundstück 22 aufsetzt. Dies zeigt an, daß alles Material vor der vollständigen Füllung des Formhohlraumes 24 bereits ausgepreßt worden
ist. Zusätzlich wird der Alarm ausgelöst, wenn die Schnecke bis zu ihrer maximalen Position zurückgezogen ist und dies bedeutet, daß in der Kammer 15 eine unzureichende Kapazität vorhanden ist, um die Menge an Puffer zuzuführen, die an dem Wähler 86 eingestellt worden ist. Zur Erzeugung dieses Alarmsignals können Begrenzungsschalter an den entsprechenden Enden des Schneckenhubes vorgesehen sein oder es können Positionssignale von dem Positionssignal an der Leitung 67 erhalten werden. Normale herkömmliche Maschinen sind mit Begrezungsschaltern an diesen Stellen versehen und sie können für derartige Zwecke benutzt werden.

Zusätzliche Kontrollen können in dem Programmierer vorgesehen sein, wie die Leistungskontrolltaste und das Wählerliclrt 93, automatische und manuelle Schwingungswahlschalter 94 und 95 und eine

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Reihe von Zyklusindicatorlampen 96, die verschiedene Zustände der Maschine und verschiedene Punkte in dem Arbeitszyklus anzeigen.

Die innere Logik des Programmiers 60 der Figur 1 ist in der Figur 2 wiedergegeben.

Die Anschlüsse 77 der vertikalen Leiter des Klinkenfeldes 75 geben verschiedene getrennte ßrereiche des Hubes der Schnecke 16 wieder. Sie sind mit den Ausgängen des Programminkreraent-Synchronisierschaltkreises 101 verbunden. Dieser Kreis arbeitet zur Betätigung des vertikalen Leiters 77, der dem Abschnitt des Hubes der Schnecke 16 entspricht, der die vorliegende Position der Schnecke wiedergibt, die durch den Schneckenpositionsumformer, der durch die Leitung 67 mit dem Kreis 101 verbunden ist, gemessen worden ist. Dieser Kreis kann viele Formen haben, wobei die vorzugsweise Form die ist, bei der eine Reihe von Flip-Flop-Schaltungen in einer Schieberegisteranordnung vorgesehen ist, deren entsprechende Ausgänge mit den Toren in den Kreisen jedes der Leiter 77 verbunden sind, um wahlweise und aufeinanderfolgend ,jeden der Leiter mit der Ausgangrsleitung 69 zu verbinden, wenn die Schnecke sich während des Einspritzens vorwärtsbewegt. Das Schieberregister wird durch eine Reihe von Koinzidenzschaltungen ausgelöst (getriggert), deren jede mit der Positionssignalleitung 67 und entsprechenden Spannungsbezügen verbunden ist. Am Ausgang der Koinzidenzschaltungen sind Testkörperschalter vorgesehen, die die entsprechenden vertikalen Leiter 77 mit dem Ausgang 105 des Geschwindigkeitsfunktionsgenerators verbinden. Die Spannung wird von einem Spannungsteilernetzwerk erhalten, das zwischen den einstellbaren Spannungseingängen 102 und 103 angeschlossen ist, die mit dem Schußgrößenwähler 08 bzw. Puffergrößenwähler 86 verbunden sind.

Auf diese V/eise teilt der Schaltkreis 101 den Abschnitt des Schneckenhubes, der als der Bereich definiert ist, der zx^ischen der auf dem Wähler 80 eingestellten Schußgröße und der auf dem

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Wähler 86 eingestellten Puffergröße, die das gegenüberliegende Ende des Einsr>ritzhubes wiedergibt, liegt, automatisch.

Dieser Interval wird in eine Anzahl Segmente geteilt, die vorzugsweise in der Länge gleich sind und die .jedes einer unterschiedlichen Position der Schnecke entsprechen.

Wenn die Schnecke in einer dieser Positionen ist, dann wird der entsprechende vertikale Leiter des fatzes 77 betätigt, um die geeignete programmierte Geschv/indigkeit von dem Programmfeld 75 auszuwählen und dieses Signal an die Ausgangsleitung 105 des Funktionsgenerators 75 anzulegen. Das geeignete programmierte Geschwindigkeitssignal wird von dem horizontalen Leiter 76 erhalten, mit dem der betätigte Leiter 77 über das Klinkenfeld verbunden ist. -

Die Ausgangsleitung 105 ist mit einem positiven Eingang eines Servoverstärkers 106 verbunden, dessen Ausgang an die Schnekkensignalleitung 69 angeschlossen ist. Die Steuerung 81 ist ebenfalls an den positiven Eingang des Servoverstärkers 106 angeschlossen, um eine unabhängige Modifikation des Befehlssignals unabhängig von dem Programm 75 zu ermöglichen. Dies ändert effektiv die programmierte Geschwindigkeitsfunktion durch einen konstanten Wert an ,-jedem Programmpunkt. Der Bereichsselektor 82 ist mit dem Funktionsprogrammierer 75 in einer Weise verbunden, die die Gesamtamplitude des Signals an der Leitung 105 bewirkt.

Eine Differenziergerät ist mit seinem Eingang an die Schneckenpositionssignalleitung 67 angeschlossen, um ein Schneckengeschwindigkeitssignal an der Leitung 112 zu entwickeln. Dieses Signal wird an den negativen Eingang des Servoverstärkers 106 zurückgeführt. Wenn die tatsächliche Schneckengeschwindigkeit, die durch dieses Signal angegeben ist, die programmierte Geschwindigkeit überschreitet, die durch das Signal an der Leitung 105 (wie es durch die Steuerung 81 modifiziert ist) angegeben wird, dann wechselt das analoge Signal in der Leitung 69, um entsprechend das Servo-

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ventil 34 zu betätigen und die Schneckengeschwindigkeit zu verlangsamen. Wenn das Signal an der Leitung 112 geringer ist als an der Leitung 105, dann wird das Signal an der Leitimg 69 derart geändert, dai3 das Ventil ~5k die Geschwindigkeit der Schnecke 16 erhöht, so daß die tatsächliche Geschwindigkeit im wesentlichen gleich der programmierten Gescnwindigkeit an jedem Punkt des Sclineckenhubes ist.

Das Drucksignal vom Hohlraumdruckumformer 72 an der Leitung 60 wird an den Eingang des Verstärkers 116 weitergegeben, dessen Ausgang mit dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung 118 verbunden ist.

Die Vergleichsschaltung 118 kann herkömmlichen Aufbau haben. Geeignete Schaltungen zur Erlangung dieser Funktion enthalten einen Different!alverstärker, der mit positiven und negativen Eingängen vyersehen ist und dessen Ausgang an dem Eingang eines Schmitt-Triggers angeschlossen ist, der ein digitales Signal an der Vergleicherausgangleitung 119 entwickelt. Der negative Eingang des Vergleichers ist mit dem Ausgang des Hohlraumdruckwnhlers Qk verbunden.

Wenn der tatsächliche Druck, wie er vom Ausgang des Verstärkers 116 angegeben wird, größer als der am Hohlraumdruckwähler 84 eingestellt ist, dann ist der Ausgang der Vergleichsschaltung an der Leitung 119 negativ. Sobald der Ausgang des Verstärkers 116 den am Wähler 84 eingestellten l/ert überschreitet, wird der Ausgang der Vergleichsschaltung positiv, erzeugt ein positives Signal, das die Fl in-Flop-Schaltung 121 auf Ein stellt und der Flip-Flop Ausgangsleitung 122 ein positives Signal auflegt. Dieses Signal wird an den Eingang eines Integrierverstärkers angelegt, dessen Ausgang 124 mit dem negativen Eingang dos Icrvoverstärkers 106 verbunden ist. Der Verstärkungsfaktor der. Verstärkers 123 ist po, daß wenn dor Imnulsausgang der Flirt-Flop-Schaltung 121 an der Leitung 12? positiv wird, ein Signal mi der

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Leitung 124 erzeugt wird, das wenn es dem Servoverstärker zugeführt wird, das Geschwindigkeitsprogramm übersteuert und zwar in der Weise, daß ^in Signal an die Leitung 69 angelegt wird, das die Bewegung der Schnecke unterbricht. Die Zeitkonstante des Verstärkers 122 ist so, daß verhindert wird, dai3 nach der Wechsel des Ausgangs des Servoverstärkers die Gegenwirkung des Servoventils 34 überschreitet.

Dies zu erlauben würden einen Verlust der Kontrolle bewirken, der einen unvorhersehbaren Faktor in das System bringen würde und es der Trägheit des Ventils erlauben könnte, zu weit zu bewegen, was zu einem Verlust des Druckes in der Form führen könnte.

Im allgemeinen wird die Bereitstellung diester Druckübersteuerung des Geschwindigke.itsprogramms in gewisser Weise einen Irrtum des Bedieners beim Wählen des Geschwindigkeitsprogrammes und bei seiner Auswahl einer unrichtigen Schußgröße heilen. Der Ausgang 122 der Flip-Flcp-Schaltung ist ferner mit dem Eingang eines mauerstabilen Multivibrators 125 verbunden. Dieser Multivibrator 12.5 erzeugt einen konstanten Dauerimpuls an der Haltausgangsleitung 64, Die Länge dieses Impulses wird durch die Einstellung des Haitezeitwählers 91 gesteuert. So beginnt am Ende des Einspritzzyklu-s, wie er von dem Zustand des Ausganges 119 des Vergleichers 118 angezeigt wird und der angibt, daß die Form 24 den Fülldruck erreicht tiat, der Haltezyklus.

Der Ausgang des Multivibrators 125 ist auch an den Eingang der FIiT)-B¹Ion-Schaltung 129 angeschlossen.

Die HinterfLanke des Impulses an der Leitung 128 versetzt die Flip-Flcp-Schaltung in don Ein-Zustand und führt der Plastifizierbo fehl?; Lo i.tuup; t>^lj u!nergie y.xx, um den Pias tif izierzyklus anzufangen. Io folgt der Pias tLfizier-ivklus dem Haltezyklus.

Dor Au::;-;nng de£> Puf ferf;rößenwähler.s ist ebenfalls mit dem nega-

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tiven Eingang der Vergleichr.fxtiuLtung 141 verbunden, deren
positiver Eingang an die Leitung 67 des .Schneckenpositionsurnwandlers angeschlossen.

Der Ausgang des Vergleichers 141 ist positiv wenn immer die Entfernung zwischen der Sciineckensnitze 2¹J und dein !-,undstück 22
größer ist alsdie auf dem Wähler 06 eingestellte Puffergröße und er ist negativ, wenn immer die Entfernung Meiner ist. Mine FIiT)-Flop-Schaltung 143 dient als Mtichprobenschaltkreis für den Ausgang des Vergleichers 141. Die E'lip-Flap-Schaltung 143 kann eine IK-Flip-Flop Schaltung sein oder ,jeder andere äquivalente Schaltkreis der seine I und K Eingänge mit positiven und inverten Ausgängen des Vergleichers 141 verbunden hat.

Der Takteingang der Flin-Flου-Schaltung 143 ist an den Ausgang der Vergleicherschaltung 118 angeschlossen, so daß die Flip-Flco-Schaltung 143 einen Zustand einstellt, die representativ für die relative Pufferabmessung an dem Augenblick an dem der Formhohlrauru den Fülldruck erreicht.

Der Ein-Zustnnd der Flin-Flco-fJchaltung zeigt an, daß der Puffer im Augenblick der Füllung zu lang ist und der Aus-Zustand der
Flip-Flop-Schaltung 143 zeigt an, daß der Puffer im Moment der
Füllung zu Kurz ist.

Der Ausgang der Flip-Flon-Schaltung 143 ist an den Richtungssteuereingang des Motorantriebes 1^1 angeschlossen . Der Zustand der Flip-Flon-Schaltung steuert so die Richtung in der der Motor 151 angetrieben wird, wenn er durch den anderen Eingang 152 linergie zugeführt bekommt, der an den Ausgang des monostabilen Multivibrators 155 angeschlossen ist. Der Eingang des Multivibrators
M) ^lj ist auch mit dem Ausgang 119 des Vergleichers 118 verbunden, so daß der Multivibrator in dem Augenblick oder kurz danach getriggert wird, wenn der Hohlraum den Fülldruck erreicht hat. Die Länge des Impulses des inonorvtnbi Lon MuI ti vibrators Ί f> f> wird durch den Korrekturfaktorwähler' 89 gesteuert. Wenn der Multivibrator

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betätigt wird, dann wird der Motor 151 eine begrenzte Drehentfernung angetrieben, wie sie durch die Breite .des Multivibratorinvnulses, wie sie durch den Wähler 89 eingestellt worden ist, bestimmt worden ist. Dies betätigt den Motor 158, der mechanisch mit dem Schußgrößenwähler 88 verbunden ist. So wird durch einen im geschlossenen Kreislauf rückgeführten Vergleich der tatsächlich in dem Augenblick der Füllung des Hohlraumes gemessenen Puffergröße mit dem auf dem Wähler 86 eingestellten Wert, die Schußgrößensteuerung 88 korrigiert, durch ein (festes Inkrement bei jedem Zyklus, in Abhängigkeit davon, ob die Puffergröße des vorhergegangenen Zyklus langer oder kurzer als der eingestellte Wert war.

So ist ein System mit im geschlossenen Krieis erfolgender Rückführung geschaffen worden, das die Puffergröße konstant hält, durch Steuerung der zurückgezogenen Position, wie sich durch den Schußgrößenwähler 88 eingestellt worden ist. Während es nicht wesentlich ist, daß der Wähler 88 mechanisch bewegt wird, ist als Vorteil dieser Anordnung vorgesehen, daß eine Darstellung der tatsächlichen Schußgröße dem Bediener eine Information verschafft, die es ihm ermöglicht, bei zukünftigen Schemen präziser den richtigen- Anfangswert einzustellen. Weiterhin dient diese visuelle Darstellung als generelles Abbild jeder Änderung der Materialviskosität die stattfindet.Ganz allgemeinkann durch dieses System eine unrichtige anfängliche Schußgrößenauswahl korrigiert werden.

Der Ausgang des Schußgrößenwählers 88 ist mit dem negativen Eingang des Vergleichers 161 verbunden, dessen positiver Eingang an die Schneckenpositionsleitung 67 angeschlossen ist. So wird während des Plasti£izierzyklus, wenn die Schnecke sich in die durch den Schußgrößenwähler 88 eingestellte Position zurückgezogen hat,.ein positives Signal an der Ausgangsleitung 162 einer Vergleichsschaltung 161 erzeugt, daß einen Nullimpuls zur'Rück-

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stellung der Flip-Flap-Schaltung erzeugt. Die Rückstellung der Flip-Flap-Schaltung beseitigt ein Signal von der Leitung 1,??, das die Rückstellung des Verstärkers 123 betriebt und beseitigt das Signal von der Leitung 124 an dem Eingang des Servoverstärkers 106, um die Steuerung des Servoveßstärkers 106 auf die eines Geschwindigkeitsproprarnmes zurückzuführen. Der Ausgang der Flip-FloO-Schaltung 121 ist weiterhin mit dem Rückstellungseingang 164 der Flip-Flap-SchaltHung 129 verbunden. Die Hinterflanke des Signale? an dem Eingang 164 stellt die Flip-Flap-Schaltung 129 zurück, um das Plastifizierzyklussignal an der Leitung 65 abzuschließen. Der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 121 gibt auch ein Einspritzbefehlssignal an die Einspritzleitung 61 in Form eines negativen Impulses.

Die Arbeitsweise der Maschine soll unter Bezugnahme auf Figur 1 und 2 zusammengefaßt werden.

Zuerst nimmt der Bediener passende Einstellungen an dem Programmfeld 60 vor. Er erstellt ein Programm auf dem Klinkenfeld 75 durch Einsetzen von Klinken in das Feld, um eine spezifische, programmierte Geschwindigkeit jedem Bereich der Schneckenposition zuzuordnen. Er kann die Ausgleichssteuerung 81 und den Bereichswählschalter 82 passend einstellen, um die gewünschte Ausgangsfunktion zu geben. Das Programm wird für gewöhnlich durch die Geometrie der Form und die Eigenschaften des in die Form zu spritzenden Materials bestimmt. Der Bediener nimmt dann die Einstellung der Haltezeit an dem Haltzeitv/ähler 91 vor und stellt die FormhohlraumfUlldruckgrenze an dem Wähler 84 ein. Dann wird die Schußgröße an dem Wähler 88 und die Puffergröße an dem Wähler 86 eingestellt. Wenn er. dies tut, werden die Spannungen an die Eingangsleitungen 102 und 103 des Programmierinkrementsynchronisierschaltkreises 101 angelegt, der er dem Schaltkreis ermöglicht automatisch die Punkte einzustellen, die sich auf die Bereiche beziehen, die durch die zahlreichen vertikalen Leiter 77 auf dem

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Klinkenfeld gesteuert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Bediener die Maschine über einige Zyklen manuell bedienen, um die Arbeitsweise der Maschine zu überwachen und er kann dann die Maschine auf automatischen Betrieb umschalten durch Auslösung des Knopfes· 94.

Für die folgende Erläuterung sei angenommen, daß die Maschine automatisch arbeitet mit der Schnecke in der weitest vorgeschobenen Position am Beginn des PiastifiZierabschnittes des Zyklus. Die Flip-Flop Schaltungen sind zu dieser Zeit beide im Ein-Zustand und es erscheint ein Signal an der Plastifiziersignalleitung 65, das die Gegendruckmagnetspule 54 und den Schalter 66, der den Schneckenmotor 28 steuert, mit Energie versorgt. Die Schnecke wird daher sich drehen und das gießbare Material vor der Schneckenspitze 29 plastifizieren und zusammendrücken.

Schließlich wird die Schnecke durch den Druck des Materials in der Kammer 15 gegen den Gegendruck der Flüssigkeit, die durch das Ventil 52 wirkt, gedrückt, bis die Schnecke in eine Position bewegt worden ist, die der Position entspricht, die auf dem Schußgrößenwähler 88 eingestellt worden ist. Wenn dieser Zustand auftritt, dann ist das Signal in der Leitung 67, wie es an dem Eingang der Vergleichsschaltung 161 gemessen wird, gleich dem der Vergleichsschaltung 161 von dem Schußgrößenwähler 88 zugeführten und der Ausgang 162 der Schaltung 161 wird positiv und stellt die Flip-Flop Schaltung zurück. Dies löscht auch die Flip-Flopschaltung 129 und entfernt das Signal von der Plastifizierleitung 65, schaltet den Motor 28 an und schließt das Magnetventil 54.

Dies leitet weiterhin die Einspritzbefehle an der Leitung 61 ein, das die Sperre 62 abfragt und von der, ein Startsignalimpuls über die Leitung 63 zurückgeleitet wird, das den Programminkrementsynchronisierer in Gang bringt, um den ersten Leiter 77 mit Energie zu versorgen, der dem weitest zurückgezogenen inkrement

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des Schneckenhubbereiches entspricht. Dies bewirkt ein passendes Geschwindigkeitssignal über das Klinkenfeld 75 für den Servoverstärker 106 an dessen Eingangsleitung 105. Hierdurch wird wiederum ein Ausgangssignal an der Leitung 89 erzeugt, das das Magnetventil 34 öffnet, bis die tatsächliche Geschwindigkeit der Schnecke, die durch die Differenzierung des Schneckenpositionssignals an der Leitung 67 durch den Differentiator 111 erhalten worden ist, gleich der programmierten Geschwindigkeit an der Leitung 105 gemessen am Servoverstärker 106 ist. Wenn die Position der Schnecke wechselt, dann wechseln die Signale und der Eingang des Programminkrementsynchronisierers 101 und bewirken eine aufeinanderfolgende Betätigung der zahlreichen Leiter 77, um dia Programmfunktion durch das Klinkenfeld 75 an die Leitung 105 anzulegen, die in genauer Korrelation mit der Position der Schnecke ist. Zum Schluß erreicht die Schnecke das Ende ihres Hubes oder Stoßes und der Hohlraum wird mit Material gefüllt. An diesem Punkt steigt der Druck rapide in dem Hohlraum 24 an und dieser Druck wird durch ein analoges Signal an der Leitung 68 wiedergegeben, das in dem Verstärker 116 entsprechend verstärkt schnell die Signale überschreitet, die dem Vergleicher 118 durch die Einstellung am Hohlraumdruckwähler 84 zugeführt werden. Dies bewirkt, daß der Ausgang der Vergleichsschaltung 118 von Negativ nach Positiv geht.

Hierdurch wird die Flip-Flop Schaltung 121 auf Ein geschaltet und ein Ausgangssignal von der Flip-Flop-Schaltung an den Verstärker 106 angelegt, um die Geschwindigkeitsprogrammsteuerung zu übersteuern und den Antrieb der Schnecke zu begrenzen. Dadurch wird das Ventil 34 geschlossen und das Zeitinterval des monostabilen Multivibrators 125 in Gang gesetzt, das durch den Haltedruckwähler 91 eingestellt worden ist, um die Haltesignalleitung 64 zu speisen und so*die Hai te drctikmagnet spule 46 um den Haltedruck vom Kreis 41 auf den Zylinder 27 zu geben. Der positiv werdende Ausgang des Vergleichers 118 bewirkt, daß die Flip-Flop Schaltung

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143 auf einen Zustand eingestellt wird, die den Zustand des Ausganges der Vergleichsschaltung 141 wiederspiegelt, die die relative Länge des tatsächlichen Puffers zu der an dem Wähler 86 eingestellten Puffe3?größe anzeigt.

Dies steuert die Richtung des Motorantriebes 151* der den Servomotor 158 antriebt, um den Schußgrößenwähler 88 einzustellen um die Schußgröße während des nächsten Zyklus derart zu regulieren, das eine Anpassung für jede Diskrepanz in der Puffergröße beim vorhergehenden Zyklus versucht wird. Der Ausgang löst auch den monostabilen Multivibrator 155 aus, der ein Antriebsimpuls aufgibt, der die Dauer des festen Inkrementes definiert, bestimmt durch die Einstellung des Ko'rrekturfakto rwähl e rs das der Motor 158 den Wähler 88 bewegt.

Es sei erwähnt, daß der Programmbereich des Funktionsgenerators variabel eingestellt ist, um automatisch die Inkremente zu berechnen, auf der Basis des Korrigierten Intervals, wie es durch die variable Schußgröße bestimmt ist, die automatisch während der Arbeitsweise der Maschine wechselt.

Dies stellt sicher, daß die richtigen Materialproportionen jedem Inkrement des Programms entsprechen, auch wenn sich das Material ausdehnt oder zusammenzieht und die Viskosität sich ändert. So stellt jeder vertikale Leiter des Klinkenfeldes 75 genauer ein festes Materialvolumen dar, das unabhängig von periodischen Wechseln in der Viskosität des zu verarbeitenden Materials ist.

- Patentansprüche - 2-9 -

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Claims

_ ae - Patentansprüche

1.J Einrichtung zur Steuerung einer Spritzgußmaschine, gekennzeichnet durch einen mit der Schnecke verbundenen selbsttätig geregelten Servomechanismus und einen Funktionsgenerator zur Erzeugung eines Signales zur selbsttätigen Regelung, das eine vorgegebene Funktion eines Signales, das die tatsächliche Geschwindigkeit der Schnecke anzeigt und ein Signal, das die tatsächliche Position der Schnecke anzeigt, enthält.

2e Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Umwandler zur Erzeugung eines Drucksignales entsprechend dem Druck des Materials an einem Punkt vor der Schnecke, Mittel zum Feststellen eines Bezugssignales entsprechend dem gegebenen Druck und Mittel zum Anhalten des Antriebes der Schnecke, wenn das Drucksignal das Bezugssignal überschreitet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung durch die der Antrieb der Schnecke der mit dem ansteigenden Druck abschaltbar ist, um eine gesteuerte Verlangsamung der Schnecke zu erhalten.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Bereich der vorgegebenen Funktion in Korrelation zu dem Positionssignal.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Abweichsignalgenerator zum zusätzlichen Modifizieren des Signals des Funktionsgenerators.

6. Einrichtung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bereichsfunktionsgenerator zum multiplikativen Modifizieren des Signals des Funktionsgenerators.

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7· Verfahren zum Steuern der Schnecke einer Spritzgußmaschine, gekennzeichnet durch die Erzeugung eines Signals zur selbsttätigen Regelung, das eine vorgegebene Funktion eines Signales, das die tatsächliche Geschwindigkeit der Schnecke anzeigt und eines Signales, das die tatsächliche Position der Schnecke anzeigt, ist und durch Zuführen des Signales an einen Servomechanismus zur Steuerung der Schnecke.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der

Druck des zu verarbeitenden Materials vor der Schnecke gemessen

ν en

und mit einem Bezugsdruck vergleich' wird und, daß bei Überschreiten des Bezugsdruckes die Schnecke angehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Puffermaterials am Mundstück der Spritzeinrichtung der Form gemessen und mit einer Bezugslänge vergl-ichen wird, und daß die zurückgezogene Position der Schnecke in dem nachfolgenden Einspritzhub entsprechend dem Vergleichsergebnis geändert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke mit dem Ansteigen des Druckes verlangsamt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endpositionen des Schneckenhubes festgelegt und die Länge des Hubes in eine Vielzahl von gleichen Bereichen zwischen den Endpositionen aufgeteilt wird und daß jedem Bereich verschiedene Abschnitte der vorgegebenen Funktion zugeordnet werden. -

Dipl.-Ing. P. E. Mrissner

Paten lan wait

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