DE2357274C3 - Regeleinrichtung für die Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für die Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einer solchen, durch die DT-OS 22 10 854 bekannten Regeleinrichtung wird die Fehlerkorrektur in Abhängigkeit entweder vom Druck im Puffervolumen oder von der Axialgeschwindigkeit der Schnecke vorgenommen, und zwar nur dann, wenn eine Differenz zwischen Ist- und Sollwert der Schneckenstellung am Ende des Einspritzhubes vorliegt und der Druck im Puffervolumen sich geändeit hat, jedoch wird der Istwert des Druckes nicht mit einem Sollwert verglichen zur Ermittlung einer abweichenden Chargengröße, sondern diese wird ausschließlich durch die Abweichung des Istwertes vom Sollwert des Einspritz-Endpunktes gefunden. Kleine Differenzen in der axialen Schneckenstellung haben jedoch bereits erhebliche Differenzen im Puffervolumen zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Regeleinrichtung für die Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine dahingehend zu verbessern, daß die Vorrichtung zur steuerbaren Veränderung des Sollwertes des Rückhub-Endpunktes bereits auf geringe Änderungen des Puffervolumens und des Druckes im Puffervolumen am Ende des Einspritzhubes anspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht in der sehr vorteilhaften Lösung der Aufgabe. Zunächst wird ein dem Istwert der axialen Schneckengeschwindigkeit entsprechendes Signa! mit einem Sollwert-Bezugssignal der axialen Schneckengeschwindigkeit nahe Null verglichen und sodann werden der Ist- und Sollwert des Einspritz-Endpunktes durch entsprechende Signale verglichen; beide Vergleichsglieder geben bei Übereinstimmung beider Werte je ein Eingangssignal auf dasselbe Koinzidenzglied. Liegen diese beiden Signale vor, dann gibt das Koinzidenzglied einer dritten Vergleichsvorrichtung ein Signal zur Auslösung eines Vergleichs des Druck-Ist- und Sollwertes, aus dem ein der Differenz zwischen beiden Werten entsprechendes Fehlersignal für die steuerbare Veränderung des Sollwertes des Rückhub-Endpunktes resultiert. Es werden demnach bereits ganz geringe Änderungen des Pufferraum-Druckes erfaßt und in die Regelung eingebracht.

Durch die DT-OS 22 53 464 ist es ferner bekannt, fünf unterschiedliche Steuersysteme nebeneinander für unterschiedliche Prozeßsteuerverfahren anzuwenden, darunter auch eine Drucküberwachungseinrichtung, die an beliebigen Stellen des Einspritzhubes einen Druckvergleich zwischen Ist- und Soll-Werten ermöglicht und bei Abweichungen die Bedienungsperson alarmieren soll, weiterhin eine Geschwindigkeitsbereichs-Überwachungseinrichtung, die als Koordinator für die vier anderen Untersysteme dient. Ein Druckvergleich zur Ermittlung der Puffer- bzw. Chargengröße als Fehlersignal ist dort nicht vorgesehen.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung des Spritzgießgerätes mit seiner Regeleinrichtung,

Fig.2 ein schematisches Schaltbild in Blockform der Regeleinrichtung,

Fig.3 ein Diagramm des Drucks im Formhohlraum zu der Zeit des Einspritzens, der Druckprüfung und der Kühlphase innerhalb eines Zyklus.

Nach Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 11 mit einer Spritzgießform 12 und einer Regeleinrichtung ausgerüstet, das auch eine elektrisch gesteuerte hydraulische Schaltung 13 enthält. Die Spritzgießmaschine 11 enthält einen langen Einspritzzyiinder 14 mit einer zylindrischen Schmelzkammer 15, an deren der Spritzgießform 12 zugewandten Ende eine Chargenkammer 15' ausgebildet ist. Axial in der Schmelzkammer 15 befindet

. Schnecke 16, die um ihre Achse drehbar und in j Schmeizkammer 15 axial verschiebbar ist und an α η der Spritzgießform 12 zugewandten Ende eine als irnritzkolben wirksame Stirnfläche 29 angeordnet ist. Das von der Spritzgießform 12 abeewandte Ende der 5 hmelzkammer 15 steht mit einem Einfülltrichter 21 r das Spritzgießmaterial über einen Durchgang 21a in Vrhindung, der mit dem unteren Ende des Einfüütrich-21 verbunden ist. Die am anderen Ende der Thmelzkainmer 15 befindliche Chargenkammer 15' io rift in eine Einspritzdüse 22 aus, die kein Rückschlagtil enthält und über eine Mündung 23 mit dem Formhohlraum 24 der Spritzgießform 12 in Verbindung

Formhohlraum 24 besteht aus zwei Formteilen und 26, die relativ zueinander durch einen Frmöffner 12A bewegt werden können, damit ein · · _n Formhohlraum 24 gespritzt und danach Das den Druckwechsel steuernde Signal startet auch den Haltezeitgeber 80 (F i g. 2) und einen Kühlzeitgeber 140 mit einer Laufzeit von 20 bis 25 Sekunden, der bei Ablauf das öffnen der Formteile 25 und 26 bewirkt, und veranlaßt schließlich auch die Messung des Druckes des geschmolzenen plastifizierten Materials in der Einspritzdüse 22, wenn die Schnecke 16 und somit auch die geschmolzene Charge in der Einspritzdüse 22 eine gegebene Geschwindigkeit aufweisen, nämlich wenn sie zur Ruhe kommen. Hierzu ist in der Einspritzdüse 22 ein Druckmesser 48 vorgesehen, der über einen nicht zusammendrückbaren Stift 49 mit einer flexiblen Membran 43 in der Düsenbohrungsfläche in Verbindung steht. Die Ausgangsleitung 50 des Druckmessers 48 liefert ein andauerndes analoges elektrisches Signal des Drucks des Spritzgießmaterials in der Einspritzdüse 22. Wenn der gemessene Druck, der auf einen Einspritzhub folgt, höher als ein gegebener Bezugswert ist, der dem

vorgesehen sein.

Die Schnecke 16 kann in beiden axialen Richtungen . Einspritzzylinder 14 durch einen an ihr befestigten hydraulischen Antriebskolben 27A bewegt werden, der in einem Zylinder 27ß gleitet; dieser ist durch den Kolben 27A in zwei Zylinderkammern 27C und 27D veränderbarer Größe unterteilt. Die Schnecke 16 und der Antriebskolben 27A werden von einem Motor 28 gedreht, dessen Ausgangswelle kraftschlüssig mit dem Kolben 27 A verbunden ist. .

Der Einspritz-Zyklus kann als beim Auswerfen eines _rit_zten Gegenstands aus dem Formhohlraum 24 beginnend betrachtet werden. Die Formteile 25 und 26 ι für eine Zeit offen, worauf der Formöffner ma

plastifizierteiu mat...,«, . ,

i^orreKiursignal erzeugt, das die Größe des Rückhubes der Schnecke 16 und damit auch die Größe der folgenden Charge herabsetzt. Wenn der geprüfte Düsendruck niedriger ist als der Bezugswert, wird durch ein Korrektursignal der Rückhub der Schnecke 16 und die folgende Charge vergrößert.

Die Einspritzdruck-Vorrichtung 41 besteht aus einer Pumpe, deren Einlaßende an ein^m Behälter mit hydraulischer Flüssigkeit und deren Auslaßende an der Leitung 41a liegt. Der Druck in der Leitung 41a wird durch ein Magnetventil 41Sauf einem Druck von etwa 180 atü gehalten. Das Magnetventil 41S verbindet die Leitung 41a über ein Überdruckventil für 180 atü mit

wird.der anbcuicrvu3gaii_6J.v.^.._& .-^, _o .....

liefert und anzeigt, daß der Formhohlraum 24 jetzt geschlossen ist. Danach wird innerhalb der hydraulischen Schaltung 13 der Regeleinrichtung ein Einspritzbefehl über die Leitung 40 an eine Einspritzdruck-Vorrichtung 41 gegeben, wodurch ein hydraulischer Druck in der Größenordnung von 180 atü über Leitungen 41A und 42 an die Zylinderkammer 27C des hydraulischen Zylinders 27 ö gelegt wird. Dadurch wird der Antriebskolben 27A mit der Schnecke 16 nach rechts vorgeschoben und dabei von der Stirnfläche 29 der Schnecke das in der Chargenkammer 15' angesammelte Material — die Charge — durch die Einspritzdüse 22 und deren Mündung 23 in den F01 mhohlraum 24 eingespritzt.

Die Einspritzbewegung der Schnecke 16 dauert an, bis deren Stirnfläche 29 den Einspritz-Endpunkt in der Chargenkammer 15' erreicht hat, der auch als »Pufferpunkt« bekannt ist. Ein Lage-Übertrager 44, der mit dem Kolben 27A oder der Schnecke 16 verbunden ist, liefert an seinem Ausgang 45 ein au? die Größe der Kolbenstellung bezogenes analoges Signal; wenn die Stirnfläche 29 den Pufferpunkt erreicht, wird durch das Signal des Lage-Übertragers 44 — nach Vergleich mit einem Bezugswert — der Einspritzdruck von 180 atü durch einen Haltedruck von etwa 36 atü ersetzt. Eine Haltedruckvorrichtung 46 ist mit ihrem Ausgang 46a über die Leitung 42 an die hydraulische Zylinderkammer 27C angeschlossen und wird durch ein elektrisches Signal auf der Leitung 47 gesteuert. Der Haltedruck am Kolben 27A bzw. an der Schnecke 16 dauert etwa 10 bis 12 Sekunden an.

tung 45 ein analoges Signal mit einer auf die axiale Lage der Schnecke 16 in dem Einspritzzylinder 14 bezogenen Größe. Der Lage-Übertrager 44 enthält ein Gestell 44A, das die Axialbewegung der Schnecke 16 gemäß Pfeil 44ß abbildet und ein Antriebsrad 44C, das einen Schleifkontakt relativ zu einem Spannungsteiler antreibt, der an eine Ausgangsleitung 45 eine in Größe der Stellung der Schnecke 16 in dem Einspritzzylinder 14 45 proportionale analoge Spannung liefert, die nach einer entsprechenden Verstärkung in einem Verstärker 70 (Fig.2) an ein zweites Vergleichsglied 72 für die Schneckenstellung im Pufferpunkt geführt ist, wo der Istwert der Stellung der Schnecke 16, wie er durch das 50 Ausgangssignal des Verstärkers /0 auf der Leitung 71 angezeigt wird, laufend mit dem Sollwert der vorgegebenen, festen Lage des Pufferpunktes der Schnecke verglichen wird, der von einem Pufferpunkt-Bezugspotentiometer 74 geliefert wird, das auf der Ausgangslei-55 tung 75 eine in der Größe auf den Pufferpunkt bezogene analoge Spannung gibt. Wenn Soll- und Ist-Wert übereinstimmen, wird von dem zweiten Vergleichsglied 72 für die Pufferstellung auf der Leitung 73 eine logische »1« gegeben, die anzeigt, daß die Stirnfläche 29 der do Schnecke 16 den Pufferpunkt erreicht hat. Diese logische »1« auf der Leitung 73, die zusammenfallend mit der den gewählten Pufferpunkt erreichenden Spitze 29 erzeugt wird, ist an die Setzklemme eines Flip-Flops 69 gelegt, der wiederum an seine Ausgangsleitung 76 65 eine logische »i« liefert, die an die Rückstellklemme eines Flip-Flops 78 geführt ist, wodurch dieser Flip-Flop zurückgestellt wird und seinen Ausgang auf der Leitung 40 auf eine logische »0« zurückführt. Darauf schließt

sich das Magnetventil 415für den Einspritzdruck bei der Ankunft der Stirnfläche 29 am Pufferpunkt. Der Flip-Flop 78 befindet sich in der Setz-Stellung und ist beim Schließen des Formhohlraumes 24 durch den Endschalter 12C gesetzt worden, wodurch an der Ausgangsleitung 12C eine logische »1« erzeugt wird, die den Flip-Flop 78 setzt und eine logische »1« an der Leitung 40 zum Einspritzdruckmagnetventil liefert.

Die logische »1« aus dem Flip-Flop 69 an der Leitung 76 ist ferner auch an den Eingang des Haltezeitgebers 80 gelegt, der ein monostabiler Multivibrator sein kann und an seiner Ausgangsleitung 82 eine logische »1« für etwa 10 bis 12 Sekunden liefert. Dieses Signal hält über die Leitung 47 das Magnetventil 465 offen und legt den Haltedruck von 36 atü an den Antriebskolben 27/4, wenn die Schnecke 16 gerade den Pufferpunkt erreicht hat.

Das Haltedruck-Zeitsignal mit der Dauer von 10 bis 12 Sekunden ist ferner auch über die Leitung 83 angelegt an die Setzklemme eines Flip-Flops 90, der an seiner Ausgangsleitung 56 eine logische »1« erzeugt, die sowohl an den Schneckenmotor 28, der die Schnecke 16 dreht, und auch an das Magnetventil 555 gelegt wird, das den Rückhub-Gegendruck von 4,5 atü an den Antriebskolben 27 Λ legt. Der Flip-Flop 90 bleibt in der Setz-Stellung, wodurch der Schneckenmotor 28 und das Magnetventil 555 erregt bleiben, bis er von einer logischen »1« an seiner Rückstell-Klemme zurückgestellt wird, die an der Leitung 92 auftritt, wenn die Schnecke 16 in der beschriebenen Weise ihren Rückhub-Endpunkt erreicht hat; dann tritt am Ausgang des Flip-Flops 90 an der Leitung 56 eine logische »0« auf, die den Schneckenmotor 28 und das Magnetventil 555abschaltet.

Das Signal an der Leitung 92 zum Zurückstellen des Flip-Flops 90 wird durch eine Vergleichseinrichtung 94 für den Rückhub-Endpunkt erzeugt, die mit ihrem einen Eingang an der Leitung 71 mit dem verstärkten Lagesignal aus dem Lage-Übertrager 44 für den Ist-Wert der axialen Lage der Schnecke 16 und mit ihrem anderen Eingang an der Ausgangsleitung 95 des Bezugs-Potentiometers % für den Sollwert des Rückhub-Endpunkles liegt. Bei Übereinstimmung von 1st- und Soll-Wert wird aus der Vergleichseinrichtung 94 auf die Leitung 92 das oben beschriebene Ausgangssignal gegeben.

Die logische »1« auf der Leitung 92 aus der Vergleichseinrichtung 94, die anzeigt, daß durch Zurückziehen der Schnecke auf den vom Bczugspotentiometcr 96 festgelegten Rückhub-F.ndpunkt die gewünschte Charge sich vor der Stirnfläche 29 angesammelt hat, liegt auch am Eingang einer Riickzich-Vcrglcichscinrichtung 100, die zwei Eingänge besitzt, von denen der eine am verstärkten Ausgangssignal des Lagc-Übertrngcrs 44 auf der Leitung 71 und der andere am Ausgangssignal eines Rückzieh-Bezugspotcntiomctcrs 102 auf der Leitung 101 liegt, dessen Wert auf einen Riickzichpunkt bezogen ist, auf den die Rück/.ich·Vorrichtung 60 den Antricbskolbcn 27/\ bzw. die Schnecke 16 über den Rückhub-Endpunkt hinaus um einen festen Betrag zurückziehen soll, um — wie beschrieben - eine Dekompression der vor der Stirnfläche 29 angesammelten Charge zu bewirken. Beispielsweise kann der Rückzich-Bctrag auf 12,5 mm eingestellt sein. Dn aber der durch das Bczugspotcnliomctcr% jeweils vorgegebene Rückhub-Endpunkt entsprechend dem jeweils gemessenen Düsendruck von Charge zu Charge schwanken kann, schwankt entsprechend auch das Bezugspotential auf der Leitung 101 von einem Arbeitsgang zum anderen. Das Bezugspotential auf der Leitung 101 folgt somit dem Bezugspotential auf der Leitung 95 von einem Arbeitsgang zum anderen, überschreitet dieses dabei aber stets um einen festen Wert.

Wenn die Schnecke 16 den vom Potentiometer 96 vorgegebenen Rückhub-Endpunkt erreicht hat, wird eine logische »1« auf der Leitung 92 erzeugt, die unter

ίο anderem einem Eingang der Rückzieh-Vergleichseinrichtung 100 angelegt ist. Dieses Eingangssignal liefert den Ausgang einer logischen »1« auf der Leitung 62 zum Rückziehventil 605, das öffnet und über die Leitung 61 hydraulischen Druck an die Zylinderkammer 27D legt, um den Antriebskolben 27-4 weiter zurückzuziehen. Diese logische »1« an der Leitung 62, das mit dem Erreichen des durch das Bezugspotentiometer % vorgegebenen Rückhub-Endpunktes beginnt, wird von einem Ausgang der Vergleichseinrichtung 94 auf der Leitung 92 geliefert und dauert an, bis die Signale auf den Leitungen 71 und 101 gleich sind und anzeigen, daß der Antriebskolben 27,4 bzw. die Schnecke 16 die gewünschte Rückziehstellung erreicht hat. Wenn die Eingangssignale 71 und 101 an der Rückzieh-Vergleichseinrichtung 100 gleich sind, kehrt deren Ausgang auf eine logische »0« zurück, wodurch das Zurückziehen des Antriebskolbens 27 A durch Schließen des Rückzichventils 605beendet wird.

Der Druck in der Einspritzdüse 22 nach der Einspritzphase wird mit dem Druckmesser 48 gemessen, wenn die Schnecke 16 eine vorbestimmte Geschwindigkeit aufweist, d. h. wenn sie zur Ruhe gekommen ist; das Schmelzmaterial in der Einspritzdüse 22 besitzt dann ebenfalls die Geschwindigkeit Null und in der Zeit, bis das eingespritzte Material in der Mündung 23 erstarren kann, ist der Düsendruck somit gleich dem Druck im Formhohlraum 24.

Das Prüfen des Düsendrucks hinter der Einspritzphase eines Arbeitsganges erfolgt, wenn die Stirnfläche 29 der Schnecke 16 den Pufferpunkt erreicht hat und zur Ruhe gekommen ist, durch geregeltes Eingeben des Ausgangs des Druckmessers 48 auf der Leitung 50 (nach Verstärkung in einem Verstärker 105) an eine dritte Vergleichsvorrichtung 106, die auf ein Druckbezugssignal auf der Leitung 108 des Druckbczugspoteniiomcters 109 anspricht. Dieses geregelte Eingeben erfolgt durch eine in der Ausgangsleitung 50 des Druckmessers 48 liegende Prüfschaltung 110, die von einer logischen »1« an der Ausgangsleitung 111 eines Koinzidcnzglic des 112 gesteuert wird, wenn an diesem zwc Eingangssignalc anliegen. Das eine Eingangssignal is cine logische »1« an der Leitung 76, wenn die Schneckt 16 den Puffcrpunkt erreicht hat. Das andere Eingangs signal am Koinzidcnzglicd 112 ist das Ausgangssigna

ss (an der Leitung 114) eines ersten Vcrgleichsglicdes 115 die das Geschwindigkcit-Bczugspotcntial Null al Sollwert auf der Leitung 116 des Gcschwindigkcits-Bc zugspotcntiomctcrs 117 mit dem an der Ausgangslci lung 118 eines Differcnzicrglicdcs 119 vergleicht, de die Ableitung j, des Ausgangs des Lagc-Übcrtragei

44 ist. Wenn also die Schnecke 16 den Puflerpunkt bi einer Geschwindigkeit nahe Null erreicht hat, wird voi Koinzidcnzglicd 112 ein Ausgangssignal an die Prii i's schaltung 110 gegeben, die dann das Ausgangssignal di Druckmessers 48 als Ist-Wert fin die dritte Vergleich vorrichtung 106 weitergibt, wo es mit dem Ausgang di Schmclzdruckbezugspotcntiometcrs 109 als Sollwc

verglichen wird.

Wenn bei zu großer Charge der Istwert des Düsendruckes, wie er als Signalwert auf der Leitung 120 anliegt, den Sollwert überschreitet, der durch das Bezugssignal auf der Leitung 108 anliegt, wird eine logische »1« als Fehlersignal an die Vergleichsausgangsleitung 121 gegeben. Dieses Signal stellt den Flip-Flop 122 zurück, was eine logische »0« an der Flip-Flop-Ausgangsleitung 123 zu einem Motorsteuergerät 124 ergibt, das die Drehrichtung eines Motors 125 bestimmt, der zur Korrektur das Bezugspotentiometer % auf einen kleineren Rückhub hin verstellt, was wiederum den Signalwert auf der Ausgangsleitung 95 herabsetzt. Wenn aber der Istwert des Düsendruckes wegen einer zu kleinen Charge kleiner ist als der Sollwert, wird eine logische »0« an die Leitung 121 gelegt. Eine logische »0« auf der Leitung 121 kann den Flip-Flop 122 nicht zurückstellen, so daß eine logische »1« am Flip-Flop-Ausgang 123 erscheint, wodurch das Motorsteuergerät 124 den Motor 125 in der Richtung antreibt, in der das Potential auf der Leitung 95 des Bezugspotentiometers 96 ansteigt, wodurch der Rückhub vergrößert wird.

Ist der Istwert des Düsendruckes genau gleich dem Sollwert so wird der Ausgang der dritten Vergleichsvorrichtung 106 bei einer logischen »0« liegen, so daß der Flip-Flop 122 so gesetzt bleibt, wie er vorher durch eine logische »1« als Eingang an seiner Setzklemme gesetzt worden ist, als die Schnecke 16 den Pufferpunkt erreicht hatte und der Flip-Flop 69 gesetzt worden war. Wenn der Flip-Flop 122 in dem Setzzustand gelassen wird, liegt eine logische »1« an der Flip-Flop-Ausgangsleitung 123, wobei die Charge also erhöht wird, obwohl 1st- und Sollwert gleich sind; da aber der Ist- und der Sollwert des Druckes nur selten genau gleich sind, wird nur selten ein kleinerer Fehler durch unnötiges Vergrößern der Charge erzeugt. Durch die Inkaufnahme dieses gelegentlichen kleinen Fehlers wird aber die Regelschaltung sehr vereinfacht; die Kostenverringerung, die durch Vereinfachung erzielt wird überwiegt aber bei weitem diesen kleinen Fehler.

Ohne Rücksicht darauf, ob eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Charge angezeigt wird, tritt das Ausgangssignal des Motorsteuergeräts 124 auf der Leitung 124Λ zum Potentiometermotor 125 für ein gegebenes Zeitintervall auf. Dieses Intervall entsteht durch einen Korrekturzeitgeber 130, der die Form eines monostabilen Multivibrators annehmen kann, der auf seiner Ausgangsleitung 131 einen Impuls von einer an einem Wählschalter 132 einstellbaren Dauer liefert, wobei der Impuls bei Aufnahme einer logischen »1« als Eingang des Zeitgebers 130 auf der Leitung 76 ausgelöst wird, der mit dem Erreichen des Pufferpunktes durch die Schnecke 16 zusammenfällt. Die Polarität des Signals vom Motorsteuergerät 124 auf der Leitung 124Λ, das die Drehrichtung des Motors 125 — und somit eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung der Charge — bestimmt, richtet sich von einem Arbeitsgang zum nächsten danach, ob der Flip-Flop 122 gesetzt ist. Durch den Vergleich des Düsenschmelzdrucks mit dem gewünschten Schmclzdruck ist das Intervall, während dem der Ausgang an der Leitung 124,4 liegt, und somit die Dauer, während der der Motor 125 betrieben wird, und der Betrag, um den das Bezugspotential auf der Leitung 95 ansteigt oder abnimmt, bei einer besonders einfachen Ausgestaltung von einem Arbeitsgang zum <\s nächsten konstant; dabei wird die Größe der Änderung des Rückhub-Endpunkl-Potcntials pro Arbeitsgang an der Leitung 95 so gewählt, daß es kleiner als die Korrektur ist, die pro Arbeitsgang erwartet wird, so daß bei einem einzelnen Arbeitsgang eine Überkorrektur nicht möglich wird.

Das Ausgangssignal an der Leitung 76 des Flip-Flops 69, das zusammenfallend mit der Ankunft der Schnecke 16 am gewünschten Pufferpunkt erzeugt wird, ist auch das Eingangssignal des Kühlzeitgebers 140 zum Auslösen einer logischen »1« als Kühlsignal an der Ausgangsleitung 141 mit einer Dauer von z. B. 20 bis 25 Sekunden, die durch einen Kühlwählschalter 142 eingestellt wird. Nach Ablauf der Kühlzeit kehrt sich der Ausgang an der Ausgangsleitung 141 des Kühlzeitgebers in eine logische »0« um, was wiedejrum den Zeitgeber 145 für das Offenstehen der Spritzgießform 12 auslöst und so einen Impuls von 10 bis 12 Sekunden Dauer auf der Leitung 124Λ am Formöffner 12Λ erzeugt. Wenn dieser Zeitgeber ausläuft, kehrt sich der Ausgang an der Leitung 12A'in eine logische »0« um, was den Formöffner 12A abschaltet. Der Zeitgeber 145 kann die Spritzgießform 12 eines monostabilen Multivibrators haben, der von der Hinterkante des Ausgangsimpulses des Kühlzeitgebers 140 auf der Leitung 141 ausgelöst wird. Die Dauer des Zeitgebers für das Offenstehen der Form kann durch einen entsprechenden Wählschalter 146 eingestellt werden.

Zum Betätigen der Regeleinrichtung muß der Operateur zunächst die Spritzgießmaschine durch Einstellen von Wählschaltern und anderer Variabler vorbereiten. Insbesondere stellt er das Bezugspotentiometer 109 für den Düsendruck ein. Außerdem muß das Bezugspotentiometer 117 für die Nullgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß an seiner Ausgangsleitung 116 ein Bezugspotential erscheint, das auf die Schnekkengeschwindigkeit von etwa Null bezogen ist, da dieses Sollwertpotential dann, mit dem Istwert-Signal der tatsächlichen Schneckengeschwindigkeit auf der Leitung 118 verglichen, den Zeitpunkt bestimmt, an dem der Düsendruck zur zuverlässigsten Erfassung des Form-Hohlraumdrucks und somit der eingespritzten Chargengröße geprüft werden soll. Auch das Bezugspotentiometer 74 für die Lage des Pufferpunktes und das Rückzieh-Bezugspotentiometer 102 müssen zweckentsprechend eingestellt werden, ebenso die Länge des Impulsausgangs des Korrekturzeitgebers 130 an dem Korrekturwählschalter 132. Ähnlich werden auch der Kühlzeitgeber 140 und der Zeitgeber 145 für den Formöffner YlA, die vorzugsweise ebenfalls monostabile Multi vibratoren sind, durch die Wählschalter 142 und 146 eingestellt.

Der Arbeitsablauf ist wie folgt: Als Startpunkt wird angenommen, daß ein gespritzter Gegenstand gerade aus dem Formhohlraum 24 durch Trennen dei Formteile 25 und 26 unter der Wirkung des Formöffnen 12Λ ausgeworfen worden ist, daß die Spritzgießform 12 jetzt geschlossen ist und der Endschalter 12C eint logische »1« als Signal an seine Ausgangsleitung 12C legt. Zu dieser Zeit befindet sich die Schnecke 16 it ihrem Rückhub-Endpunkt. Der Schncckcnmotor 21 wird abgeschaltet, da die Menge des plastifizicrtci Materials vor der Stirnfläche 29 für die nächste Chargi den gewünschten korrigierten Wert erreicht hat.

Die Betätigung des Endschalters 12Cbcim Schließei der Formteile 25 und 26 erzeugt eine logische »1« al Ausgang des Endschalters auf der Leitung 12C, der ai die Setzklemme des Flip-Flops 78 gelegt ist. Dies set2 den Flip-Flop 78 und erzeugt eine logische »1« als Signt an seiner Ausgiingslciliing 40 zum Einspritzdruck-Ma gnclvcntil 415, das über die hydraulische Leitung *»1

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einen Einspritzdruck von 180 atü an die Zylinderkammer 27Clegt, um den Antriebskolben 27A und damit die Schnecke 16 zur Einspritzdüse 22 zu drücken, und die Charge von plastifiziertem Material vor der Stirnfläche 29 weiter über die Mündung 23 in den Formhohlraum 24 zu spritzen, bis die Stirnfläche 29 den vorgegebenen Pufferpunkt erreicht hat. Dann hat das Istwert-Signal des Lage-Übertragers 44 einen Wert gleich dem Sollwert-Potential für den Pufferpunkt auf der Ausgangsleitung 75 des Pufferpunktbezugspotentiometers 74 erreicht, wodurch das zweite Vergleichsglied 72 eine logische »1« als Ausgang an der Leitung 73 zum Setzen des Flip-Flops 69 und weiterhin eine logische »1« als Signal an der Flip-Flop-Ausgangsleitung 76 erzeugt. Diese logische »1« als Ausgangssignal an der Leitung 76 stellt den Flip-Flop 78 zurück, wodurch dessen Ausgang an der Leitung 40 zu einer logischen »0« zurückgeführt wird, woraufhin das Einspritzdruck-Magnetventil 415 abschaltet und den Einspritzdruck am Antriebskolben 27 A beendet.

Die logische »1« am Ausgang des Fllip-Flops 69, die zusammenfallend mit dem Erreichen des Pufferpunkts durch die Schnecke erzeugt wird, liegt am Eingang des monostabilen Haltedruck-Zeitgebers 80, der an seiner Ausgangsleitung 82 eine logische »1« als Signal von einer Dauer von 10 bis 12 Sekunden zum öffnen des Magnetventils 46S liefert, das einen Haltedruck von 36 atü über die hydraulischen Leitungen 46a und 42 an den Antriebskolben 27A legt.

Die logische »1« als Ausgang des Flip-Flops 69, die zusammenfallend mit dem Erreichen der Pufferpunktlage durch die Stirnfläche 29 erzeugt wird, liegt auch an dem einen Eingang des Koinzidenzgliedes 112, das den Ausgang des Schmelzdruckübertragers 48 dann prüft, wenn die Schnecke ihre Geschwindigkeit auf etwa Null verringert hat, wie es durch das erste Vergleichsglied

115 bestimmt wird, das das Spindelgeschwindigkeits-Istwertsignal auf der Leitung 118 mit einem Signal des Geschwindigkeits-Sollwertpotentials auf der Leitung

116 vergleicht, das etwa Null ist. Wenn der Signalwert des Druck-Istwertes auf der Leitung 120 beispielsweise über dem des Drucksollwertes auf der Leitung 108 liegt, wird eine logische »1« als Signal von der dritten Vergleichsvorrichtung 106 geliefert, das den Flip-Flop 122 zurückstellt und dadurch eine logische »0« als Signal an den Eingang des Motorsteuergeräts 124 auf der Leitung 123 legt, das den Motor 125 bei Erregung durch den Korrektur-Zeitgeber 130 für ein gegebenes Korrekturintersall, das von der Einstellung des Korrekturwählschalters 132 abhängt, in der entsprechenden Richtung antreibt. Die Bewegung am Motor 125 bewirkt in dieser Richtung bei einem festen, durch die Impulsbreite des Ausgangs des Zeitgebers 130 bestimmten Intervall, daß der Sollwert am Bezugspotentiometer % für den Rückhub-Endpunkt vom Motor 125 auf einen kleineren Wert eingestellt wird. Dadurch wird das Bezugspotential an der Leitung 95 um den festen Wert korrigiert, der von dem Bezugswählschaltcr 132 stammt.

Das Auslösesignal 76 des Flip-Flops 69, das zusammen mit dem Erreichen des Pufferpiinkts durch die Schnecke 16 die Beendigung der Einspritzphasc signalisiert, setzt ferner über den Haltczcitgcbcr 80 den Flip-Flop 90 und schaltet den Schneckcnmotor 28 und das Rückhub-Magnetventil 555 ein, das einen Gegendruck von 4,5 atü an den Antricbskolben 27A legt. Bei eingeschaltetem Schneckenmotor 28 und Magnetventi 555 beginnt die Plastifizierung des Materials für di< nächste Charge; vor der Stirnfläche 29 sammelt siel plastifiziertes Material an, wodurch die Schnecke H zurückgedrückt wird. Wenn die Stirnfläche 29 dei korrigierten Rückhub-Endpunkt erreicht hat, wird vor der Vergleichseinrichtung 94 ein Signal gegeben, da; den Flip-Flop 90 zurückstellt und so den Schneckenmo tor 28 und das Magnetventil 555 abschaltet. Außerclerr

ίο stellt der Ausgang der Vergleichseinrichtung 94 auf dei Leitung 92 den Flip-Flop 69 zurück und bereitet ihn füi den nächsten Vorgang vor, wie auch die Rückzieh-Ver gleichseinrichtung 100, die das Ventil 605 einschaltei und so hydraulischen Rückziehdruck anlegt und dadurch die Schnecke 16 um den durch das Sollwert-Potentiometer 102 vorgegebenen festen Betrag weiter zurückzieht, bis der Istwert auf der Leitung 71 und der Sollweri auf der Eingangsleitung 101 der Rückzieh-Vergleichseinrichtung 100 gleich sind und so den Ausgang auf der Leitung 62 bestimmen, der wiederum das Ventil 6Oi abschaltet und den Kolben 27A stillsetzt.

Nunmehr ist die Spritzgießmaschine in Bereitschaft bis der Kühlzeitgeber 140 abgelaufen ist, der bei Erreichen des Pufferpunkts durch die Schnecke 16 am Ende der Einspritzung gestartet worden war. Sodann wird der Formöffnerzeitgeber 145 betätigt, wodurch aul der Leitung 12A'eine logische »1« als Signal für den Formöffner 12Λ erzeugt wird, der die Spritzgießform 12 öffnet und das gespritzte Teil auswirft. Die Spritzgießform 12 bleibt offen, bis der Formzeitgeber 145 abgelaufen ist, worauf die Formteile 25 und 26 geschlossen werden und der Endschalter 12C ausgelöst wird. Dann wird eine logische »1« als Signal an den Ausgang der Leitung 12C'gegeben, um den Flip-Flop 78 zu setzen, der in der beschriebenen Weise den Einspritzvorgang startet.

F i g. 3 zeigt ein Diagramm des Drucks im Formhohlraum 24 zur Zeit des Einspritzens, der Düsendruckprüfung und der Kühlphase. Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß die Schnecke zunächst beschleunigt wird, wobei der Druck des plastifizierten Materials in der Düse auf einen Spitzenwert ansteigt und danach abnimmt, während die Stirnfläche 29 die sich noch gegen die Mündung 23 bewegt und Material in den Formhohlraum 24 spritzt,

langsamer wird. Der Druck bleibt mehr oder weniger für eine kurze Zeit konstant, die beginnt, wenn die Schneckenbewegung angehalten worden ist und das Einspritzen beendet worden ist, und bis zu dem Zeitpunkt weitergeht, an dem die Mündung 23 durch

so Erstarren des plastifizierten Materials in ihr verschlossen wird. Während dieses Intervalls von der Geschwindigkeit Null wird der Ausgang des Druckmessers 48 finden Vergleich mit dem vom Potentiometer 109 gelieferten Bezugsdruck geprüft. Während dieser Zeit,

SS die der Beendigung der Schneckenbewegung folgt und bei der auch die dynamische Druckkomponente Null ist, und zwar bevor die Mündung 23 durch Erstarren des plastifizierten Materials verschlossen ist, ist der Druck in der Düse, der vom Druckmesser 48 gemessen wird,

praktisch gleich dem Druck des plastifizierten Materials im Formhohlraum 24. Nach dem Verschließen der Mündung 23 nimmt der Druck im Formhohlraum 24 mit dem Abkühlen und Schrumpfen des gespritzten Gegenstandes ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regeleinrichtung für die Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine, mit einer in einem Einspritzzylinder drehbar und axial verschiebbar gelagerten Schnecke zum Fördern, Plastifizieren und Einspritzen einer Spritzgießmasse in eine Spritzgießform, mit einer Vorrichtung zur steuerbaren Veränderung des Sollwertes des Rückhub-Endpunktes, der die Lage der Schnecke am Ende des Förder- und Plastifizierungshubes kennzeichnet, zur Korrektur des Einspritzvolumens der einzuspritzenden Spritzgießmasse in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen einem gemessenen Istwert und einem einstellbaren Sollwert des Einspritz-Endpunktes, der die Lage der Schnecke am Ende des Einspritzhubes kennzeichnet, sowie in Abhängigkeit von einem am Ende des Hinspritzhubes in der SpritzgieOmasse vor der Schnecke gemessenen Druck-Istwert, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Ein erstes Vergleichsglied (115), durch das ständig ein Bezugssignal (116) entsprechend einem Sollwert einer axialen Schneckengeschwindigkeit nahe Null beim Einspritzhub mit einem Signal (118) entsprechend dem Istwert der axialen Schneckengeschwindigkeit vergleichbar und bei Übereinstimmung beider Werte ein Ausgangssignal (114) einem ersten Eingang eines Koinzidenzgliedes (112) zuführbar ist,

   b) ein zweites Vergleichsglied (72), durch das ein Bezugssignal (71) entsprechend dem Istwert des Einspritz-Endpunktes mit einem Signal (75) entsprechend einem Sollwert des Einspritz-Endpunktes vergleichbar und bei Übereinstimmung beider Werte ein Ausgangssignal (76) dem zweiten Eingang des Koinzidenzgliedes (112) zuführbar ist,

   c) durch eine dritte Vergleichsvorrichtung (106), durch die bei Vorliegen eines Ausgangssignals (111) des Koinzidenzgliedes (112), das bei Vorliegen des Ausgangssignals (114) des ersten Vergleichsgliedes (115) und bei Vorliegen des Ausgangssignals (76) des zweiten Vergleichsgliedes (72) der dritten Vergleichsvorrichtung (106) zuführbar ist,

   ein Signal (50) entsprechend dem in der Spritzmasse vor der Schnecke (16) am Ende des Einspritzhubes gemessenen Druck-Istwert mit einem Signal (108) entsprechend einem Druck-Sollwert vergleichbar und ein der Differenz zwischen Druck-Ist- und Druck-Sollwert entsprechendes Fehlersignal (121) für die steuerbare Veränderung des Sollwertes des Rückhub-Endpunktes erzeugbar ist.