DE2358911A1 - Regeleinrichtung fuer spritzgussmaschinen - Google Patents

Regeleinrichtung fuer spritzgussmaschinen

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DE2358911A1
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DE
Germany
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pressure
injection
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speed
voltage
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DE2358911A
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English (en)
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Heinz Ing Behr
Horst Dipl Kfm Ing Graf
Helmut Dipl Ing List
Franz Dipl Ing Mayer
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AVL List GmbH
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AVL List GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78Measuring, controlling or regulating of temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material

Description

  • Regeleinrichtung für Spritzgußmasohinen Die Erfindung#betrifft eine Regeleinrichtung für Spritzgußmaschlnens insbesondere mit Schneckenkolbenplastifizierung, zum Verarbeiten hochpolymerer Werkstoffe, mit einem den Massedruck im Werkzeug erfassenden Meßwertaufnehmer und einer von diesem gesteuerten, den Spritzdruck in Abhängigkeit vom Massedruck beeinflussenden Steuereinheit.
  • Im Zuge der ständigen Weiterentwicklung der Spritzgußtechnik sind die Anforderungen hinsichtlich der Qualität der Spritzgußteile, namentlich bezüglich ihrer Maßhaltigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Verzugsfreiheit außerordentlich gestiegen. Da für diese Eigenschaften der Spritzgußteile zahlreiche Baktoren maßgeblich sind, -die teils in der Konstruktion der Maschine und des Werkzeuges begründet sind, teils von den Ei#enschaften des Jeweils verwendeten Werkstoffes abhängen, in erheblichem Maße aber durch die Verarbeitungsparameter, wie Druck, Temperatur und Einspritzgeschwindigkeit bestimmt werden, geht die neuere Entwicklung der Präzisionsspritztechnik dahin, mittels Digitalisierung der Einstellmechanismen für die Verarbeitungsparameter bzw. durch Überwachungsfühler in Maschine und Werkzeug eine Konstanthaltung der Soll-Zustandsgrößen im Werkzeug, aber auch eine bessere Reproduzierbarkeit dieser Bedingungen zu erreichen.
  • Im Zuge dieser Entwicklung der Präzisionsspritzgußtechnik ist bereits eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art für Spritzgußmaschinen bekannt geworden, bei weloher der im Werkzeug selbst gemessene Massedruck zur Regelung des Spritzdruckes, also des auf den Kolben der Maschine wirksamen hydraulischen Druckes, herangezogen wird. Von Nachteil ist bei dieser bekannten Einrichtung die Übertragung des Massedruckes auf den Meßwertaufnehmer über einen aus dem Formenhohiraum nach außen führenden Stift, der auf eine Lasche des Meßwertaufnehmers druckt und diese verformt. Die Genauigkeit dieser Art Druckmessung ist durch die sich ändernden Reibungsverhältniosse an den Übertragungselementen stark beeinträchtigt, was sich naturgemäß auch auf den-Regeleffekt ungünstig auswirkt.
  • Es ist nun das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Ausführung vermeidet und bei der die für die Qualität der Formteile maßgeblichen Verarbeitungsparameter auf optimalen Werten gehalten und jederzeit reproduzierbar sind. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß außer dem Meßwertaufnehmer für den Massedruck mindestens noch ein Meßwertaufnehmer für die Fließfrontgeschwindigkeit und bzw. oder die Massetemperatur im Werkzeug vorgesehen ist, und daß der Spritzdruck und bzw. oder die Einspritzgeschwindigkeit, insbesondere die Schneckenvorlaufgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßwertaufnehmer gesteuert ist, bzw. sind.
  • Durch die Erfassung der genannten Regelgrößen-und deren Einflußnahme auf die Maschineneinstellung werden die teils durch Maschine teils durch Umwelteinflüsse verursachten Ahweichungen der Verarbeitungsparameter korrigiert und während der gesamten Betriebsdauer optimale Verarbeitungsbedingungen selbsttätig aufrechterhalten. Nach Vorgabe der zulässigen Toleranzgrenzen, die für die Verarbeitungsparameter Druck- und Fließfrontgeschwindigkeit im Werkzeug größer sein müssen als die statistischen Kurzzeitschwankungen dieser Werte, kann bei Uberschreitungen der Toleranzgrenzen durch einen entsprechenden Eingriff in den Steuerungsmechanismus für Druck und Einspritzgeschwindigkeit ein Verstellen auf den vorgegebenen Soll-Wert innerhalb der Toleranzgrenzen erfolgen. Die Regelkreise arbeiten wohl voneinander unabhängig, doch beeinflussen sie sich fortwährend durch den physikalischen Zusammenhang zwischen Druck und Fließfrontgeschwindigkeit. Durch diese Ausbildung der Regeleinrichtung wird-der Druck-Zeit-Verlauf im Werkzeug in Abhängigkeit der -Toleranzgrenzen konstant gehalten.
  • Um den Massedruck meßtechnisch am besten erfassen zu können, empfiehlt es sich, den Meßwertaùfnehmer so auszubilden, daß seine Meßfläche direkt mit der Masse in Kontakt steht. Damit werden die Einflüsse von Übertragungselementen, die die Reproduzierbarkeit der Messung beeinträchtigen, ausgeschaltet. Von den Meßwertaufnehmern für den Druck ist außerdem eine gute Linearität, geringe Temperaturempfindlichkeitund undgute Reproduzierbarkeit bei kleinen Abmessungen zu fordern, also Voraussetzungen, die beispielsweise von piezoelektrischen oder Dehnmeßstreifen-Druckgebern erfüllt werden.
  • Die Messung der Fließfrontgeschwindigkeit erfolgt durch Ermittlung der Zeitspanne, welche die Masse beim Einspritzvorgang zum Zurücklegen einer vorbestimmten Meßstrecke benötigt, an deren Anfang und Ende Thermofühler gleicher Empfindlichkeit als Auslösedetektoren für Start rund Stop des Zählwerks angeordnet sind. Auch für die Fließfrontgeschwindigkeit werden Toleranzgrenzen vorgegeben, bei deren Über- bzw. Unterschreiten ein Regeleingriff am Stuerglied für die Einspritzgeschwindigkeit erfolgt.
  • Die Regelung der Temperatur, die nicht unmittelbar Gegenstand der Erfindung ist, erfolgt im wesentlichen nach bekannten Prinzipien, die hier nicht näher erläutert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es für eine weitere Erhöhung der Regelpräzision vorteilhaft sein, einen weiteren Meßwertaufnehmer für die Werkzeugtemperatur vorzusehen und dieselbe als zusätzliche Einflußgröße zur Steuerung des Spritzdruckes und bzw.
  • oder Einepritzgeschwindigkeit, insbesondere der Schneckenvorlaufgeachwindigkeit heranzuziehen. Diese Art einer temperaturabhängigen Regelung unterscheidet sich somit von der bei Spritzgußmaschinen allgemein üblichen thermostatischen Regelung der Beheiung des Massezylinders, da sie nicht auf die Temperatur des plastifizierten Werkstoffes, sondern vielmehr auf dessen Druck bzw. Einspritzgeschwindigkeit Einfluß nimmt.
  • Da der im Werkzeug gemessene Massedru#ck und der als Spritzdruck wirksame hydraulische Druck weder identisch sind noch in einem einfachen Proportionalitätsverhältnis zueinander stehen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zur Berücksichtigung der jeweiligen Beziehung zwischen Massedruck und Spritzdruck ein das Steuerglied für den Spritzdruck beeinflussendes, kalibrierbares Proportionalglied vorgesehen. Dieses sorgt dafür, daß eine Überschreitung der Toleranzgrenzen für den Massedruck zu einer in entgegengesetztem Sinne wirksamen Änderung des Spritzdruckes in einem solchen Ausmaß führt, daß die Abweichung des Nassedruckes kompensiert und dieser wieder in das Toleranzfeld zurückgeführt-wird.
  • Für die schaltungstechnische Burchbildung der Regeleinrichtung nach der Erfindung stehen dem versierten Fachmann verschiedene Aus-füh#ungsmöglichkeiten zu Gebote. Als be#sonders einfach und funktionssicher hat sich jedoch eine Ausbildung der Regeleinrichtung erwiesen, bei der dem Meßwertaufnehmer für den Massedruck über einen Ladungsverstårker zwei parallel geschaltete Steuerkreise nachgeschaltet sind, von denen einer einem oberen und der andere einem unteren zulässigen Grenzwert des Massedrucks zugeordnet ist und in welchen je ein Spitzenspannungsspeicher, ein Level-Detektor und eine monostabile Kippstufe in Serie geschaltet sind, wobei an die Ausgänge der monostabilen Kippstufen ein Spannungsintegrator angeschlossen ist, der die Spännungsimpulse der monostabilen Kippstufen speichert und über einen Leistungsverstäyker dem Stbuerglied für den Spritzdruck zuführt, wobei die Höhe des von den monostabilen Kippstufen ibgegebenen Spannungsimpulses vom Proportionalglied bestimmt ist.
  • Nach erfolgter Kalibrierung des Proportionalgliedes läuft daher der gesamte Druckregelvorgang vollautomatisch ab.
  • Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind zur Bildung des der Beziehung zwischen Massedruck und Spritzdruck entsprechenden elektrischen übersetzungsverhältnisses dem Proportionalglied die dem maximalen Massedruck-Sollwert entsprechende Spannung und über eine Kalibriertaste die am Steuerglied für den Spritzdruck von Hand eingestellte, dem Spritzdruck-Sollwert entsprechende Steuerspannung als Vergleichsgrößen zugeführt. Der Voreinstellung des Spritzdruckes an dem betreffenden Steuerglied können zweckmäßigerweise einige Probespritzungen vorausgehen, um den für den betreffenden Fall optimalen Spritzdruck zu ermitteln.
  • Erfindungsgemäß kann weiters an die Ausgänge d-er Level-Detektoren beider Druck-Steuerkreise ein Grenzwert-Überwachungsgerät angeschlossen sein, das bei Überschreiten des oberen bzw. bei Unterschreiten des unteren zulässigen Grenzwertes des Massedrucks ein optisches und bzw. oder ein akustisches Signal abgibt.
  • Auf diese Weise wird, insbesondere bei wiederholtem Ansprechen des Überwachungsgerätes, die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson auf das Vorhandensein irgendeiner Störung gelenkt. Allenfalls bestünde sogar die Möglichkeit, anhand der vom Überwachungagerät abgegebenen Signale zumindest vorübergehend den Spritzdruck von Hand nachzuregeln.
  • Gemäß einer#weiteren Ausgestaltung des-Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Meßwertaufnehmer für die Pließfrontgeschwindigkeit aus zwei im Werkzeug in Fließrichtung im Abstand voneinander angeordneten Thermofühlern, z.B. Thermoelementen besteht, denen je ein Verstärker und ein Level-Detektor nachgeschaltet ist, daß an die Auagängesder Level-Detektoren über eine Triggereinheit ein Digitalzähler angeschlossen ist, dem in zwei parallel geschalteten Steuerkreisen#je ein Digital-Komparator und eine monostabile Kippstufe folgen, deren einstellbare Spannungssignale über einen Leistungsverstärker dem Stellglied für die Einspritzgeschwindigkeit zugeführt sind, wobei an dem einen Digital-Komparator die maximale und am anderen Digital-Komparator die minimal gewünschte Fließfrontgeschwindigkeit einstellbar ist. Dabei kann durch die Veränderund der Ausgangsspannung an den monostabilen Kippstufen, ähnlich wie bei der Druckregelung, die Relation zwischen der Fließfrontgeschwindigkeit und der Schnecken vorlaufgeschwindigkeit entsprechend eingestellt werden.
  • In ähnlicher Weise wie bei der Druckregelung kann schließlich erfindungsgemäß an die Ausgänge der Digital-Komparatoren beider Geschwindigkeits-Steuerkreise ein optisches und bzw. oder akustisches Warngerät angeschlossen werden. Damit ist auch für die Geschwindigkeitssteuerung eine echte individuelle Überwachungsmöglichkeit der Regeleinrichtung gegeben.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanordnung einer mit einer erfind ungsgemäßen Regeleinrichtung ausgestatteten Präzisions-Spritzgußmaschine, Fig. 2 ein Gesamtschaltbild einer Regeleinrichtung nach der Erfindung und Fig. 3 ein die Druckregeiiung betreffendes Diågramm.
  • Die Darstellung der Fig. 1 beschränkt sich auf den erfindungswesentlichen Bereich einer nach dem Schnekkenkolben-Plastifizierungssystem arbeitenden Spritzgußmaschine. In dem mit 1 bezeichneten, mit Heizwicklungen 2 versehenen Massezylinder ist der Schnekkenkolben 3 drehbar und axial verschieblich angeordnet.
  • Der Schneckenkolben 3 ist in dem hydraulischen Arbeitszylinder 4 geführt und an seinen beiden Stirnseiten mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Die Regelung des hydraulischen Druckes erfolgt durch ein Steuerglied 5 und die Regelung der Vorlaufgeschwindigkeit des Schneckenkolbens 3 durch ein weiteres Steuerglied 6, welche beiden Steuerglieder beispielsweise als elektromagnetische Ventile ausgeführt sind.
  • Mit 7 ist das auf der Spritzgußmaschine montierte und in Einspritzstellung befindliche Werkzeug bezeichnet, dessen Formenhohlraum 8 von parallelen Wänden gebildet ist, sodaß ein platenförmiger Formteil entsteht.
  • Das Werkzeug 7 weist insgesamt vier Aufnahmebohrungen auf, die jeweils paarweise in geringem Abstand nebeneinander angeordnet slnd. Eine diese Bohrungen enthält den Meßwertaufnehmer 9 für die Druckmessung, dessen Pühlfläche mit der Innenwand des Formenhohiraumes 8 in einer Ebene liegt. Die danebenliegende Aufnahmebohrung enthält ein Thermoelement 10. Die Aufnahmebohrungen an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeuges 7 sind mit zwei weiteren Thermoelementen 11 und 12 gleicher Empfindlichkeit besetzt.
  • Die vom DruckmeßwertauSnehmer 9 und den Thermoelementen 10,11,12 abgegebenen elektrischen Signale werden über Verbindungsleitungen 13 bis 16 als Regelgrößen einer elektronischen Regeleinrichtung 17 zugeführt, von der Anschlußleitungen 18,19 zu den Steuergliedern 5 und 6 für die hydraulische Druck- und Geschwindigkeitsregelung geführt sind.
  • Mit dem Meßwertaufnehmer 9 wird der Massedruck im Formenhohlraum 8 und mit dem Thermoelement 10 die Massetemperatur gemessen. Vom Meßsignal des Druckmeßwertaufnehmers 9 wird über die Regeleinrichtung 17 in im folgenden noch näher erläuterter Weise das Steuerglied 5 für den hydraulischen Druck beeinflußt. Der Meßwert des Thermoelementes 10 kann außer zur Heizungeregelung auch noch als zusätzliche Regelgröße für die hydraulische Druck- und bzw. oder Geschwindigkeitsregelung herangezogen werden.
  • Mit den Thermoelementen 11 und 12 wird die Fließfrontgeschwindigkeit im Formenhohlraum 8 gemessen, die als Regelgröße fiir die am Steuerglied 6 einstellbare Schnekkenvorlaufgeschwindigkeit benutzt wird.
  • Aus Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung der elektronischen Regeleinrichtung 17 ersichtliche Der obere Teil des Schaltbildes betrifft die Regelt und Warneinrichtung für den Druck. Das Meßsignal des Druckmeßwertaufnehmers 9, beispielsweise eines piezoelektrischen Druckgebers, wird über die Verbindungsleitung 13 dem Ladungsverstärker 20 zugeführt. Vor diesem ist noch eine Druckkalibriereinheit 21 vorgesehen. Das dem Massedruck im Formenhoblraum 8 proportionale, im Ladungsverstärker 20 verstärkte Signal des Meßwertaufnehmers 9 wird zwei in Parallelschaltung angeordneten Spitzenspannungsspeichern 22 und 23 zugeführt. Der Spitzenspannungespeicher 22 speichert eine dem pro Spritzzyklus auftretenden maximalen Massedruck proportionale Spannung, bis vor dem nächsten Spritzzyklus eine Nullsetzung des Spitzenspannungsspeichers 22 von einem Taktgeber 24 her erfolgt. Das Taktsignal für die Nullsetzung wird von der Spritzgußmaschine vorgegeben. Dem Spitzenspannungsspeicher 22 bzw. 23 sind jeweils in Reihe ein Level-Detektor 25 bzw. 26 und eine monostabile Kippstufe 27 bzw. 28 nachgeschaltet. An dem Ausgang des Spitzenspannungsspeichers 22 ist auch noch ein Digitalvoltmeter 29 angeschlossen. Die Ausgänge der beiden Level-Detektoren 25 und 26 sind mit den Eingängen eines optischen und akustischen Grenzwert-Überwachungsgerätes 30 verbunden. Die Ausgänge der beiden monostabilen Kippstufen 27 und 28 führen zu einem Spannungsintegrator 31, dem ein Leistungsverstärker 32 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 32 steht über die bereits erwähnte Anschlußleitung 18 mit dem Steuerglied 5 für die hydraulische Druckregelung n Verbindung.
  • Die Schaltungsanordnung für die Druckregelung enthält außerdem ein Prcportionalglied 33, das über eine Leitung 34 mit dem Ausgang des Spitzenspannungsspeichers 23 und je über eine weitere Leitung 35,36 mit den Ausgängen der Level-Detektoren 25 und 26 verbunden ist. Das Proportionalglied 33 steht weiters über eine eine Kalibriertaste 37 enthaltende Leitung 38 mit dem Steuerglied 5 für den hydraulischen Druck in Verbindung.
  • Die beiden Ausgänge des Proportionalgliedes 33 stehen über Leitungen 39 und 40 mit den monostabilen Kippstufen 27 und 28 in Verbindung. Das Steuerglied 5 arbeitet mit dem Druckregelventil 5' zusammen und ist mittels einer Hand einstellung 41 auf einen gewünschten Verarbeitungsdruck einstellbar.
  • Die beschriebene Schaltungsanordnung für die Druckregelung arbeitet nun wie folgt: Am Level-Detektor 25 wird ein unterer und am Level-Detektor 26 ein oberer Druckgrenzwert eingestellt. Diese Grenzwerte bestimmen das Toleranzfeld, innerhalb dessen der Massedruck schwanken darf. Übersteigt nun beispielsweise der bei einem Spritzzyklus auftretende Spitzendruck den am Level-Detektor 26 eingestellten oberen Grenzdruck, so entsteht am Ausgang des Level-Detektors 26 eine PotentiLänderung. Auf Grund dieser Potentialänderung wird am optischen und akustischen Grenzwert-Über wachungsgerät 30 durch eine Warnleuchte das Signal "Druck zu hoch" angezeigt und wenn gewünscht, eine Ilupe ausgelöst. Nach der Nullsetzung des Spitzenspannungsspeichers 22 werden Hupe und Lampe automatisch gelöscht.
  • Außerdem wird vom Level-Detektor 26 beim Überschreiten des oberen Grenzdruckes die monostabile Kippstufe 28 angesteuert, welche einen Spannungsimpuls abgibt, der im Spannungsintegrator 31 gespeichert und über den Leistungsverstärker 32 dem Steuerglied 5 des Druckregelventiles 5t zugeführt wird. Das Steuerglied 5 verstellt dabei das Druckregelventil 5' in einem der Tendenz des Massedruckes konträren Sinn, also im Sinne einer Verminderung des hydraulischen-Druckes. Auf diese Weise wird über den hydraulischen Drucker Massedruck wieder in das vorgegebene Toleranzfeld zurückgeführt.
  • Zwischen dem Massedruck und dem hydraulischen Druck besteht keine unmittelbare Proportionalität. Die regeltechnische Beziehung zwischen dem Massedruck und dem hydraulischen Druck liefert das Proportionalglied 33 auf folgende Weise. Zunächst wird am Steuerglied 5 der gewünschte Verarbeitungsdruck, also der Sollwert des hydraulischen Druckes mittels der Handeinstellung 41 eingestellt. Nun erfolgt eine Kalibrierung, bei der von dem folgenden Spritzzyklus am Spitzenspannungsspeicher 23 der maximale Massedruck (Massedruck -Sollwert)#gespeichert und dem Proportionalglied 33 zugeführt wird. Gleichzeitig steht vber die gedrückte Kalibriertaste 37 die dem Sollwert des Hydraulikdruckes entsprechende Spannung vom Steuerglied 5 am Proportionalglied 33 an. Damit ist das der Beziehung zwischen Massedruck und hydraulischem Druck entsprechende elektrische Übersetzungsverhältnis festgelegt.
  • Der Spitzenspannungsspeicher 23 wird vom Taktgeber 24 nicht null gesetzt und die dort anstehende Spannung dient am Level-Detektor 26 und Level-Detektor 25 als Referenzspannung. Die Potentialdifferenz, die sich aus Level-Detektor 26 Einstellung und der Referenzspannung ergibt, wird über das Proportionalglied 33 der monostabilen Kippstufe 28 zugeführt und bestimmt die Höhe der Kippstufenspannung. Von der Höhe der Kippstufenspannung hängt das Ausmaß der Verstellung des Druckregelventils 5' durch das Steuerglied 5 ab.
  • Analoge Verhältnisse ergeben sich beim Unterschreiten des am Level-Detektore 25 eingestellten unteren Druckgrenzwertes. Auch hier wird das Verlassen des Toleranzfeldes durch das Überachungsgerät 30 optisch und erforderlichenfalls akustisch angezeigt und durch das Steuerglied 5 eine der Tendenz des Massedruckes entgegengesetzte, also auf eine Erhöhung des hydraulischen Druckes gerichtete Verstellung des Druckregelventiles 5' vorgenommen. Der Massedruck wird somit wieder in das Toleranzfeld zurückgeführt.
  • Der die hydraulische Geschwindigkeitsregelung betreffende Schaltungsteil der Regeleinrichtung 17 umfaßt die beiden Thermoelementverstärker 42 und 43 für die über die Verbindungsleitungen 15 und 16 angeschlossenen Thermoelemente 11 und 12. Den Thermoelementverstärkern 42 bzw. 43 ist jeweils ein Level-Detektor 44 bzw. 45 nachgeschaltet, an deren Ausgänge über eine Triggereinheit 46 ein Digitalzähler 47 angeschlossen ist. Dem Digitalzähler 47 folgen in zwei parallel geschalteten Steuerkreisen Je ein Digital-Komparator 48 bzw. 49 mit nachgeschalteter monostabiler Kippstufe 50 bzw. 51.
  • Die Ausgänge der beiden Digital-Komparatoren 48 und 49 stehen mit einem optischen und akustischen Warngerät 52 in Verbindung. Die Höhe der Ausgangsspannung der monostabilen Kippstufen 50 und 51 ist einstellbar.
  • Diese Ausgangsspannung wird dem nachgeschalteten Spannungsintegrator 53 zugeführt. Der Ausgang des Spannungsintegrators 53 steht über einen Leistungsverstärker 54 mit dem Steuerglied 6 für die hydraulische Geschwindigkeitsregelung in Verbindung. Das vom Steuerglied 6 betätigte Regelventil ist mit 6' bezeichnet.
  • Für die Vorwahl der Schneckenvorlaufgeschwindigkeit ist am Steuerglied 6 eine Handelns teilung 55 vorgesehen.
  • Für den die Geschwindigkeitsregelung betreffenden Teil der Regeleinrichtung 17 ergibt sich nun folgende Funktion: Übersteigt die vom #hermoelement 11 erfaßte Massetemperatur einen vorbestimmten Minimalwert, so wird die Ausgangsspannung des Th#ermöelementsverstärkers 42 so groß, daß am Ausgang des nachgeschalteten Level-Detektors 44 ein Potenti@@sprung entsteht. Infolge dieses Potentionälsprangs bekommt der Zähler 47 über die Triggereinheit 46 einen Zählbefehl (Zeitzählung).
  • Sobald die Flieߣront am Formenhohlraum 8 des Werkzeuges 7 auch das Thermoelement 12 erreicht hat, überschreitet auch die vom thermoelement 12 erfaßte Temperatur den #orbestimmten Minimalwert und die Ausgangsspannung des Thermoelementverstärkers 43 wird so groß, daß am Ausgang des LeveL-Detektors 45 ein Potentionalsprung entsteht Infolge dieses Potentionalsprunges bekommt der zähler 47 uber die Triggereinheit 46 eien stopbefehl. Der angezeigte Zählerstand ist proportional der Fließzeit und damit ein Maß für die #iießfrontgeechwindigkeit im Formenhöhiraum 8.
  • Der B a D - Ausgang des Zählers 47 liegt an den Eingängen der beiden Digital-Komparatoren 48 und 49. Am Digital-Komparator 48 wird die maximale Fließfrontgeschwindigkeit und am Digital-Komparator 49 die minimal gewünschte Fließfrontgeschwindigkeit eingestellt. Übersteigt die Fließfrontgeschwindigkeit während eines Spritzzyklusses die eingestellte Maximalgeschwindigkeit, so ändert der Digital-Komparator 48 am Ausgang sein Spannungsniveau und das Regelventil 6 wird über die monostabile Kippstufe 50, den Spannungaintegrator 53 und den Leistungsverstärker 54 so bewegt, daß die Fließfrontgeschwindigkeit beim nächsten Zyklus um einen konstanten Betrag kleiner ist. Damit wird di- Fließfrontgeacllwindigkeit wieder in das durch die Grenzwerteinstellung der Digitalkomparatoren 48 und 49 vorgegebene Toleranzfeld zurückgeführt.
  • In analoger Weise wird bei Unterschreitung der minimalen Fließfrontgeschwindigkeit über den DWital-Komparator 49 dietmonostabile Kippstufe 51 angesteuert und über den Spannungsintegrator 53 und den Leistungsverstärker 54 vom Steuerglied 6 eine Verstellung des Regelventils 6v in dem Sinne bewirkt, daß beim nächsten Zyklus die Fließfrontgeschwindigkeit um einen konstanten Betrag größer ist. Der Digital-Komparator 49 wird von der Triggereinheit 46 so angesteuert, daß er den Zählerstand nur dann abfragt, wenn der Endwert erreicht ist.
  • Die Über- bzw. Unterschreitung der eingestellten Grenzwerte wird durch optische bzw. akustische Signalgabe am Warngerät 52 angezeigt. Die Anzeige des Warngaràtes 52 wird beim nächsten Spritzzyklus gelöscht.
  • Der Vollständigkeit halber ist in Sig 2 auch noch die prin#ipielle Schaltungsanordnung für die emperaturregelung mittels des Thermoelementes 10 dargestellt, die jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die vom Thermoelement 10 abgegebene Spannung wird über die Leitung 14 einen Gleichspannungsverstärker 56 zugeführt, dem über einen Spitzenspannungsspeicher 57 ein digitales Anzeigegerät für die vom Thermoelement 10 erfaßte Temperatur nachgeschaltet ist. Die Thermospannung des Thermoelementes 10 wird außerdem dem Heizungsregelgerät 59 der Spritzgußmaschine zugeführt.
  • Die Heizungsregelung erfolgt nach bekannten, hier nicht näher erläuterten Prinzipien.-In dem Diagramm der Fig. 3 sind als Ordinate der Druck p und als Abszisse die aufeinanderfolgenden Spritzzyklen z eingetragen. Mit p5 ist der Sollwert des Druckes, mit pO die obere Grenze und mit Pu die untere Grenze des zulässigen Druckes bezeichnet. Die zulässigen Druckabweichungen nach oben und unten sollen beispielsweise + 2 kp/cm² betragen.
  • Beim ersten Spritzzyklus ist ein Anstieg des Druckes gegen die obere Grenze pO hin zu verzeichnen, der beim zweiten Spritzzyklus bereits zu einer Überschreitung dieser oberen Druckgrenze führt (Stelle a). Hier setzt nun der oben beschriebene Regelvorgang ein, der bereits beim dritten Spritzzyklus zu einem Absinken des Druckes gegen die obere Grenze pO führt. Beim nachfolgenden vierten Spritzzyklus kehrt der Druck wieder in das vorgegebene foleranzfeld zurück (Stelle b). Beim folgenden# Zyklus- wird der vorgegebene Sollwert p5 wieder erreicht und sodann unterschritten.
  • Analoge Verhältnisse ergeben sich auch bei der Regelung der Fließfrontgeschwindigkeit.

Claims (8)

  1. Patentanspruche:
    Regeleinrichtung für Spritzgußmaschinen, insbesondere mit Schneckenkolbenplastifizierung, zum Verarbeiten hochpolymerer Werkstoffe, mit einem den Massedruck im Werkzeug erfassenden Meßwertaufnehmer und einer von diesem gesteuerten, den Spritzdruck in Abhängigkeit vom Massedruck beeinflussenden Steuereinheit, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß außer dem Meßwertaufnehmer (9) für den Massedruck mindestens noch ein Meßwertaufnehmer (11,12) für die Fließfrontgeschwindigkeit und bzw. oder die Massetemperatur im \Werkzeug (7) vorgesehen ist, und daß der Spritzdruck und bzw.
    oder die Einspritzgeschwindigkeit, insbesondere die Schneckenvorlaufgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßwertaufnehmer (9,11,12) gesteuert ist bzw. sind.
  2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Meßwertaufnehmer (10) für die Werkzeugtemperatur vorgesehen und dieselbe als zusätzliche Einflußgröße zur Steuerung des Spritzdruckes und bzw. oder der Einspritzgeschwindigkeit, insbesondere der Schneckenvorlaufgeschwindigkeit herangezogen ist.
  3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung der jeweiligen Beziehung zwischen Massedruck und Spritzdruck ein das Steuerglied (5) für den Spritzdruck beeinflussendes, kalibrierbares Proportionalglied (33) vorgesehen ist.
  4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßwertaufnehmer (9) für den Massedruck über einen Ladungsverstärker (20) zwei parallelgeschaltete Steuerkreise nachgeschaltet sind, von denen einer einem oberen und der andere einem unteren zulässigen Grenzwert des Massedrucks zugeordnet ist und in welchen je ein Spitzenspannungsspeicher (22,23) ein Level-Detektor (25,26) und eine monostabile Kippstufe (27,28) in Serie geschaltet sind, daß an die Ausgänge der monostabilen Kippstufen (27,28) ein Spannungsintegrator (31) angeschlossen ist, der die Spannungsimpulse der monostabilen Kippstufen (27,28) speichert und über einen Leistungsverstärker (32) dem Steuerglied (5) für den Spritzdruck zuführt, wobei die Höhe des von den monostabilen Kippstufen (27,28) abgegebenen Spannungsimpulses vom Proportionalglied (33) bestimmt ist.
  5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des der Beziehung zwischen Massedruck und Spritzdruck entsprechenden elektrischen Ubersetzungsverhältnisses dem Proportionalglied (33) die dem maximalen Massedruck-Sollwert entsprechende Spannung und über eine Kalibriertaste (37) die am Steuerglied (5) für den Spritzdruck von Hand eingestellte, dem Spritzdruck-Sollwert entsprechende Steuerspannung als Vergleichsgrößen zugeführt sind.
  6. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der Level-Detektoren (25,26) beider Druck-Steuerkreise ein Grenzwert-Überwachungsgerät (30) angeschlossen ist, das bei Überschreiten des oberen bzw. bei Unterschreiten des unteren zulässigen Grenzwertes des Massedrucks ein optisches und bzw. oder ein akustisches Signal abgibt.
  7. 7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer für die Fließfrontgeschwindigkeit aus zwei im Werkzeug (7) in Fließrichtung im Abstand voneinander angeordneten Thermofühlern, z.B. Thermoelementen (11,12) besteht, denen je ein Verstärker (42,43) u#nd ein Level-Detektor (44,45) nachgeschaltet ist, daß an die Ausgänge der Level-Detektoren (44,45) über eine Triggereinheit (46) ein Digitalzähler (47) angeschlossen ist, dem in zwei parallelgeschalteten Steuerkreisen je ein Digital-Komparator (48,49) und eine monostabile Kippstufe (50,51) folgen, deren einstellbare Spannungssignale über einen Leistungsverstärker (54) dem Stellglied (6) für die Sinspritzgeschwindigkeit zugeführt sind, wobei an dem einen Digitalkomparator (48) die maximale und am anderen Digitalkomparator (49) die minimale gewünschte Fließfrontgeschwindigkeit einstellbar ist.
  8. 8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der Digital-Komparatoren (48,49) beider Geschwindigkeits-Steuerkreise ein optisches und bzw. oder akustisches Warngerät (52) angeschlossen ist.
DE2358911A 1972-12-05 1973-11-27 Regeleinrichtung fuer spritzgussmaschinen Pending DE2358911A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT1036072A AT333024B (de) 1972-12-05 1972-12-05 Digitale regelanordnung fur einen druckmittelbetatigten arbeitszylinder einer schneckenspritzgiessmaschine

Publications (1)

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