DE2636554A1

DE2636554A1 - PROCESS AND EQUIPMENT FOR INDIRECT DETERMINATION AND, IF NECESSARY, FOR CONTROL OR REGULATION OF THE VISCOSITY AND HOMOGENITY OF THE PLASTIC MELT IN SCREW INJECTION MOLDING MACHINES

Info

Publication number: DE2636554A1
Application number: DE19762636554
Authority: DE
Inventors: Ulrich Loske; Juergen Dr Rothe
Original assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Current assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1976-08-13
Publication date: 1978-02-16
Also published as: FR2361642A1; SE423348B; FR2361642B1; SE7709173L; GB1567791A

Description

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DEMAG Kunststofftechnik Zweigniederlassung der DEMAG AG, 85 Nürnberg, Rennweg. 37DEMAG Kunststofftechnik branch of DEMAG AG, 85 Nuremberg, Rennweg. 37

Verfahren und Einrichtung zur indirekten Bestimmung und gegebenenfalls zur Steuerung oder Regelung der Viskosität und der Homogenität der Kunststoffschmelze in Schneckensprit zgiessmaschinenProcess and device for indirect determination and, if necessary, for control or regulation of the viscosity and the homogeneity of the plastic melt in screw fuel casting machines

Es ist bekannt, dass die Viskosität der Kunststoffschmelze im Spritzzylinder von Schneckenspritzgiessmaschinen sowohl den Spritzvorgang als auch die Qualität des hergestellten Spritzteiles massgeblich beeinflusst. Das gilt insbesondere für den Fall von Viskositäts- und Homogenitätsschwankungen, wie z.B. bei einer ungenügenden Aufschmelzung des Granulats. Es gibt deshalb verschiedene Vorschläge, die Viskosität bzw. die Homogenität der Kunststoffschmelze im Spritzzylinder von Schneckenspritzgiessmaschinen vor der Inbetriebnahme oder auch während des Betriebes der Schneckenspritzgiessmaschine zu überwachen, um gegebenenfalls Korrekturen im Sinne einer Erhöhung oder einer Erniedrigung der Viskosität vornehmen zu können. Alle diese bekannten Vorschläge haben jedochIt is known that the viscosity of the plastic melt In the injection cylinder of screw injection molding machines, both the injection process and the quality of what is produced Molded part significantly influenced. This applies in particular to fluctuations in viscosity and homogeneity, such as insufficient melting of the granulate. There are therefore various proposals for viscosity or the homogeneity of the plastic melt in the injection cylinder of screw injection molding machines before commissioning or also to be monitored during the operation of the screw injection molding machine in order to make corrections if necessary in the sense of a To be able to increase or decrease the viscosity. However, all of these known suggestions have

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teile, die die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Viskositätsbestimmung, insbesondere während des Betriebes der Schneckenspritzgiessmaschine, in Frage stellen.parts that improve the reliability and accuracy of the viscosity determination, especially during the operation of the screw injection molding machine, to question.

Eine bekannte Massnahme zur Bestimmung und Überwachung der Schmelzeviskosität besteht darin, die Temperatur der Schmelze im Stauraum des Spritzzylinders oder in der Düse zu messen. Hierdurch können zwar temperaturbedingte Viskositätsänderungen in der Schmelze erfasst werden, jedoch ist eine Viskositätsänderung auf Grund von Molekulargewichtsverschiebungen bei Chargenänderungen nicht erkennbar und der Einfluss von Temperaturinhomogenitäten in der Masse ist nur bei Anordnung mehrerer Temperaturmeßstellen erfassbar. Zusätzlich ist die Messung der Massetemperatur einer fliessenden Kunststoffschmelze -in der Düse- auf Grund der auftretenden Reibungsund Wärmeleitungsfehler sowie auf Grund der durch die Trägheit der Messelemente bedingten Fehler schwierig.A known measure for determining and monitoring the melt viscosity is to measure the temperature of the melt in the storage space of the injection cylinder or in the nozzle. Although this allows temperature- related viscosity changes in the melt to be recorded, a change in viscosity due to molecular weight shifts in batch changes cannot be detected and the influence of temperature inhomogeneities in the mass can only be recorded when several temperature measuring points are arranged. In addition, the measurement of the melt temperature of a flowing plastic melt - in the nozzle - is difficult due to the friction and heat conduction errors that occur and due to the errors caused by the inertia of the measuring elements.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Viskosität der Kunststoffschmelze besteht darin, zusätzlich zur Messung der Temperatur der Schmelze im Stauraum oder anstelle dieser Messung den Hydraulikdruck im Spritzzylinder zu überwachen. Die Grosse des Hydraulikdruckes lässt jedoch ebenfalls keinen eindeutigen Rückschluss auf die Viskosität der Schmelze zu, da in die Vergleichsgrossen -Schneckenvorlaufgeschwindigkeit und Einspritzdruck- nicht nur der Einfluss der Schmelzeviskosität eingeht, sondern auch der Reibungseinfluss, z.B. die Reibung zwischen Schnecke und Zylinder, Lagerreibung, Kolbenreibung u. dgl., der nicht als konstant betrachtet werden kann.Another way to determine viscosity the plastic melt consists in addition to the measurement the temperature of the melt in the storage space or, instead of this measurement, the hydraulic pressure in the injection cylinder. However, the magnitude of the hydraulic pressure also does not allow any clear conclusions to be drawn about the viscosity of the melt to, because in the comparative screw advance speed and injection pressure - not only the influence of the melt viscosity, but also the influence of friction, e.g. the friction between screw and cylinder, bearing friction, piston friction and the like, which are not considered constant can be.

Die Bestimmung der Schmelzeviskosität über eine Messung des Druckes der Schmelze im Stauraum, gegebenenfalls inThe determination of the melt viscosity by measuring the pressure of the melt in the storage space, possibly in

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Verbindung mit einer Temperaturmessung, stösst in der Hauptsache auf messtechnische Schwierigkeiten, da die Meßstelle im Bereich hoher Temperatur liegt, ferner oft Einbauschwierigkeiten vorliegen und die Messung,selbst nicht betriebssicher genug ist.In connection with a temperature measurement, it mainly encounters metrological difficulties, since the measuring point is in the high temperature range, there are often installation difficulties and the measurement itself is not reliable is enough.

Gemeinsam ist all den Bestimmungsmethoden, bei denen Messelemente in der Düse oder im Stauraum des Spritzzylinders angeordnet sein müssen, der Nachteil, dass sich Toträume und Spalte nicht vermeiden lassen. Diese führen aber im Laufe des Betriebes zu Materialansammlungen und -Verbrennungen, so dass einesteils die Gefahr von Beeinträchtigungen der herzustellenden Spritzteile droht und andererseits durch allmähliches Zusetzen der Toträume und Spalte die Genauigkeit der Messmethode selbst in Frage gestellt wird.Common to all the determination methods in which measuring elements are in the nozzle or in the storage space of the injection cylinder have to be arranged, the disadvantage that dead spaces and gaps cannot be avoided. But these lead in In the course of operation, material accumulates and burns, so that on the one hand there is a risk of impairment of the molded parts to be produced and, on the other hand, the gradual clogging of the dead spaces and gaps, the accuracy the measurement method itself is called into question.

Schliesslich ist auch noch die Messung der Viskosität der Schmelze mittels Ultraschall bekannt. Diese Methode ist jedoch sehr aufwendig, die Auswertung kompliziert und erfordert meistens eine zusätzliche Druckmessung, um Absolutwerte zu erhalten.Finally, the measurement of the viscosity is also the Melt known by means of ultrasound. However, this method is very expensive and the evaluation is complicated and requires usually an additional pressure measurement to obtain absolute values.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur indirekten Bestimmung und gegebenenfalls zur Steuerung der Viskosität der Kunststoffschmelze in Schneckenspritzgiessmaschinen vorzuschlagen, mit denen die geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden können.The invention is therefore based on the object of a method and a device for indirect determination and possibly to propose to control the viscosity of the plastic melt in screw injection molding machines, with which the disadvantages of the known methods can be avoided.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Kriterium für die Viskosität und/oder Homogenität die Schliesszeit der Rückströmsperre der Schneckenspritzgiessmaschine gemessen wird und Schwankungen der Schliesszeit gegebenenfallsAccording to the invention, this object is achieved in that as Criterion for the viscosity and / or homogeneity measured the closing time of the non-return valve of the screw injection molding machine and fluctuations in the closing time, if applicable

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zur Steuerung oder Regelung von die Viskosität und Homogenität der Kunststoffschmelze beeinflussenden Massnahmen ausgenützt werden.used to control or regulate the viscosity and homogeneity of the plastic melt influencing measures will.

Die Wahl der Schliesszeit der Rückströmsperre als Kriterium kommt der direkten Viskositätsmessung am nächsten. Denn der von der Kunststoffschmelze auf die Rückströmsperre ausgeübte Strömungseffekt ist ähnlich demjenigen, der in einem. Ringspaltviskosimeter auftritt; in die Schliesszeit der Rückströmsperre geht somit die Viskosität unmittelbar ein, im Gegensatz zu der Druck- und Temperaturmessung in der SchmelzeThe choice of the closing time of the non-return valve as a criterion comes closest to direct viscosity measurement. Because the one exerted by the plastic melt on the non-return valve Flow effect is similar to that in one. Annular gap viscometer occurs; the viscosity is thus directly included in the closing time of the non-return valve, in contrast to the pressure and temperature measurement in the melt

Die Schliesszeit der Rückströmsperre lässt sich auch mit verhältnismässig einfachen Mitteln messen, ohne dass im Sammelraum oder in der Düse des Spritzzylinders Meßstellen angebracht werden müssten, die die oben beschriebenen Nachteile mit sich bringen. Es hat sich gezeiegt, dass eine besonders vorteilhafte, weil technisch sehr einfache Messung der Schliesszeit über die Zeitdauer des Anstieges des auf die Schnecke übertragenen Rückdrehmoments während des Einspritzvorganges möglich ist. Das ist darauf zurückzuführen, dass vom Beginn des Einspritzvorganges an bis zum vollständigen Schliessen der Rückströmsperre der Spritzdruck auch bis in die Schneckengange hinein wirkt, so dass an den Schneckenstegen in diesen Bereichen eine erhöhte Kraft infolge des vorhandenen Druckgradienten auftritt, die zu einem entsprechenden Anstieg des Rückdrehmoments an der Schnecke bei Verwendung der üblichen Schneckenruckdrehsicherung führt. Nach dem Schliessen der Rückströmsperre baut sich der erhöhte Druck in den Schneckengängen wieder ab, so dass auch das Drehmoment zurückgeht. Die Schliesszeit der Rückströmsperre lässt sich somit sehr genau als das Zeitintervall zwischen dem Be-ginn des Drehmomentenanstieges und dem MaximumThe closing time of the non-return valve can also be measured with relatively simple means, without measuring points having to be installed in the collecting space or in the nozzle of the injection cylinder, which have the disadvantages described above. It has been shown that a particularly advantageous, because technically very simple measurement of the closing time is possible over the duration of the increase in the reverse torque transmitted to the screw during the injection process. This is due to the fact that from the start of the injection process until the non-return valve is completely closed, the injection pressure also acts right into the screw flights, so that an increased force occurs on the screw flights in these areas as a result of the existing pressure gradient, which leads to a corresponding increase in the Reverse torque on the screw when using the usual screw jerk lock. After closing the non-return valve, the increased pressure in the screw threads is reduced again, so that the torque also decreases. The closing time of the non-return valve can thus be very accurate as the time interval between the start of loading of the torque increase and the maximum

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im Drehmomentenverlauf bestimmen. Da das Drehmoment an der Schnecke relativ leicht messbar ist, ergibt sich durch diesen Vorschlag eine messtechnisch sehr einfache Möglichkeit zur Messung der Schliesszeit. Vor allem sind hierbei keinerlei weitere Messelemente im Zylinderinneren, d.h. an der Schnecke, der Rückströmsperre, dem Kopfstück oder der Düse erforderlich. Folglich sind auch keinerlei Veränderungen in diesem Bereich an bereits bestehenden Schneckenspritzgiessmaschinen erforderlich, so dass es leicht ist, bereits bestehende Schneckenspritzgiessmaschinen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umzugestalten.determine in the torque curve. Since the torque on the worm can be measured relatively easily, it results from this Proposal for a very simple way of measuring the closing time in terms of measurement technology. Above all, there are no Additional measuring elements are required inside the cylinder, i.e. on the screw, the non-return valve, the head piece or the nozzle. As a result, no changes to existing screw injection molding machines are required in this area, so that it is easy to use existing screw injection molding machines to carry out the inventive Redesign procedure.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann entweder rein qualitativ in der Weise durchgeführt werden, dass die Viskosität und Homogenität der Kunststoffschmelze durch entsprechende bekannte Massnahmen, z.B. durch Änderung der Schneckendrehzahl, des Schneckenstaudrucks und/oder eines verstellbaren Düsenquerschnitts (Scherspalt) oder weitere die Viskosität beeinflussende Parameter, so weit angepasst wird, dass Schwankungen der Schliesszeit der Rückströmsperre von Schuss zu Schuss nicht mehr ein zulässiges Mass überschreiten. Es ist aber auch eine mehr quantitative Durchführung insofern möglich, als für die Schliesszeit auf Grund von Vorversuchen od. dgl. ein Sollwert vorgegeben wird, die Abweichungen der tatsächlichen Schliesszeit von diesem Sollwert dann von Schuss zu Schuss gemessen werden und entsprechende, die Viskosität und Homogenität erhöhende oder verringernde Massnahmen ergriffen werden, wobei die verbleibenden Parameter konstant gehalten werden.The method according to the invention can either be purely qualitative be carried out in such a way that the viscosity and homogeneity of the plastic melt by appropriate known Measures, e.g. by changing the screw speed, the screw back pressure and / or an adjustable nozzle cross-section (Shear gap) or other parameters influencing the viscosity, adjusted so that fluctuations in the The closing time of the non-return valve from shot to shot no longer exceeds a permissible level. But it is also one more quantitative implementation is possible insofar as a target value is specified for the closing time on the basis of preliminary tests or the like, the deviations from the actual closing time from this target value can then be measured from shot to shot and corresponding, increasing the viscosity and homogeneity or reducing measures are taken, with the remaining parameters being kept constant.

Bei Kenntnis eines bestimmten Sollwertes für die Schliesszeit der Rückströmsperre lässt sich eine Steuerung oder Regelung der Schneckenspritzgiessmaschine in dem Sinne verwirklichen, dass Abweichungen der Schliesszeit von dem Sollwert automatisch durch entsprechende Steuerung der die Viskosität der Kunst-If a specific setpoint for the closing time of the non-return valve is known, the control or regulation of the Realize screw injection molding machine in the sense that deviations of the closing time from the target value automatically by controlling the viscosity of the plastic

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stoff schmelze beeinflussenden Funktionen ausgeglichen werden. Eine Einrichtung hierzu sieht beispielsweise eine Vorrichtung zur Messung der Schliesszeit der Rückströmsperre vor, die unmittelbar mit einer Einrichtung zur Steuerung der Schneckendrehzahl, des Schneckenstaudrucks und/oder eines verstellbaren Düsenquerschnitts (Scherspalt) oder weiterer die Viskosität beeinflussender Parameter in Abhängigkeit von der gemessenen Schliesszeit gekoppelt ist.Functions influencing the substance melt are compensated for. A device for this purpose sees, for example, a device to measure the closing time of the non-return valve, which is directly connected to a device for controlling the Screw speed, the screw back pressure and / or an adjustable nozzle cross-section (shear gap) or others the viscosity influencing parameters is coupled as a function of the measured closing time.

Ein weiterer Vorteil der Messung der Schliesszeit der Rückströmsperre besteht darin, dass -bei bekannter Viskosität der Kunststoffschmelze- auch die Funktion der Rückströmsperre selbst überprüft werden kann.Another advantage of measuring the closing time of the non-return valve consists in the fact that - if the viscosity of the plastic melt is known - also the function of the non-return valve can be checked by yourself.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Einrichtung, die schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The invention is explained below using an exemplary embodiment of a device according to the invention, which is shown schematically is shown in the accompanying drawings, explained in more detail. In the drawings shows:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch den Spritzzylinder einer Schneckenspritζgiessmaschine mit einer Rückströmsperre (RSP);1 schematically shows a longitudinal section through the injection cylinder of a screw injection molding machine with a non-return valve (RSP);

Fig. 2 ein Diagramm, in dem das an der Schneckenwelle messbare Rückdrehmoment (Md), der Schneckenstaudruck und der Schneckenhub über der Zeit aufgetragen sind;Fig. 2 is a diagram in which the back torque measurable on the worm shaft (Md), the screw back pressure and the Screw stroke are plotted against time;

Fig. 3 ein rein schematisches Schaltdiagramm für einen Mess- und Regelkreis zur Regelung der Viskosität von im Spritzzylinder enthaltener Kunststoffschmelze, und3 is a purely schematic circuit diagram for a measuring and control circuit for regulating the viscosity of the plastic melt contained in the injection cylinder, and

Fig. 4- ein schematisches Blockschaltbild für den in Fig. 3 gezeigten Messkreis.FIG. 4- is a schematic block diagram for that shown in FIG Measuring circle.

In dem Spritzzylinder 1 ist eine Schnecke 2 durch einen nicht gezeigten hydraulisch beaufschlagten Spritzkolben axial ver-In the injection cylinder 1, a screw 2 is axially connected by a not shown hydraulically acted upon injection piston.

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schiebbar und durch einen ebenfalls nicht gezeigten Antriebsmotor über ein Getriebe in Rotation versetzbar. Der Spritzkolben und der Antriebsmotor sind durch die Pfeile 3 bzw, symbolisch angedeutet.slidable and set in rotation by a drive motor, also not shown, via a gear unit. The injection plunger and the drive motor are indicated symbolically by the arrows 3 and, respectively.

Am Schneckenkopf ist eine im Ganzen mit 6 bezeichnete Rückströmsperre vorgesehen, die im wesentlichen aus einem zwischen einer vorderen Anlagefläche.7 am Schneckenkopf und einer hinteren Dichtfläche 8 verschiebbaren Druckring 9 besteht. Im Schneckenkopf befinden sich Durchlässe 10, durch die von der Schnecke 2 Kunststoff material in den Sammelraum 11 des Spritzzylinders 1 eintreten kann, sobald die hintere Dichtfläche 8 vom Druckring 9 freigegeben ist (siehe die eingezeichnete Stellung des Druckringes 9). Wird die Schnecke 2 zum Zwecke des Einspritzens der Kunststoffschmelze aus dem Sammelraum 11 in ein nicht gezeigtes Formwerkzeug vom Spritzkolben 3 nach vorn verschoben, so bewirkt der Spritzdruck und der Widerstand der durch die Durchlässe 10 und den Innenraum des Druckringes 9 zurückströmenden Schmelze eine Verschiebung des Druckringes 9 zur Dichtfläche 8. Sitzt der Druckring 9 auf der Dichtfläche 8 auf, so wird eine weitere Rückströmung der Kunststoffschmelze in die Schneckengänge unterbunden. Dieser Vorgang sowie Art und Ausbildung von Rückströmsperren der hier gezeigten Art sind bekannt und brauchen deshalb an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden.At the screw head there is a non-return valve designated as a whole by 6 provided, which essentially consists of a between a front contact surface.7 on the worm head and a rear sealing surface 8 displaceable pressure ring 9 consists. In the screw head there are passages 10 through which of the screw 2 plastic material in the collecting chamber 11 of the Injection cylinder 1 can occur as soon as the rear sealing surface 8 is released from the pressure ring 9 (see the drawn Position of the pressure ring 9). If the screw 2 for the purpose of injecting the plastic melt from the The collecting chamber 11 is displaced forwards from the injection piston 3 in a mold (not shown), so the injection pressure causes it and the resistance of the melt flowing back through the passages 10 and the interior of the pressure ring 9 Displacement of the pressure ring 9 to the sealing surface 8. If the pressure ring 9 is seated on the sealing surface 8, another Prevents the plastic melt from flowing back into the screw flights. This process as well as the type and design of non-return valves of the type shown here are known and therefore do not need to be explained in more detail at this point.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde, dass das Zeitintervall zwischen dem Beginn des Spritzvorganges, d.h. dem Beginn der Vorwärtsbewegung der Schnecke 2, und der Anlage des Druckringes 9 an der Dichtfläche 8, die sogenannte "Schliesszeit" der Rückströmsperre 6, von der Viskosität und/oder der Homogenität der im Sammelraum 11 befindlichenThe invention is based on the knowledge that the time interval between the start of the injection process, i.e. the beginning of the forward movement of the screw 2, and the contact of the pressure ring 9 on the sealing surface 8, the so-called "Closing time" of the non-return valve 6, on the viscosity and / or the homogeneity of the one in the collecting space 11

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Kunststoffschmelze abhängt und ein Mass für diese ist. Diese Schliesszeit wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in sehr einfacher Weise über die Anstiegsdauer des Schneckendrehmoments gemessen, das sich bei Beginn des Vorwärtshubes der Schnecke 2 einstellt. Die Anstiegsdauer dieses Rückdrehmoments wird durch die Anlage des Druckringes 9 an der Dichtfläche 8 begrenzt; nach erfolgter Abdichtung fällt das Drehmoment wieder ab. Der Drehmomentanstieg kann an jeder Stelle zwischen dem Antriebsmotor 4 und der Schnecke 2 vor der (nicht gezeigten) Schneckenruckdrehsicherung abgenommen werden; im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehmomenbnesseinri.ch.tung am Schneckenschaft angedeutet. Der Drehmoment enmesswert wird in eine analoge Spannung umgewandelt und dem Eingang eines Messkreises MK zugeführt. Mit dem Beginn des Drehmomentanstiegs, der mit einer kurzen Verzögerung dem Signal "Einspritzen" folgt, beginnt die Zeitmessung des Drehmomentanstieges. Sobald das Maximum des Drehmomentanstieges erreicht ist, wird vom Messkreis MK ein der gemessenen Schliesszeit proportionales Ausgangssignal abgegeben. In einem Regelkreis RK wird das Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Sollwert für die Schliesszeit verglichen. Treten Abweichungen der gemessenen Schliesszeit von dem Sollwert auf, so wird in Abhängigkeit von der Grosse der Abweichungen eine Erhöhung oder Erniedrigung der Schneckendrehzahl, des Schneckenstaudrucks und/oder eines verstellbaren Düsenquerschnitts (Scherspalt) oder weiterer die Viskosität beeinflussender Parameter vorgenommen. Hierdurch wird die Viskosität der im Spritzzylinder 1 befindlichen Schmelze entsprechend erhöht oder verringert bis die gemessene Schliesszeit mit der Soll-Schliesszeit der Rückströmsperre übereinstimmt.Plastic melt depends and is a measure of this. These In the exemplary embodiment shown, the closing time is determined in a very simple manner via the rise time of the screw torque measured, which occurs at the beginning of the forward stroke of the screw 2. The rise time of this reverse torque is limited by the contact of the pressure ring 9 on the sealing surface 8; after the sealing has been completed, this is no longer the case Torque down again. The increase in torque can occur at any point between the drive motor 4 and the worm 2 the screw jerk lock (not shown) must be removed; In the embodiment shown, the torque setting is indicated on the screw shaft. The torque measured value is converted into an analog voltage and the Input of a measuring circuit MK supplied. With the beginning of the torque increase, which with a short delay the If the "injection" signal follows, the time measurement of the torque increase begins. As soon as the maximum of the torque rise is reached, the measuring circuit MK emits an output signal proportional to the measured closing time. In a control loop RK is the output signal with a predetermined Setpoint for the closing time compared. If the measured closing time deviates from the target value, in Depending on the size of the deviations, an increase or decrease in the screw speed and the screw back pressure and / or an adjustable nozzle cross-section (shear gap) or other parameters influencing the viscosity performed. This increases or decreases the viscosity of the melt located in the injection cylinder 1 accordingly until the measured closing time with the target closing time the non-return valve matches.

Die Soll-Schliesszeit ist im Regelkreis RK einstellbar und wird für ein gegebenes Kunst stoff material und für bestimmteThe target closing time can be set in the RK control circuit and is used for a given plastic material and for certain

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konstant zu haltende Einspritzparameter (z.B. Einspritzgeschwindigkeit, Spritzdruck) in Vorversuchen festgelegt.Injection parameters to be kept constant (e.g. injection speed, Injection pressure) determined in preliminary tests.

Die Fig. 2 zeigt anschaulich den Verlauf des auf den Spritzkolben 3 "beim Einspritzvorgang wirkenden hydraulischen Spritzdruckes, wobei auch, erkennbar ist, dass dieser Spritzdruck sich erst nach einer gewissen Verzögerung, gemessen vom Zeitpunkt des elektrischen Signals "Einspritzen", das durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, in voller Höhe aufbaut. Entsprechend ist auch der Anstieg des Schneckendrehmoments" (Rückdrehmoment) gegenüber diesem Signal verzögert.Fig. 2 clearly shows the course of the on the injection plunger 3 "hydraulic injection pressure acting during the injection process, it can also be seen that this injection pressure only increases after a certain delay, measured from the point in time of the electrical signal "injection", which is indicated by a dash-dotted line, builds up in full. Correspondingly, the increase in the screw torque "(back torque) is also delayed in relation to this signal.

Das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild für den Mess- und Regelkreis enthält als Messkreis einen Messwertaufnehmer für das Schneckendrehmoment Md sowie einen Messwertumformer, der die aus der Anatiegsdauer des Drehmoments ermittelte Schliesszeit der Rückströmsperre (t-pop) i*¹ eine zeitanaloge elektrische Grosse umwandelt. Dieser Istwert der Schliesszeit wird in eine Vergleichsstufe VS eingegeben, in die zuvor auch der Sollwert für die Schliesszeit der Rückströmsperre eingegeben worden ist. Das aus dem Vergleich dieser beiden Werte resultierende Differenzsignal gelangt dann zu einem Regelverstärker RV, wird dort verstärkt und steuert ein Stellglied, durch das beispielsweise die Drehzahl des Antriebsmotors 4- für die Schnecke 2 verändert wird.The block diagram for the measuring and control circuit shown in Fig. 3 contains, as a measuring circuit, a measured value sensor for the screw torque Md and a measured value converter that converts the closing time of the non-return valve (t-pop) i * ^1, determined from the period of the torque, into a time-analog electrical variable . This actual value of the closing time is entered in a comparison stage VS, into which the setpoint for the closing time of the non-return valve has also been entered beforehand. The difference signal resulting from the comparison of these two values then reaches a control amplifier RV, is amplified there and controls an actuator by means of which, for example, the speed of the drive motor 4 for the screw 2 is changed.

Die Fig. 4 zeigt im einzelnen das Grundprinzip der Funktion des Messwertumformers gemäss Fig. 3'· Das elektrische Signal des Messwertaufnehmers Md gelangt zum Eingang eines Verstärkers als Funktion des Schneckendrehmoments Md, wird verstärkt und einem Differenzbildner zugeführt. Der Differenzbildner misst die dem Drehmoment analoge elektrische Grosse in bestimmten Zeitintervallen und stellt die Differenz zwischen den Signalen aufeinander folgender Zeitintervalle fest. Dieses Differenzsignal wird einem UND-Gatter TJG zugeführt, an dessen zweitem Eingang der Ausgang eines 1000 Hz-Taktgenerators anliegt. Ist das Differenz-Fig. 4 shows in detail the basic principle of the function of the Measuring transducer according to FIG. 3 '· The electrical signal of the measuring transducer Md reaches the input of an amplifier as The function of the screw torque Md is amplified and fed to a difference generator. The difference maker measures the dem Torque analog electrical quantity in certain time intervals and represents the difference between the signals on each other the following time intervals. This difference signal is fed to an AND gate TJG, at the second input of which the Output of a 1000 Hz clock generator is present. Is the difference

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signal des Differenzbildners gleich KuIl, so entsteht am Ausgang des UND-Gatters kein Signal und es wird weder ein daran angeschlossener Zähler weitergestellt noch eine dem Istwert entsprechende Messgrösse zum Regelkreis EK weitergeleitet. Ist jedoch das Differenzsignal von Null verschieden und positiv, so liegen an beiden Eingängen des UND-Gatters in der Frequenz des Taktgebers Signale an, durch die der Zähler verstellt bzw. eine dem Istwert analoge Grosse zum Regelkreis RK weitergeleitet wird. Der Beginn und das Ende des Drehmomentanstieges kann·somit mit einer Genauigkeit von lOOOstel Sekunde ermittelt und dementsprechend die Schliesszeit bestimmt werden. An dem Zähler lässt sich die Schliesszeit unmittelbar als die Anzahlsignal of the difference generator is equal to KuIl, so arises at the output of the AND gate no signal and neither a counter connected to it is incremented nor one of the actual value The corresponding measured variable is forwarded to the EK control circuit. However, if the difference signal is different from zero and positive, then both inputs of the AND gate are in frequency of the clock, by means of which the counter adjusts or forwards a variable analogous to the actual value to the control loop RK will. The beginning and the end of the increase in torque can thus be determined with an accuracy of 100th of a second and the closing time can be determined accordingly. The closing time can be shown directly on the counter as the number

der lOOOstel Sekunden ablesen, die als Takte während des Anpositiven of the 100th of a second, read as bars during the positive

liegens eines von Null verschiedenen/Differenzsignals am Eingang des UND-Gatters durch dieses hindurchgelangt sind.there is a non-zero / difference signal at the input of the AND gate have passed through this.

* kleiner oder* smaller or

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Claims

Patents

Method for indirect determination and, if necessary, for controlling or regulating the viscosity or Homogeneity of the plastic melt in screw injection molding machines, characterized in that as a criterion for the viscosity and / or homogeneity the closing time of the non-return valve of the screw injection molding machine is measured and fluctuations in the closing time, if necessary to control or regulate the viscosity or influencing the homogeneity of the plastic melt Measures are exploited,

Method according to claim. 1, characterized in that Deviations in the closing time of the non-return valve compared to a certain setpoint upwards or downwards

Control or regulation of the viscosity of the plastic melt increasing or reducing measures exploited will.

The method of claim Λ or 2, characterized in that the closing time of the non-return valve is measured over the duration of the rise during the injection operation of the transferring to the screw reverse torque.

* and / or homogeneity

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ORtGfNAL INSPECTEDORtGfNAL INSPECTED

4. Device for indirect determination and, if applicable for controlling or regulating the viscosity and / or homogeneity of the plastic melt in screw injection molding machines with a non-return valve, marked, by a device (MK, RK) for measuring the closing time of the non-return valve (6) of the screw injection molding machine and optionally to control the screw speed, the screw back pressure and / or an adjustable one ! Nozzle cross-section (shear gap) or more the viscosity influencing parameters depending on the measured closing time of the non-return valve (6).

5 · Device according to claim 4-, characterized in that the device (MK) for measuring the closing time of the non-return valve (6) an ere torque measuring device for measuring of the torque transmitted to the screw (2).

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