DE3032407C2

DE3032407C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Schließgeschwindigkeit der verschiebbaren Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE3032407C2
Application number: DE19803032407
Authority: DE
Inventors: Dieter 7831 Freiamt Jung
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Ferromatik Milacron Maschinenbau GmbH
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1984-04-19
Also published as: DE3032407A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Schließgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist nach der DE-AS 17 79 321 bekannt.

Beim Zufahren einer Spritzgießform aus ihrer geöffneten Endstellung, d.h. aus ihrem maximalen Plattenabstand, wird der Fahrzylinder mit maximalem ίο Druck beaufschlagt, die verschiebbare Formaufspannplatte mit der auf ihr angeordneten einen Hälfte der Spritzgießform zunächst beschleunigt, dann aufgrund der verschiedenen Einflüsse wie Reibung usw. mit konstanter Geschwindigkeit verfahren, anschließend wird bei Kontaktieren eines Näherungsschalters durch die verschiebbare Formaufspannplatte der Druck im Fahrzylinder herabgesetzt und die Spritzgießform mit verringerter Geschwindigkeit geschlossen. Diese Stelle, an der dieser Näherungsschalter vor der feststehenden % Formaufspannplatte angeordnet ist, wird als Formschließsicherungspunkt bezeichnet. Sobald die ver schiebbare Formaufspannplatte diesen Abstand vor der feststehenden Formaufspannplatte erreicht hat, wird der Fahrzylinder derart mit hydraulischem Arbeitsmit- tel beaufschlagt, daß die Reibungseinflüsse auf den Holmen usw. gerade noch überwunden werden, so daß die letzte Phase des Schließens der Spritzgießform mit Kriechgeschwindigkeit erfolgt. Im allgemeinen ist man bestrebt, die Zeit für einen Spritzzyklus d. h. die Zeit, die bo zur Herstellung eines Spritzteiis benötigt wird, möglichst kurz zu halten. Dies bedeutet, daß die verschiebbare Formaufspannplatte bei der maximalen Formöffnungsweite zunächst aus ihrer ruhenden Stellung möglichst schnell auf maximale Geschwindigkeit ge- h^r> bracht werden und ein Abbremsen so kurzzeitig erfolgen soll, daß dieses Schließen der Spritzgießform unter Kriechgeschwindigkeit gerade noch möglich ist.

Im allgemeinen wird die Zeit, in der die verschiebbare Formaufspannplatte sich mit Kriechgeschwindigkeit in ihrer Endposition (Schließen der Spritzgießform) bewegt, durch das Anordnen des Näherungsschalters experimentell bestimmt und vorgegeben. Wird in dieser Zeit der Formschluß nicht erreicht, dann gibt die Spritzgießmaschine ein entsprechendes Signal an das Bedienungspersonal ab. Die Gründe können vielfältig sein: so kann durch Reißen des Schmiermittelfilms auf den Holmen die Reibung der verschiebbaren Formaufspannplatte vergrößert werden, so daß die auf sie ausgeübte hydraulische Kraft nicht mehr ausreicht, sie in ihre Endstelllung zu bringen. Dies kann auch bereits durch Temperaturänderungen erfolgen.

Weiterhin kann eine unterschiedliche Temperaturverteilung in den Holmen ein geringfügiges Verbiegen des einen oder anderen Holmes nach sich ziehen, so daß die hydraulische Kraft zum Schließen ebenfalls nicht mehr ausreicht Es kann sich auch durch Temperaturänderungen die Viskosität der hydraulischen Flüssigkeit ändern, was ebenfalls die Kriechgeschwindigkeit beeinflussen kann.

Ift andererseits die Geschwindigkeit der Formaufspannplatte in der Endphase des Schließens groß, so können, abgesehen von der lästigen Geräuschbildung, Schäden an der Spritzgießform auftreten. Um in etwa diese V?rhältnisse zu beherrschen, wurde bisher so verfahren, daß vor dem Herstellen von Spritzgußteilen, die Spritzgießmaschine während längerer Zeit im Leerlauf betrieben wurde, um in etwa konstante Betriebstemperaturen und Arbeitsbedingungen zu erreichen.

Die Einstellung der Kriechgeschwindigkeit erfordert erhebliche Erfahrungen. Sie wird durch entsprechende Vorgabe des Druckes im Fahrzylinder eingestellt, wobei der Druck zu Beginn des Schließens auf vorgegebenen maximalen Wert heraufgesetzt und dann auf einen reduzierten Wert herabgesetzt wird, so daß bei Erreichen des Formschließsicherungspunktes die Geschwindigkeit der verschiebbaren Formschließplatte in die Kriechgeschwindigkeit übergeht. Schwierigkeiten ergeben sich vor allen aus der großen Massenträgheit der verschiebbaren Formaufspannplatte und der aufgespannten Formhälfte.

Aus diesen Gründen werden bei einem Wechsel der Spritzgießform an das Bedienungspersonal erhebliche Anforderungen gestellt, die eine längere Erfahrung sowie eine Vertrautheit mit diesen verwickelten Vorgängen voraussetzen. Diese Schwierigkeiten treten dann auf, wenn von einer Spritzgießform relativ kleiner Masse auf eine solche von großer Masse umgerüstet wird, da dann die auf den Holmen zu verfahrende Masse, gebildet aus Formaufspannplatte und Hälfte der Spritzgießform, sich so stark ändern kann, daß es eines erheblichen experimentellen Geschickes bedarf, um den Formschließsicherungspunkt neu zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit der verschiebbaren Formaufspannplatte von Spritzgießmaschinen der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß die Korrektur des Formschließsicherungspunktes beim Umrüsten der Spritzgießform und bei geänderten Betriebsbedingungen nicht mehr erforderlich ist. sondern daß vielmehr von den Herstellern von Spritzgießmaschinen der Formschließsicherungspunkt fest eingestellt wird und eine Korrektur seiner Einstellung nicht mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Schußgeschwindigkeit der verschiebbar ';n Formaufspannplatte in Abhängigkeit von der verbleibenden Formöffnungsweite bezogen auf die Schließstellung einen maximalen Wert nicht überschreitet, d-h, daß erfindungsgemäß ein zusätzliches »Abbremsen« erfolgt, wenn die jeweilige Schließgeschwindigkeit zu hoch ist.

Wesentlich ist hierbei der Einsatz von absoluten Wegmeßsystemen, z. B. von absoluten Winkelkodierern, die jedem Winkel, d. h. jedem zurückgelegten Wegabschnitt des mit ihnen gekoppelten Maschinenteils eine bestimmte Kombination von Zahlenwerten zuordnet Fehlmessungen sind ausgeschlossen, da der Nullpunkt des absoluten Winkelkodierers durch den Code definiert ist, und die Abfrage im statischen Zustand erfolgt (vgl. Prospekt Optoelektronische, absolute Winkelschrittgeber, Fa. Stegmann). Hierdurch ist es möglich, auch nach Betriebsunterbrechungen die jeweilige Formöffnungsweite fehlerfrei zu bestimmen.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale erübrigt es sich, vor der Herstellung von Spritzgußteilen die Spritzgießmaschine auf eine im wesentlichen konstante Betriebstemperatur zu bringen, um die eingangs beschriebenen Einflüsse in etwa eliminieren zu können.

In vorteilhafter Weise ist erfindungsgemäß in jedem Gegenkopplungszweig ein in Abhängigkeit vom Plattenabstand angesteuerter elektronischer Schalter angeordnet. Prinzipiell könnte die Vorrichtung so ausgelegt sein, daß diese Korrekturgrößen laufend als analoge Signale anstehen. Da jedoch die verschiebbare Formaufspannplatte eine erhebliche Masse hat, hat es sich erwiesen, daß es durchaus genügt, diese Einrichtung nur einige Male in Abhängigkeit von einigen Plattenabstands-Abschnitten anzusteuern.

Aus diesem Grunde ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der gesamte Formschließ-Sicherungsweg in Abschnitte unterteilt, wobei jeweils am Ende eines Abschnitts ein elektronischer Schalter angesteuert wird.

In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung verhalten sich die Formschließ-Sicherungs-Abschnitte wie 1 :2 :3 :4 usw. und die Verstärkungsfaktoren wie 1 : 4 : 9 :16 usw. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die kinetische Energie der verschiebbaren Formaufspannplatte mit der auf ihr aufgespannten Formhälfte von·. Quadrat der Geschwindigkeit abhängt, d. h. die Korrektur bzw. das Abbremsen der verschiebbaren Formaufspannplatte ist beim großen Plattenabstand groß.

Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer schematisch dargestellten Spritzgießmaschine. Mit 1 ist das Maschinenbett der Spritzgießmaschine bezeichnet, auf der zwei feststehende Ständerplatten 2 und 3 angeordnet sind, die untereinander durch vier Holme 4, von denen nur die beiden vorderen sichtbar sind, verbunden sind. Auf diesen Holmen 4 ist die verschiebbare Formaufspannplatte 5 geführt. Sie trägt auf ihrer in Richtung zur Stätiderplatte 3 zeigenden Seile die eine mit 6 bezeichnete Hälfte einer Spritzgießform, deren andere, mit 7 bezeichnete Hälfte auf der Ständerplaite 3 aufgespannt ist, die gleichzeitig die Funktion der feststehend angeordneten Formaufspannplatte hat

Mit 8 ist das Spritzgießaggregat bezeichnet, dem über den Trichter 9 das zu plastifizierende Kunststoffgranulat zugeführt wird, das nach seiner Plastifizierung mittels der nicht dargestellten Plasiifizierschnecke über die Angußbohrung 10 in der feststehenden Formaufspannplatte bzw. Ständerplatte 3 in die geschlossene Spritzgießform 6, 7 zur Herstellung des Spritzgußteils eingespritzt wird.

Die verschiebbare Formauf spannplatte 5 ist mit einer Kolbenstange 11 verbunden, die an ihrem freien Ende einen Kolben 12 aufweist, der in dem Zylinder 13 geführt ist Kolbenstange 11, Kolben 12 und Zylinder 13 bilden zusammen den Fahrzylinder 14.

Der Fahrzylinder 14 weist zwei Anschlußstutzen 15 für hydraulische Leitungen 16 und 17 auf, so daß der Zylinder 13 zum öffnen und Schließen der Spritzgießform 6,7 doppelseitig beaufschlagbar ist
Die Drossel 18 dient als Stellglied. Mit der verschiebbaren Formaufspannplatte 5 steht über eine Zahnstange 19 der Winkelkodierer 20 in Wirkverbindung. Die Ausgangssignale des Winkelkodierers 20 werden einerseits einem Frequenz-Spannungswandler 21 zugeführt, dessen Ausgangssignale die Geschwindigkeit der verschiebbaren Formaufspannplatte 5 repräsentieren. Andererseits werden sie dem Digital-Analog-Wandler 22 zugeführt, dessen Ausgangssignale die Referenzspannung für den momentanen Plattenabstand sind. Beiden Wandlern 21 und 22 ist als Vergleichseinrichtung ein Komparator 23 nachgeschaltet, dessen Ausgang einen Schalter 24 ansteuert, der einen Arbeitskontakt 25 aufweist Dem Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 22 ist weiterhin ein Verstärker 26 nachgeschaltet, dessen Ausgang über den Arbeitskontakt 25 der Vergleichsstelle 29 des Regelkreises für das Drosselventil 18 aufschaltbar ist.

Der Verstärker 26 hat die zueinander parallel angeordneten Gegenkopplungszweige 27, 27', 27", die jeweils einen elektronischen Schalter 28 bzw. 28' bzw.

28" sowie einen Widerstand 29', 29" bzw. 29'" aufweisen. Der Vergleichsstelle 29 werden in an sich bekannter Weise die Sollwerte und Istwerte der Geschwindigkeit zugeführt.

Im vorliegenden Falle ist die gesamte Formöffnungs-

weite S in Abschnitte unterteilt, die sich wie 1:2:3 verhalten. Die Werte der Widerstände 29', 29" und 29'", die in der gleichen Anzahl vorhanden sind, verhalten sich wie 1 :4:9. Sobald jeweils das Ende eines Abschnittes erreicht ist, wird der betreffende Schalter

^>(1 28 bzw. 28' bzw. 28" geschlossen. Gibt die Vergleichseinrichtung 29 ein Ausgangssignal ab, dann wird der Schalter 24 geschlossen und entsprechend dem aktivierten Rückkopplungszweig ein entsprechendes Korrektursignal der Vergleichsstelle 29 zugeführt.

'' Durch die quadratische Bemessung der Widerstandswerte im Vergleich zu den Wegabschnitten wird der quadratischen Abhängigkeit der kinetischen Energie von der Geschwindigkeit Rechnung getragen. Hierbei erfolgt die Bemessung so, daß ir: größerem Abstand der

verschiebbaren Formaufspannplatte 5 von der feststehenden auch die größere Abbremsung erfolgt.

Insgesamt ergibt sich durch die beschriebenen Mckmale und Maßnahmen eine erheblich kürzere Zeit für die Spritzzyklen sowie eine erheblich vereinfachte

Bedienung von Spritzgießmaschinen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung der Schließgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen, bei der ein Istwert-Sollwert-Vergleich der Geschwindigkeit der verschiebbaren Formaufspannplatte in Abhängigkeit ihres Abstandes von der feststehenden Formaufspannplatte zur Abgabe von Steuersignalen für den Fahrzylinder erfolgt, gekennzeichnet durch einen Verstärker (26) mit parallelen, in Abhängigkeit vom Plattenabstand aktivierten Gegenkopplungszweigen (27, 27', 27"), deren Verstärkungsfaktoren in Abhängigkeit vom Plattenabstand vorgegeben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Gegenkopplungs^weig (27, 27', 27"') ein in Abhängigkeit vom Plattenabstand angesteuerter elektronischer Schalter (28, 28', 28") angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Form-Schließ-Sicherungsweg in Abschnitte unterteilt ist und jeweils am Ende eines Abschnitts der zugeordnete elektronische Schalter (28,28', 28") angesteuert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abschnitte wie 1 : 2 :3 :4 usw. und die Verstärkungsfaktoren wie 1 :4 :9 :16 usw. verhalten.