DE3608973C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Umschaltens von der Nachdruckphase in die isochore Abkühlphase beim Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Umschaltens von der Nachdruckphase in die isochore Abkühlphase beim Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffe, wobei mit Hilfe eines Einspritzkolbens oder einer als Einspritzkol­ ben wirkenden Schubschnecke in einem Formwerkzeug im An­ schluß an die vollständige Füllung des Formwerkzeugs mit Form­ masse ein Verdichtungsdruck auf die Formmasse ausgeübt wird und bei gleichzeitiger Abkühlung der Formmasse unmittelbar oder verzögert nach der vollständigen Füllung des Formwerkzeugs die Einleitung der isochoren Abkühlung in Abhängigkeit von Druck und Temperatur im Formwerkzeug erfolgt. Ziel der Ausübung des Verdichtungsdruckes ist eine vollständige oder teilweise Kompen­ sation der abkühlungsbedingten Volumenkontraktion. Das Ausmaß dieses Ausgleichs der Kontraktionstendenz und damit der Betrag der verbleibenden, am Formteil feststellbaren Volumenkontraktion, also der Schwindung, ist sowohl abhängig vom Verlauf des Druckes während der Verdichtungsphase als auch vom Verlauf der die Abkühlung bestimmenden Temperaturen, z. B. der Temperatur der Formmasse und/oder des Formwerkzeugs. Ferner ist das spezifi­ sche Erstarrungsverhalten der Formmasse entscheidend, das durch den Zusammenhang von Druck, Volumen und Temperatur in Form von Diagrammen (P-V-T-Diagramm) oder durch Datensammlungen oder durch massespezifische mathematische Funktionen beschrie­ ben werden kann.

Die Verdichtung der Formmasse im Formwerkzeug ist zwangsläu­ fig verbunden mit einem Massestrom durch den Anguß und die Fließkanäle des Formwerkzeugs. Solche Masseströme sind bei we­ nig fortgeschrittener Abkühlung durchaus zulässig und wenig quali­ tätsmindernd, bei stärker fortgeschrittener Abkühlung werden je­ doch die Qualitätsminderungen aufgrund von Molekülorientierun­ gen, Füllstofforientierungen, Beeinträchtigungen der Kristal­ litstrukturen, Schichtenbildungen oder ähnlichen Phänomenen so gravierend, daß erhebliche Qualitätsmängel an den Formteilen auftreten. Es wird deshalb in bekannter Weise angestrebt, daß zumindest gegen Ende der Verdichtungsphase eine Druckführung erreicht wird, bei der kein Massestrom im Anguß und in den Fließ­ kanälen mehr stattfindet. Dies entspricht einer Abkühlung bei konstantem spezifischen Volumen der Formmasse und wird als "isochore" Abkühlung bezeichnet. Sobald die Formmasse im Anguß des Formwerkzeugs vollständig erstarrt und damit kein weiterer Massestrom möglich ist, tritt die isochore Abkühlung von selbst ein.

Bei bekannten Verfahren zur Steuerung der Verdichtungsphase wird der Beginn der isochoren Abkühlung nicht dem Erstarrungs­ verhalten des Angusses überlassen, da sonst aufgrund von Tempe­ ratureinflüssen keine ausreichende Reproduzierbarkeit der Form­ teilschwindung erreicht werden kann. Vielmehr wird die isochore Abkühlung durch eine aktive Steuerungsmaßnahme eingeleitet, z. B. durch Betätigung eines den Anguß verschließenden Organs oder durch Stillstand der Schubschnecke nach Ablauf einer in der Steuerung festgelegten Zeit. Sobald jedoch Schwankungen der die Abkühlung bestimmenden Temperaturen eintreten, findet der Be­ ginn der isochoren Abkühlung bei geänderter Massetemperatur statt, wodurch sich auch das spezifische Volumen der Formmasse ändert. Hieraus ergibt sich eine Änderung des Schwindungsbetra­ ges und es stellen sich nachteilige Maßänderungen ein. Beispiels­ weise ist die mit höherer Temperatur des Formwerkzeugs zuneh­ mende Schwindung bekannt. Mit den bekannten Steuerungsverfah­ ren kann dies nicht selbsttätig ausgeglichen werden.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die isochore Abküh­ lung herbeigeführt durch die Eingabe eines rechnerisch ermittelten Druck-Zeit-Programms in Korrelation mit der rechnerisch ermittel­ ter Prognose des Temperatur-Zeit-Verlaufs DE 25 43 088. Dabei ist als Zielgröße ein bestimmtes, für jedes Formteil und jede Formmasse charakte­ ristisches spezifisches Volumen vorzugeben. Die Durchführung der Rechnungen setzt die genaue Kenntnis des formmassespezifischen Zusammenhangs von Druck, Volumen und Temperatur voraus, wo­ bei eine zuverlässige mathematische Beschreibung nur durch die Bestimmung von mehreren Koeffizienten möglich ist. Auch die Voraussage des Abkühltemperaturverlaufs erfordert die Kenntnis mehrerer materialspezifischer Größen. Ein erheblicher Nachteil dieses Verfahrens ist es daher, daß die Steuerung von der Verfüg­ barkeit massespezifischer Meßwerte abhängig ist. Für häufig ver­ wendete Standardformmassen stehen die benötigten Daten unter Berücksichtigung beträchtlicher Schwankungstoleranzen zwar ver­ schiedentlich zur Verfügung, jedoch werden die meisten Formma­ ssen als Modifikationen mit unterschiedlichen Farbstoffen, Füll­ stoffen, Füllstoffanteilen, Additiven und als Gemenge verarbeitet, so daß dem Verarbeiter die Beschaffung zuverlässiger massespezi­ fischer Werte äußerst schwierig bzw. aufwendig ist.

Es sind weiterhin Verfahren und Vorrichtungen DE 23 58 911, EP 76010 A bekannt, bei denen Temperaturfühler für die Temperatur des Formwerkzeugs und der Formmasse, sowie Druckfühler für den Massedruck enthalten sind zum Zweck der Durchführung von Regelungsvorgängen. Dabei handelt es sich um die regelungstechnische Korrektur der einzelnen Prozeßgrößen Massedruck und Massetemperatur, ohne daß der spezielle Zusammen­ hang von Druck und Temperatur genutzt wird, der einer isochoren Ab­ kühlung entspricht. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Anfälligkeit bei kombinatorisch auftretenden Störgrößen, insbesondere gegenüber Stör­ größen in Form von Druck- und Temperaturänderungen, und ein unste­ tiges Regelverhaltens.

Weiterhin ist bekannt, daß Formwerkzeuge Meßfühler für die verdich­ tungsbeeinflussenden Größen Massedruck und Massetemperatur enthal­ ten, sowie elektronische Einrichtungen zur Auswertung der Meßwerte, um die Auslösung von Alarmsignalen herbeizuführen (DE 22 05 044). Hierdurch können zwar Formteile erkannt und ausgesondert werden, bei denen die Über­ schreitung der maßgebenden Prozeßgrößen eine Nichterfüllung von Maßtoleranzen erwarten läßt, es handelt sich jedoch lediglich um die Nutzung der Meßgrößen als qualitätsaufzeigende Größen, nicht um pro­ zeßbeeinflussende Maßnahmen, die eine Verringerung der Maßschwan­ kungen der Formteile herbeiführen können.

Ein weiteres bekanntes Verfahren sieht vor, daß einzelne Schritte im zeitlichen Ablauf des Spritzgießprozesses, also die Umschaltung von Spritzdruck auf Nachdruck, das Beenden der Nachdruckphase oder der Entformungszeitpunkt abhängig von den Meßwerten für Druck oder Temperatur in der Kavität gesteuert werden (US 42 08 176). Es handelt sich hierbei um die Beeinflussung der zeitlichen Abfolge innerhalb eines herkömmlich gesteuerten Prozesses. Eine die Prozeßgenauigkeit verbessernde Kom­ pensation von Störgrößen erfolgt nicht, der für die Maßgenauigkeit be­ sonders relevante Versiegelungszeitpunkt wird nicht beeinflußt. Dem­ nach kann eine bedeutende Steigerung der Maßgenauigkeit von Spritz­ zyklus zu Spritzzyklus nicht erreicht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren den für die Qualität der Formteile günstigen isochoren Abkühlverlauf so einzuleiten, daß der zugehörige Wert des spezifischen Volumens der Formmasse gegen den Einfluß von druck- und temperaturbeeinflussenden Störgrößen und in steuerungs­ technisch selbsttätiger Weise reproduziert wird, wobei der meßtechni­ sche Aufwand zur Bestimmung formmassespezifischer Daten erheblich reduziert oder ganz entbehrlich gemacht werden soll. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Steuerungsverfah­ ren gekennzeichnet durch das selbsttätige Einleiten der isochoren Ab­ kühlphase, und zwar dann, wenn das Wertepaar aus Druck und Tempe­ ratur einem solchen Zusammenhang genügt, der über die Spritzgießzy­ klen ein konstantes spezifisches Volumen sicherstellt. Hierbei wird da­ von ausgegangen, daß bei der Einleitung der isochoren Abkühlphase lediglich ein empirisch ermittelter Wert des spezifischen Volumens der Formmasse zu reproduzieren ist, um Maßabweichungen der Formteile zu vermeiden. Es ist nicht erforderlich, daß der Wert des spezifischen Volumens zahlenmäßig bekannt ist. Das zu reproduzierende spezifische Volumen ist jeweils bestimmt durch Wertepaare Druck-Temperatur, die für ein konstantes spezifisches Volumen einer Beziehung gehorchen, die im Temperatur-Druck-Diagramm einer wenig gekrümmten Linie ent­ spricht (Isochore), so daß sie bei den meisten Kunststoffen mit genü­ gender Genauigkeit durch eine Gerade ersetzt werden kann. Sobald der tatsächliche Abkühlverlauf, von höheren Temperaturen herkommend, die Isochore erreicht, also die effektiven Werte für Druck und Tempe­ ratur der besagten Beziehung genügen, so wird erfindungsgemäß auf isochore Abkühlung umgeschaltet. Auf diese Weise werden Schwankun­ gen des Druckes und/oder der Temperatur im Formwerkzeug unerheb­ lich, da die Steuerung jeweils bei einem der gleichen Isochore zugehö­ rigen Druck-Temperatur-Wertepaar auf isochore Abkühlung umschaltet. Da das erfindungsgemäße Verfahren sowohl die Abhängigkeit des spe­ zifischen Volumens der Formmasse vom herrschenden Druck als auch von der Temperatur berücksichtigt, wird der Einfluß schwankender Drücke und Temperaturen ausgeglichen. Damit wird die Wiederholge­ nauigkeit der Maße der hergestellten Formteile wesentlich verbessert und der Anteil maßungenauer Formteile reduziert. Es können engere Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Darüber hinaus wird die An­ fahrphase verkürzt, da erfahrungsgemäß am Anfang einer Spritzgieß­ fertigung erhebliche Temperaturänderungen der Fall sind, die bei kon­ ventioneller Steuerung die Maße und Gewichte der Formteile stark be­ einflussen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt auch, daß der bei einer An­ fangseinstellung der Spritzgießmaschine hervorgebrachte Wert für das spezifische Volumen der Formmasse vor Schwindungsbeginn gegen den Einfluß von Störgrößen, insbesondere von temperaturabhängigen Stör­ größen, bei den nachfolgenden Formungsvorgängen konstant gehalten wird. Im Sinne einer Reduzierung der für die Steuerung vorzugebenden Größen ist es gemäß der Erfindung möglich, ein bei der Anfangseinstel­ lung im Bereich der isochoren Abkühlung gemessenes Druck- Temperatur-Wertepaar als einen Punkt zur Ermittlung der vorzugeben­ den Isochore zu verwenden. Da der Einfluß der Störgrößen in der Regel nur Verschiebungen innerhalb eines engen Bereichs um das gemessene Druck-Temperatur-Wertepaar verursacht, ist es in vielen Fällen ge­ rechtfertigt, den Druck-Temperatur-Zusammenhang zur Beschreibung der Isochore als lineare Verknüpfung angenähert einzugeben. Damit verbleibt als formmassespezifische Größe die Eingabe eines Druck- Temperatur-Gradienten, was die Eingabe beträchtlich vereinfacht. Das erfindungsgemäße Verfahren offenbart darüberhinausgehend auch, daß der besagte Gradient aus dem im Bereich isochorer Abkühlung gemes­ senen Druck-Temperatur-Verlauf der Anfangseinstellung ermittelt wer­ den kann.

Im Falle der Annäherung der Isochore durch eine Gerade werden also lediglich die Neigung der Geraden und ein Fußpunkt als formmasse­ spezifische Rechenwerte benötigt. Aber auch bei Eingabe der Isochore als wenig gekrümmte Linie sind nur wenige Rechenkoeffizienten erfor­ derlich, die aus dem effektiven Druck-Temperatur-Verlauf im Bereich isochorer Abkühlung analytisch gewonnen werden können. Dazu sind im Formwerkzeug Druck- und Temperaturfühler angebracht. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Temperaturgang rechnerisch zu pro­ gnostizieren. Der meßtechnische Aufwand zur Ermittlung formmasse­ spezifischer Daten kann erfindungsgemäß dadurch reduziert werden, daß die bei der Ersteinstellung der Spritzgießmaschine erscheinende Druck-Temperatur-Linie ausgewertet wird. Eine solche Auswertung ist deshalb möglich, weil nach dem vollständigen Erstarren des Angusses (Siegelzeitpunkt) von selbst eine isochore Abkühlung eintritt. Man er­ hält also eine vollständige, für die erfindungsgemäße Steuerung relevan­ te Isochore, wenn man den nach dem Siegelzeitpunkt erscheinenden Druck-Temperatur-Zusammenhang auf Werte vor dem Siegelzeitpunkt extrapoliert. Das erfindungsgemäße Verfahren macht damit die Einlei­ tung der isochoren Abkühlphase des Spritzgießprozesses unabhängig von der Verfügbarkeit des nur mit großem meßtechnischen Aufwand ermittelbaren P-V-T-Diagramms der zu verarbeitenden Formmasse. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit auch für Formmassen einsetzbar, für die kein P-V-T-Diagramm zur Verfügung steht. Gegenüber solchen Steuerungen, die eine Eingabe des P-V-T-Diagramms erfordern, wird durch die Erfindung eine erhebliche Vereinfachung erzielt, der maschi­ nelle und personelle Aufwand reduziert und die Anwendung von Steue­ rungen mit isochorer Abkühlphase erweitert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen als Ausführungsbeispiel beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Einspritzaggregates einer Spritzgießmaschine mit einer zugehörigen Drucksteuerung.

Fig. 2 ein P-V-T-Diagramm eines thermoplastischen Kunststoffs mit eingetragenem Abkühlverlauf.

Fig. 3 ein aus dem P-V-T-Diagramm hergeleiteter Druck-Temperatur- Zusammenhang zur Erzielung eines konstanten spezifischen Volumens der Formmasse.

Fig. 4 einen beispielhaften Verlauf einer gemessenen Druck-Zeit- und Temperatur-Zeit-Kurve, sowie deren Zusammenfügung und Auswer­ tung.

In Fig. 1 ist ein Schneckenzylinder 10 einer Spritzgießmaschine darge­ stellt, in dem eine Schubschnecke 11 axial beweglich ist, ausgerüstet mit einem, den Schneckenvorraum 14 absperrenden Ring 12 und mit ei­ ner Schneckenspitze 13. Mit Hilfe der Heizbänder 22 wird die Formma­ sse im Schneckenvorraum 14 fließfähig gehalten und bei einer Druck­ beaufschlagung des Zylinderraums 30 durch die Hydraulikpumpe 33 mittels der als Kolben wirkenden Schubschnecke 11 in die Formhöhlung 17 des Formwerkzeugs 18, 19 gepreßt, wobei als Verbindungskanäle der Düsenkanal 15 und der Angußkanal 16 dienen. Nach der vollständi­ gen Ausfüllung der Werkzeughöhlung 17 mit Formmasse schließt sich eine Verdichtungsphase an, während der ein weiterer Massestrom durch den Angußkanal 16 erfolgt, hervorgerufen durch eine weitere axiale Bewegung des Kolbens 29 im Zylinder 36, der ein Hub der Schnecken­ spitze 13 von Position 56 zu Position 57 entspricht. Der mit der Ver­ dichtung einhergehende Druckaufbau in der Werkzeughöhlung 17 wird als elektrisches Signal vom Druckfühler 42 über die Signalleitung 44 an den Druckvergleicher 46 gemeldet. Das Formwerkzeug 18, 19 wird von Kühlmittel in nicht dargestellten Kanälen durchströmt und entzieht damit der mit hoher Temperatur eingeflossenen Formmasse Wärme. Der sich daraus ergebende Temperaturverlauf wird mit dem Temperaturfüh­ ler 41 gemessen und als elektrisches Signal über die Signalleitung 43 dem Funktionsgenerator 45 zugeführt. Im Funktionsgenerator 45 ist ein Temperatur-Druck-Zusammenhang gespeichert, der einer isochoren Ab­ kühlung entspricht, wie er in der Beschreibung zu Fig. 3 näher erläutert wird. Damit erzeugt der Funktionsgenerator 45 einen zum jeweilig zu­ geführten Temperatursignal gehörigen Druckwert p-u, der als elektri­ sches Signal über die Signalleitung 47 an den Druckvergleicher 46 mit­ geteilt wird. Im Druckvergleicher 46 wird der fortlaufend gemessene Druckwert p mit dem fortlaufend erzeugten Druckwert p-u verglichen. Solange die Differenz beider Druckwerte groß ist, schaltet der Druck­ vergleicher 46 zum zeitlich nachfolgenden Vergleichsvorgang weiter. Liegt jedoch die Differenz der beiden Druckwerte unterhalb eines vor­ gebbaren Grenzwertes, so erzeugt der Druckvergleicher ein Steuersi­ gnal, das die isochore Abkühlung einleitet, z. B. indem das Steuersignal über die Signalleitung 48 dem Druckprogrammgeber 49 zugeleitet wird, der auf das Druckbegrenzungsorgan 32 mit einem Druck-Zeit-Programm einwirkt, das der isochoren Abkühlung entspricht. Die isochore Abküh­ lung kann aber auch so erzeugt werden, daß sich der Druck im Zylinder 36 in selbstregelnder Weise so einstellt, daß sich die Position der Schubschnecke 11, gemessen am Positionsgeber 54 und mitgeteilt über die Signalleitung 55, im weiteren Verlauf nicht mehr ändert. Ein anderes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß der isochore Abkühlver­ lauf durch Verschließen der Werkzeughöhlung 17 mittels eines, den Angußkanal 16 versperrenden Ventils 51, beispielsweise ein Drehschie­ berventil, erfolgt. In diesem Fall würde der Druckvergleicher 46 über die Signalleitung 50 ein Ventilsteuergerät 53, beispielsweise ein Pneu­ matikventil, einschalten, das über die Steuerleitung 52 das Ventil 51 verschließend betätigt, sobald am Druckvergleicher 46 eine ausreichend kleine Differenz zwischen den Druckwerten p-u und p erscheint. Die Positionsziffer 58 entspricht der vordersten, durch die Zylinder­ wand 35 begrenzte Endstellung der Schubschnecke 11. Sobald im Ver­ laufe der Verdichtungsphase diese Position erreicht und nicht mehr verlassen wird, tritt ebenfalls isochore Abkühlung ein, vorausgesetzt, daß die Maschinenplatten 20 und 21 die Teile 18 und 19 des Form­ werkzeugs geschlossen halten. Bei einem Einstellversuch meldet der Wegegeber 54 das Erreichen der Position 58, so daß der Funktionsgene­ rator 45 über die Signalleitungen 39 und 43 mit gemessenen Druck- Temperatur-Werten beliefert wird, um daraus die formmassespezifi­ schen Druck-Temperatur-Werte zur rechnerischen Beschreibung der isochoren Abkühlung zu gewinnen.

Fig. 2 zeigt das P-V-T-Diagramm eines thermoplastischen Kunststoffs, wobei der Abkühlverlauf während und nach der Verdichtungsphase ein­ getragen ist. Dem Aufbau des Verdichtungsdruckes im Formwerkzeug entspricht der Übergang von Punkt 81 zu Punkt 82. Ab hier entspricht der Abkühlung der Formmasse eine Druckabsenkung nach dem Kurven­ zug 82 - 84 oder nach dem Kurvenzug 82 - 83 - 87. Eine solche unter­ schiedliche Druckabsenkung ist abhängig von den Gegebenheiten des Formwerkzeugs, vom Erstarrungsverhalten der Formmasse und von der Temperatur des Formwerkzeugs. Temperaturbedingte Störgrößen kön­ nen unterschiedliche Druckverlaufskurven zwischen den Abkühlkurven 82 - 84 und 82 - 87 hervorrufen. An den Punkten 84 bzw. 87 wird je­ weils die isochore Abkühlung eingeleitet, erkennbar am horizontalen Verlauf (konstantes spezifisches Volumen) bis zu den Punkten 85 bzw. 88. Die weitere Abkühlung auf den Abschnitten 85 - 86 bzw. 88 - 86 erfolgt unter Verringerung des spezifischen Volumens aufgrund von Volumenkontraktion durch Schwindung. Der Schwindungsbetrag hängt von der Höhe des spezifischen Volumens am Beginn der Schwindung ab. Deshalb ergibt die Abkühlung von Punkt 85 ausgehend einen größe­ ren Schwindungsbetrag als von Punkt 88 ausgehend.

Um den Schwindungsbetrag gegen den Einfluß von Störgrößen genau zu reproduzieren, genügt es beispielsweise nicht, die isochore Abkühlung immer bei einem bestimmten Druck einzuleiten. Das Ergebnis einer sol­ chen Methode ist festzustellen anhand der Punkte 84 und 87, die zwar auf der gleichen Drucklinie liegen, aber deren spezifisches Volumen sich erheblich unterscheidet, so daß sich auch ein unterschiedlicher Schwindungsbetrag ergibt. Dagegen sieht das erfindungsgemäße Ver­ fahren vor, die isochore Abkühlung jeweils dann einzuleiten, wenn Druck und Temperatur dem Zusammenhang genügen, der ein konstant bleibendes spezifisches Volumen ergibt. Diesen Druck-Temperatur- Zusammenhang beschreibt die Horizontale 83 - 85. Somit ist es uner­ heblich, nach welchem Kurvenzug die Abkühlung ausgehend von Punkt 82 erfolgt, es wird dank des erfindungsgemäßen Verfahrens in jedem Fall das spezifische Volumen des Punktes 85 erzielt. Die Einleitung der isochoren Abkühlung kann somit bei höheren oder niedrigeren Temperaturen erfolgen, jedoch muß sichergestellt sein, daß die thermische Versiegelung des Angußkanals später eintritt als die Einleitung der isochoren Abkühlung. Dies ist durch einen Vergleich des tatsächlichen Versiegelungszeitpunktes mit dem Zeitpunkt des Beginns der isochoren Abkühlung möglich anhand des mit dem Druckfühler 42, Fig. 1 gemessenen Druck-Zeit-Verlaufs.

Fig. 3 zeigt beispielhaft den im Funktionsgenerator 45, Fig. 1 zu gene­ rierenden Druck-Temperatur-Zusammenhang A -B, um ein konstantes spezifisches Volumen der Punkte 83, 84 und 85, Fig. 2 zu erzielen. Dieser Zusammenhang ist aus dem P-V-T-Diagramm, Fig. 2 herleitbar und wird durch eine mathematische Beziehung beschrieben. Die Punkte 83′ und 84′ erfüllen diese mathematische Beziehung. In dem beim Spritzgießen von Thermoplasten erfahrungsgemäß auftretenden Bereich der Druck- und Temperaturschwankungen liefert eine lineare Beziehung bereits eine Verbesserung der Reproduzierbarkeit des Spritzgießprozes­ ses. Der Punkt 82′ entspricht Punkt 82 in Fig. 2, wo die Abkühlung be­ ginnt und eine Druckabsenkung hervorgerufen wird, die je nach Stör­ größeneinfluß zwischen den Kurvenzügen 82′ - 83′ und 82′ - 84′ schwankt. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht jedoch vor, daß die isochore Abkühlung eingeleitet wird, sobald der effektive Druck- Temperatur-Verlauf den Kurvenzug A-B schneidet. Dadurch wird die isochore Abkühlung immer bei einem gleichen spezifischen Volumen eingeleitet.

Fig. 4 zeigt oben einen typischen Druck-Zeit-Verlauf, gemessen im Formwerkzeug, und darunter einen typischen gemessenen oder rechne­ risch prognostizierten Temperaturverlauf der Formmasse im Formwerk­ zeug. Punkt 90 entspricht der Versiegelung des Angußkanals, der Kur­ venzug 90 - 91 - 92, sowie 70 - 71 - 72 der isochoren Abkühlung. In diesem Druck-Temperatur-Verlauf spiegelt sich das formmassespezifi­ sche Verhalten wieder, insbesondere erscheint der Kurvenzug der isochoren Abkühlung. Deshalb können die gemessenen Kurvenzüge mittels Extrapolation zur Ermittlung des Druck-Temperatur- Zusammenhangs A - B, Fig. 3 dienen, wie dies für den Kurvenabschnitt 90 - 93 vorgenommen wurde.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern des Umschaltens von der Nachdruckphase in die isochore Abkühlphase beim Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffe, wobei in bekannter Weise nach der vollständigen Füllung des Formwerkzeugs ein Verdichtungsdruck auf die Form­ masse ausgeübt wird und bei gleichzeitiger Abkühlung der Form­ masse unmittelbar oder verzögert nach der vollständigen Füllung des Formwerkzeugs die Einleitung der isochoren Abkühlung in Ab­ hängigkeit von Druck und Temperatur im Formwerkzeug erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen einer aktiven Versie­ gelung die Einleitung der isochoren Abkühlphase selbsttätig dann erfolgt, wenn das Wertepaar aus Druck und Temperatur einem sol­ chen Zusammenhang genügt, der über die Spritzgießzyklen ein konstantes spezifisches Volumen sicherstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Einleitung der isochoren Abkühlphase verwendete Zusammenhang aus dem P-V-T-Diagramm der Formmasse mittels eines Druck- Temperatur-Zusammenhangs für ein konstantes spezifisches Volu­ men hergeleitet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Druck-Temperatur- Zusammenhang aus einem Druck-Temperatur-Verlauf entnommen wird, der aus einem gemessenen Druck-Zeit-Verlauf und dem da­ zugehörigen gemessenen oder berechneten Temperatur-Zeit- Verlauf hergeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Temperatur-Zusammenhang durch einen linearen Verlauf angenähert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Temperatur-Zusammenhang über den Siegelzeitpunkt hinaus zu höheren Drücken und Temperaturen hin aus dem vor­ handenen Verlauf extrapoliert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung eines der in den vorangegangenen Ansprüchen beschriebenen Verfahrens an einer Spritzgießmaschi­ ne, deren Steuerung mit Druck- und Temperaturfühlern im Form­ werkzeug verbunden ist, die die Istwerte für einen Druck- Temperatur-Zusammenhang liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung als Sollwerte den gemäß Anspruch 3 oder An­ spruch 4 ermittelten Temperatur-Druck-Zusammenhang enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an­ stelle des Temperaturfühlers ein Temperatursimulator angeschlos­ sen ist, der einen errechneten Temperatur-Zeit-Verlauf der Steue­ rung mitteilt.