DE3637896A1

DE3637896A1 - Process for mixing and injecting a two-component synthetic resin

Info

Publication number: DE3637896A1
Application number: DE19863637896
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Soechtig
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1988-06-16

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen und Spritzen eines Zweikomponenten-Kunstharzes, wobei in den Einspritzintervallen die beiden Komponenten mittels je einer steuerbaren Pumpe und durch je ein Ventil mit steuerbarem Querschnitt in eine Mischkammer eingespritzt und die gemischten Komponenten aus der Mischkammer in eine Spritzform ausgetragen werden.The invention relates to a method for mixing and Injection molding of a two-component synthetic resin, wherein in the injection intervals by means of the two components one controllable pump and one valve each controllable cross-section injected into a mixing chamber and the mixed components from the mixing chamber in an injection mold can be discharged.

Zum Erreichen einer ausreichenden Mischgüte der beiden miteinander reagierenden und aushärtenden Komponenten müssen die Drücke bzw. Geschwindigkeiten der beiden in die Mischkammer eintretenden Komponenten in einem sehr konstant bleibenden Verhältnis geregelt werden. An dererseits muß der gesamte Volumendurchsatz häufig während des Einspritzvorgangs verändert werden, um ihn z. B. in Querschnittsvariationen einer zu füllenden Spritzform anzupassen. Bisher wurden hierfür die meistens von Düsennadeln gesteuerten Einspritzquerschnitte der bei den Komponenten von Hand verstellt. To achieve a sufficient mix quality of the two components that react with one another and harden need the pressures or speeds of the two components entering the mixing chamber in one very constant ratio can be regulated. On on the other hand, the total volume throughput must often during the Injection process can be changed to z. B. in Cross-sectional variations of an injection mold to be filled adapt. So far, most of them have been used by Injection cross sections controlled by the nozzle needles at the components are adjusted by hand.

Das bisherige Verfahren der manuell verstellbaren Düsen ist zwar die mechanisch einfachste Lösung, läßt aber keine kon stante Druckeinstellung über einen größeren Produktions zeitraum zu.The previous method of the manually adjustable nozzles is the mechanically simplest solution, but leaves no con constant pressure setting over a larger production period too.

Störgrößen wie z. B. unterschiedliche Materialviskositäten, Düsennadelverschleiß und thermische Ausdehnung der Düsen nadel beeinflussen unmittelbar den Verarbeitungsdruck und damit auch das Produktionsergebnis.Disturbances such as B. different material viscosities, Nozzle needle wear and thermal expansion of the nozzles needles directly affect the processing pressure and thus also the production result.

In den meisten Fällen wird der Druck erst dann korrigiert, wenn die Teilequalität nachläßt, also Ausschuß produziert wurde.In most cases, the pressure is not corrected until when the quality of the parts deteriorates, ie rejects are produced has been.

Als weiterer Nachteil der festeingestellten Düsen erweist sich der eingeschränkte Bereich in dem die Austragsleistung vari iert werden kann ohne die Druckgrenzwerte zu überschreiten. Es ist nur im begrenzten Rahmen möglich, das Mischungsver hältnis während des Schusses zu verändern, wie es z. B. bei der Herstellung von Teilen mit unterschiedlicher Stauchhärte wünschenswert wäre.Another disadvantage of the fixed nozzles turns out to be the restricted area in which the discharge rate varies can be used without exceeding the pressure limits. It is only possible to a limited extent to mix the mix Ratio change during the shot, as z. B. at the production of parts with different compression hardness would be desirable.

Für eine typische Düsengeometrie (Abb. 1) ist im Kennlinien feld der praktisch nutzbare Bereich. Die untere Grenze ergibt sich aus dem minimalen Druck, bei dem noch eine gute Ver mischung erreicht werden kann. Es zeigt sich, daß bei fester Düseneinstellung nur ein begrenzter Austragsleistungsbereich genutzt werden kann. Bei einer Düseneinstellung von 0,5 mm bei spielsweise, kann die Austragsleistung nur zwischen 70 und 80 g/sec verändert werden.For a typical nozzle geometry ( Fig. 1), the practical range is in the characteristic field. The lower limit results from the minimum pressure at which good mixing can still be achieved. It turns out that with a fixed nozzle setting, only a limited discharge rate range can be used. With a nozzle setting of 0.5 mm, for example, the discharge rate can only be changed between 70 and 80 g / sec.

Bei Teilen mit sehr unterschiedlichen Querschnitten ergibt sich auch oft die Forderung die Fließgeschwindigkeiten beim Füll vorgang über die gesamte Formlänge konstant zu halten. Dazu muß die Austragsleistung während des Schusses entsprechend der Formkontur verändert werden. Eine solche sogenannte Men genprofilregelung ist mit fest eingestellten Düsen nicht mög lich.This results in parts with very different cross sections also often the requirement for the flow rates during filling to keep the process constant over the entire length of the mold. To the discharge rate during the shot must be appropriate the shape contour can be changed. Such a so-called men Profile control is not possible with fixed nozzles Lich.

Eine Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nach Anspruch 1 erreicht.A solution to this problem is inventively with Method according to claim 1 achieved.

Es handelt sich dabei um eine kompakte Einheit (Abb. 2), be stehend aus Servomotor, Verstellmimik und integriertem Lager regler, die problemlos an jedem Mischkopf auch nachträglich montierbar ist.It is a compact unit ( Fig. 2), consisting of a servo motor, adjustment mimics and an integrated storage controller, which can be easily retrofitted to any mixing head.

Die eigentliche Regelung übernimmt ein Multiprozessorsystem. Druck und Lageistwerte werden automatisch erfaßt und mit den voreingestellten Sollwerten verglichen. Entsprechend der Regel abweichung werden die Stellsignale an den Servomotor übermit telt. Die einmal gewählten Drucksollwerte werden damit unab hängig von allen Störgrößen mit hoher Genauigkeit konstant gehalten. Selbstverständlich werden auch Mengenänderungen voll ausgeregelt. Der Austragsleistungsbereich wird damit nur noch durch den Durchmesser der Düsenbohrung begrenzt.The actual regulation is carried out by a multiprocessor system. Pressure and actual position values are recorded automatically and with the preset setpoints compared. According to the rule deviation, the control signals are transmitted to the servo motor telt. The pressure setpoints once selected are thus independent constant with high accuracy depending on all disturbance variables held. Of course there will also be changes in quantity fully regulated. The discharge performance range is only still limited by the diameter of the nozzle bore.

Die umfangreiche Peripherie, bestehend aus alphanumerischer Tastatur, Bildschirm und zwei Floppylaufwerken, ermöglicht komfortable Ein- und Ausgabefunktionen, sowie eine zuverläs sige Datensicherung.The extensive periphery, consisting of alphanumeric Keyboard, screen and two floppy drives comfortable input and output functions, as well as a reliable data backup.

Das gesamte System zeichnet sich durch den einfachen und kom pakten Aufbau, große Eigensteifigkeit und die sehr gute Regel genauigkeit aus. Die Lage der Düsennadel kann auf 0,3 µm ge regelt werden, so daß eine ausgesprochene feinfühlige Verstel lung möglich ist.The entire system is characterized by the simple and com compact structure, great inherent rigidity and the very good rule accuracy. The location of the nozzle needle can ge to 0.3 microns be regulated so that a pronounced sensitive adjustment is possible.

Durch die integrierte Lagerregelung der Düsennadel kann stets eine definierte Position angefahren werden, auch wenn z. B. bei abgeschalteten Pumpen der Druck als Führungsgröße fehlt. Die Beschädigung des Düsenkegels durch ein unkontrolliertes Auf setzen der Düsennadel ist damit ausgeschlossen.The integrated position control of the nozzle needle can always a defined position can be approached, even if e.g. B. at switched off pumps the pressure as a reference variable is missing. The Damage to the nozzle cone due to an uncontrolled opening setting the nozzle needle is therefore excluded.

Es gibt natürlich auch die Möglichkeit die Düsen während des Druckaufbaus zu verschließen. Damit können die Druckauf bauzeiten auf ein Minimum reduziert werden. Bei Kolbenmaschinen bedeutet das eine optimale Nutzung des Zylindervolumens.Of course there is also the possibility to use the nozzles of the pressure build-up. This allows the print construction times can be reduced to a minimum. For piston machines this means an optimal use of the cylinder volume.

Druckregelung und Mengenregelung laufen über dasselbe Rechner system. Eine zusätzliche Grafikkarte ermöglicht dann das di rekte Entwerfen der Mengenprofile am Bildschirm. Selbstver ständlich kann eine Vielzahl von Profilen entworfen und ge speichert werden, aus denen dann entweder über die Tastatur vom Bediener, oder über ein entsprechendes Interace das je weils benötigte Profil ausgewählt wird. Pressure control and volume control run on the same computer system. An additional graphics card then enables the di right design of the quantity profiles on the screen. Self Ver a variety of profiles can be designed and ge be saved, from which then either via the keyboard by the operator, or via an appropriate interface because the required profile is selected.

Zur Profilerstellung erscheint ein Fadenkreuz auf dem Bild schirm, welches mit Hilfe der Cursortasten im gesamten Darstel lungsbereich verschoben werden kann. Ein mögliches Profil zer fällt in fünf Teilbereiche. Zunächst wird mit kleiner Aus tragsleistung über den Anguß gefahren. Im Bereich 2 wird der erste Teil der Form gefüllt. Hat dann die Fließfront eine Querschnittserweiterung erreicht, wird die Austragsleistung ge steigert und bei einer Querschnittsverengung wieder ent sprechend reduziert. Im letzten Bereich kann eine Art Nach druckfunktion realisiert werden, d. h. kurz vor Schußende kann mit sehr geringer Austragsleistung eine nahezu 100%ige Fül lung der Form erreicht werden, ohne diese jedoch zu überfül len. Der Bediener gibt mit Hilfe der Cursortasten lediglich die Eckpunkte des Profils ein. Diese werden dann vom Rechner auto matisch verbunden. Da sowohl das Teilegewicht, als auch die Schußzeit in der Regel als feste Parameter vorgegeben sind, ergibt sich bei der Profilerstellung das Problem innerhalb der vorgeschriebenen Schußzeit auch das entsprechende Teilegewicht zu erreichen. Es wird daher im Allgemeinen notwendig sein, daß erstellte Profil solange zu verändern, bis die festgelegten Werte erreicht sind. Dies ist im Korrekturmodus durch einfaches Verschieben der Eckpunkte möglich. Natürlich kann man die Lösung dieses Problems auch dem Rechner überlassen. Das Men genprofil wird dann lediglich qualitativ vorgegeben. Der Rechner übernimmt die Aufgabe das eingegebene Profil maßstäblich zu verzerren, so daß sowohl das Teilegewicht als auch die Schuß zeit exakt eingehalten werden.A crosshair appears on the image to create a profile screen, which is displayed with the help of the cursor keys in the entire display range can be moved. Zer a possible profile falls into five areas. First, with little off Capacity paid over the sprue. In area 2 the first part of the mold filled. Then the flow front has one If cross-sectional expansion is achieved, the discharge rate is increased increases and declines again when the cross-section narrows speaking reduced. In the last area, a kind of after printing function can be realized, d. H. shortly before the end of the shot almost 100% filling with very low discharge rate tion of the shape can be achieved without overcrowding len. The operator only gives the using the cursor keys Corner points of the profile. These are then auto matically connected. Because both the part weight and the Shot time are usually specified as fixed parameters, the problem arises when creating a profile within the prescribed shot time also the corresponding part weight to reach. It will therefore generally be necessary that to change the created profile until the specified one Values are reached. This is easy in correction mode It is possible to move the corner points. Of course you can Solution to this problem also left to the computer. The menu The genetic profile is then only specified qualitatively. The computer takes on the task of scaling the entered profile distort so that both the part weight and the shot time exactly.

Sämtliche Eingaben werden vom Rechner auf Fehler überprüft. Alle unlogischen Eingaben, z. B. Überschreitungen der Maschi nenparameter, werden vom Rechner erkannt und nicht angenommen. Außerdem wird der Bediener stets vom Rechner geführt, indem er auf die nächste notwendige Eingabe, oder auf fehlende Werte hingewiesen wird. Damit wird auch der ungeübte Bediener in kurzer Zeit in die Lage versetzt mit dem Rechnersystem zu ar beiten.All entries are checked for errors by the computer. All illogical entries, e.g. B. Exceeding the machine internal parameters are recognized by the computer and are not accepted. In addition, the operator is always guided by the computer by the next necessary entry, or missing values is pointed out. This means that even the inexperienced operator is in able to work with the computer system for a short time work.

Eine weitere wichtige Eigenschaft des Rechners ist seine Lern fähigkeit. So ist er beispielsweise in der Lage, die Verstell charakteristik der Düsen und der Pumpen selbständig zu er kennen.Another important property of the calculator is its learning ability. For example, he is able to adjust characteristic of nozzles and pumps independently know.

In einem Lernmodus kann ein Kennlinienfeld aufgenommen werden. Wird dieser Programmodus ausgewählt, so wird automatisch bei verschiedenen Austragsleistungen der gesamte Druckbereich durchgefahren. Der Rechner speichert die zugehörigen Lagewerte der Düsennadel und der Pumpenverstellung ab. Wird später eine bestimmte Druck- Mengenkombination aufgerufen, können sofort die gespeicherten Stellungen angefahren werden, so daß nur noch die kleineren Regelabweichungen ausgeregelt werden müssen. Da durch kann eine sehr schnelle und schwingungsfreie Regelung er reicht werden.A characteristic field can be recorded in a learning mode. If this program mode is selected, is automatically at various discharge services the entire printing area passed through. The computer saves the associated position values the nozzle needle and the pump adjustment. Will be one later certain print-quantity combinations can be called up immediately the saved positions are approached so that only the smaller control deviations have to be corrected. There through a very fast and vibration-free regulation he be enough.

Da jede Düsengröße eine andere Verstellcharakteristik hat, muß natürlich bei jedem Düsenwechsel ein neues Kennlinien feld angelegt werden. Die alten Werte gehen dann aber nicht verloren, sondern werden auf einer Floppy abgespeichert, so daß sie auch später wieder jederzeit zur Verfügung stehen. Since each nozzle size has a different adjustment characteristic, Of course, every time the nozzle is changed, a new characteristic curve must be field. But then the old values don't work lost, but are saved on a floppy so that they are always available again later.

Anschließend alle Möglichkeiten und Vorteile der druckge regelten Düsenverstellung auf einen Blick:Then all the possibilities and advantages of Druckge regulated nozzle adjustment at a glance:

1. Adjustment of the discharge rate during the shot constant pressure (volume profile).
2. Index adjustment during the shot, or by one Shot to another.
3. Different discharge can be done via a mixing head services are driven, which is particularly important for systems should be interesting, where a mixing head several Forms served.
4. Fast pressure build-up with the nozzle closed. Thereby low loss volume and short pressure build-up times.
5. Low loss low pressure circuit via the mixing head with open nozzles.
6. Constantly regulated pressure throughout the production period. Nozzle needle wear and viscosity changes are automatically compensated. This can a system even after a long standstill can be started without any problems.

Claims

1. Process for mixing and spraying a two-component synthetic resin, the two components being injected at intervals by means of a controllable pump and a valve with a controllable cross section into a mixing chamber and the mixed components being discharged from the mixing chamber into an injection mold, whereby during the injection interval, the pump delivery capacity of each of the components and the associated valve cross-section can be changed in a controlled manner, characterized in that the pressure and position actual value at the valve cross-sections are continuously recorded, compared with predetermined target values and the valve cross-sections are readjusted in accordance with the control deviation.

2. The method according to claim 1, characterized records that the pumps are at constant pressure regulated and the entrance cross-sections according to the desired variable throughput can be adjusted.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the valve cross sections accordingly a characteristic field which shows the cross-sectional profile of the Form into which the mixture is injected, be adjusted.