DE3801216A1

DE3801216A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern von spritzgiessmaschinen

Info

Publication number: DE3801216A1
Application number: DE3801216A
Authority: DE
Inventors: Susuma Harada
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1988-07-28
Also published as: GB8800826D0; GB2201119B; DE3801216C2; JPS63178021A; US4844847A; GB2201119A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgießmaschine, und zwar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine mehrstufige Drucksteuerung einer Spritzgießmaschine während eines Halte schritts derselben, nachdem ein geschmolzenes Kunstharz in den Formhohlraum der Maschine eingefüllt worden ist.

Gemäß einem bekannten Verfahren zum Steuern eines Druckhalte schritts wird der Schritt zeitlich in mehrere Stufen unter teilt, und in den jeweiligen Stufen werden Druckwerte vor gegeben, so daß sich Erzeugnisse mit geringen bis zu großen Dicken erzielen lassen, die frei von Schrumpfungen sind und ein zufriedenstellendes äußeres Erscheinungsbild aufweisen. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Kunstharzes verändert sich jedoch die Temperatur, bei der das geschmolzene Kunstharz erstarrt. Außerdem ändert sich die Zeit, die das geschmolzene Kunstharz zum Erstarren benötigt, in Abhängig keit von solchen Faktoren wie dem Volumen des Formerzeugnisses und der Temperatur der Metallform, so daß die Bedienungs person zum Einstellen der gewünschten bzw. angemessenen Zeiten und Druckwerte große Erfahrung haben muß.

Insbesondere bei Ausübung eines hohen Haltedrucks auf das geschmolzene Kunstharz, während dieses erstarrt, würden in dem Formerzeugnis hohe innere Spannungen entstehen, wodurch dessen mechanische Festigkeit beeinträchtigt würde. Bei einem exakt geformten Erzeugnis, wie z.B. einer Kompaktplatte bzw. CD-Platte, muß man ein Formprodukt erhalten, das ein gutes Aussehen, gute Eigenschaften beim Übergangsdrucken bzw. beim Einbringen von Informationen, sowie wenig Spannung beinhaltet, und es ist daher unmöglich, einen hohen Haltedruck zu verwenden. Bei einem derartigen Produkt ist es notwendig, den Haltedruck nicht nur unter Berücksichtigung der Erfahrung der Bedienungsperson sondern auch unter Berücksichtigung der Auswirkungen der Außentemperatur und der Kunstharzcharakteristika festzusetzen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung für eine mehrstufige Drucksteuerung einer Spritzgießmaschine, mit dem bzw. der sich Erzeugnisse hoher Qualität erzielen lassen, die frei von Schrumpfungen und inneren Spannungen sind.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 4.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei dem bzw. der die Drucktransferpunkte bzw. Druckübergangspunkte in den jeweiligen Halteschritten bei Punkten übertragen werden, bei denen die Kunstharztemperatur oder die Formtemperatur eine vorbestimmte, vorgegebene Temperatur erreicht, die durch einen an der Form angebrachten Temperatursensor gemessen wird.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Spritzgießmaschine geschaffen, bei dem ein Druckhalteschritt in mehreren Stufen gesteuert wird, wobei sich das Verfahren erfindungsgemäß durch den Schritt auszeichnet, daß Übergangspunkte der jeweiligen Haltedruckwerte nach Maßgabe der Temperatur des eingespritzten Kunstharzes oder der Temperatur einer Metallform, die jeweils von einem für die Metallform vorgesehenen Temperatursensor detektiert wird, übertragen werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgieß maschine mit einer Metallform und einer von einem Ein spritzzylinder betätigten Schnecke zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunstharzes in die Metallform, wobei sich die Vorrichtung erfindungsgemäß auszeichnet durch einen für die Metallform vorgesehenen Temperatursensor, eine Temperatur-Setzeinrichtung, in der eine Mehrzahl von Haltedruck-Übergangspunkttemperaturen eingestellt sind, einen Komparator, der ein Druckübergangssignal erzeugt, wenn eine von dem Temperatursensor detektierte Temperatur mit einer der Haltedruck-Übergangspunkttemperaturen übereinstimmt, eine Druck-Setzeinrichtung, in der die Haltedruck- Übergangspunkttemperaturen eingestellt sind, eine Drucksteuerung, der das Druckübergangssignal sowie ein Ausgangssignal der Druck-Setzeinrichtung zuführbar sind, und durch ein Drucksteuerventil, das dazu ausgelegt ist, den Druck des Einspritzzylinders nach Maßgabe des Aus gangssignals der Druck-Setzeinrichtung zu steuern, wenn der Drucksteuerung das Druckübergangssignal zugeführt wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm unter Darstellung einer Steuer einheit; und

Fig. 3 eine graphische Darstellung unter Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Kunstharztemperatur und der Zeit sowie der Beziehung zwischen dem Einspritz druck und der Zeit.

Die in Fig. 1 dargestellte Spritzgießmaschine umfaßt ein an einer ortsfesten Platte 12 befestigtes ortsfestes Metall formteil 11 sowie ein an einer beweglichen Platte 14 befestigtes bewegliches Metallformteil 13, wobei das ortsfeste und das bewegliche Metallformteil zwischen sich einen Form hohlraum definieren. Die bewegliche Platte 14 ist mit dem Kolben 16 eines Formteilklemmzylinders 15 verbunden, der durch ein Vorfüllventil 17 und ein nicht gezeigtes Transfer ventil mit einem nicht gezeigten Vorrat druckbeaufschlagten Öls in Verbindung steht, so daß sich die bewegliche Platte 14 in Richtung auf die ortsfeste Platte 12 zu sowie von dieser weg bewegen läßt.

Wie in bezug auf Fig. 1 zu sehen ist, ist rechts von der orts festen Platte 12 ein Zylinderkörper bzw. zylinderförmiger Körper 21 vorgesehen, der eine nicht gezeigte Heizeinrichtung aufweist. Eine durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle in Rotation versetzbare und durch einen Einspritzzylinder 23 hin und herbewegbare Schnecke 24 ist in dem Zylinderkörper 21 enthalten, und der Zylinderkörper 21 läßt sich durch eine Kolben-und-Zylinder-Anordnung 22 auf die ortsfeste Platte 12 zu sowie von dieser weg bewegen. Die in Fig. 1 rechts befindliche Kammer 23 A des Einspritzzylinders 23 ist mit einem Druckeinstellventil 25 verbunden, das den Druck des druckbeaufschlagten Öls steuert, das von einem nicht gezeigten Vorrat druckbeaufschlagten Öls angeliefert wird. Ein konventioneller Temperatursensor 26 z.B. des Infrarotstrahlungs- Typs ist für das bewegliche Metallformteil zum Messen der Temperatur des eingespritzten Kunstharzes vorgesehen.

Außerdem kann ein Ultraschall-Temperatursensor 27 an der Fläche des Metallformteils 11 oder des Metallform teils 13 vorgesehen sein. In der vorstehenden Beschreibung wurde zwar die Temperatur des in den Formhohlraum einge spritzten Kunstharzes gemessen, doch es ist ebenso möglich, an dem Metallformteil 11 oder 13 einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der durch die Metallformteile gebildeten Metallform anzubringen.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Spritzgießmaschine wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Nach dem Vorbewegen des Zylinderkörpers 21 mittels der Kolben-und- Zylinder-Anordnung 22 in einer derartigen Weise, daß eine an dem Zylinderkörper 21 ausgebildete Düse 21 A gegen die ortsfeste Metallplatte 12 gedrückt ist, erfolgt verfahrens mäßig beim Vorbewegen der Schnecke 24 mittels des Einspritz zylinders 23 ein Einfüllschritt, in dem das in dem Zylinder körper 22 befindliche geschmolzene Kunstharz in den Formhohlraum eingespritzt wird. Während dieser Zeit wird die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Schnecke 24 gesteuert. Nach Beendigung des Einfüllschritts geht das Verfahren zu einem Druckhalteschritt über, und die Steuerung der Schnecke 24 geht von der geschwindigkeitsmäßigen Steuerung auf eine druckmäßige Steuerung über.

In dem Druckhalteschritt detektiert der Temperatursensor 26 oder 27 die Temperatur des eingespritzten Kunstharzes bzw. der Metallform, und der Temperatursensor gibt sein Ausgangssignal an einen Komparator 31, der außerdem ein Ausgangssignal einer Temperatur-Setzeinrichtung 32 erhält, in der mehrere Temperaturen vorgegeben bzw. festgesetzt sind, bei denen der Transfer bzw. Übergang zwischen den Haltedrücken erfolgt. Wenn die von dem Temperatursensor 26 oder 27 gemessene Temperatur mit einer der in der Temperatur- Setzeinrichtung 32 festgesetzten Temperaturen übereinstimmt, gibt der Komparator 31 ein Druckübergangssignal 33 an eine Drucksteuerung 34. Da das Ausgangssignal einer Druck- Setzeinrichtung 35 ebenfalls der Drucksteuerung 34 zuge führt wird, gibt die Drucksteuerung das Ausgangssignal von der Druck-Setzeinrichtung 35 an ein Drucksteuerventil 25 zum Steuern des Einspritzdrucks bzw. Haltedrucks des Einspritz zylinders 23. Obwohl bei der vorstehenden Beschreibung die Temperatur des eingespritzten Kunstharzes detektiert wurde, ist es ebenso möglich, die Temperatur der aus den Metallformteilen 11 und 13 gebildeten Metallform zu detektieren bzw. zu ermitteln.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung unter Veran schaulichung der Beziehungen zwischen der Zeit t (Abszisse) und der Kunstharz- bzw. Formtemperatur T (Ordinate) sowie zwischen der Zeit t und dem Einspritz- bzw. Haltedruck P. Die Punkte A, B und C auf der Kunstharztemperaturkurve stellen jeweils Drucktransferpunkt- bzw. Druckübergangspunkttemperaturen dar, wobei der Punkt B gleichzeitig die Erstarrungstemperatur des geschmolzenen Kunstharzes darstellt. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist während des Druckhalteschrittes der Ein spritzdruck P bis zum Erreichen des Punkts A hoch, doch wenn bei diesem Punkt die von dem Temperatursensor 26 oder 27 er faßte Temperatur der Übergangspunkttemperatur der Temperatur- Setzeinrichtung 32 gleich wird bzw. dieser entspricht, dann würde der Einspritzdruck des Einspritzzylinders 32 durch den Betrieb des Komparators 31 und der Drucksteuerung 34 reduziert werden. Wenn danach die Kunstharztemperatur die bei dem Punkt B dargestellte Erstarrungstemperatur erreicht, nimmt der Einspritzdruck stark ab und sinkt im Extremfall auf Null ab. Bei dem Punkt C hat der Einspritzdruck einen geringen Wert.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden gemäß dem erfindungs gemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgießmaschine während des Druckhalte schrittes die Druckübergangspunkte auf solche Punkte fest gesetzt, bei denen die von dem an der Metallform ange brachten Temperatursensor detektierte Kunstharztemperatur oder die Formtemperatur vorher festgesetzte Temperaturen erreichen, so daß eine hohe Druckausbreitung sowie auch eine starke Druckhaltewirkung in einem Zustand erreicht werden, in dem die Kunstharztemperatur in dem Formhohlraum hoch ist und in dem die Fluidität des Kunstharzes somit ebenfalls hoch ist, wodurch nachteilige Faktoren umgangen werden, die die Qualität des geformten Erzeugnisses beein trächtigen, wie dies z.B. bei Schrumpfen der Fall ist, das einen hohen Einspritzdruck bedeuten würde. In dem Zustand, in dem die Kunstharztemperatur abnimmt und die Druckaus breitung ebenfalls abnimmt, oder in einem Zustand, in dem das geschmolzene Kunstharz erstarrt, ist es möglich, die Entstehung von inneren Spannungen in dem Erzeugnis durch Reduzieren des Einspritzdrucks zu verhindern.

Außerdem ist die Erzielung zufriedenstellender Erzeugnisse durch Ausübung eines geeigneten Haltedrucks möglich, da der Vorgang auf der Basis der Kunstharztemperatur gesteuert wird, und zwar selbst dann, wenn die Beziehung zwischen der Kunst harztemperatur und der Zeit aufgrund von Schwankungen bei solchen externen Faktoren wie der Formtemperatur variiert.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer Spritzgießmaschine, bei dem ein Druckhalteschritt in mehreren Stufen gesteuert wird, gekennzeichnet durch den Schritt, daß Übergangspunkte der jeweiligen Haltedruckwerte nach Maßgabe einer Temperatur des eingespritzten Kunstharzes oder einer Temperatur einer Metallform, die von einem für die Metall form vorgesehenen Temperatursensor detekiert wird, über tragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor durch einen Ultraschall-Temperatursensor gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor durch einen Infrarotstrahlungs-Temperatursensor gebildet wird.

4. Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgießmaschine mit einer Metallform und einer von einem Einspritzzylinder betätigten Schnecke zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunstharzes in die Metallform,
gekennzeichnet durch
einen für die Metallform (11, 13) vorgesehenen Temperatur sensor (26, 27),
eine Temperatur-Setzeinrichtung (32), in der eine Mehrzahl von Haltedruck-Übergangspunkttemperaturen vorgegeben sind, einen Komparator (31), der ein Druckübergangssignal erzeugt, wenn eine von dem Temperatursensor (26, 27) detektierte Temperatur mit einer der Haltedruck-Übergangspunkttemperaturen übereinstimmt,
eine Druck-Setzeinrichtung (35), in der die Haltedruck- Übergangspunkttemperaturen vorgegeben sind,
eine Drucksteuerung (34), in die das Druckübergangssignal sowie ein Ausgangssignal der Druck-Setzeinrichtung (35) eingebbar sind, und durch
ein Drucksteuerventil (25), das dazu ausgelegt ist, den Druck des Einspritzzylinders (23) nach Maßgabe des Ausgangs signals der Druck-Setzeinrichtung (35) zu steuern, wenn der Drucksteuerung (34) das Druckübergangssignal zugeführt wird.