DE69627517T2

DE69627517T2 - Adaptiver regler zum spritzgiessen

Info

Publication number: DE69627517T2
Application number: DE69627517T
Authority: DE
Inventors: K. David SPAHR; C. Dennis TIBBITTS
Original assignee: Barber Colman Co
Current assignee: Barber Colman Co
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: KR19990064004A; CA2233877A1; EP0853542B1; US5645775A; WO1997012744A1; EP0853542A4; EP0853542A1; DE69627517D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Spritzgussvorrichtungen, insbesondere eine Steuerung zum Steuern des Übergangs von der Einspritzstufe zur Dichtungsstufe einer Spritzgussvorrichtung.
Besprechung der betroffenen Technik
Wie bekannt ist, arbeiten Spritzgusseinrichtungen, um durch Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff in den Hohlraum einer Gussform einen festen Gegenstand aus Kunststoff zu bilden. Das Verfahren zum Bilden eines Spritzgussgegenstandes besteht grob aus einem vierstufigen Verfahren. Die erste Stufe ist die Plastifizierungsstufe, während welcher körniges Kunststoffmaterial in einen Zylinder gebracht und geschmolzen wird. Die zweite Stufe ist die Einspritzstufe, während welcher die geschmolzene Kunststoffmasse aus dem Zylinder in die Einspritzgussform gezwungen wird welche in Verbindung mit dem Zylinder ist. Dann kommt die Dichtungsstufe, welche beginnt, wenn die Einspritzgussform mit geschmolzenem Kunststoff gefüllt ist. Während dieser Stufe wird zusätzlicher geschmolzener Kunststoff in die Gussform gezwungen um Schrumpfungen auszugleichen, wenn der Kunststoff im Hohlraum der Gussform abkühlt. Schliesslich ist die letzte Stufe die Spannstufe. Während dieser Stufe wird der Kunststoff bei seiner Erhärtung auf einem weitgehend konstanten Druck gehalten um die plastischen Eigenschaften wie Dichtigkeit und Weichheit zu steuern.
Zur genaueren Beschreibung der Einspritz- und Dichtungsstufe des Verfahrens ist während der Einspritzstufe ein Kolben in einem Zylinder angeordnet und wird gesteuert, um sich in dem Zylinder zu bewegen und um den geschmolzenen Kunststoff aus dem Zylinder in den Hohlraum der Gussform zu zwingen. Die Geschwindigkeit des Kolbens wird genau gesteuert um den Durchfluss des geschmolzenen Kunststoffs in den Hohlraum der Gussform zu steuern. Da der Kunststoff einfliesst, um die Räume des Hohlraums der Gussform nacheinander zu füllen, wird die
Geschwindigkeit des Kolbens vorzugsweise in Abhängigkeit der Füllung der Räume im Innern des Hohlraumes gesteuert. Wenn kleine Räume zu schnell gefüllt werden, kann der Kunststoff zusammenbrennen, während bei einer zu langsamen Füllung Lücken entstehen können. Es versteht sich, dass beide Vorgänge einen unerwünschten und möglicherweise unverwendbaren Gegenstand entstehen lassen.
Wenn die Gussform sich jedoch füllt und die Dichtungsstufe beginnt, fällt die Geschwindigkeit des Kolbens etwa bis auf Null. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verfahrenssteuerung auf Drucksteuerung geschaltet, wobei ein im wesentlichen konstanter Druck (von einer vorbestimmten Grösse) auf dem Einspritzkolben aufrecht erhalten wird. Genau so, wie es wichtig ist, die Kolbengeschwindigkeit, während der Einspritzstufe zu steuern, ist es ebenfalls wichtig den Kolbendruck (und demgemäss den auf den Kunststoff ausgeübten Druck), während der Dichtungsstufe zu steuern. Die Komprimierung während dieser Stufe wirkt sich auf den Zustand des gehärteten Kunststoffgegenstandes aus und eine Über- oder Unterkomprimierung kann einen unerwünschten oder unverwendbaren Gegenstand entstehen lassen.
Zahlreiche Sensorarten sind bekannt, um die Stellung des Kolbens während der Einspritzstufe zu erfassen. Durch das Abschätzen der Änderung der Kolbenstellung gegenüber der Zeit kann die Kolbengeschwindigkeit ermittelt werden. Desgleichen sind Drucksensoren im Hohlraum der Gussform und/oder dem Einspritzzylinder (der den Kolben enthält) angeordnet und diese Drucksensoren können benutzt werden, um die Komprimierung des Kunststoffs während der Dichtungsphase zu überwachen.
In dem dem Anmelder bekannten Stand der Technik wird der Übergang von der Einspritzstufe zur Dichtungsstufe durch eine Überwachung der Kolbenstellung oder der Drucksensoren ermittelt. Wenn die Kolbenstellung durch eine Schwelle geht, wird angenommen, dass die Gussform voll ist, und die Drucksteuerung der Dichtungsstufe beginnt. Desgleichen, wenn der von den Drucksensoren ermittelte Druck einen gegebenen Schwellwerte übertrifft, wird angenommen, dass die Steuerung der Dichtungsstufe beginnen soll.
Das Problem bei diesen beiden Verfahren ist, dass beim Übergang von der Einspritz- zur Dichtungsstufe üblicherweise eine unerwünschte Druckspitze auftritt. Das heisst, dass zur Zeit wo die passenden Bedingungen erfasst werden und die Steuerung der Dichtungsstufe angenommen wird, der Kunststoff unnötig komprimiert ist. Wie vorher erwähnt, kann eine solche Überkomprimierung unerwünschte und unverwendbare Gegenstände entstehen lassen.
Extreme Druckspitzen können etwas abgeschwächt werden indem die vorgegebenen Erfassungs- oder Kipppunkte geändert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass, wenn die Drucksensoren überwacht werden, eine Reduzierung der Druckschwelle das Problem mildert. Es wird jedoch oft festgestellt, dass, wenn der Überdruck verkleinert wird, die allgemeine Leistung und Wirksamkeit des Systems darunter leidet. Es ist deshalb wünschenswert die Leistung der Steuerung einer Spritzgussvorrichtung zu verbessern, wenn das Spritzgussverfahren von der Einspritzstufe zur Dichtungsstufe wechselt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung für eine Spritzgussvorrichtung zu schaffen, mit einer verbesserten Steuerung beim Übergang von der Einspritzstufe zur Dichtungsstufe.
Ein genauerer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Steuerung für eine Spritzgussvorrichtung mit einer wesentlich reduzierten Druckspitze beim Übergang von der Einspritzstufe zur Dichtungsstufe.
Weitere Gegenstände, Vorteile und zusätzliche neue Merkmale der Erfindung werden teilweise aus der folgenden Beschreibung hervorgehen und werden auch teilweise vom Fachmann verstanden beim Studieren der Beschreibung oder werden beim Ausüben der Erfindung gelernt. Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die in den beiliegenden Patentansprüchen erwähnten Apparaturen und Kombinationen erzielt.
Um die obigen Ziele zu erreichen bezieht sich die Erfindung allgemein auf eine Steuerung um einen sanften Übergang von einer Einspritzstufe zu einer Dichtungsstufe in einer Spritzgussvorrichtung zu schaffen, welche einen Kolben aufweist, der sich in einem Zylinder bewegt, um in Zylinder enthaltenen geschmolzenen Kunststoff in die Spritzgussform zu zwingen, welche in Verbindung mit dem Zylinder ist. Die Steuerung umfasst einen Sensor, welcher den Druck des geschmolzenen Kunststoffs erfasst, der aus dem Zylinder in den Hohlraum der Gussform gedrückt wird. Sensoren sind ebenfalls ausgebildet, um die Geschwindigkeit des sich im Zylinder bewegenden Kolbens zu erfassen. Aufgrund des Verhältnisses zwischen der Kolbengeschwindigkeit und dem Druck, wie aus der Überwachung der sensroren ermittelt, sind Mittel vor- gesehene, um den Übergang von der Einspritzstufe in die Dichtungsstufe vorauszubestimmen. Druckregelmittel regeln den Druck auf den geschmolzenen Kunststoff und Rechenmittel sprechen auf die Vorausbestimmungsmittel an, um einen Steuerpunkt zu berechnen und anzunähern und die Druckregelmittel auf den angenäherten Steuerpunkt vorzuregeln.
Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden die Übergangsbedingungen zwischen der Einspritzstufe und der Dichtungsstufe in einer Spritzgussvorrichtung ermittelt. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise einen Kolben, welcher geschmolzenen Kunststoff aus einem Zylinder in einen Hohlraum der Gussform verdrängt und das Verfahren ermittelt den vom Kolben auf den geschmolzenen Kunststoff ausgeübten Druck. Es ermittelt dann die Geschwindigkeit des Kolbens und bildet ein Verhältnis zwischen Gasdruck und Kolbengeschwindigkeit. Es überwacht dann das Verhältnis um einen Zustand zu identifizieren der für den Übergang zwischen Einspritz- und Dichtungsstufe kennzeichnend ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden zur Beschreibung gehörenden Zeichnungen illustrieren mehrere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung und zusammen mit der Beschreibung dienen zur Erklärung der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen sind:
1 ein Schema das die Grundkomponenten einer Spritzgussvorrichtung und eines hydraulischen Antriebssystems zeigt.
2 ist ein Diagramm das die Kurven der Kolbenstellung und des Druckes während den vier Spritzgusstufen zeigt.
3A ein Diagramm das eine hypothetische Geschwindigkeitskurve (unterbrochene Linie) überlagert mit einer durch Sollwerte festge legte segmentierte Geschwindigkeitskurve (durchgezogene Linie) für die Einspritzstufe eines Spritzgusszyklusses zeigt.
3B ein Diagramm das segmentierte Geschwindigkeitskurven (unterbrochene Linie) überlagert mit tatsächlichen Geschwindigkeitskurven (durchgezogene Linie) für einen Teil einer Einspritzstufe zeigt.
4 ist ein Diagramm das die Kolbenstellung und die Druckkurven während der Übergangsphase zwischen den Einspritz- und Dichtungsstufen zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm der begrifflichen Organisation im Zusammenhang mit den gesteuerten Hardware-Komponenten und
6 ist ein Software-Flussdiagramm des Steuerungsbetriebs.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführung:
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, 1 zeigt eine typische Spritzgussvorrichtung welche die allgemeine Umgebung der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnete Spritzgussvorrichtung umfasst einen Behälter 12, eine Trommel oder Zylinder 14 und ein hydraulisches Antriebssystem 16. Kleine Partikeln aus Kunststoffmaterial werden in der Behälter 12 gefüllt und werden durch die Schwerkraft aus dem Behälter 12 in den hinteren Teil des Zylinders 14 geführt. Im Zylinder 14 ist eine Plastizierschraube 18 angeordnet und wird in Drehung versetzt um das Kunststoffmaterial durch die Bohrwirkung der drehenden Schraube 18 nach vorne zu schieben. An der Aussenseite des Zylinders 14 sind Heizbänder 20 angeordnet um den Zylinder zu heizen und deshalb das Kunststoffmaterial zu schmelzen. Während dem Vorrücken des Kunststoffmaterials im Zylinder 14 absorbiert es tatsächlich Hitze von der Zylinderwand (durch die Heiz-bänder abgegeben) und aus der von der Schraube 18 entwickelten Arbeitsenergie. Die Temperatur des Zylinders 14 liegt bei dieser Stufe typisch im Bereich von 204,4 bis 260 Grad Celsius. Auf diese Weise wird das Kunststoffmaterial geschmolzen und nach vorne gedrängt und geschmolzener Kunststoff wird deshalb am vorderen Ende des Zylinders 14 angehäuft.
Während dem Anhäufen des geschmolzenen Kunststoffs in diesem Bereich 21, wird die Schraube 21 rückwärts gezwungen. Sobald sich ausreichend Kunststoffmaterial (d. h. eine Schussmenge) am vorderen Ende 21 des Zylinders 14 angesammelt hat geht die Vorrichtung 10 über in die Einspritzstufe über um geschmolzenen Kunststoff aus dem Zylinder in die Gussform 22 zu verdrängen. Wie bereits erwähnt, ist die vorhergehende Stufe als Plastifizierstufe bekannt.
Während der Einspritzstufe wird der am vorderen Ende 21 des Zylinders 14 angesammelte Kunststoff gesteuert in eine Gussform 22 eingespritzt welche einen inneren Hohlraum aufweist der die Form des zu giessenden Kunststoffgegenstandes bestimmt. Eine Düse 24 wird geöffnet um den Durchfluss des geschmolzenen Kunststoffs aus den Zylinder 14 in die Gussform 22 zu ermöglichen. Wie nachfolgend beschrieben, wird der Durchfluss des Kunststoffs mit einem hydraulischen Antriebssystem 16 gesteuert welches arbeitet um die Schraube 18 im Zylinder 14 vorwärts zu schieben und demgemäss den geschmolzenen Kunststoff durch die Düse aus dem Zylinder 14 in die Gussform 22 zu verdrängen. In dieser Hinsicht ist die Spitze der sich hin- und herbewegenden Schraube 18 meistens mit einer Rückhalteklappe (nicht gezeigt) versehen um zu verhindern, dass geschmolzener Kunststoff während der Einspritzstufe durch die Schraubenflügel zurückrutscht.
Es ist allgemein wünschenswert, die Schraube 18 mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit zu bewegen um die Gussform 22 zu füllen. Wenn die Gussform 22 jedoch voll wird, wird die Geschwindigkeit wesentlich verringert und die Vorrichtung 10 beginnt mit der Dichtungsstufe. Nachdem das allgemeine Ziel gesetzt ist, ist es insbesondere wünschenswert die verhältnismässig hohe Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Schraube 18 (und demgemäss den Durchfluss des geschmolzenen Kunststoffes) während der Einspritzstufe in Abhängigkeit von der besonderen Form des inneren Hohlraums der Gussform 22 während dem Füllen der Räume in der Gussform 22 zu ändern. Also ist, wie bekannt, die Einspritzstufe weiter in Segmente eingeteilt, wobei jedes Segment durch einen Geschwindigkeitssollwert bestimmt ist, welche zusammen das Geschwindigkeitsprofil der Einspritzstufe bestimmen.
Hier sei kurz erwähnt, dass sowohl die Geschwindigkeit der sich hin- und herbewegenden Schraube 18 wie auch der Druck in dem Gussformhohlraum wichtige Arbeitsparameter für das Spritzgussverfahren sind. Eine Änderung der Materialviskosität z. B. bewirkt eine Änderung der Kolbengeschwindigkeit und kann durch eine Messung der Kolbenstellung in bezug zur Zeit festgestellt werden. Eine Änderung der Materialviskosität deutet ebenfalls auf eine Änderung des Kunststoffdruckes und kann durch eine Messung des Druckes im Hohlraum der Gussform in bezug zur Zeit festgestellt werden. Andere Änderungen der Gussbedingungen können durch die Überwachung der Geschwindigkeit der Schraube 18 und des Materialdruckes festgestellt werden. Da es möglich ist Änderungen in den Gussbedingungen festzustellen ist es auch möglich diese. Änderungen zu kompensieren oder zu korrigieren.
Bei der Beschreibung von 1 wird jetzt auf das Hydrauliksystem hingewiesen das die lineare Bewegung der Schraube 18 steuert. An dem der Gussform 22 entgegengesetzten Ende des Zylinders 14 befindet sich ein Einspritzzylinder 30. Ein auf der Welle der Schraube 18 sitzender Kolben 32 trennt den Einspritzzylinder in eine vordere und eine hintere Abteilung. Ein Tank 34 mit Hydraulikflüssigkeit befindet sich in Fliessverbindung mit dem Injektionszylinder 30. Die Flüssigkeit aus dem Tank 34 wird vorzugsweise mit einer Schwachvolumenpumpe 36 und einer Hilfspumpe 38 in den Injektionszylinder 30 gepumpt. Die Hilfspumpe 38 wird typischerweise nur während den Hochgeschwindigkeit-Einspritzstufen des Spritzgussverfahrens benutzt.
Die Übertragung der Hydraulikflüssigkeit aus dem Tank 34 zum Einspritzzylinder 30 wird von einem Durchflussregulierventil 40 und einem Druckminderventil 46 gesteuert welche ihrerseits von einer Steuerung 42 gesteuert werden. Zur allgemeinen Veranschaulichung dieser Steuerung wird während der Einspritzstufe des Spritzverfahrens das Druckminderventil 46 voll geöffnet und das Durchflussregulierventil 40 wird vorzugsweise gesteuert um die in den Einspritzzylinder überführte Menge Hydraulikflüssigkeit zu steuern. Die Steuerung 42 wird die Öffnung des Durchflussregelventils 40 aufgrund einer Auswertung der gemessenen Kolbengeschwindigkeit im Vergleich zur angestrebten Kolbengeschwindigkeit ändern. Während der Dichtungsstufe ist es wünschenswert den auf den Kunststoff einwirkenden Druck anstatt der Geschwindigkeit zu messen (da die Kolbengeschwindigkeit während der Dichtungsstufe ungefähr null ist). Diese Drucksteuerung erfolgt dadurch, dass das Durchflussregelventil 40 voll geöffnet wird und das Druckminderventil 46 angesteuert wird. Da der Druck in der Leitung 50 die durch das Druckminderventil 46 festgesetzte Grenze übersteigt wird ein Teil der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 51 in den Tank 34 zurückgeschleust. Auf diese Weise wird ein konstanter Druck in der Leitung 51 und demgemäss im Injektionszylinder aufrecht erhalten.
Es versteht sich, dass in der Praxis die hydraulische Steuerung komplizierter ist als diejenige welche in 1 abgebildet ist. Insbesondere wird die lineare Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Schraube 18 dadurch gesteuert, dass der Fluss der Hydraulikflüssigkeit zwischen der durch den Kolben 32 geteilten Vorder- und Hinterkammer des Einspritzzylinders 30 gesteuert wird. Die Steuerung der Flüssigkeit, um den Druck in der Hinterkammer zu erhöhen, erzeugt eine Linearbewegung der Schraube 18 in Richtung Gussform 22. Eine Druckerhöhung in der Vorderkammer bewegt die hin- und hergehende Schraube 18 rückwärts (weg von der Gussform 22). Während der Einspritzstufe wird es immer der Wunsch sein, den Kolben 32 und demgemäss die Schraube 18 in Richtung Gussform 22 zu bewegen. In der Hinterkammer des Einspritzzylinders 30 wird demgemäss immer ein verhältnismässig schwacher Druck herrschen im Vergleich mit der Vorderkammer.
Die oben beschriebene Steuerung des Kolbens 32 erfolgt tatsächlich durch eine etwas komplexere Ventilstruktur. Die Ventilstruktur, welche als Durchflussregulierventil bezeichnet wurde, umfasst in der Praxis ein Ventil, welches Flüssigkeit aus der Leitung 50 entweder in die Vorderoder in die Hinterkammer des Einspritzzylinders 30 und aus der gegenüberliegenden Kammer zurück in den Tank 34 führt. Diese spezielle Steuerung dieser komplexen Ventilstruktur, um eine gesteuerte Bewegung des Kolbens zu erreichen, ist in diesem Gebiet bekannt und gehört nicht zur Erfindung. Stattdessen befasst die vorliegende Erfindung sich mit dem weiteren Gesichtspunkt der Steuerung der Geschwindigkeit des Kolbens und des Druckes. Demgemäss ist die gezeigte Ventilstruktur vereinfacht um den Betrieb der vorliegenden Erfindung besser zu erklären.
Während der Einspritzstufe, wenn Geschwindigkeit des Kolbens gesteuert wird, kann die tatsächliche Geschwindigkeit des Kolbens durch eine Feststellung der Positionsänderung des Kolbens über die Zeit ermittelt werden. Die Kolbenstellung kann ihrerseits auf verschiedenen herkömmlichen Wegen ermittelt werden wie mit einem Positionspotentiometer 48. Diese Stellungsmesswerten werden dann zur Auswertung in den Prozessor 42 geleitet. Wie 1 zeigt ist ein mit Messfühler 44 bezeich neter Block 44 mit dem Prozessor 42 verbunden. Der Messfühler 44 kann sowohl Stellungs- wie auch Druckdetektoren umfassen. Diesen Einspritzzylinder 30 sind z. B. typisch Druckdetektoren zugeordnet, um den Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Vorder- und der Hinterkammer zu erfassen und auszuwerten. Desgleichen können Druckdetektoren im Hohlraum der Gussform 22 vorgesehen sein um den Druck des geschmolzenen Kunststoffes zu erfassen, wenn dieser in die Gussform 22 verdrängt wird. In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Geschwindigkeit des Kolbens mittels Stellungsfühlern des Kolbens überwacht.
Im Rahmen der Lehren und der Konzepten der vorliegenden Erfindung kann desweiteren eine Kombination von Druck- und Stellungssensoren überwacht werden und die Geschwindigkeit des Kolbens zu ermitteln. Es wird erwartet, dass hochentwickelte Systeme diese Möglichkeit ausnutzen da sie, wie bereits erwähnt, verschiedene Steuerungen für Kunststoffe mit unterschiedlichen Viskositäten anbietet.
Nachdem die allgemeine Struktur und Betrieb einer Spritzgussvorrichtung erläutert wurde wird jetzt Bezug genommen auf 2, welche typische Druck- und Positionskurven für einen kompletten Einspritzzyklus einer Spritzgussvorrichtung zeigt. Das Diagramm zeigt die Zeit auf der Horizontalachse und die Position/Geschwindigkeit des Kolbens auf der Vertikalachse. Insbesondere ist die Kurve 60 der Kolbenstellung in bezug zur Zeit durch die Fettlinie dargestellt während der Druck der Hydraulikflüssigkeit oder der Kolbendruck in bezug zur Zeit durch die Kurve 61 in gestrichelter Linie dargestellt ist.
Zuerst kann aus der Kurve 60 der Kolbenstellung, im Vergleich zur Zeit festgestellt werden, dass beim Start des Zyklus (d. h. Zeit = 0) der Wert der Kolbenposition ein Minimum hat. Das deutet darauf, dass der Kolben oder die Schraube am dichtesten bei der Gussform 22 ist (d. h. die Endstellung vom vorhergehenden Einspritzzyklus). Wie bereits erwähnt wird während der Plastifizierungsstufe 62 Kunststoff aus dem Behälter 12 (1) in den Zylinder 14 geschüttet und geschmolzen und die Schraube 18 und demgemäss der Kolben 32 beginnen sich von der Gussform 22 wegzubewegen. Wenn der Kolben 32 eine bestimmte Spitzenposition 66 erreicht, was darauf deutet, dass Kunststoff geschmolzen wurde, um die Gussform 22 zu füllen (d. h. eine Schussmenge), dann tritt das System in die Einspritzstufe 63. Während dieser Stufe wird der Kolben 32 rasch vorwärts bewegt, um den geschmolzenen Kunststoff in die Gussform 22 zu spritzen. Wenn der Kolben 32 sich der Startstellung nähert, beginnt das System die Dichtungsstufe 64. Schliesslich erreicht der Kolben 32 das Ende seiner Bewegung und wird während der Spannstufe 65 in dieser Stellung gehalten.
Die Kurve 61 des Kolbendrucks ist für die vier Stufen eines Spritzgusszyklusses dargestellt. Während der Plastifizierungsstufe 62 und bevor der Zylinder 14 mit Kunststoff gefüllt ist, ist der Druck des Kolbens und des Kunststoffes auf einem Minimum. Der Druck ändert sich jedoch während der Einspritzstufe 63. Gegen Ende der Einspritzstufe wenn die Gussform 22 beinahe mit geschmolzenem Kunststoff gefüllt ist beginnt der Gussdruck schnell zu wachsen um während der Dichtungsstufe ein Maximum zu erreichen. Danach fällt der Gussdruck während der Spannstufe 65 um wieder den Minimalwert zu erreichen.
Wie bereits oben beschrieben ist jeder der vier Stufen (oder zumindest die Einspritzstufe, die Dichtungsstufe und die Spannstufe) weiter segmentiert für Steuerzwecke. Während der Einspritzstufe 62 kann die Geschwindigkeit des Kolbens 32 (d. h. die Änderung der Stellung während der Zeit) genau gesteuert werden. Während den Dichtungs- 63 und Spannstufen 64 wird der Druck der Hydraulikflüssigkeit (Kolbenantrieb) genau gesteuert. Und diese Kontrolle wird durchgeführt indem bestimmte Zielwerte oder Sollpunkte für die Geschwindigkeit oder den Druck des Kolbens 32 während spezifischen Segmenten in einer gegebenen Stufe festgelegt werden. Es versteht sich, dass der Hydraulikdruck im Verhältnis zum Gussdruck ist, und dass eine Steuerung des Hydraulikdrucks den Gussdruck steuert (während der flüssigen Phase des Kunststoffes).
Um diese Tatsache besser darzustellen, wird bezug auf 3A genommen, welche eine Kurve der Kolbengeschwindigkeit gegenüber der Zeit während einer hypothetischen Einspritzstufe 63 zeigt. Die Segmente sind vertikal gestrichelt dargestellt und die angestrebten Kurven 67 oder die Sollpunkte sind. im Fettdruck dargestellt. Die Segmente sind mit derselben Breite dargestellt also von derselben Zeitdauer. Es versteht sich, dass in Übereinstimmung mit dem Begriff und der Lehre der vorliegenden Erfindung die Segmente unterschiedlicher Zeitdauern haben können je nach der einzelnen Grösse und Form des Hohlraums der Gussform. Es versteht sich desweiteren, dass die Dichtungsstufe und die Spannstufe in ähnlicherweise in Segmente aufgeteilt sind. Während dieser Stufen wird jedoch der Kolbendruck anstatt die Geschwindigkeit angezielt und gesteuert.
Die gestrichelte Linie ist eine hypothetisch gemessene Geschwindigkeitskurve 68. Wie gezeigt folgt diese Kurve allgemein der angestrebten Kurve 67 aber sie ist durch eine Verzögerung oder eine Verschiebung gekennzeichnet. Die 3B zeigt diese Verzögerung besser und zeigt einen vergrösserten Bereich der Kurven 67 und 68. Während der Anfangsphase eines bestimmten Segmentes wird die Steuerung der Geschwindigkeit des Kolbens 32 durch eine offene Kreissteuergleichung beherrscht. Während der späteren Phase eines bestimmten Segmentes hingegen wird die Geschwindigkeit des Kolbens 32 durch eine geschlossene Kreissteuergleichung beherrscht. Die bestimmten Steuergleichungen werden nachfolgend im Zusammenhang mit 5 beschrieben.
Um die Steuerung des Kolbens 32 genauer zu beschreiben, wird am Anfang eines bestimmten Segmentes der Zielwert oder Sollpunkt aus einem Speicher abgerufen und der Kolben 32 wird gesteuert (offener Kreis), um sich diesem Wert zu nähern. Dies ergibt einen steilen Verlauf der Kurve 68 in Richtung Sollwert des neuen Segmentes. Die Erfahrung hat gezeigt, dass der tatsächliche Verlauf der Kurve 68 (d. h. die Antwort des Kolbens 32), im wesentlichen einer exponentiellen Kurve folgt. Angenommen die tatsächliche Antwort benimmt sich tatsächlich exponentiell dann beträgt die Zeit der Steuerung im offenen Kreis ungefähr viermal die Zeit, die erforderlich ist, um den halben angestrebten Wert zu erreichen.
Das in 3B gezeigte vollständige Segment zeigt einen Sollwert, der wesentlich tiefer liegt, als der Sollwert des vorhergehenden Segmentes und entspricht demgemäss einem steilen Fall der Kurve 68 der tatsächlichen Geschwindigkeit des Kolbens. Wenn der neue Sollpunkt aus dem Speicher abgerufen wird, wird er mit dem vorhergehenden Sollpunkt verglichen und der Halbwert 70 wird berechnet. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeitskurve 68 diesen Halbwert 70 erreicht, wird die Zeitdauer 71 notiert, welche erforderlich ist um diesen Punkt zu erreichen. Diese Dauer ist ein Viertel der Zeit 72 die für die Steuerung im offenen Kreis 73 erforderlich ist. Während der restlichen Zeit des Segmentes erfolgt die Steuerung im geschlossenen Kreis 74. Es versteht sich, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung andere Mittel zum festlegen und Verteilen der offenen Kreis/geschlossenen Kreis-Einstellung verwendet werden können.
Obschon der Zeitwert 72 für jedes Segment frisch berechnet werden kann, wurde festgestellt, dass die Zeit 72 von Segment zu Segment im wesentlichen dieselbe ist. Deshalb kann gemäss der Erfindung eine einzige Zeit berechnet werden und diese einmal berechnete Zeit kann dann benutzt werden um von der Steuerung im offenen Kreis zur Steuerung im geschlossenen Kreis zu schalten. In einer bevorzugten Ausführung wird für diese Zeit einen laufenden Durchschmittswert festgehalten und dieser Durchschnittswert wird in einem Speicher aufbewahrt und einem bestimmten Gusszyklus nach jedem neuen Segment angepasst.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Übergangsphase 75 zwischen der Einspritzstufe 63 und der Dichtungsstufe 64. 4 zeigt diese Phase. Insbesondere beginnt diese Übergangsphase 75 während dem letzten Segment der Einspritzstufe 63 und überlagert sich mit dem ersten Segment der Dichtungsstufe 64. Kurzum, die vorliegende Erfindung beschäftigt sich damit, den Anfang der Dichtungsstufe vorauszubestimmen und dann das Druckminderventil auf den Wert voreinzustellen, mit welchem es arbeitet, wenn die Dichtungsstufe beginnt.
Insbesondere, da die Übergangsphase 75 die Einspritzstufe 63 und die Dichtungsstufe 64 überlappt, ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, den Anfang der Dichtungsstufe 64 vorauszusagen oder vorauszubestimmen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um dies zu tun, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Möglichkeit begrenzt. Die Steuerung 42 kann z. B. den Anfang der Dichtungsstufe 64 annähern, indem eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Anfang der Injektionsstufe 63 gemessen wird. Die Steuerung 42 kann aber auch ausgebildet sein, um die Drucksensoren oder den Kolbenstellungssensor 48 zu überwachen. Die Ermittlung einer bestimmten Steigerung des Kolbendrucks oder einer bestimmten Abnahme der Kolbengeschwindigkeit ist ein Zeichen für den Anfang der Dichtungsstufe.
Die vorliegende Erfindung überwacht vorzugsweise das Verhältnis vom Kolbendruck zur Kolbengeschwindigkeit. Da diese beiden Werte (der Druck steigt und die Geschwindigkeit fällt) sich am Ende der Einspritzstufe ändern, hat sich herausgestellt, dass eine Überwachung des Verhältnisses dieser Werte eine genaue Angabe liefert betreffend die Annäherung des Endes der Einspritzstufe 63. Das heisst, die Divergenz dieses Verhältnisses ist eine genaue Voraussage des Anfangs der Dichtungsstufe 64 und, wenn dieses Verhältnis also einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, hat die Übergangsphase begonnen.
Wenn die vorliegende Erfindung die Übergangsphase 75 und seinen Anfang ermittelt hat, versucht sie die Druckspitze, die typisch mit diesem Übergang verbunden ist, zu minimieren. Zum besseren Verständnis der Wirkung der Erfindung während diesem Übergang wird Bezug genommen auf 5, welche ein Blockdiagramm darstellt mit der Steuerung vor, nach und während der Übergangsphase. Wie vorher erwähnt, wird die Einspritzstufe 63 gesteuert, indem ein in einem Speicher 47 gespeichertes Profil Sollpunkte abgefragt wird und das Durchflussregelventil 40 in Abhängigkeit dieses Profils gesteuert wird. In ähnlicher Weise wird die Dichtungsstufe 64 gesteuert, indem ein in dem Speicher 47 gespeichertes Profil Sollpunkte abgefragt wird und das Druckminderventil 46 in Abhängigkeit dieses Profils gesteuert wird.
Wenn das System sich dem Ende der Einspritzstufe 63 nähert, wo die Geschwindigkeit des Kolbens 32 beginnt abzunehmen, hat das Durchflussregelventil 40 die Neigung, sich zu öffnen, um zu versuchen, die Geschwindigkeit des Kolbens 32 beizubehalten. Während der Übergangsphase 75 hält die vorliegende Erfindung das Durchflussregelventil 40 in seinem gegenwärtigen Zustand und regelt das Druckminderventil 46 auf einen Anfangsdruck vor. Das Beibehalten des Durchflussregelventils 40 trägt dazu bei, die Druckspritzen, welche sonst beim Übergang auf- treten zu hemmen. Desweiteren begrenzt die Vorregelung des Druckminderventils 46 den Druck in der Hydraulikleitung 50. Da eine gewisse Zeitspanne verlangt ist (d. h. die Ansprechzeit), um diese mechanischen Geräte zu gestalten, ist eine wirksame Vorausbestimmung des Anfangs der Dichtungsstufe 64 wichtig, um über die angemessene Ansprechzeit zu verfügen.
Was jetzt die spezielleren Aspekte der Steuerung während der Einspritzstufe 63 anbelangt, so wird ein Profil Sollpunkte im Speicher 76 gespeichert. Diese Sollpunkte werden verwendet, um eine angestrebte
Geschvuindigkeitskurve (während der Einpritzstufe) des Kolbens zu bilden. Die Sollpunkte werden eigentlich benutzt, um die Öffnung des Durchflussregulierventils 40 zu bestimmen, welche den hydraulischen Differentialdruck in der vorderen und in der hinteren Kammer des Einspritzzylinders 30 steuert (siehe 1). Während der Anfangsphase eines bestimmten Segmentes wird das Durchflussregulierventil 40 gemäss einer offenen Kreis-Steuergleichung 77 gesteuert und während dem Rest des Segments beherrscht eine geschlossene Kreis-Steuergleichung 78 die Steuerung des Ventils 40. Die Steuergleichung im offenen Kreis 77 ist vorzugsweise: Ausgang = KOL*Sollpunkt und die Steuergleichung 78 im geschlossenen Kreis ist: Ausgang = Kp*[ΣEp + ΣKi*Ep + Kd*Ep] + KOL*Sollpunkt
In diesen Gleichungen sind:
K_OL = Steuerungsausgang/tatsächliche Kolbengeschwindigkeit
E_p = Sollpunkt – tatsächliche Kolbengeschwindigkeit
K_d = 0
K_p = 0.5*K_OL
K_i = 1/(0.5*K_p*Stufenzeit),
wobei die Stufenzeit die Hälfte der Zeit des offenen Kreises ist. Jeder dieser Steuerparameter wird am Ende des Segmentes berechnet und wird im Speicher aufbewahrt, um in dem entsprechenden Segment des nächsten Zyklus benutzt zu werden (d. h. dasselbe Segment für den nächsten Teil). Der Ausdruck K_OL wird auch als offenen Kreis-Gewinnkoeffizient bezeichnet und wirkt auf die Anpassung des offenen Kreis-Gewinnes für ein bestimmtes Segment und von einem Zyklus zum anderen. Dieser Gewinnkoeffizientswert wird demgemäss angepasst, um die Abweichung der tatsächlichen Kolbengeschwindigkeit von der angestrebten Geschwindigkeit des Kolbens (wie am Steuerungsausgang feststellbar) minimal zu halten. Der Ausdruck E_p ist ein Fehlerausdruck, der die Abweichung der tatsächlichen Kolbengeschwindigkeit von dem Sollwert darstellt. Die Ausdrücke k_p, K_i und K_d sind Steuerkoeffiziente für proportionelle, integrale und differenziale Steuerausdrücke. In der geschlossenen Kreis-Ausgangsgleichung stehen die Sumierungszeichen für die Summe der angegebenen Steuerausdrücke für die Segmente eines bestimmten Gusszyklus und werden von Zyklen zu Zyklen angepasst. Wie aus den obigen Gleichungen hervorgeht, werden die angestrebten Werte oder Sollpunkte nie geändert, sondern bleiben von Gusszyklus zu Gusszyklus fest. Die Gussvorrichtung schafft trotzdem dank der Möglichkeit die Kontrollparameter von Zyklus zu Zyklus anzupassen eine extrem flexible und anpassungsfähige Steuerung.
Es gibt im allgemeinen zwei Wirkungsweisen der Steuerung 42: eine handgesteuerte Wirkungsweise und eine automatisch abgestimmte Wirkungsweise. Die oben angeführten Gleichungen zeigen die automatische Steuerung. Bei dieser Wirkungsweise ist die Steuerung mit bestimmten Fehlwerten der Steuerparameter vorprogrammiert und diese Parameter werden im Laufe mehrerer Einspritzzyklen automatisch abgestimmt oder angepasst. Bei dieser Wirkungsweise wird K_d auf Null gesetzt, so dass der Differenzialausdruck aus der Gleichung verschwindet. Als Abwechslung können die einzelnen Steuerparameter (mit der Ausnahme vom Ausdruck K_OL) auch von einer Bedienungsperson festgesetzt werden und während einem Einspritzzyklus unverändert bleiben. Dies ist der handgesteuerte Betrieb.
Es versteht sich weiter, dass 5 lediglich zur Illustration und Begriffsverständlichkeit der bevorzugten Steuerung dargestellt wurde: Das heisst, es wurde ein Schalter 79 gezeigt, der das Durchflussregulier- ventil 40 und demgemäss den Kolben 32 von einer offenen Kreis- auf eine geschlossene Kreissteuerung schaltet. Eine Rückmeldung vom Kolben 32 ist nur als Rückmeldung zum Block der geschlossenen Kreissteuerung 78 gezeigt. Der Speicherblock 76, der die Profilsollpunkte enthält, ist dargestellt mit einer Bedienung von sowohl der offenen Kreis- 77 als der geschlossenen Kreis- 78 Steuerblöcke. In der Praxis wird die Gesamtheit der Blöcke 76–78 und Schalter 79 jedoch von Software und Computersteuerung durchgeführt.
In 5 sind ebenfalls Steuerblöcke 80 und 81 gezeigt, welche die Steuerung im offenen Kreis und im geschlossenen Kreis des Druckminderventils darstellen. Diese Steuerblöcke 80 und 81 sind während der Dichtungsstufe 64 und der Spannstufe 65 aktiv. Es ist zu beachten, dass die Gleichungen dieselben sind, wie die Gleichungen, welche bei der Steuerung des Durchflussventils 40 während der Einspritzstufe 63 benutzt werden. Mit der Ausnahme, dass die Steuerblöcke 80 und 81 arbeiten, um das Druckminderventil 46 zu steuern, anstatt das Durchflussventil ist die Wirkung der beiden Sätze Steuerblöcke dieselbe (mit der Erkennung, dass die K_OL und E_d Begriffe der Blöcke 80 und 81 Druckkoeffiziente der Drucksteuerung sind, anstatt der Durchflusssteuerung). Eine separate Beschreibung der Druckssteuerung ist demgemäss nicht erforderlich und wird auch nicht gegeben. Es soll jedoch beobachtet werden, dass die Rückkopplung vom Kolben 32 zum Block 78 eine Rückkopplung der Kolbengeschwindigkeit ist, während die Rückkopplung vom Kolben 32 zum Block 81 eine Druckrückkopplung ist.
Während der Übergangsphase 75 von der Einspritzstufe 63 zur Dichtungsstufe 64, wirkt die Steuerung 42 (1), um das Durchflussregelventil 40 in seinem gegenwärtigen Zustand zu halten, indem der Wert des Signals, das das Durchflussregelventil 40 betreibt eingefroren wird. Das Druckminderventil 46 wird dann auf einen Wert vorgeregelt, von welchem erwartet wird, am Anfang der Dichtungsstufe 64 zu wirken. In dieser Hinsicht wird ein vorausbestimmter Sollpunkt im Speicher 76 abgefragt und das Druckminderventil 46 wird gemäss einer ähnlichen Steuergleichung in offenem Kreis gesteuert, um das Druckminderventil 46 auf den vorausbestimmten Wert vorzuregeln. Dieser vorausbestimmte Wert wird von Zyklus zu Zyklus auf den neuesten Stand gebracht aufgrund einer Schätzung des tatsächlichen Zustandes des Druckminderventils 46 am Anfang der Dichtungsstufe 64.
In dieser Hinsicht wird Bezug auf die 6 genommen, welche ein Software-Flussdiagramm der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung während der Übergangsphase 75 zeigt. Während der Einspritzstufe 63 wird bei Stufe 83 ein Verhältnis von Kolbendruck zu Geschwindigkeit überwacht. Wen dieses Verhältnis einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, berechnet die Steuerung, die Zeit des offenen Kreises oder Übergangsphase (Stufe 84), während welcher sie das Druckminderventil 46 gemäss einer Steuergleichung im offenen Kreis, während der Übergangsphase (d. h. Ausgang = K_OL*erster Sollpunkte der Dichtungsstufe) steuert. Diese Zeit des offenen Kreises wird auf eine von zwei Weisen bestimmt. Erstens kann sie vom Bedienungsmann als fester Wert bestimmt werden. Sie kann aber auch aufgrund der Verstärkungskoeffizienten der PID Steuerung bestimmt werden. Insbesondere kann die offene Kreis- oder Übergangszeit folgendermassen berechnet werden: Übergangszeit = 4/(Ki*Kp)
Der offene Kreis beginnt bei Stufe 85.
Während der Steuerung, in offenen Kreis wird der Kolbendruck überwacht, um sicher zu sein, dass der Druck den angestrebten Druck nicht überschreitet (Stufe 86). Wenn dies der Fall ist, wird die Steuerung auf die Dichtungsstufe (Stufe 93) schalten. Andernfalls wird die Steuerung im offenen Kreis die Kolbengeschwindigkeit in der Hälfte der Steuerung im offenen Kreis (Stufe 87) abschätzen, um sicher zu sein, dass das Druckdifferential abgenommen hat. Das heisst, um sicher zu sein, dass die Steuerung 42 das Druckminderventil 46 in der richtigen Richtung bedient. Wenn das Druckdifferential nicht abgenommen hat, schaltet die Steuerung zur Dichtungsstufe (Stufe 93).
Wenn das Druckdifferential jedoch abgenommen hat, wird die Steuerung 42 normalerweise die Steuerung im offenen Kreis fortsetzen, bis die Steuerung im offenen Kreis oder die Übergangsphase endet (Stufe 90). Wenn wieder ein Überdruck vorhanden ist, wird die Steuerung zur Dichtungsstufensteuerung (vor dem Ende des offenen Kreises) schalten (Stufe 91). Am Ende der Übergangsphase (Stufe 90) wird die Steuerung die vorausbestimmten vorgeregelten Steuerungswerte auf den neuesten Stand bringen, um im nächsten Übergangszyklus verwendet zu werden und zur Dichtungsstufensteuerung schalten (Stufe 93).
Sämtliche hierhin genannte Bezugsstellen gehören vollständig zur Beschreibung.
Die vorhergehende Beschreibung der verschiedenen Ausführungen der Erfindung dient zur Illustration und Erleuterung. Sie hat nicht, den Anspruch erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genau gezeigten formen zu begrenzen. Offenbare Änderungen und Varianten sind im Rahmen der obigen Ausführungen möglich. Zwar wurde z. B. eine bevorzugte Ausführung der Erfindung im Zusammenhang mit Spritzgussteuerung 42 gezeigt welche abwechselnd ein Durchflussregulierventil 40 und Druckminderventil 46 steuert, aber der allgemeine Begriff der erfindungsgemässen Steuerung umfasst ebenfalls Einventilsysteme. Das heisst, bestimmte Spritzgussvorrichtungen werden vollständig (d. h. während allen Stufen) mit einem einzigen Durchflussregulierventil 40 oder einem einzigen Druckminderventil gesteuert. Die vorliegende Erfindung findet ebenfalls bei diesen Systemen Anwendung. Andere Systeme verwenden mehrfache Durchfluss- und Druckregulierventile und die vorliegende Erfindung kann auch bei diesen Systemen verwendet werden.
Die besprochenen Ausführungen wurden ausgewählt und beschrieben, um die beste Illusfiration der Prinzipien der Erfindung und seiner praktischen Anwendung zu verleihen, um es dem durchschnittlichen Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung je nach den besonders beabsichtigten Verwendungszwecken in verschiedenen Ausführungen und verschiedenen Varianten zu benutzen. Alle diese Varianten und Änderung liegen im Bereich Erfindung, wie sie von den beigeschlossenen Ansprüche bestimmt wird, wenn diese mit dem berechtigten ehrlichen, gesetzlichen und gerechten Umfang ausgelegt werden.

Claims

Eine Steuerung (42) zum Schaffen eines sanften Übergangs von einer Einspritzstufe (63) zu einer Dichtungsstufe (64) in einer Spritzgussvorrichtung (10), welche einen Kolben (18, 32) aufweist der geschmolzenen Kunststoff aus einem Zylinder (14, 30) in eine Spritzgussform (22) verdrängt, welche einen Gussformhohlraum umfasst, der in Verbindung mit dem Zylinder (14, 30) steht, wobei die Steuerung folgendes umfasst: Sensoren (44), um den Druck des aus dem Zylinder (14, 30) in den Hohlraum der Gussform verdrängten Kunststoffs zu ermitteln, wobei die Sensoren ebenfalls ausgebildet sind, um die Geschwindigkeit des Kolbens (18, 32) zu ermitteln; auf die Sensoren (44) ansprechbare Vorausbestimmungsmittel zum Vorausbestimmen des Übergangs von der Einspritzstufe (63) zur Dichtungsstufe (64); Druckregelmittel zum Regeln des Drucks des geschmolzenen Kunststöffs und auf die Vorausbestimmungsmittel ansprechbare Datenverarbeitungsmittel zum Berechnen eines ungefähren Steuerpunktes zum Festlegen eines Druckschwellwertes für den Anfang der Dichtungsstufe und Vorregeln der Druckregelmittel auf den ungefähren Steuerpunkt vor Ende der Einspritzstufe.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Vorausbestimmungsmittel wirksam ist, um das Verhältnis des Kolbendrucks gegenüber der Kolbengeschwindigkeit zu berechnen und dass das Vorausbestimmungsmittel weiterhin wirksam ist, um den Übergang von der Einspritzstufe ( 63 ) zur Dichtungsstufe ( 64 ) zu ermitteln, wenn das Verhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausbestimmungsmittel wirksam ist, um die Stellung des Kolbens (18, 22) zu überwachen und dass das Vorausbestimmungsmittel weiterhin wirksam ist, um den Übergang von der Einspritzstufe (63) zur Dichtungsstufe (64) zu ermitteln, wenn die Stellung des Kolbens eine vorbestimmte Stellung erreicht.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausbestimmungsmittel, wirksam ist, um den den Kolben (18, 32) antreibenden hydraulischen Druck zu überwachen und dass das Vorausbestimmungsmittel weiterhin wirksam ist, um den Übergang von der Einspritzstufe (63) zur Dichtungsstufe (64) zu ermitteln, wenn der hydraulische Druck einen vorbestimmten Schwellwert erreicht.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausbestimmungsmittel wirksam ist, um das Verhältnis des Gussformhohlraumdrucks gegenüber der Kolbengeschwindigkeit zu überwachen und dass das Vorausbestimmungsmittel weiterhin wirksam ist, um den Übergang von der Einspritzstufe (63) zur Dichtungsstufe (64) zu ermitteln, wenn das Verhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausbestimmungsmittel wirksam ist, um die Zeit zu überwachen, die während der Einspritzstufe verstrichen ist und dass das Vorausbestimmungsmittel weiterhin wirksam ist, um den Übergang von der Einspritzstufe (63) zu der Dichtungsstufe (64) zu ermitteln, wenn die verstrichene Zeit einen vorbestimmten Wert erreicht.
Eine Steuerung (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Zeitmessung, welche wirksam ist, um eine Zeitgrenze festzulegen.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsmittel auf die Zeitgrenze ansprechbar sind, um die Steuerung der Druckregelmittel gemäss einer Gleichung in offenem Kreis zu beendigen und die Steuerung der Druckregelmittel gemäss einer Gleichung in geschlossenem Kreis zu beginnen.
Eine Steuerung (42) nach irgend einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein auf die Sensoren (44) ansprechbarer Überschussdetektor, wobei dieser Überschussdetektor wirksam ist, um eine Komprimierung des geschmolzenen Kunststoffs festzustellen, welche eine Druckschwelle übersteigt.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungsmittel auf den Überschussdetektor ansprechbar ist, um die Steuerung der Druckregelmittel gemäss einer Gleichung in offenem Kreis zu beendigen und die Steuerung der Druckregelmittel gemäss einer Gleichung in geschlossenem Kreis zu beginnen.
Eine Steuerung (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein auf die Sensoren (44) ansprechbares Änderungsmittel, um die vom Datenverarbeitungsmittel benutzten Steuerparameter einer Gleichung in offenem Kreis zu änderen zwecks Verwendung in nachfolgenden Einspritzzyklen.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Änderungsmittel wirksam ist, um den tatsächlichen Druck des geschmolzenen Kunststoffs mit dem gewünschten Druck zu vergleichen und die auf dem Vergleich beruhenden Steuerparameter auf den neuesten Stand zu bringen.
Eine Steuerung (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelmittel ein Druckminderventil (46) umfasst, welches in Verbindung mit dem den Kolben (18, 32) enthaltenden Zylinder (14, 30) steht.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (42) ein hydraulisches Antriebssystem (16) umfasst mit einem Durchffussregelventil (40) zum Regeln des Durchflusses der Hydraulikflüssigkeit zum Zylinder (14, 30) und einem Druckminderventil (46) zum Regeln des maximalen Drucks der in der Zylinder fliessenden Hydraulikflüssigkeit, gekennzeichnet durch: eine Steuerung (77, 78) der Einspritzstufe, welche wirksam ist, um eine Öffnung des Durchflussregelventils (40) zu steuern, um den Druckfluss der Hydraulikflüssigkeit hindurch zu regeln und um das Druckminderventil (46) auf seinem maximalen Druckwert zu halten; eine Steuerung (80, 81) der Dichtungsstufe, welche wirksam ist, um eine einstellbare Druckentlastung des Druckminderventils (46) zu steuern, um den Druck der Hydraulikflüssigkeit zum Zylinder (14, 30) zu regeln und das Durchflussregelventil (40) auf der grössten Öffnung zu halten und auf die Vorausbestmmungsmittel ansprechbare Steuermittel, um das Durchflussregelventil (40) im gegenwärtigen Zustand zu halten und um das Druckminderventil (46) beim Übergang von der Einspritzstufe (63) in die Dichtungsstufe (64) aktiv zu steuern.
Eine Steuerung (42) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch auf die Vorausbestimmungsmittel ansprechbare Mittel, um den Zustand des Durchflussregelventils (40) beim Ermitteln des Übergangs von der Einspritzstufe (63) in die Dichtungsstufe (64) einzufrieren.
Ein Verfahren zum Schaffen eines sanften Übergangs von einer Einspritzstufe (63) in eine Dichtungsstufe (64) in einer Spritzgussvorrichtung mit folgenden Verfahrensschritten: Vorausbestimmen des Übergangs von der Einspritzstufe (63) in die Dichtungsstufe (64); Berechnen eines ungefähren Steuerpunktes zum Betrieb des Druckminderventils (46) bei Beginn der Dichtungsstufe; vor dem Ende der Einspritzstufe, Vorregeln des Druckminderventils (46) gemäss einer Steuergleichung in offenem Kreis, um das Druckminderventil (66) auf den ungefähre Steuerpunkt einzustellen; Festlegen einer Zeitgrenze zum Betrieb des Druckminderventils während der Steuerungsperiode in offenem Kreis und Steuern des Druckminderventils (46) gemäss einer Gleichung in geschlossenem Kreis nach Ablauf der Zeitgrenze.
Ein Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Schritt der Überwachung der tatsächlichen Komprimierung des geschmolzenen Kunststoffs und vorzeitiges Umschalten der Steuerung vom offenem Kreis in den geschlossenen Kreis, wenn die tatsächliche Komprimierung einen Schwellwert übertrifft.
Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussvorrichtung (10) einen Kolben (18, 32) umfasst, welcher geschmolzenen Kunststoff aus einem Zylinder (14, 30) in den Hohlraum einer Gussform verdrängt, wobei der Schritt des Vorausbestimmens folgende Schritte umfasst: – Ermitteln des vom Kolben (18, 32) auf den geschmolzenen Kunststoff ausgeübten Drucks; – Feststellen der Geschwindigkeit des Kolbens (18, 32); – Bilden eines Verhältnisses zwischen Druck und Geschwindigkeit und – Überwachen des Verhältnisses, um ein Verhältnis festzustellen, das einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Ein Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt des Erkennens der Übergangsbedingungen, wenn das Verhältnis eine vorbestimmte Grösse übersteigt.
Ein Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt des Erkennens der Übergangsbedingungen, wenn der Rhythmus der Änderung des Verhältnisses einen vorgegebenen Änderungsrhythmus übersteigt.