DE69831862T2

DE69831862T2 - Spritzgusssystem mit pellezufuhreinheit

Info

Publication number: DE69831862T2
Application number: DE69831862T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Kobe-shi ASANO
Original assignee: HARUNA CO Ltd HIGASHIOSAKA; Haruna Co Ltd
Current assignee: HARUNA CO Ltd HIGASHIOSAKA; Haruna Co Ltd
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2018-12-26
Also published as: WO1999033630A1; ATE306379T1; DE69831862D1; EP0970793B1; KR100546064B1; CA2280818A1; EP0970793A1; CN1214908C; KR20000071168A; JP3786972B2; EP0970793A4; CN1252748A; TW462915B; CA2280818C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgusssystem, das eine Spritzgussvorrichtung umfasst, die einem Zylinder der Spritzgussvorrichtung Harz-Pellets zuführt und diese mit einer akkumulierten Menge pro Einheitsschuss einleitet bzw. zuführt.
Hintergrund der Erfindung
In einer herkömmlichen Spritzgussvorrichtung werden Harz-Pellets im Voraus durch eine Trocknungseinrichtung bei einer vorgegebenen Temperatur für einige Tage getrocknet. Die Harz-Pellets werden dadurch in einen vorgegebenen getrockneten Zustand gebracht. Während die Harz-Pellets getrocknet werden, wird das in ihnen vorhandene Wasser auf einen vorgegebenen Wert verringert. Die getrockneten Pellets mit einem vorgegebenen Wasseranteil werden in die Spritzgussvorrichtung geschüttet. Mit anderen Worten, das in den Harz-Pellets enthaltene Wasser wird sorgfältig überwacht, bevor sie in die Spritzgussvorrichtung geschüttet werden.
Ein Spritzgussprodukt weist Gaseinschlüsse auf. Das bedeutet, dass das herkömmliche Trocknungsverfahren unzureichend ist. Es wird vermutet, dass sie durch Wasser bewirkt werden, das aus chemischen Verbindungen der Harzbestandteile in den Pellets infolge der Erwärmung erzeugt wird. Harzwerkstoffe, die die Pellets bilden, und Chemikalien, die als Weichmacher verwendet werden, erzeugen infolge der Erwärmung Dampf und Gas. Aus den in den Pellets enthaltenen Chemikalien werden in dem Schmelzvorgang in der Spritzgussvorrichtung giftige Gase erzeugt. Die erzeugten giftigen Gase werden in die Atmosphäre entladen.
Gegenwärtig ist es ein sehr wichtiges Problem, dass der menschliche Körper durch gefährliche Objekte, insbesondere Objekte, die die Sekretbildung im Körper stören (Umwelthormone), beeinträchtigt wird, die in Kunststoffen enthalten sind. Es ist deswegen in sozialer Hinsicht wichtig, ein Entladen dieser giftigen Werkstoffe in die Atmosphäre zu verhindern.
Das Patent US-A-5.589.203 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Unterdruck-Formen und Strangpressen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung bei einem Verfahren zum Unterdruck-Formen und Strangpressen das Dekomprimieren und Strangpressen in einer vorgegebenen Form, chemische Werkstoffe, wie etwa auf Seifenbasis oder verschiedene Öle und Fette sowie eine Vorrichtung zur Verwendung beim Ausführen dieses Verfahrens.
Diese Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und ist darauf gerichtet, gefährliche Objekte zu entfernen, die beim Schmelzen von Harz-Pellets in der Spritzgussvorrichtung erzeugt werden, die Qualität der Produkte zu verbessern, die gefährlichen Stoffe um wenigstens 20 % im Vergleich zum vorherigen Zustand zu verringern und die Wartungshäufigkeit zum Reinigen der Innenseite der Gießform zu verringern. Demzufolge wird die Produktivität erhöht und die elektrische Energie, die zum Spritzgießen benötigt wird, wird beträchtlich verringert.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes und nützliches Spritzgusssystem zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Probleme eliminiert sind. Um die oben angegebene Aufgabe zu lösen, wird ein Spritzgusssystem gemäß Anspruch 1 geschaffen. Vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung des Spritzgusssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Darstellung der Pellet-Zufuhreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine schematische Darstellung des Spritzgusssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist im Wesentlichen in der nachfolgend beschriebenen Weise konstruiert. Nicht getrocknete Harz-Pellets werden durch einen Pellet-Zufuhrkanal einem Zylinder einer Spritzgussvorrichtung zugeführt und ein erster Spritzvorgang wird ausgeführt und die Qualität einer Harzspülung, die nach einer vorgegebenen Zeit nach dem ersten Spritzvorgang eingespritzt wird, wird geprüft und eine beste Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss, deren Ergebnisse bei der Prüfung gut sind, wird bestimmt. Eine Akkumulationsmenge von Pellets, die während des Spritzgießens zugeführt wird, wird erfasst und die Akkumulationsmenge von Pellets wird anhand der erfassten Informationen gesteuert, um die Akkumulationsmenge von Pellets auf dem besten Wert zu halten. Demzufolge erhält der Zylinder der Spritzgussvorrichtung ständig die beste Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss. Wasser und Gas, die von einer Gießform abgegeben werden bzw. Wasser und Gas, die von Pellets abgegeben werden, die in dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung geschmolzen werden, werden unter Druckverminderung in die Atmosphäre ausgestoßen. Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist bei einer Spritzgussvorrichtung, einem Spritzgusssystem, einer Pellet-Zufuhreinrichtung und einem Verfahren zum Spritzgießen anwendbar.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben.
Harz-Pellets werden herkömmlich in einem Trocknungsofen für einige Tage getrocknet, bis der sich Wasseranteil auf eine festgelegte Menge verringert hat. In der bevorzugten Ausführungsform werden an Stelle von getrockneten Harz-Pellets nicht getrocknete Harz-Pellets verwendet, deren Wassermenge nicht eingestellt ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Spritzgusssystems. In der Darstellung bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Spritzgusssystem. Das Bezugszeichen 12 gibt einen Vorratsbehälter an, in dem Harz-Pellets, z. B. aus Nylon, bevorratet werden. Pellets werden einer Pellets-Lagereinrichtung 22 durch einen Luftausstoß-Ventilator 14, eine selbsttätige Beschickungsvorrichtung 16 und ein Unterdrucküberwachungsventil 20, die eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen von Pellets bilden, zugeführt. Ein Unterdrucküberwachungsventil 18 ist jeweils an einem Kanal zwischen dem Vorratsbehälter 12 und an der selbsttätigen Beschickungsvorrichtung 16 sowie an einem Kanal zwischen dem Luftausstoß-Ventilator 14 und der selbsttätigen Beschickungsvorrichtung 16 angeordnet. Wenn Pellets zu der selbsttätigen Beschickungsvorrichtung 16 verlagert werden, sind die Unterdrucküberwachungsventile 18 geschlossen.
Pellets werden von der selbsttätigen Beschickungsvorrichtung 16 über das Unterdrucküberwachungsventil 18 zu der Pellet-Lagereinrichtung 22 verlagert. Die selbsttätige Beschickungsvorrichtung 16 ist mit einem Pegelsensor 21 versehen, der eine Position der Akkumulierung von Pellets erfasst. Das Unterdrucküberwachungsventil 20 schließt, wenn Pellets von der selbsttätigen Beschickungsvorrichtung 16 zu der Pellet-Lagereinrichtung 22 verlagert werden. Dann werden Harz-Pellets von der Pellet-Lagereinrichtung 22 über eine Pellet-Zufuhreinrichtung 24 zu der Spritzgussvorrichtung 26 verlagert.
Die Spritzgussvorrichtung 26 schmilzt Pellets, die einem Zylinder zugeführt wurden, und spitzt geschmolzenes Harz aus einem Ausspritzloch, das an seinem Ende angeordnet ist. Die Spritzgussvorrichtung 26 führt dem Zylinder Pellets zu und führt einen ersten Spritzvorgang aus, wobei gemäß der besten Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss gespritzt wird, die durch Prüfen der Qualität einer Harzspülung erhalten wird, die nach einer vorgegebenen Zeit nach dem ersten Spritzvorgang eingespritzt wird.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die Pellet-Zufuhreinrichtung 24 mit einem Pellet-Zufuhrregler 30 versehen. Die Pellet-Zufuhreinrichtung 24 ist mit einer ersten und einer zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 30, 32 versehen. Pellets, deren Menge durch den Pellet-Zufuhrregler 30 gesteuert wird, werden von der Pellet-Speichereinrichtung 20 der Pellet-Zufuhreinrichtung 24 zugeführt.
Die Pellet-Zufuhreinrichtung 24 besitzt eine Doppelstruktur. Mit anderen Worten, die Pellet-Zufuhreinrichtung 24 besitzt die erste Pellet-Zufuhreinrichtung 30 aus durchlässigem Acryl und eine zweite Pellet-Zufuhreinrichtung 32 aus Kupfer, die in der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung 30 angeordnet ist. Ein Ende der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 steht zur Spritzgussvorrichtung über ein Ende der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung hinaus vor. Dadurch durchlaufen die Pellets die zweite Pellet-Zufuhreinrichtung 32 und Wasser und Gas durchlaufen den Raum zwischen der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung 30 und der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32. Das Bezugszeichen 31 bezeichnet ein Netz zum Entfernen von Staub, der sich in dem Wasser und dem Gas befindet, die von den im Zylinder geschmolzenen Pellets ausgestoßen werden.
Die erste Pellet-Zufuhreinrichtung 30 und die zweite Pellet-Zufuhreinrichtung 32, die in der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung 30 angeordnet ist, bilden eine Vorrichtung zum Verhindern eines Kontakts 34. Die erste Pellet-Zufuhreinrichtung 30 besitzt einen Ausstoßanschluss 36. Der Ausstoßanschluss 36 ist mit einem Dekomprimierer 38 verbunden, der später beschrieben wird. Ein Pellet-Zufuhrkanal 40 ist in der oben angegebenen Weise konstruiert.
Detektoren 50, 52, die später beschrieben werden, sind an der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 angebracht. Es ist vorzuziehen, die Detektoren an einem unteren Abschnitt der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 anzuordnen.
Der oben beschriebene Pellet-Zufuhrkanal 40 ist als ein Körper konstruiert, es ist jedoch möglich, im Hinblick auf Wartung und Reinigung jede Komponente entnehmbar zu machen. Die selbsttätige Beschickungsvorrichtung und der Innenraum der Pellet-Speichereinrichtung werden gereinigt, indem Gas von dem oberen Abschnitt geblasen wird. Pellets reiben aneinander, während sie verlagert werden oder herabfallen. Folglich nehmen Pellet eine elektrostatische Aufladung auf. Die elektrostatische Aufladung, die an Pellet erzeugt wird, stört die gleichmäßige Zufuhr der Pellets. Es ist deswegen vorzuziehen, (nicht gezeigte) Mittel zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung an den Zufuhrkanälen von dem Vorratsbehälter zu der Pellet-Zufuhreinrichtung anzuordnen. Mittel zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung sind z. B. eine Masseverbindung.
Auf Grund der Einstellung der Zufuhr von Pellets durch den Pellet-Zufuhrregler 28 ist die Menge von Pellets, die der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden, veränderlich, die Zufuhrmenge ist feststehend und die Zufuhrzeit ist variabel oder das Zuführen wird angehalten und erneut begonnen. Der Pellet-Zufuhrregler 28 besitzt einen Motor 42. Auf Grund der Einstellung der Zufuhrmenge von Pellets ist die Drehzahl des Motors feststehend und die Dauer der Drehung des Motors ist veränderlich (einschließlich Anhalten) oder die Drehung des Motors wird angehalten oder erneut begonnen. Die Zufuhrmenge von Pellets ist außerdem veränderlich wegen des Dekompressionsgrads und der Pellet-Temperatur. Die Zufuhrmenge von Pellets, d. h. die Akkumulationsmenge von Pellets wird größer, wenn der Dekompressionsgrad höher wird bzw. wenn die Pellet-Temperatur höher wird.
Der Pellet-Zufuhrregler 28 von 2 ist in Querrichtung angebracht, er kann jedoch auch longitudinal angeordnet sein. Der Pellet-Zufuhrregler 28 besitzt eine Welle 44, einen spiralförmigen Zufuhrabschnitt 46 mit einer vorgegebenen Steighöhe und den Antriebsmotor 42 an seinem anderen Ende. Die Welle 44 und der spiralförmige Zufuhrabschnitt 46 des Pellet-Zufuhrreglers 28 sind in einem Gehäuse 48 angeordnet. Der Antriebsmotor wird anhand von Informationen von einem Detektor, der später beschrieben wird, gesteuert. Die Menge von Pellets, die durch den spiralförmigen Zufuhrabschnitt zugeführt wird, wird eingestellt, indem die Drehzahl der Welle, die mit dem Motor verbunden ist, gesteuert wird. Außer der oben beschriebenen Konstruktion können verschiedene Regelmechanismen angeordnet werden, z. B. eine Regelschiene zum Einstellen des Durchmessers des Pellet-Zufuhrkanals zu dem Pellet-Zufuhrregler 28.
Die Bezugszeichen 50 und 52 bezeichnen Detektoren, z. B. Positionssensoren. Die Detektoren 50 und 52 sind an der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 angebracht. Der Detektor 50 erfasst eine Situation, bei der Pellets aus dem Zylinder überlaufen und aus der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung austreten. Der Detektor 52 erfasst eine Situation, bei der Pellets beginnen, sich in der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 über einer bestimmten Akkumulationsposition zu akkumulieren. Wenn ein Detektor arbeitet, werden die Informationen zu einer Systemsteuereinheit 54 gesendet. Die Systemsteuereinheit 54 sendet ein Signal zum Steuern der Akkumulationsmenge von Pellets anhand der Informationen an den Pellet-Zufuhrregler. Dadurch stellt der Pellet-Zufuhrregler 28 die Zufuhrmenge von Pellets durch eine Einstellung der Drehzahl des Motors 42 ein, lässt die Drehzahl des Motors 42 unverändert und stellt die Antriebsdauer ein oder hält den Antrieb des Motors 42 an und beginnt ihn wieder. Alternativ wird ein Signal von einer Drucksteuereinheit 56 in der Systemsteuereinheit an den Luftausstoßventilator 14 gesendet und die Menge von Pellets, die von dem Vorratsbehälter zugeführt wird, wird geändert.
Darüber hinaus ist ein Antriebsdetektor 58, der Schwankungen des Antriebs einer Förderschnecke erfasst, an einem Ende der Förderschnecke angeordnet. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Vorrichtung zum Steuern der Spritzgussvorrichtung, die die Spritzgussvorrichtung steuert, wie etwa eine Bewegung einer Förderschnecke, die in einer Spritzgusskammer 62 der Spritzgussvorrichtung angeordnet ist. Informationen der Steuereinheit 60 der Spritzgussvorrichtung werden an die Systemsteuereinheit 54 gesendet und das gesamte Spritzgusssystem wird gesteuert.
Die vorherige Spritzgussvorrichtung wies eine Heizeinrichtung am Umfang, ein Injektionsloch an einem Ende und eine Förderschnecke auf. Die Förderschnecke besitzt eine Wägezone, eine Kompressionszone und eine Zufuhrzone. Die Temperatur der Pellets steigt mit der Selbsterzeugung von Wärme auf eine gleichförmige Temperatur an. In der Umfangszone werden Pellets geschmolzen und gemischt. Auf Grund dieser Funktion wird geschmolzenes Harz mit einer feststehenden Menge zu einer Düse geschickt. Pellets, die der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden, besitzen eine Federbelastung, wenn sie durch die Förderschnecke zusammengedrückt werden. Der Schwankungsbereich der Federbelastung ist derart, dass er höchstens 5 mm ± 0,5 mm beträgt.
Der Innenraum der Spritzgussvorrichtung kann hermetisch abgeschlossen gehalten werden und es ist außerdem möglich, Luft aus der Atmosphäre oder ein Edelgas vom anderen Ende der Spritzgussvorrichtung einzuleiten. Die Einrichtung zum Zuführen von Gas ist eine Mündung 64, die am anderen Ende angeordnet ist, das dem Injektionsloch des Zylinders der Spritzgussvorrichtung gegenüberliegt. An Stelle von Luft kann ein Edelgas in den Zylinder eingeleitet werden. Es ist ferner vorzuziehen, das Gas zu erwärmen. Die Zufuhrmenge von Luft bei einer herkömmlich verwendeten 50 t-Spritzgussvorrichtung von Fanuc Ltd. beträgt etwa 3,33 × 10^–3 m³s^–1 (200 Nl/min) bis etwa 5 × 10^–3 m³s^–1 (300 Nl/min).
Pellets, die von der Pellet-Zufuhreinrichtung zu der Spritzgusskammer der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden, bewegen sich in der Kammer auf Grund der Förderschnecke, wobei in den Pellets befindliches Wasser und Gas während des Schmelzens entladen werden. Ein gasförmiger Körper, der das Wasser und das Gas enthält, die aus den Pellets entladen wurden, wird auf Grund einer Unterdruckpumpe, die den Dekomprimierer 38 bildet, aus der Spritzgussvorrichtung ausgestoßen.
Der Dekomprimierer 38 ist um einen unteren Abschnitt der zweiten Zufuhreinrichtung 32 angebracht. Dadurch saugt der Dekomprimierer 38 Wasser und Gas, die von den geschmolzenen Pellets erzeugt werden, an und stößt das Wasser und das Gas in die Atmosphäre aus. Der Innenraum der Spritzgusskammer oder der Innenraum der Zufuhreinrichtung ist so beschaffen, dass er mit Unterdruck beaufschlagt ist, der vorzugsweise wenigstens etwa 0,4 bar (300 Torr) beträgt.
Der gasförmige Körper, der das Wasser und das Gas enthält, die entnommen wurden, wird durch eine Vorrichtung 66 zum Entsorgen von Abgas und einen Dekomprimierer 38 zu einer Pellet-Heizeinrichtung 68 verlagert. Die Pellet-Heizeinrichtung 68 ist ein Wärmetauscher. Der warme gasförmige Körper von der Spritzgussvorrichtung wird zu dem Wärmetauscher verlagert. Andererseits wird Luft aus der Atmosphäre durch einen Komprimierer (nicht gezeigt) zu dem Wärmetauscher verlagert. Die Luft aus der Atmosphäre wird dadurch auf etwa 80 °C erwärmt, wenn sie sich durch den Wärmetauscher bewegt. Die warme Luft wird dem Pellet-Vorratsbehälter 12 zugeführt. Der Innenraum der Lagereinrichtung wird auf etwa 40 °C erwärmt, indem der vorherige Wärmetauscher 68 in der Lagereinrichtung angeordnet wird. Wenn sich Luft von außen in die Lagereinrichtung bewegt, wird sie erwärmt und zu dem Wärmetauscher 68 verlagert. Es ist vorzuziehen, die Unterdruckpumpe, die Vorrichtung zum Entsorgen des Abgases und den Komprimierer in der Lagereinrichtung anzuordnen.
Es ist vorzuziehen, gefährliche Objekte, die in dem Wasser und dem Gas in dem warmen Ausstoßgas vorhanden sind, unter Verwendung der Vorrichtung 66 zum Entsorgen von Abgas, wie etwa ein Filter, zu entsorgen, bevor sie in den Wärmetauscher gelangen. Dem gereinigten warmen gasförmigen Körper wird durch den Wärmetauscher Wärme entzogen und er wird in die Atmosphäre entladen. Nicht getrocknete Pellets werden auf diese Weise in dem Pellet-Vorratsbehälter erwärmt. Die erwärmten Pellets werden durch den Pellet-Zufuhrkanal der Spritzgussvorrichtung zugeführt. Das Erwärmen von Pellets ist besonders wirkungsvoll, wenn nicht getrocknete Harz-Pellets verwendet werden.
Die Heizeinrichtung der Pellets kann sich in der Konstruktion von der vorherigen Heizeinrichtung unterscheiden. Der gereinigte warme gasförmige Körper wird z. B. direkt in den Pellet-Zufuhrkanal eingeleitet. Es ist möglich, eine Heizeinrichtung, wie etwa eine Bandheizeinrichtung, an dem Pellet-Zufuhrkanal zu befestigen. Die Wassermenge, die entladen wird, wenn Pellets durch die Heizeinrichtung, wie etwa eine Bandheizeinrichtung, erwärmt werden, ist kleiner als die Wassermenge, die entladen wird, wenn sie in der Spritzgussvorrichtung geschmolzen werden. Die Menge des Verunreinigungsgases, das durch die Heizeinrichtung entladen wird, ist kleiner als die Gasmenge, die durch die Spritzgussvorrichtung entladen wird.
Die zweite Pellet-Zufuhreinrichtung 32 aus Kupfer enthält in 2 eine zweite Pellet-Heizeinrichtung. Ein warmer gasförmiger Körper, der durch die Spritzgussvorrichtung erzeugt wird, wird durch den Dekomprimierer in die Atmosphäre entladen. Wenn der warme gasförmige Körper den Raum zwischen der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung 30 und der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung 32 durchläuft, wird die zweite Pellet-Zufuhreinrichtung durch den warmen gasförmigen Körper erwärmt. Demzufolge werden Pellets erwärmt, wenn sie die erwärmte Zufuhrein richtung aus Kupfer durchlaufen.
Anschließend wird geschmolzenes Harz, das aus dem Injektionsloch der Spritzgussvorrichtung gespritzt wird, in eine Spritzform 70 eingespritzt, die davor angeordnet ist. Das geschmolzene Harz härtet in der Spritzform 70 und ein Spritzgussprodukt wird gebildet. Der Großteil des Gases und des Wassers in dem ausgespritzten Harz werden in dem Vorgang zum Schmelzen in der Spritzgussvorrichtung entfernt, ein Teil des Gases und des Wassers bleibt jedoch in dem Harz, das in die Spritzform kommt. Um zu verhindern, dass Wasser und Gas an den Innenseite der Gießform anhaften, ist die Gießform an den Dekomprimierer 38 angeschlossen. Darüber hinaus werden gefährliche Objekte, die aus der Gießform entladen werden, durch die Vorrichtung 66, wie etwa ein Filter, aufgefangen und die gefährlichen Objekte werden entfernt. Der Dekomprimierer stößt zwangsweise Wasser und Gas, die von der Spritzgussvorrichtung entladen werden, und/oder Wasser und Gas, die von der Gießform entladen werden, aus.
In diesem Fall ist es möglich, für das Entladen von Wasser und Gas in der Spritzgussvorrichtung entweder die gleiche Unterdruckpumpe oder eine andere Unterdruckpumpe zu verwenden. Die Unterdruckpumpe entfernt Wasser und Gas, das aus der Spritzgussvorrichtung und/oder der Gießform entladen wurde, durch Druckverminderung. Ein Pellet-Ausstoßkanal 71 wird durch einen Kanal gebildet, durch den Wasser und Gas, die aus der Spritzgussvorrichtung und/oder der Gießform entfernt wurden, in die Atmosphäre entladen werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Spritzgusssystems 72. Mehrere Spritzgussvorrichtungen 26 sind in der Darstellung angeordnet. Das Zuführen von Pellets zu jeder Spritzgussvorrichtung 26 erfolgt durch eine zentrale Steuervorrichtung 74, die die Zufuhrmenge, Betriebsparameter der Spritzgussvorrichtungen und den Zufuhrdruck steuert sowie die Heizsteuerung ausführt. Durch die Verwendung einer zentralen Steuervorrichtung ist das Spritzgusssystem unbemannt und automatisiert.
Der Betrieb der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die Harz-Pellets, die der Spritzgussvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zugeführt werden, sind nicht getrocknete Pellets, die nicht getrocknet werden, bevor sie der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden. An Stelle von nicht getrockneten Pellets können normal getrocknete Harz-Pellets und wiederaufbereitetes Harz als Harz-Pellets verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung werden der Spritzgussvorrichtung nicht getrocknete Harz-Pellets zugeführt. Eine Einspritzmenge pro Einheitsschuss, z. B. bei einem Schuss, bei dem ausgezeichnete Produkte erhalten werden, schwankt infolge der Betriebsbedingungen, wie etwa die Art des Harzwerkstoffs, der als Rohmaterial für Pellets verwendet wird, die Zufuhrmenge der Pellets, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad, bei dem Wasser und Gas in der Spritzgussvorrichtung nach außen entladen werden. Mit anderen Worten, die Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss der Pellets, die dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden, schwankt.
Nicht getrocknete Pellets, die aus einer Art Harzwerkstoff hergestellt sind, werden dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung zugeführt und die Betriebsbedingungen, wie etwa die Zufuhrmenge der Pellets, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad werden festgelegt. In diesem Fall wird eine Akkumulationsmenge, bei der keine Pellets aus dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung überlaufen, selbst wenn Pellets der Spritzgussvorrichtung ununterbrochen zugeführt werden, als ein Schuss zugeführt.
Anschließend wird das Einspritzen unter Verwendung der für einen Schuss akkumulierten Pellets ausgeführt. Dann wird die Qualität der eingespritzten Harzspülung geprüft oder bewertet. Die Prüfung wird mit einer Harzspülung ausgeführt, die nach einer vorgegebenen Zeit von z. B. 2–3 Minuten nach dem ersten Einspritzvorgang eingespritzt wird. Wenn bei dieser Prüfung ein ausgezeichnetes Produkt erhalten wird, werden die Betriebsbedingungen für diese Zufuhrmenge von Pellets festgelegt. Es ist vorzuziehen, die festgelegte Akkumulationsmenge allmählich zu erhöhen und den Schwellenwert der Akkumulationsmenge zwischen schlechten Produkten und ausgezeichneten Produkten zu erreichen. Es ist vorzuziehen, die festgelegte Akkumulationsmenge allmählich zu verringern und den Schwellenwert der Akkumulationsmenge zwischen schlechten Produkten und ausgezeichneten Produkten zu erreichen.
Eine Akkumulationsmenge zwischen der festgelegten Akkumulationsmenge und dem Schwellenwert der Akkumulationsmenge ist die beste Akkumulationsmenge. Betriebsbedingungen zwischen den Betriebsbedingungen, wie etwa die Pellet-Zufuhrmenge, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad, bei denen die festgelegte Akkumulationsmenge erreicht wird, und den Betriebsbedingungen, wie etwa die Pellet-Zufuhrmenge, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad, bei denen der Schwellenwert der Akkumulationsmenge erreicht wird, sind die besten Betriebsbedingungen. Das heißt, das Spritzgießen von ausgezeichneten Produkten wird dann erreicht, wenn das Spritzgießen bei einer Akkumulationsmenge ausgeführt wird, die zwischen der festgelegten Akkumulationsmenge und dem Schwellenwert der Akkumulationsmenge liegt. In diesem Fall enthält die beste Akkumulationsmenge die festgelegte Akkumulationsmenge und den Schwellenwert der Akkumulationsmenge. Ein Spritzgießen kann deswegen bei der festgelegten Akkumulationsmenge ausgeführt werden, die in der vorhergehenden Bewertung erhalten wurde, wobei der Schwellenwert der Akkumulationsmenge nicht erhalten wurde.
Als ein Ergebnis der Prüfung schwankt die beste Akkumulationsmenge für einen Einheitsschuss infolge der Betriebsbedingungen, wie etwa die Art des Harzwerkstoffs, die Zufuhrmenge der Pellets, Pellet-Temperatur und Dekompressionsgrad. Die beste Akkumulationsmenge wird erreicht durch Änderung von wenigstens einer Betriebsbedingung, wie etwa die Art des Harzwerkstoffs, die Zufuhrmenge der Pellets, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad.
Bei bestimmten Betriebsbedingungen, wie etwa eine Art des Harzwerkstoffs, eine Zufuhrmenge der Pellets, eine Pellet-Temperatur und ein Dekompressionsgrad, befindet sich die beste Akkumulationsmenge in dem Zylinder (Fall 1). Bei anderen Betriebsbedingungen, wie etwa eine andere Art des Harzwerkstoffs, eine andere Zufuhrmenge der Pellets, eine andere Pellet-Temperatur und ein anderer Dekompressionsgrad, läuft die Akkumulationsmenge aus dem Zylinder über und kommt zur Position der Pellet-Zufuhreinrichtung. Es ist deswegen erforderlich, das Spritzgießen bei den besten Betriebsbedingungen für die beste Akkumulationsmenge auszuführen, um ein ausgezeichnetes Gießprodukt zu erhalten.
Wenn eine Menge, die größer als die beste Akkumulationsmenge ist, eingespritzt wird, wird die Harzspülung minderwertig. Es ist deswegen wichtig, alle Betriebsbedingungen, wie etwa die Art des Harzwerkstoffs, die Zufuhrmenge der Pellets, die Pellet-Temperatur und den Dekompressionsgrad, so zu steuern, dass die beste Akkumulationsmenge nicht überschritten wird. Wenn der Unterdruck z. B. wenigstens 0,4 bar (300 Torr) beträgt, liegt die Zufuhrmenge im Bereich von etwa 1 bis 7 g/s. Wenn der Unterdruck wenigstens 100 Torr beträgt und die Erwär mungstemperatur 60 °C beträgt, liegt die Zufuhrmenge im Bereich von etwa 1 bis 10 g/s.
Bei dem Ansteuerungsvorgang der Spritzgussvorrichtung entsteht häufig die folgende Schwierigkeit. Die Akkumulationsmenge der Pellets beginnt gelegentlich über die beste Akkumulationsmenge hinaus anzusteigen, obwohl das Spritzgießen bei den besten Betriebsbedingungen ausgeführt wird. In diesem Fall wird das Spritzgussprodukt schlechter, obwohl die beste Akkumulationsmenge der Pellets ununterbrochen zugeführt wird.
Es ist deswegen erforderlich, die Akkumulationsmenge der Pellets so zu steuern, dass der beste Wert der Akkumulationsmenge ständig eingehalten wird. Die Akkumulationsmenge der Pellets wird grundsätzlich nach einer der folgenden Arten gesteuert. Die Zufuhrmenge der Pellets wird geändert. Die Zufuhrmenge der Pellets ist feststehend und die Zufuhrdauer wird geändert. Die Zufuhr wird angehalten und wieder aufgenommen. Alternativ werden die Betriebsbedingungen, wie etwa die Pellet-Temperatur und/oder der Dekompressionsgrad, geändert.
Um eine Akkumulation der Pellets über den besten Akkumulationswert hinaus zu verhindern, wird der Akkumulationszustand unter Verwendung eines Detektors, z. B. eines Positionsdetektors gesteuert. Wenigstens ein Detektor wird zwischen der Position der bestimmten Akkumulationsmenge und der Position des Schwellenwertes der Akkumulationsmenge angeordnet. Es ist vorzuziehen, den Detektor an einer Position zwischen der Position der bestimmten Akkumulationsmenge und der Position des Schwellenwertes der Akkumulationsmenge anzuordnen. Alternativ werden Detektoren an der bestimmten Position der bestimmten Akkumulationsmenge, an der Schwellenwertposition des Schwellenwertes der Akkumulationsmenge und an einer zwischen diesen Positionen liegenden Position angeordnet. Es sollte vorzugsweise die Entscheidung getroffen werden, die Detektoren in Abhängigkeit von der besten Akkumulationsmenge flexibel anzuordnen.
In dem oben genannten Fall 1, liegt die beste Akkumulationsmenge in dem Zylinder. In diesem Fall sollten die Detektoren vorzugsweise in dem Zylinder angeordnet werden, es ist jedoch schwierig, die Detektoren in dem Zylinder anzuordnen. Die Detektoren werden deswegen an dem untersten Abschnitt der Pellet-Zufuhreinrichtung angeordnet, d. h. an einer Stelle, die nahe an der Zu fuhrmündung des Zylinders liegt und von der angenommen wird, dass sie die Schwellenwertposition der Akkumulationsmenge ist. Wenn die Akkumulationsmenge der Pellets zur Position des Detektors kommt, wird die Zufuhr von Pellets vorübergehend angehalten. Wenn sich die Akkumulationsmenge beginnt, sich unter die Position abzusenken, wird das Zuführen von Pellets unter den besten Bedingungen oder das Zuführen einer optimalen Menge wieder aufgenommen.
In diesem Fall kann der Detektor an Stelle eines Positionsdetektors ein Zählsensor sein. Der Zählsensor zählt die Anzahl von Pellets, die eine Position in der Pellet-Zufuhreinrichtung in einer Zeiteinheit passieren. Dabei wird die Anzahl von Pellets pro Zeiteinheit, bei der die beste Akkumulationsmenge erreicht wird, im Voraus bestimmt, und wenn die Anzahl von Pellets, die dem Zylinder zugeführt wird, größer als diese Anzahl ist, werden die oben genannten Betriebsbedingungen in der Weise gesteuert, dass dem Zylinder die beste Pelletanzahl zugeführt wird.
In dem oben genannten Fall 2 liegt die beste Akkumulationsmenge in der Pellet-Zufuhreinrichtung. Dabei wird der Detektor in der Pellet-Zufuhreinrichtung angeordnet. Der Detektor wird an einer Position zwischen der bestimmten Position der bestimmten Akkumulationsmenge und der Position des Schwellenwertes der Akkumulationsmenge angeordnet. Alternativ werden Detektoren an der bestimmten Position der bestimmten Akkumulationsmenge, an der Schwellenwertposition des Schwellenwertes der Akkumulationsmenge und an einer zwischen diesen Positionen liegenden Position angeordnet.
Wenn die Akkumulationsmenge von Pellets in dem ersten Fall zu der Position des Detektors kommt, der an der bestimmten Position angeordnet ist, wird die Akkumulationsmenge nach dem oben angegebenen grundsätzlichen Steuerungsverfahren gesteuert. Wenn die Akkumulationsmenge von Pellets in dem zuletzt genannten Fall zu der Position des Detektors kommt, der an der bestimmten Position angeordnet ist, wird die Akkumulationsmenge nach dem oben angegebenen grundsätzlichen Steuerungsverfahren gesteuert.
Insbesondere dann, wenn die Akkumulationsmenge von Pellets zu der Position des Detektors kommt, der an der Position des Schwellenwertes angeordnet ist, wird die Akkumulationsmenge gesteuert, indem das Zuführen von Pellets vorübergehend angehalten wird und das Zuführen von Pellets unter den besten Bedingungen oder das Zuführen einer optimalen Menge wieder aufgenommen wird, wenn die Akkumulationsmenge unter diese Position absinkt. Dabei kann die Akkumulationsmenge nach einem der beiden Erfassungsverfahren gesteuert werden. Auch in diesem Fall kann an Stelle eines Positionssensors ein Zählsensor als Detektor verwendet werden.
Wenn in dem oben angegebenen Fall Pellets über den Detektor hinaus akkumuliert werden, sendet der Detektor die Informationen an die Systemsteuereinheit und ein Signal zur Zufuhrsteuerung wird von der Steuereinheit an den Pellet-Zufuhrregler gesendet. Wenn dieses Signal gesendet wird, ändert der Pellet-Zufuhrregler die Pellet-Zufuhrmenge, legt die Zufuhrmenge der Pellets fest und ändert die Zufuhrdauer oder hält die Zufuhr vorübergehend an. Demzufolge werden die Pellets immer bei der besten Akkumulationsmenge akkumuliert. Die Systemsteuereinheit steuert die Betriebsbedingungen in der Weise, dass die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad den besten Bedingungen entsprechen.
Der Vorgang der Bestimmung der besten Akkumulationsmenge pro Schuss und der Vorgang des Schmelzens und Einspritzens von Pellets der oben genannten besten Akkumulationsmenge werden von der gleichen Spritzgussvorrichtung bzw. von einer separaten Spritzgussvorrichtung ausgeführt.
Beim Spritzgießen kann der empfohlene Wert, der in den Spezifikationen oder in dem Prospekt beschrieben wird, oder der Wert, der in einer im Voraus ausgeführten Bewertungsprüfung erhalten wird, an Stelle der Werte der besten Betriebsbedingungen, wie etwa die Pellet-Zufuhrmenge, die Pellet-Temperatur und der Dekompressionsgrad, bei denen die beste Akkumulationsmenge erreicht wird, verwendet werden. In diesem Fall kann das Einspritzen unter Verwendung von diesen empfohlenen Werte erfolgen, es ist jedoch vorzuziehen, zuerst unter Verwendung des empfohlenen Wertes einzuspritzen, das gespritzte Produkt mit dem oben genannten Bewertungsverfahren zu prüfen und als Ergebnis der Bewertung unter den besten Betriebsbedingungen einzuspritzen. Die Zeit, die zum Bestimmen der besten Akkumulationsmenge und der besten Betriebsbedingungen erforderlich ist, kann unter Verwendung dieser bekannten Werte verkürzt werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Akkumulationsmenge der Pellets aus zwei Gründen gesteuert. Ein Grund ist die Steuerung, um die beste Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss zu bestimmen, um eine ausgezeichnete Harzspülung zu erhalten. Der andere Grund besteht darin, sicherzustellen, dass die Akkumulationsmenge der zugeführten Pellets ständig der besten Akkumulationsmenge pro Einheitsschuss entspricht. Bei der Steuerung der Akkumulationsmenge von Pellets steuert z. B. der oben genannte Pellet-Zufuhrregler das Zuführen.
Wenn Pellets in dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung geschmolzen werden, werden Wasser und Gas aus den Pellets entladen. Die vorliegende Erfindung enthält das zwangsläufige Ausstoßen des Wassers und des Gases in die Atmosphäre. Das Wasser und das Gas werden unter Druckverminderung in die Atmosphäre entladen. Das Wasser und das Gas werden alternativ unter Druckverminderung in die Atmosphäre entladen, während gleichzeitig Luft aus der Atmosphäre und ein Edelgas eingeleitet werden.
Wie oben beschrieben wurde, werden Wasser und das Gas unter Druckverminderung bei Unterdruck in die Atmosphäre entladen. Wenn ein aufsteigender Strom aus Wasser und Gas mit den herabfallenden Pellets kollidiert, wird das Herabfallen der Pellets gestört. Deswegen wird nicht die bestimmte Zufuhrmenge der Spritzgussvorrichtung zugeführt. Die vorliegende Erfindung dient dazu, einen Kontakt von herabfallenden Pellets mit einem aufsteigenden Strom aus Wasser und Gas zu verhindern. Ein erster Bereich, den aufsteigendes Wasser und Gas durchlaufen, und ein zweiter Bereich, den herabfallende Pellets durchlaufen, sind voneinander getrennt. Der erste Bereich, den Wasser und Gas durchlaufen, ist mit dem Dekomprimierer verbunden. Das Element, das den zweiten Bereich bildet, ist länger als das Element, das den ersten Bereich bildet. Dadurch wird ein Kontakt sicher vermieden und Pellets mit der festgelegten Menge werden der Spritzgussvorrichtung sicher zugeführt.
Darüber hinaus werden Wasser und Gas während des Schmelzvorgangs in der Spritzgussvorrichtung von den Pellets entladen. Ein Teil von Wasser und Gas werden zu der inneren Oberfläche der Gießform entladen, wenn Harz in die Spritzform eingespritzt wird. Die vorliegende Erfindung besitzt einen Aufbau, bei dem Wasser und Gas, die beim Schmelzvorgang in der Spritzgussvorrichtung von den Pellets entladen werden, und Wasser und Gas, die zu der inneren Oberfläche der Gießform entladen werden, wenn das Harz in die Gießform eingespritzt wird, freigegeben werden. Diese Erfindung ist ferner mit einer Vorrichtung versehen, um im Wasser und im Gas enthaltene gefährliche Objekte in dem Gasausstoßkanal zu entfernen, wenn das Gas in die Atmosphäre entladen wird. Dadurch werden keine gefährlichen Objekte in die Atmosphäre entladen. Somit werden gefährliche Objekte, wie etwa im Harz enthaltenes Dioxin, nicht in die Atmosphäre entladen.
Bei der Verwendung von nicht getrockneten Harz-Pellets ist es vorzuziehen, die Pellets in gewissem Umfang zu trocknen, bevor sie der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist mit einer Heizeinrichtung versehen, die heißes Gas verwendet, das in dem Schmelzvorgang in der Spritzgussvorrichtung entladen wird. Es ist vorzuziehen, eine erste und eine zweite Heizeinrichtung anzuordnen. Die zweite Heizeinrichtung ist an dem Pellet-Zufuhrkanal auf der Seite der Spritzgussvorrichtung angeordnet.
Pellets, die der Spritzgussvorrichtung zugeführt werden, besitzen eine Federbelastung, wenn die durch die Förderschraube zusammengedrückt werden. Es ist möglich, den Schwankungsbereich der Federbelastung auf höchstens 5 mm ±0,5 mm einzustellen.
Pellets werden automatisch zugeführt, da der Pellet-Zufuhrkanal mit Unterdruck beaufschlagt ist. Darüber hinaus sind der Pellet-Zufuhrkanal und der Gasausstoßkanal mit einem Dekompressionssystem verbunden. Das vereinfacht das Pellet-Zufuhr- und Gasausstoßsystem.
Das Verfahren zum Spritzgießen gemäß der vorliegenden Erfindung muss lediglich alle Prozesse enthalten. Die Reihenfolge aller Prozesse ist nicht auf diese Reihenfolge beschränkt und es können unterschiedliche Reihenfolgen verwendet werden.
Es ist klar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen, die durch die angefügten Ansprüche definiert sind, abdeckt.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Erfindung nicht nur bei einer Spritzgussvorrichtung angewendet werden, bei der Harz in dem Zylinder geschmolzen und von seinem Ende unter Druckbeaufschlagung eingespritzt wird, sondern außerdem bei jeder Vorrichtung, die nicht als Spritzgussvorrichtung bezeichnet wird und bei der Harz in dem Zylinder geschmolzen und von seinem Ende unter Druckbeaufschlagung eingespritzt wird.
Die Spritzgussprodukte enthalten verschiedene Gießprodukte, wie etwa elektronische Komponenten und Maschinenkomponenten.

Claims

Spritzgusssystem (10; 72), das umfasst: eine Spritzgussvorrichtung (26), die einem Zylinder der Spritzgussvorrichtung (26) Harz-Pellets zuführt und diese mit einer akkumulierten Menge pro Einheitsschuss einleitet bzw. einspritzt; eine Pellet-Zufuhreinrichtung (24), durch die die Harz-Pellets dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung (26) zugeführt werden; einen Gasausstoßkanal, um Wasser und Gas, das von den Harz-Pellets, die in dem Zylinder der Spritzgussvorrichtung geschmolzen werden, abgegeben wird, aus dem Zylinder auszustoßen; und einen Dekomprimierer (38), der mit dem Gasausstoßkanal verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass: die Pellet-Zufuhreinrichtung (24) eine Doppelstruktur besitzt, die eine erste Pellet-Zufuhreinrichtung (30) und eine in der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung (30) angeordnete zweite Pellet-Zufuhreinrichtung (32) umfasst; und die erste Pellet-Zufuhreinrichtung (30) den Gasausstoßkanal aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung ausgebildet ist; wobei die erste Pellet-Zufuhreinrichtung einen Ausstoßanschluss (36) besitzt, der mit dem Dekomprimierer (38) verbunden ist; die Harz-Pellets der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung (32) zugeführt und durch sie geführt werden; eine Gas-Zufuhreinrichtung (64) vorgesehen ist, um Luft oder Gas wie etwa ein Edelgas in den Zylinder der Spritzgussvorrichtung (26) einzuleiten bzw. einzuführen; wobei bzw. wodurch verhindert wird, dass Harz-Pellets, die der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung (32) zugeführt und durch sie geführt werden, mit Wasser und Gas, das von den Harz-Pellets in der Spritzgussvorrichtung (26) abgegeben und durch den Gasausstoßkanal der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung (30) geleitet wird, in Kontakt gelangen.
Spritzgusssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: ein Ende der zweiten Pellet-Zufuhreinrichtung (32) zur Spritzgussvorrichtung (26) über ein Ende der ersten Pellet-Zufuhreinrichtung (30) hinaus vorsteht.
Spritzgusssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: eine Pellet-Heizeinrichtung (68), die ein Wärmetauscher ist und so konstruiert ist, dass sie im Schmelzprozess in der Spritzgussvorrichtung (26) abgegebenes heißes Gas dazu verwendet, die der Spritzgussvorrichtung (26) zugeführten Pellets zu erhitzen.