JPH06503278A - 射出成型における再加圧への切り換え値のオンライン決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 射出成型における再加圧への切り換え値のオンライン決定方法 技術分野 本発明は、型充填時期に射出力が制限されている射出成型器における、合成物質 、セラミック、金属またはその類似品で作られた成形部品を射出成型する際の、 再加圧への切り換え値を、オンライン決定する方法に関する。

さらに、型マスを型空所へ押し込むピストンの前進速度が、射出力制限が維持さ れるように操作される再加圧への切り換え値のオンライン決定方法に関する。

再加圧への切り換え値の決定は、射出成型において、製造された製品の品質にと っても、製造の経済性にとっても非常に重要である。

技術の現状 欧州特許０２３３５４８Ａ２には、油圧射出成塁器を用いた方法およびそのため の装置が記載されており、そこでは、再加圧への切り換え時期と、予め選定され た圧力、または所要流量低減の際の圧力の達成時期との間の時間、または、予め 選定された圧力、または必要流低減の圧力が最初に達成された時期と、所要流量 低減後の同じまたは違った他の予め選定された圧力が第２番目に達成された時期 との間の時間、あるいは、必要流低減の時点までの射出ピストンの衝程が把握さ れている。さらに、予め選定された圧力、または必要流低減の開始前の圧力が達 成されるまでの、射出ピストンの衝程の変化、または、必要流低減のときの最大 圧力と、必要流低減後の最小圧力との間の圧力差の量が把握され、制御、操作、 および／または、監視のために使用されている。この方法の短所は、流動抵抗の 小さい製品型の場合、射出力の僅かな変化、または、必要射出力の変化が、まだ 完全にてはない製品型充填方向に、射出の再加圧への切り換え値を顕著に移動さ せることである。

温暖な前室鋳造、高温溝鋳造、また、非常に狭い断面の場合には、製品型が完全 に充填される前の切り換え値の変化は、部分的に閉鎖されかねない鋳造の貫通射 出の際、突出する力の頂点を生じかねさせない。この場合、欧州特許０２３３５ ４８Ａ２の方法は単なる補助装置として、油圧式圧力切り換えにおける圧力上昇 を操作するものとして使用されており、プロセス制御には適していない。

パラメータの変動、プラスチック素材の影響、周囲条件の変化などを受ける場合 の、製品型充填時における、射出圧力の解放精度の不足、必要力の強すぎる影響 は、型部分の品質の変動を生じさせかねない。

射出から射出への製品型充填工程において、要求圧力の局部的な顕著な変動が現 れ、圧力所定値に対応する切り換え閾値の必要な変更量が大きくなり、決められ た製品型と機械の使用条件に対応した射出圧力に依存して予見される切り換え可 能性において、切り換え値を制御する際に、元来の容積的に充填される時点の前 に、切り換え値を顕著に前に移すことになりかねない。最後に、切り換え値の全 ての変更は、次の射出サイクルにおいて初めて実行される。

本発明の説明 ここで本発明は対策を提供する。本発明は、請求の範囲に記載のように、経過中 の射出サイクルにおいて、再加圧への切り換え値を、型空所における圧縮力の形 成を妨げることなく、変更可能にするという課題を解決する。

本発明により達成される利点の本質的な点は、最小必要パワーが、電気的大きさ 、電圧、および／または、電流、圧力差または経過を計測することにより、簡単 迅速・　に把握可能であり、また、電気的操作において、再加圧段階への切り換 え信号を出力するのに利用され、それにより、直接的に工程に適合した切り換え が可能になることである。この場合、射出力を制限した時、マスを型空所に押し 込むピストンの前のマス空間と、型空所との間の圧力平衡が実行された後は、型 充填工程の継続が不可能であり、従って、型マスを押し込むピストンに対する必 要パワーが顕著に低下するという効果が利用されている。

射出力を制限した際、製品型充填と圧縮が完了した後に、型空所に型材料を押し 込むピストンの外見上静止の状態が現れる。この時点は、本発明の方法によりパ ワー計測により確認され、再加圧−＼の切り換えに使用される。

かくて、型内部圧力の変動が非常に僅かであることを保証する正しい切り換え値 を、適切にオンライン決定することが可能になる。

図面の説明 以下、本発明を、本発明の実施例を示す図面を参照して詳しく説明する。

第１図は、時間軸ｌをもつ線図１．　ＩＩ、■よりなり、■においては、射出力 軸２、 ■においては、製品型内部圧力軸３、および■においては、製品型充填経過の瞬 間的必要パワーの軸４が示されている。

第２図は、本方法実行のための、射出シリンダの油圧式流れ絞りの連結を示し、 第３図は、電気機械的射出ピストン駆動を行う本方法の実行方式を示し、および 第４図は、射出ピストンのための、圧力制御された圧力流発生駆動に適用された 方法を示す。

時点５において射出工程のスイッチが入れられる。最初に、ノズル鋳造システム が貫流射出を行われ、それにより、急峻な力の上昇６と、同時に、強い必要パワ ー増加７とが現れる。それに続いて、完全に制限された力上昇８と、完全に制限 された必要パワー増加９が現れる。

時点ＩＯにおいて、射出力制限を実施され、一定の力＋１が加えられる。この一 定の力１１は、型マスを型空所に押し込むピストンの前進速度が僅かに減少し、 充填２９の際に、一般に僅かではあるか、必要パワーの減少が生じるように作用 する。

時点１２において、型空所１３は容積的に充填され、製品型内部圧力経過１４に 続いて、型マスの圧縮１５が行われ、型マスを型空所１３に押し込むピストンの 前方のマス空間内の圧力と、製品型内部圧力との間に、時点Ｉ６において、圧力 平衡が達成されるまでになる。

製品型充填段階Ｉ７に続（圧縮段階１８の間に、製品型充填のための激しい必要 パワー減少１９が生じる、なんとなれば、型マスを型空所に押し込むピストンの 前進速度が強く遅らされ、時点１６において非常に小さい値に達するからである 。

圧縮段階工８の最後に、時点１６において、製品型内部圧力一定値２０が到達さ れ、該一定値が、鋳造または断面を閉止する時点２１まで維持される。

閉止時点２１の後に、冷却条件下の製品型内部圧力低下２２が生じる。時点１６ において、再加圧段階２３に切り換えられる。この時点１６の後、製品型内の変 動平衡だけが生じ、製品型充填のための必要パワーは最小にされる。

圧力に依存して油圧流を調整する油圧機械の場合は、時点１６は、油の流量値が 、漏洩油圧流を平衡させる値をほんの僅かに越えた場合に到達される。この制御 された油の流量値は、射出シリンダ内において、元来、ノズル鋳造システムの時 点２４における貫流射出後の製品型充填段階１７の場合における油の流量値より も低い。

射出シリンダの前に油圧絞り部を配置した場合には、絞り部をまたがる圧力差は 非常に小さい値、一般にエバール以下の値に減少する。この場合、圧力差か油の 流れに対する尺度となる。

圧力に依存して制御されるポンプの電気的パワーの増加は、時点１６において、 射出ピストン静止状態の際に必要なパワー上昇に近い値にまで戻る。

型マスを型空所１３に押し込むピストンを電気機械的に伝送駆動する場合には、 一般に、電気的駆動部品の流れ上昇は、力を維持することが必要なだけの最小の 値になる。

線図■に見られるように、時点１６において、製品型充填工程中の必要パワー不 安定状態が生じる。これは、型マスを型空所１３に押し込むピストンのほぼ現れ た静止状態の結果生じる。

この、電気駆動の場合の僅かに上昇された無負荷パワーにより、または、圧力に 依存して作動する制御ポンプの場合のほぼ無負荷の油の流れにより、または、油 圧流発生器の延長上の断面において、型マスを型空所に押し込むピストンの前進 速度を駆動するために存在する絞り部を跨がってのほぼ零の圧力差により構成さ れる最小要求パワーが、再加圧への正しい切り換え点を特徴づけている。

製品型充填段階１７と圧縮段階１８とより成る射出から、再加圧段階２３の切り 換えに対し、必要パワーを最小にするための制御値２５が設定される。

この制御値２５は、本質的に、充填２９の間の必要パワー増加の最小値より少な くとも３０％低くあらねばならず、また、圧縮２６が達成された後の必要パワー よりも少なくとも１％高くなければならぬ。サイクルからサイクルへ、等しい制 御値２５が設定される。

一般に、機械的、油圧的、または電気的な閾値の使用の結果としての要求パワー の制御値２５に関して、機械運転中維持される不変の固定値が存在する。再加圧 段階２７の間の必要パワーは、再加圧および冷却経過中の力基準値に対応して変 化する。

基本的な必要条件は、圧縮段階前および圧縮段階中における射出力制限である。

評価としては、常に、型充填のための、または型充填に直接関連する必要パワー だけが使用される。

力制限の際に損失パワーとして現れる必要パワーは、制御値２５の中に含まれる ことは許されない。

＃御値２５の決定には一般に、比較的広い範囲が可能である。

常に等しい再現可能な加圧工程を維持することが重要である。

最小の必要パワーのために制御値２５を使用することにより、容積的充填か完遂 され、型内部空間の圧縮か信号解放の時点において開始されることか保証される 。切り換え時を組み入れて走行距離を放任する結果、一般に、材料空間内の圧力 と、型内部空間内の圧力との間の圧力平衡が、射出圧力から再加圧圧力への切り 換えが実施された時点において、実行されることが確実になる。

再加圧への切り換えにより、自由に選択された圧力が与えられる。

第２図において、射出シリンダ３０に流入する油流は、絞り部材３１により操作 される。絞り部材３１に至る油圧連結部３２に、圧力制限弁３５への油圧連結部 ３４が分岐する分岐点３３が存在する。この圧力制限弁３５により、射出力制限 が与えられる。

絞り部材３■と油圧連結部３６を越えて、射出シリンダ３０に導かれる油流によ り、シリンダピストン３７が押される。かくて、ピストン３８により、型マスが 、マス空間３９から型空所１３へと押し込まれる。型空所１３が充填されて行く につれて、射出ピストン３７を押し込む必要パワーが上昇するように、圧力制限 弁３５が作用する。従って、絞り部材３１を通り流れる油量が減少する。適切な 計測装置を用いて、圧力差検知部材４０を介して圧力差が計測され、電気連結部 ４１を通り電気操作器４２に伝えられる。絞り部材３１を越えての圧力差の減少 に依存して、再加圧への切り換えが生じる。絞り部材３１の前の圧力は、圧力制 限弁３５により一定に維持されるため、絞り部材３１を越えての圧力差変動に伴 い、必要パワーのためのマスが射出シリンダ３０に与えられる。型空所１３の充 填か完了し、マス空間３９と型空所１３との間の圧力平衡が達成された後、射出 ピストン３７の運動は、冷却時の変動平衡のための僅かな運動を度外視すれば、 静止状態になる。

絞り部材３１を跨いての圧力差がほぼ零になるように、絞り部材３１の絞り開口 広さが、支持され続ける。この絞り部材３１の圧力差は、位置制御され、ばね負 荷されたピストンにより確認可能である。最小圧力差に対する＃御値は、電気的 接続４１を通り、電気的操作器４２に伝えられ、該操作器は、最小圧力差が到達 された後に、再加圧への切り換え信号、再加圧時期、圧力設定値を発動させる。

第３図において、ピストン３８は、電気駆動器４４と作動的に連結された移動駆 動器４３により押され、必要な射出力を負荷されている。電気的連結４５を通し て、電圧および／または電流のような電気的作動量が、計測装置４６により制御 され、それにより、各必要パワーが確認される。ピストンの静止状態がほぼ達成 れたとき、射出力を維持するために、電気的駆動は、無負荷電流および／または 無負荷電圧に対応する値に制御される。計測装置４６により把握された、予め設 定された射出力がほぼ達成された、型マスを型空所３９に押し込むピストンの３ ８の静止状態に対応する電気的値が、計測装ｆｌｔ４６と電気的連結４７を介し て連結された再加圧射出の閾値切り換え器４８を、射出から再加圧へと切り換え る。

第４図において、圧力流発生器４９は油圧連結部５０、操作ブロック５１、油圧 連結部５２を通って、圧力媒体を射出シリンダ３０へ送る。この圧力媒体は、射 出ピストン３７と、ピストンと移動方向に、形状としても力学的にも結合され、 マス空所３９内の型マスに作用するピストン３８とを移動させる。

予め設定された圧力に到達すると、圧力流発生器４９が、必要流れを、この圧力 を維持するに必要なだけの値に減少させる。圧力が等しい値を保ち、必要流が減 少した場合、駆動モータ５３のパワー増加が変化する。この駆動モータ５３のパ ワー変化は、電気的連結部５４を通り、計測装置５５により把握される。型空所 が完全に充填され、射出シリンダ３０内の圧力の圧縮力平衡が完成されると、圧 力流発生器は、漏洩法平衡と型部分の冷却に基づく容積平衡とのための圧力流を 必要とするだけである。

射出ピストン静止状態に必要なパワー量を僅かに越えて、制御値２５が設定され る。これが達成されると、計測装置５５と作用的に連結されている閾値切り換え 器５６が射出から再加圧へと切り換えられる。第４図に示したモータパワー計測 法の代わりに、間接的な必要流計測法を行うことも可能である。

さらに、射出シリンダ３０の油流入内に配置された圧力制御の絞り弁または減圧 弁を使用して、必要流計測を行うことも可能である。

さらに、この方法は、計測値付与器５７により射出ピストン３７の表面に働く力 と、計測値付与器５８．５９に関連し、射出ピストン３７の表面に働く力との間 の力の差を計測する場合（第２図）にも使用される。また、マス空間３９と、ノ ズル鋳造システム６０との間の圧力差を、計測値付与器５８．５９を用いて計測 する方法も使用可能である。以上二つの場合において、力または圧力の差が、充 填段階１７、例えば、時点２４におけるノズル鋳造システムの貫通射出の後の圧 力差の本質的減少に対応する最小値に減少する。

本発明を実行する方法。

提案した方法は、製品型を完全に充填し、型マスを圧縮した後、再加圧へ切り換 えて、製品型充填工程に対する必要パワーを非常に減少させている。その際、４ 種の駆動変形において示したように、力または圧力が等しく維持された場合、電 流、電圧のような電気的値、または、直接または間接に計測された圧力媒体の流 れの値が製品型充填段階の瞬間的必要パワーの尺度として用いられている。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．射出成型器において合成物質、セラミック、金属またはその類似品で作られ た成形部品を射出成型する際の再加圧への切り換え値のオンライン決定方法にし て、型充填段階に射出力が制限を受け、また、型マスを型空所へ押し込むピスト ンの前進速度が、射出力限界が維持されるように操作される方法において、 再加圧への切り換え値が、射出力制限のスイッチオン後の製品型充填工程におけ る必要パワーにより導き出され、該切り換え値が、静止して力を負荷された射出 システムにおける必要パワーよりも大きく、しかし、製品型充填工程の開始時に おける必要パワーよりも本質的に小さいことを特徴とする方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、油圧駆動の際の再加圧への切り換 え値として、射出力制限の要求に従い、射出速度に依存して減少する、油圧圧力 流発生装置から型マスを型空所（１３）に押し込むピストン（３８）の駆動器ま で延びる経路の断面における、好ましくは１バールより小さい圧力差が予め設定 されていることを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第１項に記載の方法において、再加圧への切り換え値として、射 出力制限の際減少される流れ、または、力を制御された電気機械的直線電動器の 電圧が使用され、また、切り換え値が、射出ピストン静止状態の場合要求される パワー上昇の近傍に位置する流れ、または、射出ピストン静止状態の場合要求さ れるパワー上昇の近傍に位置する電圧であることを特徴とする方法。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の方法において、再加圧への切り換え値として、射 出力制限の際減少あれる、圧力制御される圧力流発生装置を駆動する電気モータ のパワー上昇が使用され、また、これが好ましくは、漏洩流平衡の場合の電気的 パワー上昇であることを特徴とする方法。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の方法において、再加圧への切り換え値として、射 出力制限の際、必要な流れを減少させる、圧力制御される圧力流発生装置のロー タの位置変動が使用され、また、この位置が漏洩流平衡の場合の位置に対応して いることを特徴とする方法。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の方法において、再加圧への切り換え値として、射 出力制限の際、好ましくは漏洩流平衡の場合に生じる、予め設定された最小必要 流に減少され、直接的または間接的に計測された、圧力制御をする絞り弁または 減圧弁の必要流が使用されることを特徴とする方法。
7. ７．請求の範囲第１項に記載の方法において、再加圧への切り換え値として、射 出力制限の要求に従い射出速度に依存して減少される、ノズル鋳造システムの断 面における圧力差が使用され、その際、圧力差が零よりも大きく、しかし、射出 工程開始時の圧力差値よりも本質的に小さいことを特徴とする方法。