Verfahren zum Spritzgiessen von gewichtsgenauen Teilen sowie Spritzgiessmaschine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgiessen von gewichtsgenauen Teilen, wobei in einer Dosierphase eine dosierte Menge Schmelze bereitgestellt und in einer Spritzphase durch kontrollierte Bewegung einer, eine Rückstromsperre aufweisende Spritzgiessschnecke in den Formhohlraum eingespritzt wird, ferner eine Spritzgiessmaschine mit einer Steuerung für die Bewegung einer, eine Rückstromsperre aufweisenden Einspritzschnecke.
Stand der Technik
Beim klassischen Spritzgiessen wird höchste Genauigkeit, auch im Hinblick auf die Konstanz des Gewichts der Endprodukte angestrebt. Dies wird vor allem dadurch sichergestellt, dass nach dem Einspritzen eine relativ lange Nachdruckphase anschliesst. Während der Nachdruckphase, welche über die Bewegung der Einspritzschnecke kontrolliert wird, können Mengenvariationen der zuvor eingespritzen flüssigen Kunststoffmasse teilweise korrigiert werden.
Man unterscheidet beim klassischen Spritzgiessen vier verschiedene Phasen:
1 . Dosierphase:
Bei dieser wird eine möglichst genau dosierte Menge an flüssiger Kunststoffmasse in dem Schneckenvorraum bereitgestellt.
2. Einspritzphase:
Bei dieser Phase wird die dosierte Menge durch eine gesteuerte lineare Ausstossbewegung der Einspritzschnecke in die Kavitäten der Form eingespritzt. Die Bewegung der Einspritzschnecke erfolgt üblicherweise geschwindigkeitsgesteuert über einem exakt vorgegebenen Weg.
3. Nachdruckphase:
Die Nachdruckphase muss mehrere Funktionen gewährleisten. Erstes Ziel ist, bei einem optimalen und definierten Druck von z.B. 500 - 2000 bar eine
BESTATIGUNGSKOPI
gleichmässige Füllung der Formkavitäten sicherzustellen. Kleine Dosierfehler werden dabei korrigiert. Vor allem wird der durch die sofort beginnende Abkühlung bedingte Schwund durch leichtes Nachdrücken korrigert. 4. Erstarrungsphase:
Der Druck auf die Schmelze wird anschliessend an die Nachdruckphase während der fortschreitenden Erstarrung langsam bis auf Null abgesenkt.
Bei der Herstellung von flachen optischen Datenträgern kennt man die sogenannte Nachdruckphase nicht. An Stelle der Nachdruckphase ist ein vollflächiges Zusammendrücken der Giessform Voraussetzung, damit überhaupt die Oberflächenstruktur mit den eingeprägten Daten in der extrem hohen Qualität erreichbar ist. Die Gattung der Spritzgiessmaschinen für die Herstellung von flachen Datenträgern weist zwei Formhälften auf. Die bewegliche Formhälfte wird mittels Antriebssystem gegenüber einer Antriebsträgerplatte für das Formschliessen sowie das Formöffnen bewegt. Die Formbewegung kann z.B. auf Grund einer Weg-, einer Druck- und/oder einer Geschwindigkeitsfunktion gesteuert werden. Ein bekanntes Beispiel für die Anwendung einer Geschwindigkeitssteuerung ist in der DE-PS 37 25 167 für die Herstellung von dünnen Platten beschrieben. Besonders für die Produktion von optischen Datenträgern oder CD's werden zwei Phasen des Herstellzyklusses streng unterschieden:
- erstens der Einspritzschritt,
- zweitens der Prägeschritt.
Die bewegbare erste Formhälfte wird vor dem Einspritzen an eine vorbestimmte Position, für die Bildung des Kompressionsspaltes, gefahren und etwa für die Zeitdauer des Einspritzens in der Position gehalten. Danach wird unter Anwendung des Kompressionsdruckes die entsprechende Platine bzw. die erste Formhälfte bis zur Aufhebung des Kompressionsspaltes an die zweite feste Formhälfte gestossen. Die genannte DE 37 25 167 schlägt dazu vor:
- dass die geschwindigkeitsgesteuerte Bewegung der ersten Platine erst nach dem Einspritzen des Kunststoffes erfolgt, und
- dass das Geschwindigkeitsprogramm, bezogen auf aufeinanderfolgende Positionen der ersten Werkzeughälfte
- und/oder bezogen auf aufeinanderfolgende Zeitintervalle der Bewegung der ersten Werkzeughälfte definiert ist.
Es wird somit eine exakt bestimmte Spaltgrösse verlangt bzw. vorgegeben, der flüssige Kunststoff dosiert eingespritzt und danach mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprogramm die Prägung vorgenommen. Die Teilschritte für den
Prägeablauf auf der Basis eines Geschwindigkeitsprogrammes können entweder nach bestimmten Spaltpositionen oder Zeitintervallen erfolgen. Zusätzlich werden einzelne Abschnitte, besonders am Ende des Prägeschrittes, druckgesteuert sichergestellt.
Die Praxis zeigt, dass selbst wenn alle Möglichkeiten der Steuer- und Regeltechnik im Hinblick auf die baulichen Elemente ausgeschöpft sind, die Endprodukte, vor allem in Bezug auf das Gewicht jeder einzelnen Platte, relativ grosse Variationen aufweisen. Testwägungen haben gezeigt, dass innerhalb einer Seriefabrikation im Extremfalle Gewichtsunterschiede bis zu 5% zwischen den leichtesten und den schwersten Spritzgiessteilen durchaus festgestellt werden können. Vom Erfinder ist erkannt worden, dass die äusseren Parameter wie:
- exaktes Voreinstellen des Kompressionsspaltes
- exakte Bedingungen für den Übergang von der Spritz- in die Prägephase
- sowie abschnittsweises, exaktes Geschwindigkeitsführen der Prägephase oder im Falle der klassischen Spritzgiesstechnik:
- exaktes Dosieren
- exakte Steuerung des Einspritzvorganges und
- exakte Steuerung der Nachdruck- und Erstarrungsphase
zwar wichtig sind, aber nur "die eine Hälfte" der möglichen Fehlerquellen berücksichtigen. Dies gilt zumindest, soweit dies die Gewichtsgenauigkeit der einzelnen Endprodukte betrifft. Die bisherige Fachmeinung war, dass identische bau- und regeltechnische Voraussetzungen Garant seien für ein identisches Endprodukt. Übersehen wurde dabei eine grundlegende Fehlerquelle, nämlich das Schliess- verhalten, insbesondere von nichtzwangsgeführten Rückstromsperren. Die plastifizierte Kunststoffmasse wird im Einspritzzylinder aufbereitet und durch einen mit sehr hoher Genauigkeit gesteuerten/geregelten Antrieb der Einspritzschnecke in die Kavität der Spritzgiessform gepresst. Der Spritzzylinder wird mit hoher Präzision hergestellt. Der Weg für die Linearbewegung der Förderschnecke lässt sich über eine Wegsteuerung ebenfalls sehr genau festlegen. Daraus wurde bisher gefolgert, dass die Dosierung der Masse mit genügender Genauigkeit erfolgt.
Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, welche eine höchste Qualität des Endproduktes und vor allem auch eine hohe Gewichtsgenauigkeit des Endproduktes sicherstellen können.
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Darstellung der Erfindung
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass für das kontrollierte Einspritzen einer gewichtsgenauen Menge Mengenfehler aus der Rückstromsperrenschliessung nach der Dosierphase festgestellt und korrigiert werden.
Die erfindungsgemässe Spritzgiessmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung Mittel aufweist zur Koordinierung der Dosierschneckenbewegung mit der Lage der Rückstromsperre, derart, dass nach geschlossener Rückstromsperre ein möglicher Dosiermengenfehler aus der Rückstromsperrenschliessung feststellbar und für die Phase Einspritzen korrigierbar ist.
Die neue Erfindung geht von zwei grundlegenden Erkenntnissen aus: Selbst mit der höchsten Beherrschung aller äusseren Parameter, wie der Weg-, der Druck- und der Geschwindigkeitsfunktion oder dem Messen von exakten Abständen, auch bei extrem hohem Aufwand, kann das Ziel so lange nicht erreicht werden, bis nicht auch alle inneren Parameter unter Kontrolle gebracht werden. Hierbei wurde im Stand der Technik die Funktion der Rückstromsperre ausser acht gelassen. Wie weiter vorne dargelegt, werden nach dem Einspritzvorgang die angesprochenen inneren Parameter vor allem durch den Druck der Schmelze dominiert. Die Temperatur der Schmelze ist zwar ein ebenso wichtiger Faktor, kann aber nach Abschluss der Einspritzphase nur noch über die Formkühlung beeinflusst werden. Beim klassischen Spritzgiessen wird die Schmelze in der Kavität so lange druckkontrolliert, bis eine Verfestigung der Schmelze eintritt. Bei der Herstellung von flachen optischen Datenträgern wird nach Abschluss des Einspritzschrittes die Druckkontrolle durch die Prägekraft übernommen. Der Übergang von der flüssigen Schmelze in den erstarrten Zustand erfolgt im Bereich von Sekunden. Man spricht dabei von Einfrieren des Angusses bzw. der Engstelle, durch welche die Masse in die Kavität gespritzt wird. Ist die Masse im Angussbereich eingefroren, so kann von Seiten der Einspritzschnecke auf die Menge des eingespritzten Materials nicht mehr Einfluss genommen werden, da die Masse zwischen den Formen einerseits sowie dem Anguss andererseits vollständig eingeschlossen ist. Ein Korrektureingriff muss vor dem Einfrieren vorgenommen werden.
Die zweite Erkenntnis liegt darin, dass Schneckenvorraum und Kavität in der Spritzgiessform zwei kommunizierende Gefässe darstellen. Die Verbindung der zwei Gefässe bildet der Anguss. Das gleiche gilt aber auch zwischen dem Schneckenvorraum sowie dem Raum der Schneckengänge. Diese beiden "Gefässe" werden durch die Rückstromsperre verbunden oder getrennt. Im Stand der Technik
besteht eine kurze, unkontrollierte Zeit, nämlich in dem Übergangsbereich von dem Ende des Dosiervorganges und dem Beginn des Einspritzens. Für den Dosiervorgang wird die Spritzgiessschnecke kontrolliert rückwärts bewegt, um im Schneckenvorraum eine exakte Dosiermenge an flüssiger Schmelze bereitzustellen. Nach Abschluss der Dosierphase kann sofort durch Vorwärtsbewegung der Einspritzschnecke im Sinne eines Kolbens die Einspritzphase eingeleitet werden. Die Rückstromsperre sorgt während der Einspritzphase für den Rückfluss von Schmelze in die Schneckengänge.
Die neue Erfindung schlägt vor, diesen Übergangsbereich Dosieren/Einspritzen in das Kontrolldispositiv bzw. die Steuerung/Regelung miteinzubeziehen und geht von einer nichtzwangsgeführten Rückstromsperre aus. Je nach Druckverhältnissen und der Bewegungsrichtung der Spritzgiessschnecke bewegt sich die Rückstromsperre an einen hinteren Anschlag oder einen vorderen Anschlag. Am vorderen Anschlag gibt der Rückstrom den Produktfluss für die Dosierphase frei. Die Vorwärtsbewegung der Einspritzschnecke hat als erstes zur Folge, dass die Rückstromsperre sich an den hinteren Anschlag bewegt und jeden Rückfluss von Schmelze in die Schneckengänge versperrt. Im Stand der Technik wird der Einfluss der Rückstromsperrenbewegung auf die Dosiermenge im Sinne von Erfahrungswerten berücksichtigt. Man glaubte, damit entsprechende Fehler ausschalten zu können. Die eigentliche Hürde für die neue Erfindung lag darin, dass der Mengenfehler, verursacht durch die Rückstromsperre, sich von Schuss zu Schuss verändern kann. Dies bedeutet, dass eine zukunfts- gerichtete Korrektur erst für nachfolgende Spritzzyklen wenig Sinn macht. Die Korrektur muss gemäss den neuen Erkenntissen während des Spritzzyklusses selbst und für jeden Spritzzyklus einzeln erfolgen. Dies bedeutet, dass der Fehler nach Schliessen der Rückstromsperre sofort festgestellt wird, so dass für die Einspritzphase die Korrektur eines Rückstromsperrenfehlers überhaupt noch möglich ist. Wie in der Folge gezeigt wird, erlaubt die neue Erfindung mehrere Lösungswege: Dabei werden nach einen ersten Lösungsweg der Mengenfehler aus der Rückstromsperrenschliessung während einer kontrollierten Phase "Sperre Schliessen" und nach einem zweiten Lösungsweg nach der Sperrenschliessung dynamisch am Beginn des Einspritzhubes erfasst und Profilpunkte für den Einspritzhub mit entsprechender Fehlerkorrektur festgelegt. Nach dem ersten Lösungsweg wird nach der Phase "Dosieren" und vor der Phase "Einspritzen" eine Phase "Sperre schliessen" zwischengeschaltet, das tatsächlich vorbereitete Einspritzvolumen bei einem vorgegebenen Restdruck bestimmt und bei Abweichung gegenüber einem Soll-Spritzvolumen eine Korrektur von Profilpunkten des Einspritzens vorgenommen. Dabei wird für die Phase Sperre schliessen die Spritzgiessschnecke bis zur vollständigen Schliessung der Rückstromsperre vorwärts und bis zum Erreichen eines vorgegebenen Restdruckes
von wenigen bar vorzugsweise von 1 bis 10 bar in der Schmelze rückwärts bewegt und die Wegdifferenz der Spritzgiessschnecke zwischen Dosierende und Ende Phase "Sperre schliessen" als Korrekturgrösse für die Fehlerkorrektur zugrunde gelegt.
Wenn im Spritzverlauf keine auf die Kavität einflussnehmende Druckregelung vorhanden ist, wie z.B. bei dem Prägeverfahren, kann bei elektrischem Antrieb der elektrische Anschlag korrigert werden. Bevorzugt werden bei allen Ausgestaltungen die Profilpunkte des Einspritzens und die Umschaltposition von Füllen zum Druckbetrieb korrigiert. Es ergeben sich zwei Möglichkeiten. Es wird zur Massenbegrenzung entweder der elektrische Anschlag oder die Geschwindigkeit/Druck- Umschaltposition korrigiert. Damit eignet sich dieser Lösungsweg sowohl für elektrisch angetriebene Maschinen wie für das klassische Einspritzen mit V/P- Umschaltung bei hydraulischen Maschinen.
Der zweite Lösungsweg ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Sperrenschliessung am Beginn des Einspritzhubes in einer vorbestimmten Zeit bzw. einer vorwählbaren Einspritzschneckenposition dynamisch der Ist-Schmelzedruck erfasst, mit einem Soll-/lst-Vergleich eine Fehlerkorrekturgrösse ermittelt und ein elektrischer Anschlag errechnet und die Profilpunkte festgelegt.
Entscheidend dabei ist, dass am Ende des Einspritzvorgang der Fehler korrigiert ist, welcher durch die Dosierung in Folge Variation der Rückstromsperre verursacht wird. Je nach gewählter Steuer- und Regelphilosophie genügt gegebenenfalls ein sogenannter elektrischer Anschlag. Hier wird die Stoppposition der Einspritzschnecke elektrisch durch eine Positionsangabe zu z.B. in der Steuerung eines Servomotores für den Antrieb der Einspritzschnecke auf Grund der Fehlerkorrekturgrösse festgelegt. Es ist aber auch denkbar, bei entsprechend grösserem Rechenaufwand das ganze Profil während dem Einspritzen zu korrigieren. Der Kerngedanke liegt darin, dass der Dosierfehler aus der Rückstromsperre nicht systematischen Charakter haben muss, weil er durch veränderliches Bewegungs-verhalten, z.B. durch Reibverhalten oder Viskosität und Fliessverhalten, z.B. durch Temperatureinflüsse, besonders beim Anfahren für einen neuen Produktionsauftrag. Es wäre deshalb sinnwidrig, wenn ein Dosierfehler, durch die Rückstromsperre verursacht, zwingend erst beim nachfolgenden Zyklus korrigiert würde, da der Fehler von Zyklus zu Zyklus sich verändern kann. Es ist aber dennoch möglich, dass ein Teil der Fehler eine gewisse Konstanz hat. Hier ist es gegebenenfalls vorteilhaft, eine Fehlerkorrektur auch für die nachfolgenden Dosiervorgänge vorzusehen. Ferner ist je nach Konstanz eines Fehlers eine Kombination denkbar zwischen:
- Korrektur innerhalb eines Zyklus und
- Korrektur für den oder die nachfolgenden Zyklen.
Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird die Einspritzschnecke am Beginn der Einspritzphase mit hoher Geschwindigkeit bzw. mit hohem Gradient bewegt, der Einspritzdruck überwacht und ein SolWIst-Einspritzdruck-Vergleich hergestellt, sobald sich ein etwa konstanter Druckanstieg einstellt und eine Fehlerkorrekturgrösse aus dem Soll-/lst-Vergleich ermittelt wird.
Bevorzugt wird nach Erreichen eines vorgegebenen Referenzdruckes der von der Einspritzschnecke zurückgelegte Hub bestimmt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung Programmteile aufweist, so dass ein allfälliger Dosiermengenfehler auf Grund der Position der Spritzgiessschnecke bei geschlossener Rückstromsperre in der Einspritzphase korrigierbar ist. Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken kann die Steuerung Programmteile aufweisen, wobei ein allfälliger Dosiermengenfehler durch eine Korrektur der Rückdrehbewegung der Spritzgiessschnecke bei geschlossener Rückstromsperre korrigiert wird.
Die erfindungsgemässe Spritzgiessmaschine kann eine hydraulisch oder elektrisch angetriebene Einspritzschnecke aufweisen. Wird die Einspritzschnecke elektrisch, insbesondere über einen Servomotor angetrieben, so ist es besonders vorteilhaft, wenn der Mengenfehler aus der Rückstromsperrenschliessung nach der Sperrenschliessung dynamisch festgestellt und korrigiert wird.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit weiteren
Einzelheiten erläutert. Es zeigen: die Figur 1 schematisch eine Übersicht der Spritzseite einer Spritzgiessmaschine mit elektromotorischen Antrieb; die Figuren 2a und 2b zwei Positionen der Rückstromsperre; die Figuren 3a bis 3e verschiedene Situationen der Rückstromsperre während eines
Spritzgiesszyklusses; die Figur 4a und 4b zwei Beispiele für das dynamische Korrigieren der Fehler aus der
Rückstromsperre; die Figur 5 ein Beispiel für das Zwischenschieben eines Abschnittes "Sperre schliessen" für die Fehlerermittlung.
Wege und Ausführung der Erfindung
In der Folge wird nun auf die Figur 1 als Beispiel für einen elektrischen Antrieb Bezug genommen. Ein Antriebsmotor 1 weist einen Rotor 2 mit Permanentmagnet sowie einen Positionssensor 3 auf. Der Stator 4 weist mehrere, meistens drei Wicklungen sowie einen Inverter auf. Über ein Abtriebsritzel 5, das fest auf der Welle des Rotores 2 aufgekeilt ist, wird über einen Übertrieb 6, welcher zum Beispiel ein Zahnriemen, bevorzugt jedoch ein Zahnradübertrieb, ist, ein eigentliches Übersetzungsgetriebe 7 angetrieben. Das Übersetzungsgetriebe 7 formt die Rotationsbewegung des motorischen Antriebes in eine Linearbewegung, welche direkt auf eine Zahnstange 8 aufgebracht wird. Die Zahnstange ist kraftschlüssig verbunden mit der Schneckenwelle 9, so dass die entsprechende Rotationsbewegung des Rotors 2 unmittelbar in eine Linearbewegung der Plastifizierschnecke 10 umgeformt wird und die vom Spritzgiess- prozess verlangte Bewegung durchführt. Die gezeichnete Stellung der Plastifizierschnecke 10 in dem Spritzzylinder 1 1 ist etwa in der Füllphase, so dass sich noch eine beachtliche Menge von Spritzmaterial 12 in dem Spritzzylinder 1 1 befindet, welches nun über die Einspritzdüse 13 noch in die Kavität 14 der beiden Formhälften 15 resp. 16 gepresst wird. Der beschriebene Ablauf wird über die Steuerung der Lageänderung des resultierenden Magnetfeldes, resp. die entsprechende Steuerung der Bewegung des Rotors 2 wird von einem Drive durchgeführt. Aus der Position des Rotores kann die Positon der Plastifizierschnecke mit hoher Genauigkeit jederzeit bestimmt bzw. entsprechend angesteuert werden. Alle erforderlichen Steuersignale an die Drives werden von einer vorzugsweise hardwaremässig getrennt angeordneten elektronischen Steuerung aufbereitet und zugeführt. Dazu weist die elektronische Steuerung einen Datenspeicher oder Rezeptspeicher auf, der je ein erforderliches Grundrezept, der für den Spritzgiessablauf vorbestimmte Geschwindigkeits- und Druck-Sollwerte für den Bewegungsablauf vorgibt, die gewünschten Geschwindigkeits- und Druck-Sollwerte für den Bewegungsablauf moduliert und damit dem gewünschten Geschwindigkeits- und Druckverlauf erzeugt. Die elektronische Steuerung ist vorzugsweise als Mehrgrössenregler ausgebildet. Mit den beschriebenen Grundfunktionen kann ein ganzer Spritzgiessvorgang beherrscht werden, auch für neue, noch nicht bekannte Formen oder Materialien. Als Sicherung bei Materialqualitätsänderungen ist es zudem vorteilhaft, zusätzliche Prozessparamter laufend über entsprechende Sensoren aufzunehmen. So ist es sehr vorteilhaft, über einen Kraftsensor 24 die axiale Kraft in der Schneckenwelle 9 während dem ganzen Spritzvorgang zu erfassen und über eine Signalleitung 23, welche ein Busübertragungssystem sein kann, der elektronischen Steuerung zu übermitteln, so dass zum Beispiel beim Überschreiten von Grenzwerten sofort ein Korrekturbefehl
über die Bewegungssteuerung abgegeben wird. Eine weitere Möglichkeit ist die unmittelbare Druckerfassung über einen Drucksensor 25, dessen Signal ebenfalls zur Bewegungsführung in der elektronischen Steuerung 21 verwendbar ist. In der Figur 1 ist nur schematisch eine Drivesteuerung 20, als Ansteuereinheit zur Kontrolle von Synchron/Asynchronmotoren, ferner eine Maschinensteuerung 21 mit Speicher- und Rechnermittel, eine Ein- und Ausgabeeinheit und Regeleinrichtungen und ein Bedienterminal 22 mit Eingabetasten (JPC) Bildschirm- und Speichermittel dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 17 ist eine Rückstromsperre dargestellt, welche nicht zwangsgeführt ist und sich auf einen Schaft 18 innerhalb zweier Anschläge 18 und 19 in axialer Richtung frei bewegen kann.
Die Figuren 2a und 2b zeigen zwei Positionen für die Plastifizierschnecke 10 sowie relativ dazu für die Rückstromsperre 17. Die Figur 2a stellt die Phase Dosieren dar. Die Plastifizierschnecke 10 führt eine Rotationsbewegung (Pfeil 26) und als Folge eine rückläufige Linearbewegung (Pfeil 27) durch. Der Bewegungsablauf der Plastifizierschnecke wird mit hoher Präzision durchgeführt, so dass am Ende des Dosiervorganges eine exakte Menge Schmelze im Schneckenvorraum 28 für den anschliessenden Einspritzhub bereitgestellt wird. Der Fluss der Schmelze ist mit Pfeilen 29 markiert. Wie aus der Figur 2a ersichtlich ist, bestehen zwischen der Plastifizierschnecke 10 bzw. einem mit ihr verbundenen Schaft 30 einerseits sowie der Rückstromsperre 17 andererseits freie Strömungskanäle 31 , 32 und 33. Der Schmelzedruck ist während dem Dosieren am Ende der Schneckengänge 34 grösser als im Schneckenvorraum. Die Figur 2b zeigt eine Situation am Ende des Einspritzvorganges. Die Plastifizierschnecke 10 wirkt für das Einspritzen als Kolben und führt eine reine Linearbewegung durch, wie mit Pfeil 36 markiert ist. Druch die Schiebebewegung der Plastifizierschnecke 10 wird die Rückstromsperre 17 mit einer Dichtschulter 35 an den Anschlag 18 gedrückt, so dass durch den Dichtschluss keine Schmelze über den Raum 34 in die Schneckengänge zurückfliessen kann. Die Einspritzbewegung wird gestoppt, wenn die Schneckenspitze 37 bzw. das Vorderende 38 der Rückströmsperre 17 eine vorgegebene Wegposition Sx erreicht hat.
Die neue Erfindung schlägt nun eine möglichst exakte Kontrolle der Relativbewegung zwischen der Plastifizierschnecke 10 sowie der Rückstromsperre 17 zwischen der Phase Dosieren (Figur 2a) und der Phase Einspritzen (Figur 2b) vor.
Die Figuren 3a bis 3e zeigen verschiedene Situationen während eines ganzen Spritz- zyklusses. Die Figur 3a entspricht der Figur 2a und stellt das Dosieren dar. Die Figur 3b zeigt die Situation "Ende Dosieren", wobei die Plastifizierschnecke 10 still steht
und weder eine rotierende Bewegung noch eine Linearbewegung durchführt. Die Strömungskanäle 31 , 32 und 33 sind noch offen, und der Druck ist im Schneckenvorraum identisch wie am Ende der Schneckengänge 34. Für das dichte Schliessen des Strömungskanales 32 führt die Plastifizierschnecke 10 eine kurze Linearbewegung SRS durch. Die kurze Linearbewegung wird nun erfindungsgemäss für die Kontrolle eines allfälligen Dosierfehlers, bedingt durch die Rückstromsperrenbewegung genutzt, sei es gemäss einer ersten Ausgestaltung durch eine zwischengeschaltete Phase "Sperre schliessen" oder aber gemäss einer zweiten Ausgestaltung dynamisch durch Ist-Soll- Wert-Überwachung der Weg-/Zeit- und Druckfunktionen und entsprechender Korrektur für einzelne oder alle Profilpunkte während dem anschliessenden Einspritzen. Eine Möglichkeit besteht darin, den Anschlag Ak als Wegfunktion entsprechend der Fehlergrösse aus der Rückstromsperrenbewegung zu korrigieren. Die Figuren 3d und 3e zeigen zwei Beispiele für entsprechende Korrekturen des Anschlages bzw. der Endposition am Ende des Einspritzens.
Die Figur 4a zeigt ein erstes Beispiel für eine erfindungsgemässe Korrektur nach dem dynamischen Verfahren. In dem Diagramm Druck (P) über der Zeit (t) ist ein Pkrit als kritischer Druck markiert. Es wird ein Soll-/lst-Vergleich der Schneckenposition bei dem kritischen Druck Pos-Soll, Pos-Ist gemacht und das Ergebnis Pos-Einspritzstart als Korrekturwert für eine Anpressung der Profilpunkte benutzt, wie in dem Diagramm Geschwindigkeit über dem Weg (V/S) dargestellt ist. Das Ende des Einspritzhubes wird dabei auf Grund eines korrigierten Wertes als elektrischer Anschlag über die Steuerung/Regelung des elektrischen Antriebes der Plastifizierschnecke rechnerisch festgelegt. Die Figur 4b zeigt eine Variante zu der Figur 4a mit einer Zwischenphase einer konstanten Geschwindigkeit.
Die Figur 5 zeigt den zweiten Lösungsweg mit der Zwischenschaltung einer kontrollierten Phase "Rückstromsperre schliessen" zwischen dem Ende Dosieren und dem Beginn Einspritzen. Beim Punkt Dosierende wird der Druck auf z.B. 100 bis 400 bar mit entsprechender linearer Bewegung der Plastifizierschnecke erhöht und am Ende der Phase bei geschlossener Stellung auf einen Restdruck von z.B. 1 bis 5 bar in der Schmelze abgesenkt. Es ergibt sich daraus einen Hub-Korrekturwert HK, der für eine entsprechende Korrektur der anschliessenden Phase Einspritzen zugrunde gelegt wird.