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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Spritzgiessen von thermoplastischen Kunststoffen, mit einer bewegbaren Formhälfte, die durch einen in einem Hydraulikzylinder verschiebbaren Kolben relativ zu einer ortsfesten Formhälfte bewegbar ist, wobei mittels einer Formschutzeinrichtung bei Auftreten eines Hindernisses zwischen den Formhälften der auf die bewegbare Formhälfte in Schliessrichtung wirkende Druck über ein Druckbegrenzerventil begrenzbar ist.
In EP-A-O 096 183 wird ein Verfahren zum Schutz der Formen beim Spritzgiessen von Kunststoffen beschrieben. Hiebei wird die bewegbare Formhälfte mit vorgegebenem Geschwindigkeitsprofil gegen die ortsfeste Form bewegt und der Schliessdruck auf einen Wert begrenzt, der um einen vorbestimmten einstellbaren Betrag oberhalb des Normalwertes liegt. Der Normalwert wird durch kontinuierliche Messung des zeitlichen Verlaufs des hydraulischen Druckes in der Formschutzphase (Schliessphase der Schliessbewegung) einiger Probeläufe bestimmt.
Übersteigt der gemessene Druck den zulässigen Höchstwert, was darauf hindeutet, dass ein Hindernis sich zwischen den Formhälften befindet, so werden bei der bekannten Anordnung zwei Massnahmen eingeleitet : einerseits wird der hydraulische Druck umgesteuert und der die bewegbare Formhälfte tragende Kolben statt in Schliessrichtung in Öffnungsrichtung beaufschlagt Da diese Umstellung nicht beliebig rasch erfolgen kann, wird anderseits versucht, über ein Druckbegrenzungsventil den Systemdruck auf einen Wert zu begrenzen, der nur geringfügig oberhalb jenes Wertes liegt, der zur Auslösung des Formschutzalarms geführt hat Auf diese Weise sollen Schädigungen der Werkzeuge durch kurzzeitige Druckspitzen vermieden werden, auf welche die Einrichtung durch die Umstellung von der Schliessbewegung auf die Öffnungsbewegung allein zu langsam reagieren würde.
Es hat sich gezeigt, dass verschiedentlich auch das vorgesehene Druckbegrenzerventil zu langsam reagiert, um Beschädigungen der Werkzeuge durch dazwischen liegengebliebene Spritzteile zu verhindern. Die Ursache hiefür wird dann gesehen, dass die plötzliche Abbremsung des Kolbens durch ein Hindernis an sich zu einem Anstieg des Hydraulikdruckes führt, da nun keine Druckverluste durch die dauernde Vergrösserung des Flüssigkeitsraumes hinter dem Kolben mehr auftreten. Dieser Druckanstieg erfolgt so rasch, dass er durch ein Druckbegrenzerventil in der derzeit bekannten Anordnung nicht hinreichend schnell verhindert werden kann.
Aus der DE-PS 33 27 937 ist eine Formschliesseinheit einer Spritzgiessmaschine mit einer Vorrichtung zum Abfahren eines vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufes der verschiebbaren Formaufspannplatte bekannt Mit dieser Formschliesseinheit soll das Erkennen und Anzeigen von Formschliesssicherungsfühlem zeitunabhängig und eindeutig erfolgen. Diese Formschliesseinheit weist eine Gewindespindel auf, die mit der verschiebbaren Formaufspannplatte über eine Spindelmutter in Eingriff steht. Sie ist in der feststehend angeordneten Formaufspannplatte frei drehbar gelagert und über eine Kupplung mit einem Schrittmotor gekoppelt. Der Schrittmotor wird in Abhängigkeit eines vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs als Funktion des Abstandes der Formhälften bzw. der Formaufspannplatten gesteuert.
Auf der Spindel ist der Ventilkörper eines 4-2-Wegeventils axial verschiebbar gelagert, welches das hydraulische Arbeitsmittel für die Formschliesseinheit steuert. Im Gehäuse des Ventils ist ein durch die Kupplung auslösbarer Schalter angeordnet, der z. B. eine Anzeigeeinrichtung betätigt, wenn ein Formschliesssicherungsfehler ansteht. Der konstruktive Aufwand, den die Schliesssicherung bei dieser Maschine erfordert, ist bedingt durch die Notwendigkeit der Gewindespindel relativ hoch. Des übrigen hat sich gezeigt, dass in manchen Fällen die Anzeigereaktion bedingt durch die mechanischen Elemente nicht schnell genug ist
Aufgabe der Erfindung ist es, die Ansprechgeschwindigkeit eines Formschutzes der bekannten Art zu verbessern.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Druckbegrenzerventil vom Druck des Flüssigkeitsvolumens im Hydraulikzylinder direkt steuerbar ist, wobei zur Druckbegrenzung ein Teil dieses Flüssigkeitsvolumens über das Druckbegrenzerventil ableitbar ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Kolben aus zwei koaxialen ineinanderschiebbaren Teilen besteht, deren Abstand durch das dazwischen eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen bestimmt ist, welches bei Ansprechen der Formschutzeinrichtung zum Teil ableitbar ist.
Einzelheiten der Erfindung werden anschliessend anhand der Zeichnung erläutert In dieser zeigt
Fig. 1 schematisch die bewegbare Formhälfte einer Spritzgiesseinrichtung zusammen mit deren Kniehebelantrieb,
Fig. 2 zeigt den Druckverlauf in der gesamten Schliessphase,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2, welcher sich auf die Formschutzphase bezieht
Von der gesamten Schliesseinrichtung einer Spritzgiessmaschine ist in Fig. 1 lediglich die bewegliche Formhälfte (9) angedeutet, die mittels einer Kniehebeleinrichtung (8) betätigt wird, welche durch einen aus den Teilen (1) und (2) bestehenden Kolben verschiebbar ist. Die Erfindung wäre ebenfalls auf vollhydraulische Schliesssysteme anwendbar, bei denen keine Kniehebel verwendet werden. Während des Schliessvorganges liegen
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Um die Form zu schliessen, wird der Kolben oder die Leitung (5) unter Druck gesetzt. Bei jeder Schliessbewegung ergibt sich grundsätzlich der gleiche Druckverlauf, was die Voraussetzung dafür ist, dass Abweichungen von dem bei einem probeweise vorgenommenen Schliessvorgang festgestellten Druckverlauf zur Auslösung des Formschutzes herangezogen werden.
Während der Anfangsphase des Schliessvorganges bleibt die Leitung (10), welche eine Verminderung des
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Flüssigkeitsvolumens (3) zwischen den Teilen (1 und 2) des Kolbens erlaubt, geschlossen. Wird jedoch über den Wegaufnehmer (7) festgestellt, dass sich die Einrichtung in jenem Bereich befindet, in welchem es zu Störungen des Schliessvorganges kommen kann, besteht die Möglichkeit, das Flüssigkeitsvolumen (3) über ein dynamisch schnelles Proportionalventil abzulassen, falls der zwischen den Teilen (1 und 2) herrschende Druck einen vorgegebenen Wert übersteigt
In Fig. 2 ist der normale Druckverlauf während des Schliessvorganges dargestellt.
Dieser wird zunächst bei leerer Form gemessen und gespeichert und unter Berücksichtigung der aus Fig. 3 ersichtlichen üblichen Abweichungen ein Toleranzband festgelegt. So wie bereits in EP-A-O 096 183 beschrieben, wird der der Normalwert durch kontinuierliche Messung des zeitlichen Verlaufs des hydraulischen Druckes wenigstens in der Schlussphase der Schliessbewegung zuerst gemessen, worauf bei den anschliessenden Schliessvorgängen der Druckverlauf überwacht wird. Wird der Normalwert des Druckverlaufs um ein vorgegebenes Mass überschritten, spricht ein Proportionalventil an.
Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen die erfindungsgemässe Druckmessung. Die Fig. 2 zeigt, wie bereits erwähnt, den normalen Druckverlauf. Dabei bezeichnet der Wert p auf der Ordinate den Druck und s (t) den Weg bzw. den Zeitverlauf auf der Abszisse, d. h. der Druckverlauf beim Schliessen kann sowohl weg- als auch zeitabhängig gemessen werden. Auf der Abszisse bezeichnet der Punkt bA den Anfang des Schliessvorganges, d. h. die Maschine ist in geöffneter Stellung ; bG 1 bezeichnet den Beginn und bG2 das Ende des Formschutzes. Die Strecke SF kennzeichnet den eigentlichen Formschutzweg. Dieser kann maximal gleich dem Abstand zwischen bG 1 und bG2 sein ; bB bezeichnet das Ende des Krafthubes, d. h. die Maschine ist verriegelt.
Die Fig. 3 zeigt den Druckverlauf im Formschutzbereich.
Der besondere Vorteil des dargestellten Ausführungsbeispiels liegt darin, dass hier der Druck in einem Volumen überwacht wird, der sich während des Schliessvorganges nicht ändert, da es zwischen zwei Teilen des Kolbens eingeschlossen ist, deren Abstand festliegt, solange die Leitung (10) nicht über das Druckbegrenzerventil geöffnet wird. Im Rahmen der Erfindung wäre es jedoch auch möglich, den Hydraulikzylinder (13) in seinem hinteren Bereich mit einem Druckbegrenzerventil zu verbinden, sodass der Druck im Flüssigkeitsvolumen (12) gleichzeitig das Druckbegrenzerventil steuert und von diesem Ventil begrenzt wird.
Vorzugsweise erfolgt die Druckmessung zur Aufnahme der Kurven nach Fig. 2 und 3 in jenem Bereich, der durch das erfindungsgemässe Druckbegrenzerventil entlastet werden soll. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Druckmessdose also im Volumen (3), bei der zuletzt beschriebenen Variante im Volumen (12).
Es ist jedoch auch möglich, die Drucküberwachung durch Messung der am Kreuzkopf (14) zwischen dem Kniehebel (8) und dem Teil (2) des Kolbens auftretenden Kraft zu ersetzen.
PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Spritzgiessen von thermoplastischen Kunststoffen, mit einer bewegbaren Formhälfte, die durch einen in einem Hydraulikzylinder verschiebbaren Kolben relativ zu einer ortsfesten Formhälfte bewegbar ist, wobei mittels einer Formschutzeinrichtung bei Auftreten eines Hindernisses zwischen den Formhälften der auf die bewegbare Formhälfte in Schliessrichtung wirkende Druck über ein Druckbegrenzerventil begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzerventil vom Druck des Flüssigkeitsvolumens (12 bzw. 3) im Hydraulikzylinder (13) direkt steuerbar ist, wobei zur Druckbegrenzung ein Teil dieses Flüssigkeitsvolumens über das Druckbegrenzerventil ableitbar ist.
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