DE3743351A1 - Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschine - Google Patents
Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschineInfo
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung der Vorlaufbewegung
der Einspritzvorrichtung einer Maschine zum Spritzgießen von thermoplastischem Kunststoffmaterial in eine Form,
welches einen Sensor zur Druckmessung im Formhohlraum (1), im
vorderen Hohlraum der Einspritzeinheit (2) oder im Hydraulikzylinder
des Schneckenvortriebs (4) und einen Sensor für die
Erfassung der Bewegung der die Kunststoffschmelze vorantreibenden
Einspritzschnecke (3) nach Lage und Geschwindigkeit
benötigt.
An bisher üblichen Maschinen zum Spritzgießen von Kunststoffmaterialien,
welche mit einer Regelung (6) der Einspritzschneckenvorlaufgeschwindigkeit
für die Formfüllphase ausgestattet
sind, werden die Sollwerte (7) für diese Geschwindigkeit
in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Schnecke
beschrieben. Für die Einstellung dieser Werte existiert bis
heute kein automatisch durchführbares Verfahren. Die Ermittlung
dieser Werte erfordert bisher immer einen erfahrenen Bediener,
der sich durch Versuche und anschließende Beurteilung der
gefertigten Teile an eine brauchbare Maschineneinstellung
herantastet. Dabei wird üblicherweise diese Geschwindigkeit so
an die Geometrie des zu füllenden Werkzeugs angepaßt, daß eine
konstante Geschwindigkeit der Fließfront der sich in der Form
ausbreitenden Schmelze zu erwarten ist /1-7/. Mit dem hier
beschriebenen Verfahren wird eine automatische Ermittlung aller
die Schneckenvorlaufbewegung in der Formfüllphase bestimmenden
Parameter durchgeführt.
/1/ Menges, G., Sarholz, R., Beese, U.
Spritzgießen; Verfahrensablauf, Verfahrensparameter, Prozeßführung; Hanser-Verlag, München, Wien, 1979
/2/ Rothe, J.
Analytische und meßtechnische Untersuchung des Füllvorgangs beim Spritzgießen von Thermoplasten (Rundkanal); Dissertation an der TU Stuttgart, 1972
/3/ Hengesbach, J. A.
Verbesserung der Prozeßführung beim Spritzgießen durch Prozeßüberwachung; Dissertation RWTH Aachen (1976)
/4/ Stitz, S.
Analyse der Formteilbildung beim Spritzgießen von Plastomeren als Grundlage für die Prozeßführung; Dissertation RWTH Aachen (1973)
/5/ Thienel, P.
Der Formfüllvorgang beim Spritzgießen von Thermoplasten; Dissertation RWTH Aachen (1977)
/6/ Hellmeyer, H. O.
Ein Beitrag zur Automatisierung des Spritzgießprozesses; Dissertation RWTH Aachen (1977)
/7/ Bongardt, W.
Verbesserte Prozeßführung beim Spritzgießen durch selbsteinstellende Regelungen; Dissertation RWTH Aachen (1982)
Spritzgießen; Verfahrensablauf, Verfahrensparameter, Prozeßführung; Hanser-Verlag, München, Wien, 1979
/2/ Rothe, J.
Analytische und meßtechnische Untersuchung des Füllvorgangs beim Spritzgießen von Thermoplasten (Rundkanal); Dissertation an der TU Stuttgart, 1972
/3/ Hengesbach, J. A.
Verbesserung der Prozeßführung beim Spritzgießen durch Prozeßüberwachung; Dissertation RWTH Aachen (1976)
/4/ Stitz, S.
Analyse der Formteilbildung beim Spritzgießen von Plastomeren als Grundlage für die Prozeßführung; Dissertation RWTH Aachen (1973)
/5/ Thienel, P.
Der Formfüllvorgang beim Spritzgießen von Thermoplasten; Dissertation RWTH Aachen (1977)
/6/ Hellmeyer, H. O.
Ein Beitrag zur Automatisierung des Spritzgießprozesses; Dissertation RWTH Aachen (1977)
/7/ Bongardt, W.
Verbesserte Prozeßführung beim Spritzgießen durch selbsteinstellende Regelungen; Dissertation RWTH Aachen (1982)
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bestimmung der bei der Einstellung
von Spritzgießmaschinen für thermoplastische Formmassen
benötigten Schneckenvorlaufgeschwindigkeit als Funktion
der Schneckenposition, welche bei der Formfüllung von der
Maschine zu realisieren ist, automatisch mit Hilfe einer Auswertevorrichtung
an der Spritzgießmaschine aus zu bestimmten
Zeitpunkten gemessenen Druck- und Schneckenpositionswerten zu
ermitteln.
Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsmäßig mittels eines Verfahrens
nach Anspruch 1 gelöst und gliedert sich in 3 Teile.
Zunächst wird der zur Werkzeugfüllung benötigte Schneckenweg in
einzelne Bereiche aufgeteilt, in welchen der Vorgabewert für
die Schneckenvorlaufgeschwindigkeit optimiert werden soll. Bei
einem Formfüllvorgang wird nun der im Werkzeughohlraum oder im
vorderen Bereich der Einspritzeinheit oder im Hydraulikzylinder
des Schneckenvortriebs gemessene Druck mit einer Speichereinheit
unter Zuordnung auf die gerade aktuelle Schneckenposition
registriert und nach der Zeit differenziert.
Die mittlere zeitliche Drucksteigung wird für jedes Intervall
wiederum für jeden von der Schnecke durchschrittenen Bereich
gespeichert. Als idealer Druckgradient wird der Wert, welcher
sich aus der für die Formfüllung benötigten Zeit t f und dem
nach dieser Zeit herrschenden Druck p f zu
ergibt.
Zur Optimierung und Ermittlung der neuen Vorgabewerte wird nun
für jeden Schneckenbereich einzeln die ursprüngliche gemessene
oder vorgegebene Schneckenvorlaufgeschwindigkeit (8) mit einem
Faktor F multipliziert, welcher sich zu
ergibt.
Die ermittelten Geschwindigkeitswerte (7) können als Vorgabe
für den nächsten Formfüllvorgang verwendet werden.
Das Verfahren verbessert die Einstellwerte von einem Spritzzyklus
zum nächsten, sollte also iterativ eingesetzt werden.
Sind keine Anfangswerte bekannt, muß mit für die Maschine,
Werkzeuge und Material unkritischen Schätzwerten begonnen
werden.
Ein weiterer für die Anwendung des Verfahrens erforderlicher
Schritt ist die Ermittlung einer geeigneten Füllzeit. Dazu wird
eine Reihe von Füllversuchen mit unterschiedlichen mittleren
Füllgeschwindigkeiten durchgeführt, wobei der in regelmäßigen
Zeitabständen aufgenommene Druck aufsummiert wird. Für die
Maschineneinstellung wird dann derjenige Wert genommen,
bei welchem sich die geringste Summe der aufgenommenen Drücke
ergibt. Damit diese angestrebte Füllzeit erreicht wird,
müssen alle Geschwindigkeitsvorgaben für die einzelnen von der
Schnecke durchschrittenen Bereiche mit einem Faktor
multipliziert werden.
Der dritte für die Ermittlung der gesuchten Parameter erforderliche
Schritt ist die Gewinnung eines Kriteriums, welches aussagt,
ob noch Kunststoffmaterial in die Form gefördert wird, oder die
Schneckenbewegung nur noch elastische Verformungen des Einspritzaggregates
und der Schmelze hervorruft.
Hierzu wird in einer Meßphase ein Kennfeld /Fig. 2/ aufgenommen,
in welchem auf eine vollständig gefüllte Form mit der Einspritzschnecke
unterschiedliche Drücke, und das jeweils von unterschiedlichen
Schneckenanfangspositionen bei Umgebungsdruck ausgehend,
aufgebracht werden und der dabei zurückgelegte Schneckenweg
registriert wird /Fig. 1/. Das durch diese Messung
gewonnene Kennfeld beschreibt die elastische Verformung des
Einspritzaggregates und der darin enthaltenen Kunststoffmasse
unter Druck. Durch Interpolation läßt sich für jede im Wertebereich
liegende Kombination aus Druck und Schneckenlage die in
elastische Verformung umgesetzte Schneckenbewegung ermitteln.
Durch Vergleich der gemessenen auf die Druckänderung bezogenen
Schneckenbewegung mit den aus dem Kennfeld entnommenen Werten
steht ein Kriterium zur Verfügung, welches eine Aussage darüber
liefert, ob infolge der Schneckenbewegung noch Material in die
Form befördert wird oder fast nur elastische Verformung stattfindet.
Solange der gemessene Wert noch größer ist als der aus dem Kennfeld
entnommene, wird noch Material aus der Spritzeinheit
befördert.
Durch ständigen Vergleich der Werte durch die Auswerteeinheit
(5) wird der Zeitpunkt t f ermittelt, bei welchem die Differenz
zwischen Meßwert und Wert aus dem Kennfeld einen
Grenzwert unterschreitet. Dieser Grenzwert muß experimentell
ermittelt werden.
Die Anwendung des Verfahrens ermöglicht eine systematische und
damit leicht vollautomatisch durchführbare Ermittlung einer
Maschineneinstellung für den Formfüllvorgang an Thermoplast-Spritzgießmaschinen
auf der Basis einfach am Prozeß meßbarer
Größen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Führung der Vorlaufbewegung der Einspritzvorrichtung
einer Maschine zum Spritzgießen von thermoplastischem
Kunststoffmaterial in eine Form, im folgenden
Schneckenvorlaufgeschwindigkeitsprofilierung genannt,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der in Abhängigkeit
der Einspritzschneckenposition vorzugebenden
Geschwindigkeitssollwerte der die Schmelze vorantreibenden
Einspritzschnecke an der Maschine ein Sensor zur Messung
eines Druckes und der Position der als Kolben wirkenden
Schnecke angebracht ist und der zeitliche Anstieg des
gemessenen Druckes mit der zugehörigen Schneckenposition
einem Speicher und einer Auswerteeinheit zugeführt werden,
welche anhand des nach der Zeit und nach dem zurückgelegten
Schneckenweg differenzierten Druckverlaufs
die Geschwindigkeitssollwerte für jeden Abschnitt der
Schneckenvorlaufbewegung des folgenden Spritzgießzyklus
optimiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
hier Drucksummenminimierung genannt, dadurch gekennzeichnet,
daß aus einer Reihe von bei unterschiedlichen Füllzeiten
durchgeführten Formfüllungen derjenige Geschwindigkeitsverlauf
für die Maschineneinstellung benutzt wird,
bei welchem die Summe aus während der Formfüllung in
zeitlich konstanten Abständen gemessenen Druckwerten möglichst
klein ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung des bei der Formfüllung
in elastische Verformung umgesetzten Schneckenweges,
hier Füllkriterium genannt, dadurch gekennzeichnet, daß in
einer Meßphase ein Kennfeld ermittelt wird, in welchem
ausgehend von einer Reihe unterschiedlicher Schneckenanfangspositionen
bei Umgebungsdruck jeweils eine Reihe
unterschiedlicher Drücke von der Maschine aufgebracht werden,
wobei ein Materialaustritt aus der Spritzeinheit verhindert
wird, und die dabei auftretenden Schneckenbewegungen gemessen
und gespeichert werden und anschließend durch Vergleich
des am Prozeß gemessenen auf die Druckänderung bezogenen
Schneckenweges mit dem für gleiche Bedingungen durch Interpolation
aus dem Kennfeld ermittelten auf die Druckänderung
bezogenen Schneckenweg die ins Werkzeug beförderte Materialmenge
ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Hohlraum der Form ein Sensor zur Messung des der
Auswertung zugeführten Druckes angebracht ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im vorderen Hohlraum der Einspritzeinheit ein Sensor
zur Messung des der Auswertung zugeführten Druckes angebracht
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Hydraulikzylinder des Einspritzschneckenvortriebs
ein Sensor zur Messung des der Auswertung zugeführten
Druckes angebracht ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Grundlage zur Optimierung des Geschwindigkeitssollwertes
der Einspritzschnecke der mit einem dafür an
der Einspritzvorrichtung angebrachten Sensor gemessene
Geschwindigkeitswert genommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sollwerte für die Geschwindigkeit der Schnecke in der
Weise verändert werden, daß der Anstieg des gemessenen
Druckes während der Formfüllung linearisiert wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873743351 DE3743351A1 (de) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873743351 DE3743351A1 (de) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3743351A1 true DE3743351A1 (de) | 1988-05-05 |
Family
ID=6343155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873743351 Withdrawn DE3743351A1 (de) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3743351A1 (de) |
Cited By (9)
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-
1987
- 1987-12-21 DE DE19873743351 patent/DE3743351A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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