用于塑性材料的注射成型的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑性材料的注射成型，并且具體而言，涉及一種借助于一種裝置的注射成型的方法，所述裝置包括在壓力下的流體塑性材料的分配器，所述分配器連接到至少一個(gè)注射器，所述至少一個(gè)注射器包括在關(guān)閉位置和打開位置之間可移位的閥銷。
[0002]通常，這些注射成型方法包括在閥銷從關(guān)閉位置到打開位置的位移之后，用塑性材料填充模具型腔(mold cavity)的步驟，后面是在注射到型腔中的塑性材料的壓力下的保壓(packing)步驟，其中，閥銷被保持在所述打開位置。然后，閥銷從打開位置移位到關(guān)閉位置，并且在允許塑性材料凝固的等待時(shí)間之后，從模具取出成型制品。
[0003]所述注射器或每個(gè)注射器的閥銷的位移傳統(tǒng)上借助于流體致動(dòng)器來操作。近期，已提出了一些裝置，其中，閥銷借助于電子系統(tǒng)以受控的方式通過電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，文獻(xiàn)JP-06114887、US-7，121，820 和 EP-2，679，374 (相同的申請人)中描述了用于驅(qū)動(dòng)成型裝置的所述注射器或每個(gè)注射器的閥銷的電致動(dòng)器的使用。與流體致動(dòng)器相比，電致動(dòng)器可借助于電子系統(tǒng)容易得多地控制，所述電子系統(tǒng)基于通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳈z測和/或借助于特定算法的工藝參數(shù)操作。以這種方式，可以進(jìn)行以下二者的高效控制，即:所述閥銷在關(guān)閉位置和打開位置之間的位置，以改變注射的塑性材料在成型周期期間的流動(dòng)，如文獻(xiàn)US-6，294，122中所述；以及閥銷在其從關(guān)閉位置到打開位置的移動(dòng)期間的位移的速度。因此，文獻(xiàn)W0-2012/074879和W0-2012/087491提供了電致動(dòng)器的控制，以使閥銷以初始速度從關(guān)閉位置以連續(xù)的方式移位到打開位置，并且隨后，改變至與所述初始速度相比的一個(gè)或多個(gè)更高的速度。這種控制作為從閥銷的關(guān)閉位置開始的閥銷所覆蓋的時(shí)間或空間的函數(shù)來操作。
[0005]控制電致動(dòng)的閥銷的位置從JP-2009298091A、JP-2002059467A也是已知的。出版物“BRAUN P.: “PREAZISE P0SIT10NIERN”，Plastverarbeiter，Huethig GmbH,HeildelbergDE，2005年12月1日，38-39頁，XP001155127，公開了通過電致動(dòng)器可控制地操作的閥銷，并且扭矩被檢測并被用于提供故障檢測。
[0006]此類型的控制難以與實(shí)際的工藝條件、或更確切地說與一系列強(qiáng)可變的參數(shù)相關(guān)聯(lián)，例如，作為工作條件和塑性材料(模具內(nèi)的溫度、粘度、保壓條件)的物理狀態(tài)等的改變的函數(shù)。
[0007]例如，在例如保險(xiǎn)杠之類的大型機(jī)動(dòng)車輛的部件的情況下，從機(jī)械的和審美二者的視角，對需要高質(zhì)量的制品的注射成型而言，更精確的控制將是特別期望的。在這種情況下，成型裝置通常包括分布在模具的不同區(qū)域中的一定數(shù)量的注射器:在這些注射器通過單分配器供給的情況下，注射的塑性材料的壓力和密度的可感知的差異能夠在靠近中央注射器(或多個(gè)中央注射器)的型腔的區(qū)域和對應(yīng)于外圍注射器的那些區(qū)域之間產(chǎn)生。由于這個(gè)原因，在這些情況下，使用了順序注射，其中，模具型腔的填充步驟實(shí)際上通過順序地控制不同注射器的閥銷的打開來執(zhí)行，以便從中央?yún)^(qū)域開始朝向外圍區(qū)域逐漸填充模具型腔。在這種情況下，中央注射器的閥銷在整個(gè)注射周期期間能夠保持打開，或能夠在外圍注射器的閥銷打開之后被移位至關(guān)閉位置。以這種方式，改進(jìn)了模具型腔的填充前沿的前進(jìn)，并且降低了塑性材料在型腔的初始填充區(qū)域中的積聚所引起的局部壓力。
[0008]特別是在這種類型的順序注射的情況下，填充步驟和后繼的保壓步驟必須在各個(gè)注射器和型腔的不同區(qū)域之間很好地平衡，這是因?yàn)榉駝t，可能產(chǎn)生成型件的變形問題以及具有隨之發(fā)生的機(jī)械屬性的降低的張緊、厚度的局部增加以及在一些情況下，成型步驟期間的纖絲(f i 1 ament)和破損。
[0009]相似的問題，雖然輕微，也能發(fā)生在制品的注射成型中，所述制品的尺寸不一定需要順序方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于構(gòu)成一種對上述可獲得的技術(shù)問題的高效的解決方案，所述解決方案通過控制與實(shí)際的工藝參數(shù)以及與它們的變化性更直接地相關(guān)聯(lián)的注射過程。
[0011]鑒于實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明涉及一種用于在開始處限定的類型的注射成型的方法，所述方法的獨(dú)特特性在于如下事實(shí)，即:它提供了當(dāng)閥銷處于從所述關(guān)閉位置到所述打開位置的路徑中時(shí)，對電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器所產(chǎn)生的扭矩的值的至少一個(gè)檢測步驟，檢測到的扭矩值用于引導(dǎo)成型過程。
[0012]本發(fā)明基于如下發(fā)現(xiàn)，即:移動(dòng)閥銷以及還可能使它沿打開路徑保持暫時(shí)靜止所需的電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的扭矩，是注射到模具中的塑性材料的壓力的函數(shù)。通過檢測到的扭矩值，電致動(dòng)器的控制能夠例如對閥銷的定位起作用，以增加或降低塑性材料到模具中的流動(dòng)，或?qū)ζ渌俣绕鹱饔茫瑥亩院线m的方式改變它。
[0013]得自作用在閥銷上的力的電致動(dòng)器所產(chǎn)生的扭矩的檢測能夠在靜態(tài)條件下以更準(zhǔn)確和精確的方式執(zhí)行，或更確切地說利用非移動(dòng)的閥。為此目的，本發(fā)明有利地設(shè)想了，閥銷從關(guān)閉位置到打開位置的移動(dòng)是不連續(xù)的，并且包括閥銷的至少一個(gè)暫時(shí)停止步驟，其中，執(zhí)行電致動(dòng)器的扭矩值的檢測步驟。此停止步驟后面能夠是閥銷以預(yù)定的量朝向關(guān)閉位置的短暫的返回步驟?？紤]到以下事實(shí)，這是特別有用的，即:因?yàn)殇N和致動(dòng)器之間的耦接間隙，后者的位置可以不是單一確定的:閥的移動(dòng)的逆轉(zhuǎn)在其制動(dòng)(arrest)后允許檢測恢復(fù)了任何可能的間隙的電動(dòng)機(jī)的扭矩。
[0014]由于扭矩值并不總是與注射壓力成正比，所以便利的是進(jìn)行預(yù)備的初始校準(zhǔn)步驟，其中，扭矩值的檢測在閥銷的一系列空的打開周期和關(guān)閉周期期間便利地執(zhí)行，即不將塑性材料注射到模具中。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法在順序注射的過程中是特別有利的，所述順序注射先前已提及:在這種情況下，檢測每個(gè)注射器的閥銷的電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器所產(chǎn)生的扭矩的值，并且檢測到的扭矩值例如被用于借助于所述閥銷的移動(dòng)變化來使這些扭矩基本上均勻。這允許獲得壓力在模具型腔內(nèi)的最佳分布，并且因此，最終，獲得如此成型的制品的更好的質(zhì)量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于到模具型腔中的塑性材料的注射成型的裝置，所述裝置包括在壓力下的流體塑性材料的分配器，所述分配器連接到至少一個(gè)注射器，所述至少一個(gè)注射器包括在關(guān)閉位置和打開位置之間可移位的閥銷，其中，所述閥銷通過電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器可控制地操作，其特征在于，它被配置成至少當(dāng)所述閥銷處于從所述關(guān)閉位置到所述打開位置的路徑中時(shí)，檢測所述電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器所產(chǎn)生的扭矩的值，并且采用檢測到的扭矩值來引導(dǎo)成型過程。
[0017]在成型方法期間，在打開步驟結(jié)束時(shí)，所述閥銷在注射到模具中的塑性材料的保壓步驟中保持靜止，并且隨后返回到所述關(guān)閉位置。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的裝置被配置成還檢測所述電旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器在保壓步驟期間和/或在所述閥銷返回到所述關(guān)閉位置期間所產(chǎn)生的扭矩的值。
[0018]便利的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置還被配置成用于執(zhí)行所述閥銷以不連續(xù)的方式從所述關(guān)閉位置到所述打開位置的移動(dòng)，所述移動(dòng)具有至少一個(gè)暫時(shí)停止步驟，在其中，執(zhí)行扭矩值的所述檢測步驟。此暫時(shí)停止步驟后面能夠是所述閥銷以預(yù)定的量朝向所述關(guān)閉位置的返回步驟。
【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將參照僅作為非限制性示例提供的附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1是以部分剖面示出了常規(guī)的注射成型裝置的一部分的示意圖，
圖2是歸一化圖，其示出了作為時(shí)間的函數(shù)的圖1的成型裝置在注射周期期間的閥銷的行程、注射壓力以及電致動(dòng)器所產(chǎn)生的扭矩的曲線圖，
圖3是類似于圖2的示圖的示圖，其中，閥銷的速度被添加到曲線圖，
圖4是關(guān)于如下情況的類似于圖3的示圖的示圖，其中，設(shè)想了閥銷在其打開位移期間的停止步驟，
圖5是示意性垂直投影圖，其示出了適于執(zhí)行順序注射的周期的成型裝置的配置，
圖6是參考圖5的成型裝置的類似于圖2的示圖的示圖，以及圖7是仍然參考圖5的成型裝置的類似于圖3的示圖的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示意性地示出了用于塑性材料的注射成型的裝置，所述裝置以一般常規(guī)的方式包括注射器3，所述注射器3連接到熔化的塑性材料的分配器或熱室2，并且包括設(shè)置在其自由端處的噴嘴5，所述噴嘴5具有通過注射通路(“門”)與模具的型腔S連通的噴嘴終端6。塑性材料通過噴嘴終端6的流動(dòng)受閥銷7控制，通過致動(dòng)器8，所述閥銷7在圖1中所示的降低的關(guān)閉位置和升起的打開位置之間沿噴嘴5軸向可移位。
[0021]致動(dòng)器8是電致動(dòng)器，并且更具體而言，是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī):圖1中表現(xiàn)的它的布置僅僅是象征性的，這是因?yàn)樗憷鼐哂性谝岩玫南嗤暾埲说奈墨I(xiàn)EP-2，679，374中描述和圖示的類型，根據(jù)所述文獻(xiàn)，電動(dòng)機(jī)8的旋轉(zhuǎn)軸通過通常包括絲桿螺母單元和樞轉(zhuǎn)桿的可逆型傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)閥銷7。
[0022]電