Auf dem Gebiet der Herstellung von Kunststofformteilen sind beispielsweise Maschinensteuerungen zur Überwachung der Fahrbewegung und der Hydraulik- drücke beim Spritzgießprozeß bekannt. Ferner sind Sicherheitssysteme zur Formöffnung im Formteilprozeß bekannt, die bei einem während des Schäum- prozesses auftretenden Überdruck eingreifen, um eine Überlastung von Werkzeug und Maschine zu vermeiden.

Eine Sicherheitseinrichtung für hydraulisch betriebene Maschinen, die während der Fahrbewegung mit niedrigen Drücken, bei geschlossenem Werkzeug aber mit hohen Drücken arbeiten, ist aus dem US-Patent 3 242 533 bekannt. Das Umschalten auf hohe Schließdrücke erfolgt hier erst bei vollständig geschlos- senem Werkzeug.

DE-A-199 50 910 beschreibt ein hydraulisches Antriebssystem zur Steuerung der Fahrbewegung der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine. DE-A-197 50 057 beschreibt eine Formschließeinheit für Spritzgießmaschinen, bestehend aus zwei Einrichtungen, wobei durch das Zuschalten der zweiten Einrichtung die eigent- liche Schließkraft aufgebaut wird.

Ebenfalls bekannt sind Systeme zur Druckregelung, wie z. B. das in DE-A- 36 90 051 beschriebene Proportionalventil mit einstellbarem Drosselventil

zwischen Pumpe und Last sowie mit einer Druckwaage zur Einstellung einer konstanten Druckdifferenz.

Im Handel erhältliche Formteilautomaten bieten die Möglichkeit, nach Ablesen der Schließdrücke auf dem Maschinendisplay einen Differenz-bzw.

Maximaldruck einzugeben, bei dessen Überschreitung der Produktionsprozeß abgebrochen wird. Bei einer bekannten Ausführungsform (Automat EHV C-PP der Erlenbach GmbH, D-56355 Lautet) wird zur Hydrauliküberwachung die Eingabe eines maximalen Differenzdrucks von 1 MPa (10 bar) empfohlen. Dabei wird sogar die Möglichkeit gegeben, kurzfristige Überschreitungen dieses schon sehr hohen maximalen Differenzdrucks auszublenden, um eine möglicherweise unnötige Unterbrechung des Produktionsprozesses zu vermeiden. Dabei ist das Zeitintervall, währenddessen eine kurzfristige Überschreitung des maximalen Differenzdrucks toleriert wird, einstellbar.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform (Maschinentyp K1014 HP-7,5 der Kurtz GmbH, D-97892 Kreuzwertheim) werden die Betriebsdrücke mit 6 MPa (60 bar) für den Niederdruckbereich und 25 MPa (250 bar) für den Hochdruckbereich angegeben. Die Einstellung des Hochdruckbereichs erfolgt hierbei über eine Stellschraube, die des Niederdruckbereichs über ein Poten- tiometer, und sie dient jeweils nur zur Sicherung gegen Überhitzung der Hydrauliksysteme. Eine Doppelschußüberwachung ist möglich ; sie basiert auf der Eingabe eines maximalen Differenzdrucks, die aber manuell erfolgen muß und zudem nicht die sich verändernden Betriebsbedingungen während der Produktion eines Auftrags berücksichtigt, da Druckwerte verglichen werden, die aus unterschiedlichen Herstellungszyklen ermittelt worden sind. Unterschiedliche Hydraulikdrücke, die sich von Zyklus zu Zyklus aufgrund variierender Reibungs- kräfte im Bewegungssystem oder aufgrund verschiedener Werkzeugaufbauten für verschiedene Produktionsaufträge ergeben, erzeugen häufig eine höhere Druck- differenz als die Druckdifferenz, die ein versehentlich nicht entformtes Schaumstofformteil ("Doppelschuß") zwischen den Werkzeughälften bei der Schließbewegung verursacht.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Überwachungssysteme können deshalb den Differenzdruck, den ein zwischen den Werkzeughälften verblei- bendes, nicht planmäßig entformtes Formteil erzeugt, aufgrund des zu geringen Druckanstiegs nicht erfassen, weil die maximalen Differenzdrücke, die der Maschinensteuerung zugrundegelegt werden, viel zu groß sind. Sofern eine manuelle Anpassung des maximalen Differenzdrucks an den jeweiligen Betriebs- zustand bzw. Werkzeugaufbau möglich ist, ist sie zu zeitaufwendig und zu unflexibel, um rasch wechselnde unterschiedliche Produktionsaufträge wirtschaft- lich erledigen zu können.

Da der Druckanstieg im Hydrauliksystem durch den Widerstand eines weichen Schaumstofformteils häufig geringer ist als der durch Reibungswiderstände von kalten Fahr-und Schließsystemen erzeugte Druckanstieg, müssen die ersten Produktionszyklen entweder von der Überwachung ausgeschlossen werden, oder der Differenzdruck wird entsprechend höher eingestellt, was jedoch mit der Gefahr verbunden ist, daß eine fehlerhafte Entformung nicht erkannt wird. Die bekannten Steuerungen von Formteilautomaten bieten daher nur einen unzu- reichenden Schutz gegen Doppelschüsse und Produktionsausschuß und damit auch keinen ausreichenden Schutz vor Überlastung und Zerstörung der Werk- zeuge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung bereitzustellen, mit dem es gelingt, auch sehr geringe Ände- rungen des gemessenen und überwachten Prozeßparameters unabhängig vom Betriebszustand der Maschine sicher zu erfassen. Dies soll insbesondere bei der Anwendung des Verfahrens auf die Doppelschußüberwachung bei Formteil- automaten, also bei der Erfassung von geringen Druckänderungen durch Formteile, die ungewollt zwischen den Werkzeughälften verbleiben, ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Über- wachungs-und/oder Steuer-und/oder Regeleinheit nur Meßwerte innerhalb eines Zyklus und/oder eines Prozeßschrittes erfaßt und/oder verarbeitet und/oder

untereinander vergleicht und daß die Feststellung einer Sollwertüberschreitung zum Abbruch oder zur Unterbrechung des Produktionsprozesses oder zur Aktivie- rung weiterer Funktionen des Produktionsautomaten führt.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 18 gekennzeichnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die maximale Differenz der Meßwerte, die innerhalb eines Zyklus und/oder eines Prozeßschrittes gemessen werden, mit einem Sollwert verglichen, und eine Überschreitung des Sollwerts führt zum Abbruch oder zur Unterbrechung des Prozesses oder zur Aktivierung weiterer Funktionen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die maximale Differenz des ersten Meßwertes von den weiteren Meßwerten innerhalb eines Zyklus und/oder eines Prozeßschrittes ermittelt, mit einem Sollwert verglichen, und eine Überschreitung des Sollwerts führt zum Abbruch oder zur Unterbrechung des Prozesses oder zur Aktivierung weiterer Funktionen.

Vorzugsweise wird die Prozeßparametermessung an medienführenden Systemen, beispielsweise Hydrauliksystemen und/oder an Bewegungssystemen, beispielsweise am Fahrzylinder oder am Schließzylinder eines Formteilautomaten, durchgeführt Vorzugsweise ist die Überwachung des gemessenen Prozeßparameters vom jeweiligen Prozeßzustand des Produktionsautomaten unabhängig, insbesondere werkzeug-und/oder produktunabhängig.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zur Überwachung nur eine einmalige Eingabe eines Maximal- und/oder Differenzparameters.

Bei der bevorzugten Anwendung der Erfindung wird als Prozeßparameter ein Druck gemessen, beispielsweise der Hydraulikdruck in Fahr-oder Schließ- zylindern eines Formteilautomaten oder auch an anderen hydraulischen Systemen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen zur Überwachung und/oder Regelung und/oder Steuerung von Partikelschaum-Formteilautomaten Hydraulikdruckmessungen innerhalb eines Zyklus und/oder eines Prozeßschrittes, wobei die erhaltenen Meßwerte mit einem vorgegebenen Differenzdruck und/oder Maximaldruck als Sollwert ver- glichen werden und eine Sollwertüberschreitung zum Abbruch oder zur Unter- brechung des Prozesses oder zur Aktivierung weiterer Funktionen, beispielsweise der Abgabe eines Warnsignals, führt.

Vorzugsweise werden nur solche Hydraulikdruck-Meßwerte, die innerhalb einer Schließbewegung am Schließ-und/oder Fahrsystem des Formteilautomaten erfaßt werden, mit einem Differenzdruck-Sollwert von weniger als 1 MPa (< 10 bar), besonders bevorzugt von 0,2 bis 0,7 MPa (2 bis 7 bar), verglichen und/oder weiterverarbeitet.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei der Hydraulikdruckmessung nur Meßwerte im Kriechgang der Schließbewegung erfaßt.

Vorteilhafterweise können Meßbeginn und/oder Meßende mittels Zeit-oder Wegvorgaben oder mittels Ventilsignale oder anderer Initiatoren (z. B. Licht- schrankensignale) vom Anfang oder Ende des entsprechenden Prozeßschrittes abweichen. So können beispielsweise Druckspitzen am Anfang oder Ende eines Prozeßschrittes mittels Vorgabe weiterer Prozeßparameter, insbesondere Zeit- oder Wegvorgaben oder Ventilsignale oder anderer Initiatoren, nicht erfaßt und/oder nicht in die Auswertung einbezogen werden, um eine kurzfristige oder geringfügige Sollwertüberschreitung ohne Folgen für den Produktionsprozeß zu tolerieren.

Vorzugsweise führt eine Drucküberwachung einen ständigen Vergleich mit den vorgegebenen, maximal zulässigen Druckwerten oder Differenzdruckwerten durch.

Der jeweilige Prozeßparameter, beispielsweise der Druck, kann punktuell und/oder kontinuierlich zeit-und/oder wegabhängig gemessen werden.

Vorzugsweise erfolgt die Überwachung der Meßwerte innerhalb einer spei- cherprogrammierbaren Steuerung.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß Doppel- schüsse vermieden werden, daß nicht vollständig entformt Teile auch bei sehr kleinen Differenzdrücken zum Abbruch oder zur Unterbrechung des Produktions- prozesses oder auch zur Aktivierung weiterer Prozeßschritte führen und daß Werkzeugverkantungen und/oder Verletzungen des Bedienungspersonals und/oder Beschädigungen oder die Zerstörung von Formen oder anderen Maschi- nenteilen durch Fremdkörper, die unbeabsichtigt zwischen den Werkzeughälften verbleiben, verhindert oder vermieden werden.

Bei einer speziellen, bevorzugten Ausführungsform werden ein oder mehrere Drucksensoren im Hydrauliksystem für die Fahrbewegung angebracht bzw. genutzt, um deren Signale während eines Schließvorgangs auf unzulässige Druckdifferenzen überprüfen zu können. Der während der Fahrbewegung der beweglichen Werkzeughälfte vorherrschende Hydraulikdruck wird am Start oder, besonders bevorzugt, kurz nach der Startphase erfaßt. Ebenso kann die Messung über Zeit-oder Wegvorgaben vor dem vollständigen Schließen der Werkzeuge abgebrochen werden, um beispielsweise durch Werkzeugeinlaufreibung verur- sachte Druckerhöhungen nicht zu erfassen. Das Ausblenden der Druckschwan- kung beim Anfahren kann über Wegmessung oder über Zeitvorgabe erfolgen. Ein kleiner vorgegebener Differenzdruck wird in eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) eingegeben, die die ebenfalls an die SPS übertragenen Istwerte auf Überschreitung des vorgegebenen Differenzdrucks überprüft. Bei einer Überschreitung des Differenzdrucks greift die SPS in den Maschinenablauf und damit in den Produktionsprozeß ein. Dabei gibt die SPS vorzugsweise ein Signal an das Relais der Notausschaltung. Bei auftretenden Hindernissen, beispielsweise einem nicht vollständig entformten Formteil oder bei Verkanten des Werkzeugs, werden so Beschädigungen am Werkzeug und an der Maschine vermieden. Auch

die Sicherheit des Bedienungspersonals, das gegebenenfalls in die Maschine eingreifen muß, wird dadurch erhöht.

Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren kann auf die Überwachung der medienführenden Prozeßeinheiten, beispielsweise die Dampf-, Wasser-oder Luftzuführungen, angewandt werden, bei denen der ausgewählte Prozeßparameter gemessen und hinsichtlich der Meßwertdifferenzen, die innerhalb eines Prozeß- schrittes auftreten, kontrolliert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels erläutert : Beispiel Ein Formteilautomat der Marke Kurtz, Typ K1014 HP-7,5, wird mit einem Werkzeug mit 10 Kavitäten belegt. Die angegebenen Betriebsdrücke sind im Niederdruckbereich bis 6 MPa, im Hochdruckbereich bis 25 MPa. Um die Gefahr auszuschließen, daß eine Kavität nicht vollständig entformt wird und ein im Werkzeug verbleibendes Formteil im nächsten Zyklus Ausschuß erzeugt oder das Werkzeug beschädigt, wird ein Drucksensor (0 bis 10 MPa) an der Hydraulik- leitung des Fahrzylinders angeschlossen, und die gemessenen Drücke werden während der Kriechgangphase in Form von Spannungswerten (1 bis 10 Volt) an eine SPS der Marke OP3 übertragen. Die Anzahl der Messungen ist abhängig von der Taktgeschwindigkeit des Prozessors, die bei diesem Beispiel ca. 10 Hz beträgt. In der SPS werden die Spannungsmeßwerte, die mit den gemessenen Drücken korrelieren, auf ihre größte Abweichung vom ersten Meßwert einer Schließbewegung im Kriechgang verglichen und mit der Maximalspannungs- differenzvorgabe von 1 Volt bzw. mit der Maximaldruckdifferenzvorgabe verglichen. Meßbeginn und Meßende weichen geringfügig von Beginn und Ende des Prozeßschrittes ab, um prozeßbedingte, automatenbedingte oder werkzeug- bedingte Druckspitzen am Anfang und am Ende des Prozeßschrittes von der Vergleichsmessung auszunehmen.

Die Maximaldifferenzdruckvorgabe, die in diesem Beispiel 0,5 MPa (5 bar) beträgt, kann einmalig bei der Herstellung, Installation oder Nachrüstung des

Formteilautomaten vorgegeben werden ; sie muß-anders als bei bekannten Verfahren-bei einem Produktwechsel oder bei Änderungen von Betriebspara- metern oder Betriebszustände, insbesondere bei Änderung der Temperaturen im Fahrsystem der Maschine, nicht geändert werden. Die Messung/Überwachung erfolgt bei jedem Zyklus unabhängig von der vorangegangen Messung. Wird die Maximaldifferenzvorgabe überschritten, erfolgt ein Signal auf das Relais des Notausschalters, wodurch der Produktionszyklus unterbrochen wird. Der Maschinenführer muß daraufhin die Maschine am Display und die Über- wachungseinrichtung getrennt entriegeln.