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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die vorliegenden Erfindung bezieht
sich auf eine Formschließeinheit
für eine
Spritzgussmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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2 zeigt
eine schematische Struktur einer herkömmlichen elektrischen direkt
wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit.
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Eine stationäre Platte 3 und eine
Rückplatte 62 sind
an beiden Enden einer Basis 1 so angeordnet, dass sie aufeinander
gerichtet sind. Eine bewegbare Platte 4 ist vor der Rückplatte 62 so
angeordnet, dass sie auf die stationäre Platte 3 gerichtet
ist. Ein stationäres
Formwerkzeug 5 ist an der Vorderfläche der stationären Platte 3 angebracht,
während
ein bewegbares Formwerkzeug 6 an der Vorderfläche der bewegbaren
Platte 4 angebracht ist.
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Die Rückplatte 62 und die
stationäre
Platte 3 sind durch vier Verbindungsstangen 67 miteinander verbunden.
Ein Durchgangsloch ist an jeder der vier Ecken der bewegbaren Platte 4 geformt.
Die vier Verbindungsstangen 67 werden durch die entsprechenden
Durchgangslöcher
geführt.
Die bewegbare Platte 4 bewegt sich verschiebbar nach hinten
und vorne entlang der Führungsstange 67,
d.h. in der Richtung zum Verklemmen und zum Lösen.
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Die bewegbare Platte 4 ist
an der Vorderfläche
der Rückplatte 62 über eine
Kugelumlaufspindel 70 angebracht. Insbesondere ist eine
Lastzelle 75 an der Rückfläche der
bewegbaren Platte 4 angebracht. Der vordere Bereich einer
mit Gewinde versehenen Stange 71 einer Kugelumlaufspindel
ist an der Rückfläche der
Lastzelle 75 befestigt. Eine Mutter 72 der Kugelumlaufspindel
wird drehbar durch die Rückplatte 62 über ein
Lager 77 gestützt.
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Ein Motor 80 ist unter der
Basis 1 angeordnet. Eine Riemenscheibe 82 ist
an der Endfläche
(an der Seite in der Nähe
des bewegbaren Formwerkzeugs) der Mutter 72 angebracht.
Eine andere Riemenscheibe 81 ist an der Welle des Motors 80 angebracht.
Ein Zahnradriemen 83 läuft
um die zwei Riemenscheiben 81 und 82. Wenn der
Motor 80 die Mutter 72 dreht, bewegt sich die
Stange 71 mit Gewinde nach hinten und vorne entlang ihrer
Achse, wodurch sie die bewegbare Platte 4 nach hinten und
vorne entlang der Führungsstangen 67 bewegt.
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Wie beschrieben, bewegt sich bei
der herkömmlichen
elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit die bewegbare
Platte 4 durch die Kugelumlaufspindel 70, um die Formwerkzeuge
zu verklemmen und zu lösen.
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Die
JP 01045616 A beschreibt darüber hinaus
eine Formwerkzeug-Klemmvorrichtung, in der die Einstellung und Regelung
der Klemmkraft durch Federn, welche die Klemmkraft elastisch auf
eine bewegliche Platte und eine feststehende Formwerkzeugplatte übertragen.
Eine zwischen zwei Führungsstangen
angeordnete Drehspindel, welche zur Einstellung des Abstands zwischen
den Formwerkzeugplatten dient, ist dabei ein notwendiges, strukturelles
Element der Vorrichtung. Die Formwerkzeug-Klemmkraft wird in der
Vorrichtung als Betrag der Verformung der zwischen der beweglichen
Platte und einer Formwerkzeugplatte angeordneten Federn gemessen.
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Wenn die Formwerkzeuge durch die
herkömmliche
direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit verklemmt werden, wird
die Reaktionskraft lediglich durch die vier Verbindungsstangen 67 aufgenommen.
Die Verbindungsstangen 67 sind steif, da die gesamte Querschnittsfläche der
Verbindungsstangen groß ist.
Selbst wenn die Reaktionskraft auf die Verbindungsstangen aufgebracht wird,
dehnen sich daher die Verbindungsstangen nicht sehr. Daher nimmt
die Formwerkzeug-Klemmkraft (d.h. eine kompressive Spannung, die
auf die Formwerkzeuge aufgebracht wird) stark unmittelbar zu, wenn
die Formwerkzeugfläche
des stationären Formwerkzeugs 5 in
Kontakt mit derjenigen des bewegbaren Formwerkzeugs 6 kommt.
Als Folge tritt ein Überschießen der
Formwerkzeug-Klemmkraft auf. Daher wird es schwierig, die Klemmkraft
genau zu steuern.
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Da ferner eine übermäßig große Last auf strukturelle Teile
der Formwerkzeug-Klemmeinheit aufgebracht wird, ist die Lebensdauer
der Teile kurz.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der
Probleme getätigt,
die mit einer elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit
einer herkömmlichen
Spritzgussmaschine verbunden sind.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit
vorzusehen, die genau eine Formwerkzeug-Klemmkraft steuern kann,
indem verhindert wird, dass die Formwerkzeug-Klemmkraft stark ansteigt,
wodurch das Überschießen der
Formwerkzeug-Klemmkraft
verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektrisch
wirkende Formschließeinheit
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Nun wird die Arbeitsweise der elektrischen direkt
wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der vorliegenden Erfindung erklärt.
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Die bewegbare Platte wird vorwärts und rückwärts zur
stationären
Platte durch Bewegen der Kugelumlaufspindel bewegt. Wenn die Formwerkzeuge
geklemmt werden, wird die bewegbare Platte in Richtung auf die stationäre Platte
bewegt, um die Formwerkzeugflächen
beider Formwerkzeuge in Kontakt miteinander zu bringen. Zu dieser
Zeit wird die Reaktionskraft gegen die Formwerkzeug-Klemmkraft (kompressive
Spannung, die auf die Formwerkzeugflächen aufgebracht wird) zur
Rückplatte über die
Kugelumlaufspindel und das elastische Element übertragen. Als Folge zieht
sich die Gewindestange elastisch zusammen und gleichzeitig deformiert
sich das elastische Element in der Kontraktionsrichtung.
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Die Federkonstante des hier verwendeten elastischen
Elements wird passend festgelegt, so dass sich das elastische Element
verhältnismäßig mehr
als die Gewindestange zusammenziehen kann. Dadurch nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft
sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in Kontakt miteinander
durch das Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden. Auf diese Weise
kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert werden. Als Ergebnis
kann gemäß der elektrischen
direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der Spritzgussmaschine
der vorliegenden Erfindung das Überschießen der
Formwerkzeug-Klemmkraft
verhindert werden, wodurch die Klemmkraft genau gesteuert werden kann.
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Zusätzliche Aufgaben und Vorteile
der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargestellt.
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Die beigefügten Zeichnungen, die einen
Teil der Beschreibung bilden und mit ihr verbunden sind, stellen
Ausführungsformen
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der oben stehenden allgemeinen
Beschreibung und der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen
untenstehend dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
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1 ist
eine Vorderansicht, die eine schematische Struktur einer elektrischen
direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der vorliegenden Erfindung
zeigt; und
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2 ist
eine Ansicht, die eine schematische Struktur einer herkömmlichen
elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine schematisches Struktur der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit
einer Spritzgussmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die in den Figuren gezeigte Einheit umfasst eine Basis 1,
eine Rückplatte 2,
eine stationäre
Platte 3, eine bewegbare Platte 4, ein stationäres Formwerkzeug 5,
ein bewegbares Formwerkzeug 6, ein Gehäuse 8, eine Schraubenfeder 9 (elastisches
Element), eine Kugelumlaufspindel 10, eine Gewindestange 11 der
Kugelumlaufspindel und eine Mutter 12 der Kugelumlaufspindel.
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Die stationäre Platte 3 und die
Rückplatte 2 sind
jeweils an beiden Enden der Basis 1 so angeordnet, dass
sie aufeinander gerichtet sind. Die bewegbare Platte 4 ist
vor der Rückplatte 2 so
angeordnet, dass sie auf die stationäre Platte 3 gerichtet
ist. Das stationäre
Formwerkzeug 5 ist an der Vorderfläche der stationären Platte 3 angebracht,
während
das bewegbare Formwerkzeug 6 an der Vorderfläche der bewegbaren
Platte 4 angebracht ist. Die bewegbare Platte 4 ist
so gestaltet, dass sie auf der Basis 1 gleitet, so dass
sie sich nach hinten und vorne bewegt (d.h. in den Richtungen zum
Klemmen und Lösen
der Formwerkzeuge).
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Die bewegbare Platte 4 ist
an der Vorderfläche
der Rückplatte 2 über die
Schraubenfeder 9 und die Kugelumlaufspindel 10 wie
folgt angebracht. Das Gehäuse 8 ist
vor der Rückplatte 2 angeordnet.
Die Mutter 12 der Kugelumlaufspindel ist in dem Gehäuse 8 untergebracht.
Das Gehäuse 8 ist
mit der Vorderfläche
der Rückplatte 2 durch
ein Paar von Schraubenfedern verbunden, die an oberen und unteren
Bereichen angebracht sind. Die Schraubenfeder 9 zieht sich
entlang der Gewindestange 11 der Kugelumlaufspindel zusammen.
Die Mutter 12 der Kugelumlaufspindel wird drehbar durch
das Gehäuse 8 über ein
Lager 17 gelagert. Eine Lastzelle 15 ist an der
Rückfläche der
bewegbaren Platte 4 befestigt. Der vordere Bereich der
Gewindestange 11 ist an der Rückfläche der Lastzelle 15 befestigt.
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Ein Motor 20 ist unter der
Basis 1 angeordnet. Eine Riemenscheibe 22 ist
an der Endfläche
(in der Nähe
der bewegbaren Platte) der Mutter 12 der Kugelumlaufspindel
angebracht. Eine Riemenscheibe 21 ist an der Welle der
Motors 20 angebracht. Ein Zahnriemen 23 läuft um die
Riemenscheibe 21 und 22. Wenn die Mutter 12 durch
den Motor 20 gedreht wird, bewegt sich die Gewindestange 11 entlang
ihrer Achse, so dass sich die bewegbare Platte 4 nach vorne
und hinten auf der Basis 1 bewegt. Auf diese Weise werden
die Formwerkzeuge geklemmt und gelöst, indem die Kugelumlaufspindel 10 bewegt
wird.
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Wie oben beschrieben, ist bei der
elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit die Kugelumlaufspindel 10 an
der Vorderfläche der
Rückplatte 2 über die
Schraubenfeder 9 angebracht. Wenn Formwerkzeuge geklemmt
werden, wird die Kugelumlaufspindel 10 angetrieben, um
die bewegbare Platte 4 in Richtung auf die stationäre Platte 3 zu
bewegen. Als Folge kommt das stationäre Formwerkzeug 5 in
Kontakt mit dem bewegbaren Formwerkzeug 6. Dabei wird die
Reaktionskraft gegen die Klemmkraft (kompressive Spannung, die auf die
Formwerkzeugflächen
aufgebracht wird) auf die Rückplatte 2 durch
die Gewindestange 11, die Mutter 12, das Gehäuse 8 und
die Schraubenfeder 9 übertragen.
Als Folge zieht sich die Gewindestange 11 elastisch zusammen
und die Schraubenfeder 9 ebenfalls.
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Die Federkonstante der Schraubenfeder 9 wird
passend festgelegt, so dass die Schraubenfeder 9 sich im
Verhältnis
mehr als die Gewindestange 11 zusammenziehen kann. Dadurch
nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in
Kontakt miteinander beim Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden.
Auf diese Weise kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert
werden. Als Folge kann das Überschießen der
Klemmkraft verhindert werden, so dass die Klemmkraft genauer gesteuert
werden kann.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform
ist ein Paar von Schraubenfedern 9 über und unter der Gewindestange 11 in
gleichem Abstand von der Stange angeordnet. Alternativ können vier
Schraubenfedern an vier Ecken jeweils angeordnet werden oder ein
Paar von Schraubenfedern an diagonal gegenüberliegenden Eckpositionen.
Die Anordnung der Schraubenfedern kann auf verschiedene Weisen wie beschrieben
modifiziert werden.
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Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform
wird keine Verbindungsstange verwendet, um die bewegbare Platte 4 zu
stützen.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine Formwerkzeug-Klemmeinheit
angewendet werden, bei der zwei oder vier Verbindungsstangen verwendet
werden.
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Gemäß der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der
Spritzgussmaschine der vorliegenden Erfindung ist die Kugelumlaufspindel,
die direkt die bewegbare Platte bewegt, an der Vorderfläche der
Rückplatte über das
elastische Element angebracht. Daher nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft
sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in Kontakt miteinander
durch Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden. Dementsprechend
kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert werden. Als Folge
kann das Überschießen der
Klemmkraft verhindert werden, wodurch die Klemmkraft genauer gesteuert
werden kann. Ferner wird keine übermäßige Last
auf die Teile der Formwerkzeug-Klemmeinheit
aufgebracht, so dass die Lebensdauer der Teile verlängert werden
kann.
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Gemäß der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der
Spritzgussmaschine der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Verbindungsstangen
zu umgehen, die gewöhnlich
bei einer herkömmlichen
Formwerkzeug-Klemmeinheit verwendet werden. Daher kann die Anzahl
der Teile der Maschine verringert werden, und die Struktur der Maschine
vereinfacht werden. Zusätzlich
hat der Bediener einen einfacheren Zugang an die Formwerkzeuge im
Vergleich zur herkömmlichen
Maschine.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen
sind für
den Fachmann direkt offensichtlich. Daher ist die Erfindung in ihrem
breiten Rahmen nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen
Ausführungsformen
begrenzt, die hier gezeigt und beschrieben sind. Entsprechend können verschiedene
Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung
abzuweichen.