DE10085403T5

DE10085403T5 - Formklemmvorrichtung und Betriebsregelverfahren für die Vorrichtung

Info

Publication number: DE10085403T5
Application number: DE10085403T
Authority: DE
Inventors: Ryozo Obu Morita; Ryoji Obu Takashi; Satoshi Obu Tomita; Takashi Obu Shinoda; Keijiro Obu Oka
Original assignee: MEIKI SEISAKUSHO OBU KK; Meiki Seisakusho KK
Current assignee: MEIKI SEISAKUSHO OBU KK; Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2004-04-29
Also published as: HK1048965A1; US6439875B1; TW515747B; CN1171715C; JP2001030322A; CN1376107A; JP3325254B2; HK1048965B; WO2002038358A1

Abstract

Formklemmvorrichtung einer Spritzgussmaschine zum Klemmen einer Form, wobei die Formklemmvorrichtung Folgendes aufweist:
eine stationäre und eine hintere Druckplatte, die beide fest an einer Basis der Spritzgussmaschine angeordnet sind, sodass die stationäre und die hintere Druckplatte einander mit einer Beabstandung dazwischen gegenüberstehen;
eine bewegbare Druckplatte, die zwischen die stationäre und die hintere Druckplatte zwischengesetzt ist, sodass die bewegbare Druckplatte zwischen der stationären und der hinteren Druckplatte in eine Richtung bewegbar ist, in der die stationäre und die hintere Druckplatte einander gegenüberstehen;
einen Antriebsmechanismus, der einen elektrischen Motor hat, der zwischen der hinteren Druckplatte und der bewegbaren Druckplatte angeordnet sowie betriebsfähig ist, um die bewegbare Druckplatte in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser wegzubewegen;
einen Formöffnungs- und -schließmechanismus einer elektrischen Kugelspindelbauart, die eine erste Kugelspindelwelle, die durch eine der bewegbaren und hinteren Druckplatten gestützt ist, eine erste Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle und durch...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Formklemmvorrichtung einer Spritzgussmaschine, die eine Antriebsvorrichtung aufweist, die eine Kugelspindel hat, die von einem Elektromotor angetrieben ist, durch die eine bewegbare Platte bzw. Druckplatte in Richtung auf eine stationäre Platte bzw. Druckplatte hin- und her- und von dieser wegbewegt wird, wodurch eine Form entsprechend geschlossen und geöffnet wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Formklemmvorrichtung mit einem neuartigen Aufbau, wobei ein hydraulischer Zylinderkolbenmechanismus verwendet wird, um eine erhöhte Formklemmkraft zu erhalten, und ein effektives Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung.
Als eine Vorrichtung zum Klemmen einer Form, die für eine Spritzgussmaschine verwendet wird, ist zum Beispiel eine Formklemmvorrichtung der Direktdruckbauart bekannt, die einen hydraulischen Zylinderkolbenmechanismus hat, die eine Antriebskraft erzeugt, die direkt auf eine bewegbare Druckplatte aufgebracht wird, um die bewegbare Druckplatte in Richtung einer stationären Druckplatte und von dieser weg zum Öffnen und Schließen der dazwischen definierten Form zu bewegen, und um die bewegbare Druckplatte zu der stationären Druckplatte zum Klemmen der Form dazwischen zu zwingen, und eine Klemmvorrichtung der Knebelbauart, die einen Hebelmechanismus hat, bei dem die Antriebskraft auf die bewegbare Druckplatte über den Hebemechanismus ausgebracht wird. Eine andere Bauart der Formklemmvorrichtung ist ebenso bekannt, bei der die Vorrichtung eine Kugelspindel bzw. eine Kugelschraube und einen Elektromotor aufweist. Bei dieser Klemmvorrichtung der Kugelspindelbauart wird eine Rotationsantriebskraft des Elektromotors in eine hin- und hergehende Antriebskraft durch die Kugelspindel umgewandelt, wobei dadurch der vorstehende Vorgang des Öffnens und Schließens der Form sowie des Klemmens durch Verwenden dieser hin- und hergehenden Antriebskraft ausgeführt wird.
Bei den Formöffnungs- und -schließvorgängen ist es erforderlich, dass sich eine derartige Formklemmvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu der bewegbaren Druckplatte mit einer relativ hohen Geschwindigkeit bewegt, um eine Zykluszeit eines Ausbildungsbetriebs der Spritzgussmaschine zu verkürzen. Bei dem Formklemmvorgang ist es andererseits erforderlich, dass die Formklemmvorrichtung eine relativ große Antriebskraft auf die bewegbare Druckplatte aufbringt, sodass die bewegbare Druckplatte in Richtung der stationären Druckplatte mit einer ausreichend großen Formklemmkraft gezwungen wird, wobei dadurch eine hohe Spritzgussgenauigkeit sichergestellt wird. Die herkömmliche Formklemmvorrichtung, die die Kugelspindel verwendet, leidet jedoch unter der Schwierigkeit, beide dieser Anforderungen zu erfüllen.
Der vorliegende Erfinder hat in der Druckschrift JP-U-3-3389 (Veröffentlichungsnummer 3-3389 der japanischen geprüften Gebrauchsmusteranmeldung) eine Formklemmvorrichtung mit einem Elektromotor und einer Kugelspindel ebenso wie einem hydraulischen Zylinderkolbenmechanismus vorgeschlagen. Diese Formklemmvorrichtung weist des Weiteren einen Sammler zum Sammeln eines druckbeaufschlagten Fluids auf und ist so angeordnet, dass die bewegbare Druckplatte durch Verwenden der Kugelspindel zum Öffnen und Schließen der Form bewegt wird und in Richtung der stationären Druckplatte zum Klemmen der Form dazwischen mittels des hydraulischen Zylinderkolbenmechanismus und durch Verwenden des druckbeaufschlagten in dem Sammler gesammelten Fluids während des Öffnens und Schließens der Form durch Verwenden der Kugelspindel gezwungen wird. Diese Formklemmvorrichtung ermöglicht die Erfüllung beider der vorstehend genannten Anforderungen. Die vorgeschlagene Formklemmvorrichtung gestattet nämlich den Formöffnungs- und -schließbetrieb mit einer relativ hohen Geschwindigkeit durch Verwenden einer Kombination des Elektromotors und einer Kugelspindel kleiner Abmessung und stellt die Erzeugung der relativ großen Formklemmkraft mit Einfachheit durch Verwenden des hydraulischen Zylinderkolbenmechanismus sicher.
Jedoch verwendet die vorgeschlagene Formklemmvorrichtung das vorhergehend in dem Sammler gesammelte druckbeaufschlagte sowie dann auf eine Zylinderkammer des Zylinderkolbenmechanismus über ein Schaltventil aufgebrachtes Fluid. Das erfordert den Schaltbetrieb des Schaltventils unter einem gegebenen hydraulischen Druck, der durch das druckbeaufschlagte Fluid erzeugt wird, wobei ein relativ großes Schaltventil und eine relativ große Antriebskraft zum Antreiben des großen Schaltventils benötigt wird, woraus sich ein zeitintensiver Schaltbetrieb des Schaltventils ergibt. Außerdem leidet die vorgeschlagene Formklemmvorrichtung unter dem Problem der Druckverluste des druckbeaufschlagten Fluids während es in dem Sammler gesammelt wird. Daher leidet die vorgeschlagene Formklemmvorrichtung möglicherweise unter Unzulänglichkeit der erforderlichen Eigenschaften.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Formklemmvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine gewünschte Antriebskraft mit Leichtigkeit mittels eines elektrischen Motors und einer Kugelspindel zum Sicherstellen einer hin- und hergehenden Bewegung einer bewegbaren Druckplatte mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu erzeugen, sowie eine relativ große Formklemmkraft mit Leichtigkeit durch Verwenden einer hydraulischen Vorrichtung zu erzeugen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geeignetes Verfahren zum Regeln eines Betriebs einer derartigen Formklemmvorrichtung zu schaffen.
Die vorstehend genannten Aufgaben können gemäß den folgenden Formen der Erfindung gelöst werden. Die vorliegende Erfindung kann mit jeder möglichen Kombination dieser Ausgestaltungen der Erfindung verwirklicht werden. Es ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Gestaltungsformen der Erfindung und die nachstehend beschriebenen technischen Merkmale beschränkt ist, sondern sie sollen so gesehen werden, dass sie auf dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung begründet sind, oder der von dem Fachmann im Lichte der Offenbarung in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen erkannt wird.
Die erste Gestaltungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Formklemmvorrichtung einer Spritzgussmaschine zum Klemmen einer Form, wobei die Formklemmvorrichtung Folgendes aufweist: (a) eine stationäre und eine hintere Druckplatte, die beide fixiert an einer Basis der Spritzgussmaschine so angeordnet sind, dass die stationäre und die hintere Druckplatte einander mit einer Beabstandung dazwischen gegenüberstehen; (b) eine bewegbaren Druckplatte, die zwischen die stationäre und die hintere Druckplatte so zwischengesetzt ist, dass die bewegbare Druckplatte zwischen der stationären und der hinteren Druckplatte in eine Richtung bewegbar ist, in die die stationäre und die hintere Druckplatte einander gegenüber stehen; (c) einen Antriebsmechanismus mit einem Elektromotor, der zwischen einer hinteren Druckplatte und der bewegbaren Druckplatte angeordnet sowie betriebsfähig ist, um die bewegbare Platte in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser weg zu bewegen; (d) einen Formöffnungs- und -schließmechanismus der elektrischen Kugelspindelbauart, die eine erste Kugelspindelwelle, die durch eine der bewegbaren und der hinteren Druckplatte gestützt ist, eine erste Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle steht und durch die andere der bewegbaren und der hinteren Druckplatte gestützt ist, und einen Formantriebselektromotor, der geeignet ist, um die erste Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, wobei der Formöffnungs- und -schließmechanismus geeignet ist, um die Form auf der Grundlage der relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu öffnen und zu schließen; (e) eine Druckerzeugungszylindervorrichtung, die an der Seite der hinteren Druckplatte angeordnet sowie betriebsfähig ist, um einen hydraulischen Druck auf der Grundlage der relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen; (f) eine Formklemmzylindervorrichtung, die an der Seite der hinteren Druckplatte angeordnet ist und mit dem hydraulischen Druck beaufschlagt ist, der in der Druckerzeugungszylindervorrichtung erzeugt wird, wobei die Formklemmvorrichtung einen Formklemmpresskolben hat, der mit der bewegbaren Druckplatte verbindbar ist; und (g) eine Eingriffsvorrichtung, die betriebsfähig ist, um den Formklemmpresskolben mit der bewegbaren Platte in Eingriff zu bringen, wobei die Form geschlossen ist, um dadurch auf die bewegbare Druckplatte die Formklemmkraft aufzubringen, die durch die Formklemmzylindervorrichtung auf der Grundlage der relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter erzeugt wird.
Bei dieser Formklemmvorrichtung, die gemäß der ersten Gestaltungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wird der Formöffnungs- und -schließbetrieb so durchgeführt, dass der Formöffnungs- und -schließmechanismus der Kugelspindelbauart zum hin- und hergehenden Bewegen der bewegbaren Druckplatte zwischen einer Formöffnungsposition und einer Formschließposition verwendet wird. Die erste Kugelspindelwelle und die erste Kugelmutter werden nämlich relativ zueinander durch den Formantriebselektromotor gedreht, um die relative längsgerichtete Bewegung zu erzeugen. Die bewegbare Druckplatte wird direkt durch die längsgerichtete Bewegung der Kugelspindelwelle und der Mutter in eine Richtung in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser weg bewegt, um dadurch die Form zu öffnen und zu schließen. Des Weiteren wird ein Formklemmbetrieb und ein Hydraulikdruckverringerungsbetrieb durch Verwenden der Druckerzeugungs- und der Formklemmzylindervorrichtungen ausgeführt zusätzlich zu einem Formöffnungs- und -schließmechanismus. Die erste Kugelspindelwelle und die Kugelmutter des Formöffnungs- und -schließmechanismus werden nämlich relativ zueinander durch den Formantriebselektromotor gedreht, um dadurch die längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter auf derjenigen Grundlage zu erzeugen, auf der die Druckerzeugungszylindervorrichtung betrieben wird, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen. Dieser hydraulische Druck, der in der Druckerzeugungszylindervorrichtung erzeugt wird, wird auf die Formklemmzylindervorrichtung so aufgebracht, dass die Formklemmzylindervorrichtung betrieben wird, um einen erhöhten hydraulischen Druck zu erzeugen. Dieser erhöhte hydraulische Druck wird auf die bewegbare Druckplatte aufgebracht, wodurch die bewegbare Druckplatte zu der stationären Druckplatte mit dem aufgebrachten erhöhten hydraulischen Druck gezwungen wird, um dadurch die Form zwischen der bewegbaren und der stationären Druckplatte zu klemmen.
Bei der so konstruierten Formklemmvorrichtung wird nur der Elektromotor als Leistungsquelle verwendet. Die Leistung des Elektromotors wird direkt auf die bewegbare Druckplatte mittels der Kugelspindelvorrichtung aufgebracht, die aus der Kugelspindelwelle und der Mutter besteht, wobei dadurch ein direktes Leistungsübertragungssystem für den Formöffnungs- und -schließvorgang gebildet wird. Die Leistung des Elektromotors wird ebenso auf die bewegbare Druckplatte über das hydraulische System mit den Druckerzeugungs- und den Formklemmzylindervorrichtungen übertragen, wobei dadurch ein hydraulisches Leistungsübertragungssystem für den Formklemmvorgang gebildet wird. Bei dem Formklemmvorgang wird insbesondere eine auf die bewegbare Druckplatte aufgebrachte Formklemmkraft nicht direkt durch die Antriebskraft erhalten, die durch die Kugelspindelvorrichtung erzeugt wird, sondern wird durch Umwandeln der Antriebskraft, die durch die Kugelspindelvorrichtung erzeugt wird, in die hydraulische Druckkraft erhalten.
Demgemäß ist es nicht erforderlich, dass die Formklemmvorrichtung der vorliegenden Gestaltungsform der Erfindung eine große Kugelspindelvorrichtung oder eine Hochleistungskugelspindelvorrichtung hat, auch wenn eine relativ große Formklemmkraft erforderlich ist. Daher ist die Formklemmvorrichtung in der Lage, die Anforderungen eines raschen Formöffnungs- und -schließvorgangs mittels der Kugelspindelvorrichtung und der Sicherstellung einer ausreichend großen Formklemmkraft mittels der kleinen Kugelspindelvorrichtung zu erfüllen.
Bei dem Formklemmbetrieb wird die vorliegende Formklemmvorrichtung so betrieben, dass die Druckerzeugungszylindervorrichtung durch die Kugelspindelvorrichtung betrieben wird, um die hydraulische Druckkraft zu erzeugen. Die hydraulische Druckkraft, die in der Druckerzeugungszylindervorrichtung erzeugt wird, wird sofort auf die Formklemmzylindervorrichtung aufgebracht, um dadurch eine erhöhte hydraulische Druckkraft zu erzeugen, die auf die bewegbare Druckplatte aufgebracht wird, als die Formklemmkraft. Da die Formklemmkraft durch das so aufgebaute hydraulische System erzeugt wird und direkt auf die bewegbare Druckplatte aufgebracht wird, ohne dass es in einem geeigneten Sammler gespeichert wird, vereinfacht die Formklemmvorrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Regelung der Formklemmkraft und ist in der Lage einen Druckverlust des Arbeitsfluids im Vergleich mit der Formklemmvorrichtung, die den Sammler verwendet, zu verringern.
Wenn die Formklemmvorrichtung ihren Betrieb von dem Formöffnungs- und -schließbetrieb zu dem Formklemmbetrieb ändert und umgekehrt, kann ein hydraulischer Schaltkreis zwischen der Druckerzeugungszylindervorrichtung und der Formklemmzylindervorrichtung geändert werden. Für diesen Fall kann der hydraulische Schaltkreis unter einem relativ niedrigen darauf aufgebrachten hydraulischen Druck geändert werden, was eine leichte und rasche Änderung des hydraulischen Schaltkreises gestattet. Somit stellt die Formklemmvorrichtung, die gemäß der ersten Gestaltungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, ein sanftes Schalten von dem Formöffnungs- und -schließbetrieb zu dem Formklemmbetrieb und umgekehrt sicher.
Außerdem hat die Formklemmvorrichtung, die gemäß der ersten Gestaltungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, einen Vorteil dahingehend, dass die Formklemmkraft leicht und genau durch Erfassen der hydraulischen Druckkräfte in den Druckerzeugungs- und Formklemmzylindervorrichtungen beispielsweise mit einem geeigneten Drucksensor erkannt werden. Die zweite Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der ersten Gestaltungsform der Erfindung vor, die des Weiteren eine Vorspannvorrichtung aufweist, die angepasst ist, um einen Druckerzeugungskolben in Richtung einer vollständig zurückgezogenen Position davon vorzuspannen, um ein Volumen einer Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung zu steigern. Das Vorsehen der Vorspannvorrichtung gestattet eine einfache Definition bzw. Festlegung einer Ausgangsposition des Druckerzeugungskolbens, was eine einfache und genaue Regelung des Betriebs der Druckerzeugungszylindervorrichtung ergibt. Diesbezüglich kann die Vorspannvorrichtung angeordnet werden, um eine gewünschte Vorspannkraft zu haben, die der Antriebskraft des Formöffnungs- und -schließmechanismus der Kugelspindelbauart widersteht, die auf die Vorspannvorrichtung während des Formschließvorgangs aufgebracht wird. Bei dieser Anordnung kann die Vorspannvorrichtung auf der Grundlage von ihrer Vorspannkraft funktionieren, um eine Übertragung der Leistung oder der Antriebskraft des Formantriebselektromotors auf die Druckerzeuqungszylindervorrichtung während des Formschließvorgangs zu verhindern, um den Betrieb der Druckerzeugungszylindervorrichtung zu untersagen, und um den Betrieb der Druckerzeugungszylindervorrichtung nach der Beendigung des Formschließbetriebs zu gestatten, bei dem die Antriebskraft des Formöffnungs- und -schließmechanismus, die größer als die Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung ist, auf den Druckerzeugungskolben aufgebracht wird.
Die dritte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der ersten oder der zweiten Gestaltungsform der Erfindung vor, wobei die Druckerzeugungszylindervorrichtung des Weiteren eine Sperrvorrichtung aufweist, die betriebsfähig ist, um den Druckerzeugungskolben fixiert mit einem Druckerzeugungszylinder der Druckerzeugungszylindervorrichtung zu verbinden, um eine Verschiebung des Druckerzeugungskolbens relativ zu dem Druckerzeugungszylinder zu verhindern. Bei dieser Gestaltungsform der Formklemmvorrichtung kann der Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtung fixiert in seiner vorbestimmten Anfangsposition mittels der Sperrvorrichtung gehalten werden, was eine Regelung der Formöffnungs- und -schließpositionen der bewegbaren Druckplatte vereinfacht. Da die Bewegung der Druckerzeugungszylindervorrichtung durchgängig durch die Sperrvorrichtung durch den Formschließvorgang unterbunden werden kann, kann der Formschließbetrieb durchgängig durch den Formöffnungs- und -schließmechanismus ohne nachteiligen Einfluss eines unerwarteten Betriebs des Druckerzeugungskolbens während des raschen Formschließvorgangs betrieben werden. Es ist anzumerken, dass die Sperrvorrichtung bei dem Formklemmvorgang lösbar ist, sodass die Formklemmvorrichtung ihre Betriebsarten von dem Formschließbetrieb zu dem Formklemmbetrieb sanft schalten kann.
Die vierte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einer der ersten bis dritten Gestaltungsformen der Erfindungen vor, die weiterhin ein hydraulisches System aufweist, das einen hydraulischen Schaltkreis für eine Fluidverbindung zwischen einer Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung und einer Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung, und ein Schaltventil aufweist, das alternativ die Druckerzeugungskammer mit der Formklemmkammer verbindet und von dieser trennt. In dieser Gestaltungsform der Erfindung kann der Formklemm- oder der Formschließbetrieb der Formklemmvorrichtung durch Regeln des Schaltbetriebs des Schaltventils geregelt werden, um die Fluidverbindung zwischen der Druckerzeugungs- und der Formklemmkammer zu gestatten und zu unterbinden. Zum Beispiel ist das Schaltventil geschlossen, um die Fluidverbindung zwischen der Druckerzeugungs- und der Formklemmkammer bei dem Formschließvorgang zu unterbinden, um die Druckerzeugungszylindervorrichtung außer Kraft zu setzen, wodurch der Formschließvorgang stabilisiert wird.
Die fünfte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einer der ersten bis vierten Gestaltungsformen der Erfindung vor, wobei der Druckerzeugungskolben ein Hohlzylinderelement ist und wobei die Druckerzeugungskammer teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des hohlen Druckerzeugungskolbens definiert ist, während die erste Kugelspindelwelle in einer Bohrung des hohlen Druckerzeugungskolbens angeordnet ist und sich durch diesen hindurcherstreckt, und die erste Kugelmutter an dem hohlen Druckerzeugungskolben fixiert ist. In dieser Gestaltungsform ist der Druckerzeugungskolben das Hohlzylinderelement, wodurch es möglich wird, die erste Kugelspindelwelle und die Mutter durch Verwenden eines Innenraums der Bohrung des hohlen zylindrischen Druckerzeugungskolbens anzuordnen, was zur Verringerung der Abmessung der Formklemmvorrichtung führt.
Die sechste Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einer der ersten bis fünften Gestaltungsformen der Erfindung vor, wobei die Formklemmzylindervorrichtung so angeordnet ist, dass eine Mittelachse der Formklemmzylindervorrichtung mit einer Mittelachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist, und der Formklemmpresskolben ein Hohlzylinderelement aufweist, wobei die Formklemmvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen mechanischen Presskolben, der an der bewegbaren Druckplatte fixiert ist und sich durch eine Bohrung des hohlen Formklemmpresskolbens erstreckt, wobei die Eingriffsvorrichtung betriebsfähig ist, um den hohlen Formklemmpresskolben in Eingriff mit dem mechanischen Presskolben zu halten. Bei dieser Gestaltungsform kann die Formklemmkraft, die durch die Formklemmzylindervorrichtung erzeugt wird, auf einen Mittenabschnitt der bewegbaren Druckplatte aufgebracht werden, wobei wirksam ein nicht wünschenswertes Verhalten der bewegbaren Druckplatte auch dann verhindert werden kann, wenn nur eine Formklemmzylindervorrichtung verwendet wird. Somit stellt die Formklemmvorrichtung dieser Gestaltungsform ein stabiles Verhalten der bewegbaren Druckplatte während des Formklemmbetriebs sicher.
Die siebte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der sechsten Gestaltungsform der Erfindung vor, wobei die Eingriffsvorrichtung eine Vielzahl erster Eingriffsvorsprünge aufweist, die an einer äußeren Umfangsfläche des mechanischen Presskolbens so ausgebildet sind, dass die ersten Eingriffsvorsprünge voneinander mit gleichmäßigen Abständen in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens beabstandet sind, und wobei das Eingriffselement eine Vielzahl von zweiten Eingriffsvorsprüngen hat und durch den Formklemmpresskolben so gestützt ist, dass das Eingriffselement in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens unbeweglich ist und in Richtung der äußeren Umfangsfläche des mechanischen Presskolbens und davon weg bewegbar ist, um die zweiten Eingriffsvorsprünge mit den ersten Eingriffsvorsprüngen in Eingriff zu bringen und diese außer Eingriff zu bringen. In dieser Gestaltungsform der Erfindung kann eine Eingriffsposition der zweiten Eingriffsvorsprünge relativ zu den ersten Eingriffsvorsprüngen optional in die axiale Richtung des mechanischen Presskolbens, nämlich in die Richtung der hin- und hergehenden Bewegung der bewegbaren Druckplatte, geändert werden. Das bedeutet, dass die Formklemmvorrichtung für verschiedene Arten von Formen mit verschiedenen Dickenwerten verwendet wird. Die ersten Eingriffsvorsprünge können sich zum Beispiel in eine Umfangsrichtung des mechanischen Presskolbens erstrecken.
Die achte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der siebten Gestaltungsform der Erfindung vor, die des Weiteren einen elektrischen Positioniermotor aufweist, der angepasst ist, das Eingriffselement relativ zu dem mechanischen Presskolben in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens so zu bewegen, dass die zweiten Eingriffsvorsprünge des Eingriffselements geeignet zum Eingreifen mit den ersten Eingriffsvorsprüngen des mechanischen Presskolbens positioniert werden. Diese Anordnung vereinfacht das Positionieren der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge relativ zueinander in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens, wobei in diese Richtung die bewegbare Druckplatte hin- und herbewegbar ist. Vorzugsweise kann der elektrische Positioniermotor ein Servomotor sein, sodass die ersten Eingriffsvorsprünge und die zweiten Eingriffsvorsprünge relativ zueinander mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.
Die neunte Gestaltungsform der Erfindung schafft eine Formklemmvorrichtung gemäß der siebten oder der achten Gestaltungsform der Erfindung, wobei der hohle Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung eine Betriebshublänge aufweist, die größer als die Summe eines Abstands der ersten Eingriffsvorsprünge und eines vergrößerten Betrags des axialen Abstands zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte aufgrund der Aufbringung einer Formklemmkraft zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte ist. In dieser Gestaltungsform wird die erforderliche Hublänge des Formklemmpresskolbens erhalten, die den erhöhten Betrag des axialen Abstands zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte in Betracht zieht, der durch die Aufbringung der Formklemmkraft verursacht wird, wobei das Positionieren der ersten und der zweiten Eingriffsvorsprünge relativ zueinander vereinfacht wird.
Die zehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einer der sechsten bis neunten Gestaltungsformen der vorliegenden Erfindung vor, wobei der mechanische Presskolben ein Hohlzylinderelement aufweist und die Formklemmvorrichtung des Weiteren eine elektrisch betriebene Auswerfervorrichtung der Kugelschraubenbauart mit einer an der bewegbaren Druckplatte fixierten Auswerfervorrichtung, eine zweite Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet und mit entweder dem mechanischen Presskolben oder der Auswerfervorrichtung fixiert ist, und eine zweite Kugelmutter auf, die im Gewindeeingriff mit der zweiten Kugelspindelwelle steht und mit dem anderen Element des mechanischen Presskolbens und der Auswerfervorrichtung fixiert ist; und einen elektrischen Auswerfermotor, der angepasst ist, um die zweite Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative längsgerichtete Bewegung der zweiten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, wodurch die Auswerfervorrichtung angetrieben wird. In dieser Gestaltungsform ist die Auswerfervorrichtung elektrisch beaufschlagt. Des Weiteren kann die Auswerfervorrichtung innerhalb einer Bohrung des mechanischen Presskolbens mit einer verbesserten beabstandeten Verwendung eingebaut werden, was eine elektrisch betriebene Auswerfervorrichtung kleiner Abmessung ergibt. Darüber hinaus kann die zweite Kugelspindelwelle und die Mutter, die geeignet ist, die Antriebskraft auf die Auswerfervorrichtung aufzubringen, so angeordnet sein, dass die Mittenachse der zweiten Kugelspindelwelle mit der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist. Diese Anordnung ist wirksam, um eine nicht wünschenswerte Neigung der Auswerfervorrichtung beispielsweise aufgrund einer unausgeglichenen Aufbringung der Antriebskraft auf die Auswerfervorrichtung zu verhindern, was ein stabiles Verhalten und einen stabilen Betrieb der Auswerfervorrichtung während des Auswerferbetriebs ergibt.
Die elfte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der zehnten Gestaltungsform der vorliegenden Erfindung vor, wobei der elektrische Ausspitzmotor fixiert innerhalb der Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist, und der hohle mechanische Presskolben einen Luftströmungsdurchgang hat, der sich durch die Bohrung davon in axiale Richtung erstreckt. In dieser Gestaltungsform wird ein innerer Raum der Bohrung des mechanischen Presskolbens wirksam genutzt, sodass der elektrische Auswerfermotor innerhalb der Bohrung des mechanischen Presskolbens angeordnet wird. Für diesen Fall kann der elektrische Motor entlang der axialen Richtung des mechanischen Presskolbens verlängert sein, was eine Erhöhung der Leistung des elektrischen Auswerfermotors ohne Erhöhung der Abmessung der Formklemmvorrichtung ergibt. Außerdem gestattet der Luftdurchgang eine Belüftung des inneren Raums der Bohrung des mechanischen Presskolbens, die der axialen hin- und hergehenden Bewegung des mechanischen Presskolbens zuzusprechen ist, was wirksam ein Problem der durch den elektrischen Auswerfermotor erzeugten Wärme beseitigt.
Die zwölfte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einer der ersten bis elften Gestaltungsform der Erfindung vor, wobei die Druckerzeugungszylindervorrichtung eine Vielzahl von Druckerzeugungszylindervorrichtungen aufweist, die an der Achse der bewegbaren Druckplatte angeordnet sind. In dieser Gestaltungsform ist die Verwendung der Vielzahl der Druckerzeugungszylindervorrichtungen wirksam, jede der Druckerzeugungszylindervorrichtungen zu verkleinern, was zur Verringerung der Gesamtabmessung der Formklemmvorrichtung führt.
Die dreizehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der zwölften Gestaltungsform der Erfindung vor, wobei jede der Vielzahl der Druckerzeugungszylindervorrichtungen Folgendes aufweist: den Druckerzeugungskolben in der Gestalt eines Hohlzylinders; die Druckerzeugungskammer, die teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des hohlen Druckerzeugungskolbens definiert ist; die erste Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen Druckerzeugungskolbens angeordnet ist und sich durch diese erstreckt; die erste Kugelmutter, die an dem hohlen Druckerzeugungskolben fixiert ist; und den Formantriebselektromotor, der fest durch die bewegbare Druckplatte gestützt ist und angepasst ist, die erste Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen. In dieser Gestaltungsform ist der Formantriebselektromotor durch die bewegbare Druckplatte gestützt, was wirksam die Gesamtlänge der Formklemmvorrichtung verringert. Darüber hinaus ist die Vielzahl der ersten Kugelspindelwellen und Muttern an der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte angeordnet, was eine stabile Aufbringung der Antriebskraft auf die bewegbare Druckplatte über die Vielzahl der ersten Kugelspindelwellen sicherstellt, was eine verbesserte Stabilität des Formöffnungs- und -schließbetriebs der Formklemmvorrichtung ergibt.
Die vierzehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß einem der sechsten bis neunten Gestaltungsformen der vorliegenden Erfindung vor, wobei der mechanische Presskolben einen hohlen mechanischen Presskolben aufweist und die erste Kugelspindelwelle in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist und sich durch diese erstreckt. In dieser Gestaltungsform kann die erste Kugelspindelwelle innerhalb der Bohrung des mechanischen Presskolbens mit einer hohen Raumnutzungseffizienz angeordnet sein. Außerdem kann die erste Kugelspindelwelle angeordnet werden, sodass die Achse der ersten Kugelspindelwelle mit der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist. Somit wird die Antriebskraft, die durch den einen Formöffnungs- und -schließmechanismus erzeugt wird, stabil bzw. durchgängig auf die bewegbare Druckplatte über die erste Kugelspindelwelle davon aufgebracht.
Die fünfzehnte Gestaltungsform der Erfindung schafft eine Formklemmvorrichtung gemäß der vierzehnten Gestaltungsform der Erfindung, wobei die erste Kugelspindelwelle axial unbewegbar durch die Basis der Spritzgussmaschine gestützt ist, durch die die stationäre Druckplatte fest gestützt ist, und der Druckerzeugungskolben ist gleitfähig bewegbar innerhalb der Bohrung des mechanischen Presskolbens, um die Druckerzeugungszylindervorrichtung zu bilden, während die erste Kugelmutter an dem Druckerzeugungskolben fixiert ist. In dieser Gestaltungsform ist die erste Kugelmutter wirksam innerhalb der Bohrung des mechanischen Presskolbens mit einer verbesserten Raumnutzung angeordnet, wobei die axiale Länge der Formklemmvorrichtung wirksam verringert wird.
Die sechzehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der ersten Gestaltungsform vor, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: (α) die erste Kugelspindelwelle des Formöffnungs- und -schließmechanismus, die durch die Basis der Spritzgussmaschine gestützt ist, sodass die erste Kugelspindelwelle drehbar an dessen Achse ist und unbewegbar in eine axiale Richtung davon ist; (β) den Formantriebselektromotor, der geeignet ist, um die erste Kugelspindelwelle in vorwärts gerichtete und rückwärts gerichtete Richtungen zu drehen; (γ) einen hohlen mechanischen Presskolben, der radial nach außen von der ersten Kugelspindelwelle angeordnet ist und an einem der axialen entgegengesetzten Enden davon mit der bewegbaren Platte fixiert ist, sodass der hohle mechanische Presskolben in eine axiale Richtung davon relativ zu der Basis der Spritzgussmaschine bewegbar ist und an dessen Achse nicht drehbar ist; (δ) den Druckerzeugungskolben, der radial nach innen von dem mechanischen Presskolben angeordnet ist, sodass der Druckerzeugungskolben auf hin- und hergehende Weise gleitfähig in eine axiale Richtung des mechanischen Presskolbens bewegbar ist und nicht an einer Achse des mechanischen Presskolbens drehbar ist, wobei der Druckerzeugungskolben mit dem mechanischen Presskolben zusammenwirkt, um eine Druckerzeugungskammer dazwischen zu definieren, deren Volumen durch eine Bewegung des Druckerzeugungskolbens in Richtung eines der axialen entgegengesetzten Enden des mechanischen Presskolbens verringert wird, wobei der Druckerzeugungskolben und die Druckerzeugungskammer miteinander zusammenwirken, um die Druckerzeugungszylindervorrichtung zu bilden; (ε) eine Vorspannvorrichtung, die geeignet ist, um den Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtung relativ zu dem mechanischen Presskolben vorzuspannen, sodass der Druckerzeugungskolben in Richtung eines der axialen Enden des Druckerzeugungszylinders vorgespannt wird, das von der bewegbaren Druckplatte entfernt ist; (ζ) die erste Kugelmutter des Formöffnungs- und -schließmechanismus, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle steht und an dem Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtung fixiert ist, wobei die erste Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander gedreht werden, um den Druckerzeugungskolben hin- und herzubewegen; (η) den Formklemmzylinder, der radial nach außen von dem mechanischen Presskolben angeordnet ist und fest durch die Basis der Spritzgussmaschine gestützt ist, (θ) den Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung, der radial nach außen von dem mechanischen Presskolben angeordnet ist und radial nach innen von dem Formklemmzylinder angeordnet ist, sodass der Formklemmpresskolben gleitfähig in eine axiale Richtung des Formklemmzylinders bewegbar ist, wobei der Formklemmpresskolben mit dem Formklemmzylinder zusammenwirkt, um dazwischen eine Formklemmkammer zu definieren; (ι) ein elektrischer Positioniermotor, der geeignet ist, den Formklemmpresskolben relativ zu dem Formklemmzylinder zum Positionieren des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder in die axiale Richtung des Formklemmzylinders zu bewegen; (κ) ein hydraulisches System, das einen hydraulischen Schaltkreis für eine Fluidverbindung zwischen der Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung und der Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung hat, und der gestattet, dass der in der Druckerzeugungskammer durch die relative längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter aufgrund einer Rotation der ersten Kugelspindelwelle erzeugte Druck auf die Formklemmkammer übertragen wird, um einen hydraulischen Druck in der Formklemmkammer zu erzeugen und den hydraulischen Druck auf den Formklemmpresskolben als eine hydraulische Antriebskraft aufzubringen; (λ) eine Eingriffsvorrichtung, die zwischen dem Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung und dem mechanischen Presskolben angeordnet ist und betriebsfähig ist, um den Formklemmpresskolben und den mechanischen Presskolben miteinander in Eingriff zu bringen, um die hydraulische Antriebskraft, die auf den Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung aufgebracht ist, auf den mechanischen Presskolben als eine Formklemmkraft aufzubringen. Diese Gestaltungsform ist wirksam, um die Formklemmvorrichtung der elastischen Kugelspindelbauart mit einem einfachen Aufbau durch Verwenden eines Formöffnungs- und -schließmechanismus, einer Druckerzeugungszylindervorrichtung und einer Formklemmzylindervorrichtung zu bilden, wie bei den vierzehnten und fünfzehnten Gestaltungsformen der Erfindung.
In dieser Gestaltungsform der Erfindung ist die hydraulische Druckzylinderkammer vorzugsweise zwischen der inneren Umfangsfläche des mechanischen Presskolbens und der äußeren Umfangsfläche des Druckerzeugungskolbens definiert, sodass die Druckzylinderkammer eine zylindrische Konfiguration hat. Diese Anordnung gestattet eine Bildung der hydraulischen Kammer mit einer hervorragenden Raumnutzung und schafft wirksam einen Raum zum Anordnen der Vorspannvorrichtung, beispielsweise zwischen dem mechanischen Presskolben und dem Druckerzeugungskolben.
Die siebzehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht eine Formklemmvorrichtung gemäß der ersten Gestaltungsform der Erfindung vor, die des Weiteren Folgendes aufweist: (μ) eine Vielzahl von Druckerzeugungszylindervorrichtungen einschließlich einer Vielzahl von Druckerzeugungszylindern, die an einer Erweiterung einer Mittenachse der bewegbaren Druckplatte angeordnet sind, um sich parallel zu der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte zu erstrecken und die an der hinteren Druckplatte fixiert sind, einer Vielzahl von Druckerzeugungskolben, die jeweils eine hohlzylindrische Gestalt haben, die gleitfähig bewegbar innerhalb der Vielzahl der Druckerzeugungszylinder angeordnet sind, und einer Vielzahl von Druckerzeugungskammern, die teilweise jeweils durch die äußere Umfangsfläche der hohlen Druckerzeugungskolben definiert sind, wobei jede der Druckerzeugungskammern ein Volumen hat, das durch eine Gleitbewegung der entsprechenden Druckerzeugungskolben in eine Richtung entfernt von der bewegbaren Platte verringert wird; (ν) eine Vielzahl von ersten Kugelspindelwellen, die an der Mittenachse der bewegbaren Platte angeordnet sind, um sich parallel zu der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte zu erstrecken, und die in Bohrungen der jeweiligen hohlen Druckerzeugungskolben angeordnet sind und sich durch diese erstrecken, wobei die Vielzahl der ersten Kugelspindelwellen axial unbewegbar an der bewegbaren Druckplatte fixiert ist; (ξ) eine Vielzahl von Formantriebselektromotoren, die an der bewegbaren Druckplatte angeordnet sowie geeignet sind, um die Kugelspindelwellen an ihren Achsen in vorwärts gerichtete und rückwärts gerichtete Richtungen zu drehen; (ο) eine Vielzahl erster Kugelmuttern, die im Gewindeeingriff mit der Vielzahl der ersten Kugelspindelwellen stehen und an der Vielzahl der Druckerzeugungskolben fixiert sind; (π) eine Vielzahl von Vorspannvorrichtungen, die geeignet sind, die Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtungen in Richtung der bewegbaren Druckplatte in eine axiale Richtung vorzuspannen; (ρ) die Formklemmzylindervorrichtung, die den Formklemmzylinder aufweist, der fest an der hinteren Druckplatte angeordnet ist, sodass ein Mittenachse des Formklemmzylinders mit der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist, dem Formklemmpresskolben, der eine hohle zylindrische Gestalt hat, der gleitfähig innerhalb des Formklemmzylinders bewegbar ist, und der Formklemmkammer, die teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des Formklemmpresskolbens definiert ist und ein Volumen hat, das durch eine Gleitbewegung des Formklemmpresskolbens in eine Richtung entfernt von der bewegbaren Druckplatte verringert wird; (σ) eine hydraulische Vorrichtung, die betriebsfähig ist, um eine Fluidverbindung zu den Druckerzeugungskammern für ein festes Positionieren der Druckerzeugungskolben relativ zu den Druckerzeugungszylindern zu unterbinden, sodass die bewegbare Druckplatte durch eine Drehung der ersten Kugelspindelwelle relativ zu der hinteren Druckplatte, die mit den Druckerzeugungszylindern fixiert ist, zum Schließen und Öffnen der Form bewegt wird, während sie betriebsfähig ist, um eine Fluidverbindung zwischen den Druckerzeugungskammern und der Formklemmkammer für eine Gleitbewegung des Druckerzeugungskolbens zu gestatten, sodass ein hydraulischer Druck, der in der Druckerzeugungskammer durch die Drehung der ersten Kugelspindelwelle erzeugt wird, auf die Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung aufgebracht wird, wodurch eine hydraulische Antriebskraft auf den Formklemmpresskolben aufgebracht wird, (τ) einen mechanischen Presskolben, der fest an der bewegbaren Druckplatte angeordnet ist, um in Richtung der hinteren Druckplatte entlang der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte vorzustehen; den mechanischen Presskolben, der sich durch eine Bohrung des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung erstreckt; (υ) die Eingriffsvorrichtung, die zwischen dem Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung und dem mechanischen Presskolben angeordnet ist, und die betriebsfähig für das Eingreifen des Formklemmpresskolbens und des mechanischen Presskolbens miteinander ist, um die hydraulische Antriebskraft des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung auf den mechanischen Presskolben als eine Formklemmkraft aufzubringen sind; und (?) eine elektrisch betriebene Auswerfervorrichtung der Kugelspindelbauart mit einer Auswerferplatte, die an der bewegbaren Druckplatte fixiert ist, einer zweiten Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist und an einem von dem mechanischen Presskolben und der Auswerfervorrichtung fixiert ist, einer zweiten Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der zweiten Kugelspindelwelle steht und mit dem anderen von dem mechanischen Presskolben und der Auswerfervorrichtung fixiert ist; und einen elektrischen Auswerfermotor, der geeignet ist, um die zweite Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative längsgerichtete Bewegung der zweiten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, wobei dadurch die Auswerfervorrichtung angetrieben wird. Wie bei der zwölften und dreizehnten Gestaltungsform der Erfindung ist die Vielzahl der Druckerzeugungszylinder an der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte bei der vorliegenden Gestaltungsform angeordnet, sodass die Formklemmvorrichtung dieser Gestaltungsform ein gut ausgeglichenes Antreiben der bewegbaren Druckplatte mit einer hohen Stabilität gestattet.
Die achtzehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln des Betriebs einer Formklemmvorrichtung vor, die in einer der ersten bis siebzehnten Gestaltungsformen der Erfindung definiert ist, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Vielzahl erster Eingriffsvorsprünge, die an einem der Formklemmpresskolben und der bewegbaren Druckplatte ausgebildet sind, sodass die Vielzahl der ersten Eingriffsvorsprünge voneinander mit gleichmäßigen bzw. regelmäßigen Abständen in eine Richtung beabstandet sind, in die der Formklemmpresskolben und die bewegbare Druckplatte relativ zueinander bewegt werden, und ein Eingriffselement auf, das an dem anderen von dem Formklemmpresskolben und der bewegbaren Druckplatte ausgebildet ist, sowie eine Vielzahl zweiter Eingriffsvorsprünge hat, die mit den ersten Eingriffsvorsprüngen eingreifbar sind, wobei das Eingriffselement in Richtung des ersten Eingriffselements und von diesem wegbewegt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (i) Ermitteln einer Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte, sodass die bewegbare Druckplatte, die fixiert werden soll, auf eine Formschließposition davon bewegt wird, bei der die stationäre und die bewegbare Formhälfte in Kontakt miteinander gehalten werden, um die Versuchsform zwischen der stationären und der bewegbaren Druckplatte zu halten, und wobei eine axiale Position der bewegbaren Druckplatte, die in der Formschließposition platziert ist, als eine Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte erhalten wird; (ii) Ermitteln einer Bezugsposition des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung, sodass eine axiale Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder eingestellt wird, um einen Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge sicherzustellen, wobei die bewegbare Druckplatte in der Bezugsposition davon angeordnet ist, und eine eingestellte axiale Position des Formklemmpresskolbens als die Bezugsposition des Formklemmpresskolbens erhalten wird; und (iii) Einstellen einer axialen Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder in axiale Richtung auf der Grundlage der ermittelten Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte und der ermittelten Bezugsposition des Formklemmpresskolbens, um den Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge sicherzustellen, wenn die bewegbare Druckplatte, die mit der eingesetzten Form fixiert ist, in der Formschließposition gehalten ist. Diese Anordnung gestattet, dass der Formklemmpresskolben und die bewegbare Druckplatte sofort und stabil miteinander mittels der Eingriffsvorrichtung eingreifen unmittelbar nachdem die bewegbare Druckplatte zu der Formschließposition durch die geradlinige Antriebskraft des Formöffnungs- und -schließmechanismus der Kugelspindelbauart bewegt worden ist, ungeachtet der Dicke der optionalen Form. Diese Anordnung gestattet das wirksame Stabilisieren des Spritzgussbetriebs unter Verwendung der Formklemmvorrichtung und das wirksame Verkürzen einer Zykluszeit des Spritzgussbetriebs unter Verwendung der Formklemmvorrichtung.
Auf das Erhalten der Bezugspositionen der bewegbaren Druckplatte und des Formklemmpresskolbens auf der Grundlage der Versuchsform hin kann die Versuchsform tatsächlich an den bewegbaren und den stationären Druckplatten fixiert werden, sodass diese Bezugspositionen tatsächlich gemessen werden. Alternativ können die Bezugspositionen durch Berechnung durch Verwenden des scheinbar an den bewegbaren und stationären Druckplatten fixierten Versuchsform erhalten werden.
Die neunzehnte Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung gemäß der achtzehnten Gestaltungsform der Erfindung vor, das des Weiteren die folgenden Schritte aufweist: Einstellen der axialen Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder in axiale Richtung, sodass die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge im Eingriff miteinander an einem Eingriffsabschnitt stehen, der von einer vollständig vorgeschobenen Position des Formklemmpresskolbens an zumindest einem axialen Abstand zurückgezogen ist, der einem erhöhten axialen Abstand zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte aufgrund einer Aufbringung einer Formklemmkraft zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte entspricht, und die am nächsten zu einer Formschließposition des Formklemmpresskolbens für den Fall ist, bei dem die eingesetzte Form fixiert ist. Gemäß diesem Regelungsverfahren des Betriebs der Formklemmvorrichtung wird der Anstieg der Hublänge des Formklemmpresskolbens aufgrund der Aufbringung der Formklemmkraft in Betracht gezogen, was eine hohe Stabilität des Formklemmbetriebs der Formklemmvorrichtung ergibt.
Die zwanzigste Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung gemäß der achtzehnten oder neunzehnten Gestaltungsform der Erfindung vor, das des Weiteren die folgenden Schritte aufweist: Berechnen einer Formdickendifferenz zwischen der Versuchsform und der eingesetzten Form; Erhalten einer Formschließposition des Formklemmpresskolbens, wenn die bewegbare Druckplatte mit der eingesetzten Form fixiert ist, auf der Grundlage der Formdickendifferenz und der Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte; Erhalten eines Abstands zwischen der erhaltenen Formschließposition und der Bezugsposition des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung; und Erhalten eines Einstellbetrags der axialen Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder der Formklemmzylindervorrichtung, der zum Sicherstellen des Eingriffs der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge erforderlich ist, auf der Grundlage des erhaltenen Abstands und eines Zwischenraums der ersten Eingriffsvorsprünge. Gemäß diesem Regelungsverfahren des Betriebs der Formklemmvorrichtung wird sofort und wirksam der Betrag des Betriebs der Formklemmzylindervorrichtung erhalten, der nach der Beendigung des Formschließbetriebs erforderlich ist, um den Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge sicherzustellen.
Die einundzwanzigste Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung vor, wie in einer der ersten bis siebzehnten Gestaltungsformen der Erfindung definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der ersten Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Regeln eines Ausgangsdrehmoments des elektrischen Servomotors auf einen Formklemmbetrieb hin auf der Grundlage eines Erfassungssignals, das einen hydraulischen Druck in der Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung darstellt. In dieser Gestaltungsform wird der elektrische Servomotor als der Formantriebselektromotor eingesetzt, um eine verbesserte Genauigkeit der Regelung zum Positionieren der Form (der bewegbaren Druckplatte) sicherzustellen. Daher ermöglicht das vorliegend bevorzugte Verfahren, die Bewegung der bewegbaren Druckplatte mit hoher Genauigkeit zu regeln, wenn die Formklemmvorrichtung zum Schützen der Form im Ansprechen auf eine Erfassung eines Fremdkörpers betrieben wird, der zum Beispiel zwischen der bewegbaren und der stationären Druckplatte vorhanden ist. Zum Beispiel kann das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Servomotors auf der Grundlage der hydraulischen Druckkraft in der Formklemmkammer geregelt werden, die als die Formklemmkraft auf die bewegbare Druckplatte aufgebracht wird, was eine Regelung der Formklemmkraft mit einer hohen Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit gestattet.
Die zweiundzwanzigste Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung vor, wie in einer der ersten bis siebzehnten Gestaltungsform der Erfindung definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der ersten Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verringern eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer durch allmähliches Verringern eines Werts eines Ausgangsdrehmoments des elektrischen Servomotors auf einen vorbestimmten Wert, sodass eine Verringerung eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer beendet bzw. vervollständigt wird. In dieser Gestaltungsform wird der elektrische Servomotor als der Formantriebselektromotor eingesetzt und das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Servomotors wird geregelt, um allmählich verringert zu werden, wobei wirksam, stabil und einfach eine Größe eines Stoßes verringert wird, der beim Verringern der Formklemmkraft bei einem Formklemmkraftverringerungsbetrieb auftritt.
Die dreiundzwanzigste Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln des Betriebs der Formklemmvorrichtung vor, wie in einer der ersten bis siebzehnten Gestaltungsform der Erfindung definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der ersten Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verringern eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer durch allmähliches oder kontinuierliches Ändern einer Drehzahl des elektrischen Servomotors in eine Richtung zum Erzeugen einer Verringerung des hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer, bis zumindest eine der Bedingungen erfasst wird: Dass eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, die zum Verringern des Drucks in der Formklemmkammer erforderlich ist, und dass der Druck in der Formklemmkammer auf eine vorbestimmte Höhe bzw. einen vorbestimmten Wert verringert wurde. In dieser Gestaltungsform wird die Drehzahl des Servomotors geregelt, wodurch eine Größe eines Stoßes wirksam, stabil und einfach verringert werden kann, der beim Verringern der Formklemmkraft bei dem Formklemmkraftverringerungsbetrieb auftritt. Da insbesondere der Servomotor auf der Grundlage seiner Drehzahl geregelt wird, kann die Formklemmkraft kontinuierlich bei dem Formklemmkraftverringerungsbetrieb verringert werden.
Die vierundzwanzigste Gestaltungsform der Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln eines Betriebs der Formklemmvorrichtung gemäß einer der einundzwanzigsten bis dreiundzwanzigsten Gestaltungsform der Erfindung vor, wobei die Vorrichtung in einem der zweiten, sechzehnten und siebzehnten Gestaltungsform der Erfindung definiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Regeln eines Ausgangsdrehmoments des elektrischen Servomotors unter Berücksichtigung einer Kraft, die an dem Druckerzeugungskolben gegen die Vorspannkraft der darauf aufgebrachten Vorspannvorrichtung erzeugt wird. In dieser Gestaltungsform wird der elektrische Servomotor unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung geregelt, wobei dadurch eine hochgenaue Regelung der Formklemmkraft gestattet wird, während eine hervorragende Positionierwirkung der Vorspannvorrichtung sichergestellt wird.
1 ist eine fragmentarische Ansicht in einem Längsschnitt einer Formklemmvorrichtung, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
2 ist eine Ansicht, die schematisch eine hydraulische Vorrichtung zeigt, die bei der Formklemmvorrichtung von 1 verwendet wird;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Regelungsprogramm darstellt, gemäß dem eine Eingriffsposition eines Formklemmpresskolbens und eines Formöffnungs- und -schließzylinders eingestellt wird;
4 ist eine Ansicht, die schematisch Beispiele eines spezifischen Betriebs der Formklemmvorrichtung zum Einstellen des Eingriffsabschnitts des Formklemmpresskolbens und des Formöffnungs- und -schließzylinders gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine Grafik, die ein Verfahren zum Regeln eines Formklemmdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Grafik, die ein Verfahren zum Regeln eines Ausgangsdrehmoments eines Servomotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bei dem ein Formklemmdruckverringerungsbetrieb der Formklemm von 1 ausgeführt wird;
7 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Formklemmdruckverringerungsbetriebs von 6; und
8 ist ein Zeitablaufdiagramm eines weiteren Beispiels eines Formklemmdruckverringerungsbetriebs der Formklemmvorrichtung von 1, die auf der Grundlage einer Drehzahl des elektrischen Servomotors gemäß der vorliegenden Erfindung geregelt wird.
9 ist eine teilgeschnittene Draufsicht einer Formklemmvorrichtung, die gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und
10 ist eine vergrößerte fragmentarische Ansicht der Formklemmvorrichtung von 9.
Die vorliegende Erfindung wird durch das Studium der folgenden genauen Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden.
Unter Bezugnahme auf 1 ist darin schematisch die bei einer Spritzgussmaschine verwendete Formklemmvorrichtung gezeigt, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Formklemmvorrichtung hat einen Formöffnungs- und -schließzylinder 12 als einen mechanischem Presskolben, der durch eine Basis 10 der Spritzgussmaschine gestützt ist und der sich in eine horizontale Richtung erstreckt, während er axial bewegbar ist, und eine bewegbare Druckplatte 14, die an einem der entgegengesetzten axialen Enden des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 befestigt ist. Der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 wird hin- und herbewegt in seine axiale Richtung, sodass die bewegbare Druckplatte 14 in Richtung einer (nicht gezeigten) stationären Druckplatte und von dieser hin- und hergehend wegbewegt wird, die gegenüber der bewegbaren Druckplatte 14 angeordnet ist. Wie nach dem Stand der Technik gut bekannt ist, ist die bewegbare Druckplatte 14 mittels einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Verbindungsstangen gestützt, sodass die bewegbare Platte 14 in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser weg entlang der Verbindungsstangen bewegt wird. Im Folgenden wird auf die linke Seite von 1 als „eine zurückgezogene Seite„ Bezug genommen, während auf die rechte Seite von 1 als „eine vorgeschobene Seite„ gemäß der Richtung der Bewegung der bewegbaren Druckplatte 14 Bezug genommen wird.
Genauer beschrieben weist die Formklemmvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels des Weiteren einen Träger 16, der an der Basis 10 angeordnet ist, und eine erste Kugelspindelwelle 18 auf, die sich in ihre axiale Richtung parallel zu der horizontalen Richtung erstreckt. Die erste Kugelspindelwelle 18 ist an einem ihrer axialen entgegengesetzten Enden (an ihrem linken Ende gemäß 1) durch den Träger 16 über ein Lager 19 gestützt, sodass die erste Kugelspindelwelle 18 an ihrer Achse drehbar ist, während sie in ihre Axialrichtung unbewegbar ist. Die erste Kugelspindelwelle 18 steht in Richtung einer axialen entgegengesetzten Seite des Trägers (rechte Seite gemäß 1) mit einer ausreichend großen axialen Länge vor und das gestützte untere Ende der ersten Kugelspindelwelle 18 steht ein wenig von dem Träger 16 vor. Das vorstehende untere Ende der ersten Kugelspindelwelle 18 ist mit einer verzahnten Scheibe 20 fixiert. Ein erster Servomotor 22 als ein Formantriebselektromotor ist an dem Träger 16 fixiert und die Ausgangswelle des ersten Servomotors 22 ist an einer verzahnten Scheibe 24 fixiert. Diese verzahnten Scheiben 20, 24 sind mechanisch miteinander durch einen Zahnriemen 25 verbunden, der um die äußeren Umfangsflächen der Riemenscheiben 20, 24 gewickelt ist, sodass die Drehung der ersten Kugelspindelwelle 18 erzeugt und durch die Rotation des ersten Servomotors 22 geregelt wird, die durch die Riemenscheiben 20, 24 und dem Zahnriemen 25 übertragen wird.
Der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 hat eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt und ist radial nach außen von dem rechten vorstehenden Abschnitt der ersten Kugelspindelwelle 18 mit einer vorgegebenen Beabstandung dazwischen angeordnet, um die äußere Umfangsfläche der ersten Kugelspindelwelle 18 zu bedecken. Der Formöffnungs- und -schließzylinder 12, der koaxial zu der ersten Kugelspindelwelle 18 angeordnet ist, ist relativ zu der ersten Kugelspindelwelle 18 in axiale Richtung bewegbar. An dem offenen Ende der vorgeschobenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist ein zylindrisches Flanschmetallelement 28 eingesetzt, das eine axiale Länge hat, die kleiner als die des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist (im Wesentlichen die Hälfte der axialen Länge des Formöffnungs- und -schließzylinders 12) bei diesem Ausführungsbeispiel. Das Flanschmetallelement 28 hat einen ringförmigen radialen Vorsprung 30, der an einem seiner axial entgegengesetzter Enden ausgebildet ist, um axial nach außen vorzustehen. Der ringförmige radiale Vorsprung 30 ist an der einen axialen Endfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 überlagert und damit verschraubt. Das Flanschmetallelement 28 hat einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser der ersten Kugelspindelwelle 18 ist, und hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist. Somit erstreckt sich die erste Kugelspindelwelle 18 durch eine Bohrung des Flanschmetallelements 28, während der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 mit dem Flanschmetallelement 28 zusammenwirken, um dazwischen einen ringförmigen Zylinderaufnahmeraum 32 zu definieren, der in Richtung des offenen Endes der zurückgezogenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 offen ist. Der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 hat eine axiale Länge, die geringfügig größer als die des vorstehenden Abschnitts der ersten Kugelspindelwelle 18 von dem Träger 16 ist. Daher steht das offene Ende 26 der vorgeschobenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 axial nach außen von der entsprechenden axialen Endfläche der ersten Kugelspindelwelle 18 mit einer geringfügigen axialen Länge vor. An dem vorstehenden Endabschnitt des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist eine bewegbare Druckplatte 14 befestigt.
Innerhalb der Bohrung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist ein zylindrischer Kolben 34 angepasst. Der zylindrische Kolben 34 hat eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt und ist in dichtem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 gehalten, sodass der zylindrische Kolben 34 in axiale Richtung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 hin- und herbewegbar ist. Die innere Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist an seiner axialen zurückgezogenen Seite groß ausgeführt, um eine innere Umfangsfläche 36 großen Durchmessers auszubilden. Der zylindrische Kolben 34 hat eine Gleitfläche 38 großen Durchmessers, die an seinem axial entgegengesetzten Endabschnitt (linker Abschnitt gemäß 1) ausgebildet ist, wobei die Gleitfläche 38 gleitfähig und fluiddicht in die innere Umfangsfläche 36 großen Durchmessers des Formöffnungs- und -schließelements 12 eingepasst ist, sodass eine hydraulische Kammer 40 zwischen der inneren Umfangsfläche 36 großen Durchmessers und der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Kolbens 34 ausgebildet wird, sodass die hydraulische Kammer 40 einen im Wesentlichen ringförmigen Aufbau hat und der sich kontinuierlich in ihre axiale Richtung erstreckt. Diese hydraulische Kammer 40 hat ein Volumen, das durch die Hin- und Herbewegung der zylindrischen Kolben 34 innerhalb des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 vergrößert und verringert wird. Das Volumen der hydraulischen Kammer 40 wird durch die Bewegung des zylindrischen Kolbens 34 in Richtung der vorgeschobenen Seite (rechte Seite von 1) verringert und wird durch die Bewegung des zylindrischen Kolbens 34 in Richtung der zurückgezogenen Seite (der linken Seite von 1) vergrößert. In der Gleitschnittstelle zwischen der inneren Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 und der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Kolbens 34 ist eine Vielzahl von ringförmigen Abdichtungselementen 42 an den axial entgegengesetzten Endabschnitten des zylindrischen Kolbens 34 angeordnet, sodass die Abdichtungselemente 42 einander in axiale Richtung gegenüberstehen, wobei die hydraulische Kammer 40 dazwischengesetzt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 und der zylindrische Kolben 34 zusammen, um eine Druckerzeugungszylindervorrichtung zu bilden. Der axiale Endabschnitt der vorgeschobenen Seite des zylindrischen Kolbens 34 ist stets radial nach außen an dem Flanschmetallelement 28 angeordnet und steht in Gleitkontakt damit, sodass eine Vielzahl von Vorsprüngen 47, die an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Kolbens 34 ausgebildet sind, ständig im Eingriff mit einer Vielzahl von Vertiefungen 44 stehen, die an der äußeren Umfangsfläche des Flanschelements 28 ausgebildet sind. Das heißt, dass der zylindrische Kolben 34 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 zusammengebaut werden, sodass der zylindrische Kolben 34 relativ zu dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 axial bewegbar und radial unbewegbar ist.
Des Weiteren ist eine Spiralfeder 46 als eine Vorspannvorrichtung radial nach außen von dem Flanschmetallelement 28 angeordnet, das radial nach außen von dem zylindrischen Kolben 34 angeordnet ist. Die Spiralfeder 46 ist geeignet, um eine Vorspannkraft auf den zylindrischen Kolben 34 aufzubringen, sodass der zylindrische Kolben 34 an seiner vollständig zurückgezogenen Position zum Erhöhen des Volumens der hydraulischen Kammer 40 gehalten ist. Die vollständig zurückgezogene Position des zylindrischen Kolbens 34 ist durch einen Anstoßkontakt des zylindrischen Kolbens 34 mit einem radial nach innen gerichteten Vorsprung 50 definiert, der eine ringförmige Gestalt hat und an dem offenen Ende der zurückgezogenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 befestigt ist.
Außerdem steht eine erste Kugelmutter 48 im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle 18 und ist mit dem Endabschnitt der zurückgezogenen Seite des zylindrischen Kolbens 34 verschraubt. Die erste Kugelmutter 48 ist nämlich an dem zylindrischen Kolben 34 befestigt, sodass die erste Kugelmutter 48 in axiale Richtung innerhalb der Bohrung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 zusammen mit dem zylindrischen Kolben 34 bewegbar ist, während sie gestützt ist, um sich nicht an der Achse davon zu drehen. Die erste Kugelspindelwelle 18 wird durch den ersten Servomotor 22 gedreht, sodass die erste Kugelmutter 48 und der zylindrische Kolben 34, der an der ersten Kugelmutter 48 befestigt ist, in axiale Richtung bewegt werden, da die Rotation der ersten Kugelspindelwelle 18 in die längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle 18 und der ersten Kugelmutter 48 umgewandelt wird. Mit dem zylindrischen Kolben 34, der erzwungen an seiner vollständig zurückgezogenen Position platziert ist, um an seiner Ausgangsposition mittels der Spiralfeder 46 positioniert zu sein, wird die erste Kugelspindelwelle gedreht, um eine vorwärtsgerichtete Antriebskraft in axiale Richtung auf die erste Kugelmutter 48 aufzubringen. In diesem Zustand wird der zylindrische Kolben 34 an seiner Ausgangsposition gehalten und demgemäß wird der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 zusammen mit dem zylindrischen Kolben 34 in Richtung seiner vollständig vorgeschobenen Position bewegt, bis eine Widerstandskraft, die die Summe der hydraulischen Druckkraft der hydraulischen Kammer 40 und der Vorspannkraft der Spiralfeder 46 übersteigt, auf den Formöffnungs- und -schließzylinder 12 aufgebracht wird. In diesem Zustand wird die erste Kugelspindelwelle 18 in die rückwärtige Richtung gedreht und die Antriebskraft in die zurückgezogene Richtung wird auf die erste Kugelmutter 48 aufgebracht, sodass der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 und der zylindrische Kolben 34 zusammen in die axiale Richtung zurückgezogen werden, wobei der zylindrische Kolben 34 in Anstoßkontakt mit dem radial nach innen gerichteten Vorsprung 50 gehalten ist.
Durch die hin- und hergehende Bewegung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 in axiale Richtung, wie vorstehend beschrieben ist, wird die bewegbare Druckplatte, die an dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 befestigt ist, demgemäß hin- und herbewegt in axiale Richtung, um dadurch die Form zu öffnen und zu schließen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken die erste Kugelspindelwelle 18, die erste Kugelmutter 48 und der erste Servomotor 22 miteinander, um einen Formöffnungs- und -schließmechanismus der elektrischen Kugelspindelbauart zu bilden.
Wie in 2 dargestellt ist, weist die Formklemmvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine hydraulische Einheit 52, die einen hydraulischen Schaltkreis bildet, der mit der hydraulischen Kammer 40 verbunden ist. Die hydraulische Einheit 52 weist ein erstes und ein zweites Solenoid-betätigtes Schaltventil 54, 56 auf, durch die die Kammer 40 alternativ in einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand gehalten wird.
An der äußeren Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist ein im Wesentlichen zylindrischer Formklemmzylinder 58 mit einer radialen Beabstandung dazwischen angeordnet. Der Formklemmzylinder 48 ist fest durch einen Träger 64 gestützt, der von der Basis vorsteht, sodass der Formklemmzylinder 58 die Bewegung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 nicht stört. Der Formklemmzylinder 58 hat einen Zylinderwandabschnitt, dessen Durchmesser allmählich in Richtung der vorgeschobenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 erhöht (insbesondere der Seite der bewegbaren Druckplatte 14), und einen Abdichtungsflansch 60 kleinen Durchmessers und ein Abdichtungsflansch 62 großen Durchmessers, die an den offenen Enden kleinen Durchmessers bzw. großen Durchmessers des Zylinderwandabschnitts befestigt sind.
Innerhalb des Formklemmzylinders 58 ist ein Formklemmpresskolben 66 zusammengebaut, um sich durch eine Bohrung des Formklemmzylinders 58 zu erstrecken. Der Formklemmpresskolben 66 hat einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ist, sodass der Formklemmpresskolben 66 radial nach außen von dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 mit einer geeigneten radialen Beabstandung dazwischen angeordnet ist, ohne die Bewegung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 zu stören. Außerdem hat der Formklemmpresskolben 66 einen Aufbau, der dem des Formklemmzylinders 58 mit einer geringfügig kleineren Abmessung ähnlich ist. Der Formklemmpresskolben 66 hat einen Presskolbenwandabschnitt 68, dessen Durchmesser sich allmählich in Richtung der vorgeschobenen Seite des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 vergrößert, und einen zylindrischen Abschnitt 70 kleinen Durchmessers bzw. einen zylindrischen Abschnitt 72 großen Durchmessers, die einstückig mit den axial entgegengesetzten Seiten des Presskolbenwandabschnitts ausgebildet sind.
Das heißt, dass der Formklemmpresskolben 66 gleitfähig innerhalb des Formklemmzylinders 58 bewegbar ist, sodass die Schnittstelle zwischen dem zylindrischen Abschnitt 70 kleinen Durchmessers des Formklemmpresskolben 66 und dem Abdichtungsflansch 60 kleinen Durchmessers gleitfähig und fluiddicht durch ein ringförmiges Abdichtungselement 74 abgedichtet ist, das dazwischen zwischengesetzt ist, während eine Schnittstelle zwischen dem Zylinderabschnitt 72 großen Durchmessers des Formklemmpresskolbens 66 und dem Abdichtungsflansch 62 großen Durchmessers gleitfähig und fluiddicht durch das ringförmige Abdichtungselement 74 abgedichtet ist, dass dazwischen zwischengesetzt ist. Diese Anordnung schafft eine Formklemmkammer 76, die zwischen dem Formklemmzylinder 58 und dem Formklemmpresskolben 66 definiert ist, die sich in die Umfangsrichtung erstreckt. Der hydraulische Druck, der in der Formklemmkammer 76 erzeugt wird, wird auf den Formklemmpresskolben 66 so aufgebracht, dass der Formklemmpresskolben 66 in Richtung seiner vorgeschobenen Position in axiale Richtung des Formöffnungs- und -schließzylinders bewegt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken der Formklemmzylinder 58 und der Formklemmpresskolben 66 zusammen, um eine Formklemmvorrichtung zu bilden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Formklemmzylinder 58 geeignet, um einen zweiten Servomotor 78 zu stützen, der als ein elektrischer Positioniermotor verwendet wird, der dazu dient, axiale Positionen des Formklemmpresskolbens 66 und des Formklemmzylinders 58 relativ zueinander einzustellen und zu regeln.
Die Endfläche des zylindrischen Abschnitts 72 großen Durchmessers des Formklemmpresskolbens 66 ist mit einer Eingriffsvorrichtung 79 als eine Eingriffsvorrichtung befestigt. Die Eingriffsvorrichtung 79 hat ein Paar halbkreisförmiger Mutterhälften 80, 80, die einander in Durchmesserrichtung entgegengesetzt sind, und Führungsgehäuse 82, 82, die fest an dem Formklemmpresskolben 66 angeordnet sind, durch die die Mutterhälften 80, 80 in Durchmesserrichtung bewegbar und axial unbewegbar gestützt sind. Die Führungsgehäuse 82, 82 sind mit Zylindervorrichtungen 84 bzw. 84 fixiert, durch die die Mutterhälften 80, 80 in Richtung voneinander und voneinander weg bewegt werden, wodurch das Paar der Mutterhälften 80, 80 in Richtung des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 und davon wegbewegt werden.
Jede der Mutterhälften 80, 80 hat eine Innenfläche (insbesondere eine Fläche, die die der äußeren Umfangsfläche des Öffnungs- und Schließzylinders 12 entgegengesetzt ist), die mit einer Vielzahl von zweiten Eingriffsvorsprüngen 86 ausgebildet ist, die sich in die Umfangsrichtung der Mutterhälfte 80 mit einer gezackten Gestalt im Querschnitt erstrecken, und die voneinander gleichmäßig in axiale Richtung beabstandet sind. Andererseits ist die äußere Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ebenso mit einer Vielzahl von ersten Eingriffsvorsprüngen 88, die sich in Umfangsrichtung davon erstrecken, mit einer gezackten Gestalt im Querschnitt entsprechend dem der ersten Vorsprünge ausgebildet, und die gleichmäßig voneinander in die axiale Richtung beabstandet sind.
Die ersten und die zweiten Vorsprünge 88, 86 sind ähnlich in axiale Richtung mit regelmäßigen Abständen angeordnet.
Wenn das Paar der Mutterhälften 80, 80 durch die jeweiligen Zylindervorrichtungen 84, 84 in der zurückgezogenen Position davon gehalten ist (insbesondere die Abschnitte, die von dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 in radiale Richtung entfernt sind), wird der Formklemmpresskolben 66 von dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 getrennt und kann frei in axiale Richtung ohne jegliche Beschränkung durch den Formklemmpresskolben 66 bewegt werden.
Nachdem der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 bis auf ein gewisses Ausmaß vorgeschoben ist, sodass die ersten Eingriffsvorsprünge 88, die an der äußeren Umfangsfläche des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 ausgebildet sind, den zweiten Eingriffsvorsprüngen 86, 86, die an der inneren Umfangsfläche der Mutterhälften 80, 80 mit einer radialen Beabstandung dazwischen ausgebildet sind, entgegengesetzt ist, wird das Paar der Mutterhälften 80, 80 durch die jeweilige Zylindervorrichtung 84, 84 in Richtung der vorgeschobenen Position davon bewegt, um die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 88, 86 miteinander in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen. In diesem Zustand wird der Formklemmpresskolben 66 einstückig mit dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 über die Eingriffsvorrichtung 79 so verbunden, dass der Formklemmpresskolben 66 in axiale Richtung relativ zu dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 unbewegbar ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 90, wie zum Beispiel ein Begrenzungsschalter, in der Nähe der Mutterhälften 80, 80 zum Erfassen der radialen Richtung der Mutterhälften 80, 80 angeordnet. Auf der Grundlage des Ausgangssignals des Sensors 90 wird ermittelt, ob die Mutterhälften 80, 80 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 im Eingriff miteinander stehen oder nicht.
Bei durch die Eingriffsvorrichtung 79 miteinander im Eingriff stehenden Formklemmpresskolben 66 und dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 wird der in der hydraulischen Kammer 40 erzeugte hydraulische Druck auf die Formklemmkammer 66 übertragen, um dadurch den Formklemmpresskolben 66 in Richtung seiner vorgeschobenen Position zu bewegen, wobei der hydraulische Druck auf den Formklemmpresskolben 66 übertragen wird. Die hydraulische Antriebskraft, die auf den Formklemmpresskolben 66 aufgebracht wird, wird auf die bewegbare Druckplatte 14 übertragen, wobei dadurch eine Druckklemmkraft auf die bewegbare Druckplatte 14 aufgebracht wird.
Die hydraulische Einheit 52 der vorliegenden Erfindung ist zum Aufbringen des hydraulischen Drucks, der in der hydraulischen Kammer 40 erzeugt wird, auf die Pressklemmkammer 76 angeordnet, wobei dadurch ein hydraulischer Druck in der Formklemmkammer 76 erzeugt wird. Genauer beschrieben ist die hydraulische Kammer 40 mit der Pressklemmkammer 76 über das erste Solenoid-betätigte Schaltventil 54 verbunden. Das Schaltventil 54 wird zum Verbinden und zum Trennen zwischen den zwei Kammern 40 bzw. 76 geöffnet und geschlossen. Mit dem geöffneten Ventil 54 in seiner normalen Position (offene Position) und dem zweiten Ventil 56 in seiner Betriebsposition (geschlossene Position) wird ein geschlossener hydraulischer Schaltkreis ausgebildet. Unter dieser Bedingung wird die erste Kugelspindelwelle 18 gedreht, um die Antriebskraft, die der Vorspannkraft der Spiralfeder 46 widersteht, auf den zylindrischen Kolben 34 aufgebracht, wodurch die Vorschubbewegung des zylindrischen Kolbens 34 in axiale Richtung erzeugt wird. Die Vorschubgleitbewegung des zylindrischen Kolbens 34 verursacht die Kompression der Spiralfeder 46 in axiale Richtung, was eine Erhöhung des hydraulischen Drucks in der hydraulischen Kammer 40 ergibt. Somit wird der erhöhte hydraulische Druck in der hydraulischen Kammer 40 in die Formklemmkammer 76 durch das erste Solenoidventil 54 übertragen.
Auf einen Betrieb der Druckerzeugungszylindervorrichtung 30 wird ein Öffnungs- und Schließbetrieb der ersten und zweiten Solenoid betriebenen Schaltventile 54, 56 geregelt, wodurch das Füllen des vorstehend genannten geschlossenen hydraulischen Schaltkreises mit dem hydraulischen Arbeitsfluid und das Ausstoßen von sich vermischender Luft aus dem geschlossenen hydraulischen Schaltkreis erleichtert ist. Diesbezüglich zeigt 2 ein Ablassventil 58, das angeordnet ist, um eine abnormale Erhöhung eines hydraulischen Drucks zu vermeiden, der durch Durchbrennen des Servosystems verursacht wird, und ein Entlüftungsventil 87 zum Entlüften der sich mischenden Luft.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Formklemmpresskolben 66 der Formklemmkammer 76 eine Druckaufnahmefläche, die ausreichend im Vergleich mit der des zylindrischen Kolbens 34 der hydraulischen Kammer 40 vergrößert ist. Insbesondere ist die hydraulische Kammer 40 zwischen dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 und dem zylindrischen Kolben 34 mit einer relativ kleinen radialen Beabstandung dazwischen ausgebildet, wobei eine ausreichend verringerte Druckaufnahmefläche des zylindrischen Kolbens 34 sichergestellt wird. Daher wird der in der hydraulischen Kammer 40 erzeugte hydraulische Druck ausreichend in der Formklemmkammer 76 erhöht, was eine ausreichend erhöhte axiale Antriebskraft des Formklemmpresskolbens 66 ergibt, das heißt eine ausreichend erhöhte Formklemmkraft.
Die vorliegende Formklemmvorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, wird geeignet betrieben, um die Form zu öffnen oder zu schließen, und um die Form zu klemmen, zum Beispiel gemäß dem folgenden Verfahren.
Zunächst wird der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 auf seine zurückgezogene Position bewegt, bei der die Form offen ist, wie in 1 gezeigt ist. Unter dieser Bedingung wird der erste Servomotor 22 betrieben, um die erste Kugelspindelwelle 18 in ihrer vorwärtsgerichteten Richtung zu drehen. Mit der Vorwärtsrichtung der ersten Kugelspindelwelle 18 werden der zylindrische Kolben 34 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 einstückig in Richtung der vorgerückten Position davon durch Verwenden der Vorspannkraft der Spiralfeder 46 bewegt, durch die der zylindrische Kolben 34 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 relativ zueinander positioniert werden. Die bewegbare Druckplatte 14 wird demgemäß in Richtung ihrer Formschließposition bewegt, wobei die bewegbare Druckplatte 14 nahe der (nicht gezeigten) stationären Druckplatte ist, um die Form dazwischen zu schließen. Während dieses Formschließbetriebs können die ersten und zweiten Solenoid betätigten Schaltventile 54, 56 entweder offen oder geschlossen sein.
Nachdem die Form zwischen der stationären und der bewegbaren Druckplatte 14 geschlossen ist, wird die Zylindervorrichtung 84, 84 betätigt, um die Mutterhälften 80, 80 auf die vorgeschobene Position davon zu bewegen, um mit dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 einzugreifen. Nachfolgend wird die Solenoidspule des ersten Solenoid betätigten Schaltventils 54 abgeregt, um das erste Schaltventil 54 für eine Fluidverbindung zwischen der hydraulischen Kammer 40 und der Formklemmkammer 76 zu öffnen, und die Solenoidspule des zweiten Solenoid betätigten Schaltventils 56 wird Energie beaufschlagt, um die hydraulische Kammer 40 und die Formklemmkammer 76 in dem geschlossenen hydraulischen Schaltkreis zu halten. Während die zwei Kammern 40, 76 in Fluidverbindung miteinander in dem geschlossenen hydraulischen Schaltkreis stehen, nimmt der erste Servomotor 22 seinen Betrieb auf, um die erste Kugelspindelwelle 18 in die vorwärtsgerichtete Richtung zu drehen, um den zylindrischen Kolben 34 in Richtung seiner vorgeschobenen Position relativ zu dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 gleitend zu bewegen. Die Vorschubbewegung des zylindrischen Kolbens 34 verursacht einen Anstieg des hydraulischen Drucks in der hydraulischen Kammer 40, der auf die Formklemmkammer 76 übertragen wird, wobei dadurch der hydraulische Druck in der Formklemmkammer 76 erhöht wird. Der erhöhte hydraulische Druck in der Formklemmkammer 76 wird auf den Formklemmpresskolben 66 aufgebracht, wodurch der Formklemmpresskolben 66 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 einstückig in Richtung der stationären Druckplatte bewegt werden, sodass die bewegbare Druckplatte zu der stationären Druckplatte gezwungen wird, um die dazwischen zwischengesetzte Form zu klemmen. Mit der Form, die gemäß der vorstehenden Beschreibung geklemmt ist, wird das Spritzgießen betrieben, um ein Produkt innerhalb der Form zu formen. Nachfolgend bezüglich des Spritzgießens wird der hydraulische Druck in der Formklemmkammer 76 wie folgt verringert: Anfänglich wird miteinander verbundener hydraulischer Kammer 40 und Formklemmkammer 76 in den geschlossenen hydraulischen Schaltkreis durch Abregen des ersten Schaltventils 54 und durch Erregen des zweiten Solenoid-betätigten Ventils 56 der erste Servomotor 22 betrieben, um die erste Kugelspindelwelle 18 in ihre rückwärtsgerichtete Richtung zu drehen, um die bewegbare Druckplatte 14 in Richtung ihrer Formschließposition zu bewegen.
Dann werden die Zylindervorrichtungen 84, 84 betrieben, um die Mutterhälften 80, 80 in Richtung der zurückgezogenen Position davon zum Lockern des Eingriffs zwischen den Mutterhälften 80, 80 und dem Formöffnungs- und -schließzylinder 21 bewegt. In dem vorstehend genannten geschlossenen hydraulischen Schaltkreis nimmt der erste Servomotor 22 seinen Betrieb auf, um die erste Kugelspindelwelle 18 in die rückwärts gerichtete Richtung zu drehen, wodurch der zylindrische Kolben 34 und der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 einstückig gleitend in Richtung der Formöffnungsposition davon bewegt werden, wobei sie die Form öffnen.
Bei der vorliegenden Formklemmvorrichtung ist es erforderlich, die Mutterhälften 80, 80 mit dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 nach dem Formschließbetrieb und vor dem Formklemmbetrieb in Eingriff zu bringen oder zu verbinden. Eine unzureichende Positionierung der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 80, 86 relativ zueinander kann möglicherweise ein Versagen hinsichtlich des Eingriffs zwischen den ersten und zweiten Eingriffsvorsprüngen 88, 86 verursachen. Für einen geeigneten Eingriff der Mutterhälften 80, 80 und dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 kann der Betrieb zum Positionieren der zweiten Eingriffsvorsprünge 86, 86 relativ zu den ersten Eingriffsvorsprüngen 88 unter Verwendung des zweiten Servomotors 78 geeignet gemäß zum Beispiel dem folgenden Verfahren geregelt werden.
Anfänglich wird die absolute Winkelposition des ersten Servomotors 22 zum Beispiel gemäß dem folgenden Verfahren ermittelt. ? Zuerst wird eine Versuchsform, die aus einem Paar Formhälften in der Gestalt eines metallischen Blocks besteht, an der stationären bzw. der bewegbaren Druckplatte fixiert. Die Versuchsform hat eine Dicke als eine minimale Bezugsformdicke, die kleiner als die einer eingesetzten Form ausgeführt ist, die an diese Druckplatten bei dem Formbetrieb befestigt werden soll. Nachfolgend wird der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 entweder durch einen manuellen Betrieb oder einen Betrieb verringerter Drehzahl vorgeschoben, bis die Formhälften in einen Anstoßkontakt miteinander an der Formschließposition gebracht sind. Bei geschlossener Form wird eine Formschließposition der bewegbaren Druckplatte als eine Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte erfasst und eine Winkelposition des ersten Servomotors 22 wird ebenso erfasst und als eine neutrale Winkelposition (0,00 mm) des ersten Servomotors 22 gespeichert. ➁ Dann wird die vollständig zurückgezogene Position des Formklemmpresskolbens 66 (mechanische Grenze seiner zurückgezogenen Bewegung), der durch den zweiten Servomotor 78 bewegt wird, auf der Grundlage der vollständig vorgeschobenen Position des Formklemmpresskolbens 66 (mechanische Grenze seiner vorgeschobenen Bewegung) als eine mechanische Nullposition des Formklemmpresskolbens 66 gemessen und die Messung A (mm) wird gespeichert. ➂ Unter der Bedingung, dass der Formöffnungs- und -schließzylinder 12 auf seiner Formschließposition gehalten wird, insbesondere dass der erste Servomotor 22 auf seiner neutralen Winkelposition gehalten wird, und dass der Formklemmpresskolben 66 in seiner vollständig zurückgezogenen Position gehalten wird, wird die axiale Position der zweiten Eingriffsvorsprünge 86 der Mutterhälften 80, 80 relativ zu den ersten Eingriffsvorsprüngen 88 des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 mechanisch fein eingestellt, sodass die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 88, 86 miteinander in Eingriff gebracht werden. Eine solche mechanische Feineinstellung wird durch Einstellen einer Fixierposition der Mutterhälften 80, 80 relativ zu dem Formklemmpresskolben 66 in axiale (Formklemm-) Richtung oder alternativ durch Einstellen einer Fixierposition des Formklemmzylinders 58 relativ zu dem Träger 64 in axiale (Formklemm-) Richtung beispielsweise ausgeführt. Diesbezüglich können diese Fixierpositionen der Mutterhälften 80, 80 und des Formklemmzylinders 58 mittels Einstellschrauben oder dergleichen zum Beispiel geändert oder eingestellt werden.
Nachfolgend wird eine gewünschte Winkelposition des zweiten Servomotors 78 zum Regeln der Position des Formklemmpresskolbens 66 so berechnet, dass die ersten und zweiten Vorsprünge 88, 86 vollständig in Eingriff miteinander stehen. Die gewünschte Winkelposition des zweiten Servomotors 78 wird zum Beispiel wie folgt berechnet: ➀ Zuerst wird der gewünschte Bereich des Betrags der axialen Verschiebung des Formklemmpresskolbens 66 gemäß den folgenden Gleichungen berechnet: (1) und (2). ? Dann wird die gewünschte Winkelposition des zweiten Servomotors 78 berechnet, um den Formklemmpresskolben 66 an einer gewünschten axialen Position (X mm) zum Sicherstellen des vollständigen Eingriffs der ersten und zweiten Vorsprünge 88, 86 gemäß einem in einem Flussdiagramm von 4 dargestellten Regelungsablauf zu platzieren. F = E + B (1) E < D ≤ F (2)
Diesbezüglich ist D (mm) der gewünschte Bereich des Betrags der axialen Verschiebung des Formklemmpresskolbens 66. Der Formklemmpresskolben 66 ist mechanisch um seine Hublänge bewegbar: A (mm) ist zwischen seiner vollständig zurückgezogenen Position und seiner vollständig vorgeschobenen Position relativ zu dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 definiert. Für die eigentliche Umsetzung der Positionierung der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 88, 86 ist es ausreichend, wenn sich der Formklemmpresskolben 66 nur um einen Betrag eines Abstands bewegt: B (mm) der zweiten Eingriffsvorsprünge 86 (der ersten Eingriffsvorsprünge 88) relativ zu dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12, sodass der Wert von B auf den gewünschten Wert D gesetzt ist. E (mm) ist ein Minimalwert von D, der unter Berücksichtigung einer Menge einer Verlängerung einer Verbindungsstange aufgrund des Klemmens der Form ermittelt wird. Das heißt, dass die Aufbringung der Formklemmkraft auf die bewegbare Druckplatte 14 die Verlängerung der Verbindungsstangen bewirken kann, die den Träger 64 verbinden, der die hintere Druckplatte und die stationäre Druckplatte (nicht gezeigt) bildet, was einen Anstieg eines Abstands zwischen dem Träger 64 und der (nicht gezeigten) stationären Druckplatte ergibt, insbesondere eines Abstands zwischen dem Formklemmzylinder 58 und der bewegbaren Druckplatte 14 im Vergleich mit dem bei dem Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 88, 86. Um eine effektive Formklemmkraft zu erzeugen, ist es erforderlich, dieses Inkrement hinsichtlich des axialen Abstands zwischen dem Formklemmzylinder 58 und der bewegbaren Druckplatte 14 zu dem Hubabstand des Formklemmpresskolbens 66 in der vorgeschobenen Richtung zu addieren. F (mm) ist ein Maximalwert von D, der gemäß der vorstehend genannten Gleichung (1) berechnet wird, vorausgesetzt, dass der Wert von F kleiner als der Wert von A ist.
Unter Bezugnahme auf 4(a) wird die vorstehend beschriebene Berechnung auf der Grundlage spezifischer Werte, die in der folgenden Tabelle gezeigt sind, eines Beispiels der vorliegenden Formklemmvorrichtung beispielhaft beschrieben.
[TABELLE 1]

F = E+B = 6,00+12,00 = 18,00(mm)
H = G-C = 234,56-200,00 = 34,56(mm)
H/B = 34,56/12,00 = 2 mit einem Merk- bzw. Hilfswert von 10,56
∴ J = 10, 56(mm)
K = A-B = 20-12 = 8,00
O < K, daher
K = 8,00-12,00 = –4,00(mm)
L = J+K = 10, 56-4 = 6, 56(mm)
E < L, daher
X = L = 6, 56(mm)

Wie in 4(a) dargestellt ist, wird der Formklemmpresskolben 66 von seiner mechanischen Nullposition zu seiner vollständig zurückgezogenen Position um den Betrag von X = 6,56 mm bewegt, wobei dadurch der Eingriff der ersten Eingriffsvorsprünge 88 des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 und der zweiten Eingriffsvorsprünge 86, 86 der Mutterhälften 80, 80 sichergestellt wird, wenn die bewegbare Druckplatte 14 auf ihrer Formschließposition platziert ist.
Außerdem kann der Betrieb der gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konstruierten Formklemmvorrichtung durch Verwenden eines Drucksensors 92 geregelt werden, wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist. Genauer gesagt wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Servomotors 22 auf der Grundlage der hydraulischen Druckkraft der hydraulischen Kammer 40 und der Formklemmkammer 76, die durch den Drucksensor 92 erfasst wird, Feedback geregelt (rückführgeregelt), was eine verbesserte Genauigkeit der Regelung des Betriebs der Vorrichtung ergibt.
Wie 5 entnehmbar ist, weist das Ausgangsdrehmoment des Servomotors 22 ein Anfangsausgangsdrehmoment, das einer Kraft, die der Vorspannkraft der Spiralfeder 76 quer steht, zusätzlich zu einem Ausgangsdrehmoment, das der hydraulischen Druckkraft entspricht, das als die Formklemmkraft wirkt, auf. Das bedeutet, dass der Formklemmdruck unter Berücksichtigung des Anfangsdrehmoments des ersten Servomotors 22 geregelt wird.
Gemäß dem Betrieb der Formklemmvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Formklemmdruck nach dem Spritzgussbetrieb verringert. Der Formklemmdruckverringerungsbetrieb wird durch Regeln des Ausgangsdrehmoments des ersten Servomotors 22 ausgeführt, wobei dadurch eine abrupte Änderung des hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer 76 vermieden oder abgeschwächt wird, was einen nicht wünschenswerten Stoß verursachen kann. Zum effektiven Verringern des Formklemmdrucks in der Formklemmkammer 76 kann das Ausgangsdrehmoment des ersten Servomotors 22 vorzugsweise wie folgt geregelt werden: Der Wert des Ausgangsdrehmoments des ersten Servomotors 22 wird nämlich allmählich von einem Wert M, der bei dem Formklemmbetrieb erzeugt wird, auf einen Wert TO verringert, der erzeugt wird, wenn der Formklemmdruckverringerungsbetrieb beendet ist, mit einer vielzähligen Anzahl N von Betriebsschritten innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums t. Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ist eine Grafik gezeigt, die eine Änderung des Ausgangsdrehmoments des ersten Servomotors 22 zeigt, der durch einen vierstufigen Regelbetrieb geregelt wird, und ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Schritte des Formklemmbetriebs des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wobei das Ausgangsdrehmoment des ersten Servomotors 22 durch den vierstufigen Regelbetrieb beispielhaft geregelt wird. In 7 wird ein „Eingriffsvorrichtungslockerungsvorgang„ zum Bewegen der Mutterhälften 80, 80 entfernt von dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 ausgeführt.
Alternativ kann der erste Servomotor 22 auf der Grundlage seiner Drehzahl zum Verringern des Formklemmdrucks geregelt werden. Insbesondere wird der erste Servomotor 22 in die rückwärtsgerichtete Richtung aufgrund der Erfassung des Eingangssignals gedreht, das den Beginn des Formklemmdruckverringerungsbetriebs anzeigt. Die Drehzahl V des ersten Servomotors 22 wird während einer vorbestimmten Zeitdauer t geregelt, die zum Verringern des Formklemmdrucks erforderlich ist, wodurch der Formklemmdruck wirksam verringert wird. Es ist wünschenswert, dass der Wert V der Drehzahl des ersten Servomotors 22 die Anzahl der Regelschritte und die Zeitdauer für jeden Regelschritt einstellbar ausgeführt sind. Der Formklemmdruckverringerungsbetrieb kann anderenfalls so angeordnet sein, dass der Formklemmdruckverringerungsvorgang unmittelbar beendet ist, wenn die Messung des Wertes P des Formklemmdrucks einen vorbestimmten Wert p erreicht, der zum Beenden des Formklemmdruckverringerungsbetriebs auch dann ausreichend ist, wenn die vorbestimmte Zeitdauer t, die für den Formklemmdruckverringerungsbetrieb erforderlich ist, nicht vergangen ist.
8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Regelschritte des Formklemmbetriebs des vorliegenden Ausführungsbeispiels darstellt, wobei die Drehzahl des ersten Servomotors 22 durch einen vierstufigen Regelbetrieb beispielhaft geregelt ist.
Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 ist eine teilgeschnittene Draufsicht einer Formklemmvorrichtung gezeigt, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konstruiert ist, bzw. eine vergrößerte Schnittansicht eines prinzipiellen Teils der Formklemmvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Formklemmvorrichtung weist stationäre und hintere Druckplatten 102, 104 auf, die einzeln fest durch eine Basis 100 der Spritzgussmaschine gestützt sind, sodass sie einander gegenüber und voneinander entfernt sind. Wie bei der Formklemmvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels erstrecken sich vier Verbindungsstangen 106 parallel zueinander über die stationären und hinteren Druckplatten 102, 104 und eine bewegbare Druckplatte 108 ist durch die vier Verbindungsstangen 106 gestützt, um entlang der Verbindungsstangen 106 zwischen der stationären Druckplatte 102 und der hinteren Druckplatte 104 bewegbar zu sein.
Zwischen den hinteren und bewegbaren Druckplatten 104, 108 ist eine Antriebseinheit angeordnet, die von einem elektrischen Motor angetrieben ist, durch die die bewegbare Druckplatte 108 in Richtung der stationären Druckplatte 102 und von dieser weg bewegt wird. An die stationären und bewegbaren Druckplatten 102, 108 sind jeweils stationäre und bewegbare Formhälften einer Form (nicht gezeigt) angebracht. Durch hin- und hergehende Bewegung der bewegbaren Druckplatte wird die bewegbare Druckplatte in Richtung der stationären Druckplatte bewegt, um die Klemme der Form zu schließen, und wird von der stationären Druckplatte bewegt, um die Form zu öffnen.
Eine spezifische Konstruktion der Antriebseinheit der Elektromotorbauart des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird beschrieben.
Die Antriebsvorrichtung weist ein Paar von Formöffnungs- und -schließmechanismen einer elektrischen Kugelspindelbauart 110, 110 auf. Die Formöffnungs- und -schließmechanismen 110, 110 sind entgegengesetzt zueinander in eine Richtung senkrecht zu der Mittenachse der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Druckerzeugungszylindervorrichtungen 112, 112 zueinander entgegengesetzt in dieselbe Richtung ausgerichtet. Die Antriebsvorrichtung weist des Weiteren eine Formklemmzylindervorrichtung 114 auf, die radial nach außen von der Mittenachse der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet ist. Bei der Antriebsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Formöffnungs- und -schließmechanismen 110, 110 geeignet, um die bewegbare Druckplatte 108 in Richtung der stationären Druckplatte 102 und von dieser weg mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu bewegen, während die Druckerzeugungszylindervorrichtungen 112, 112 und die Formklemmzylindervorrichtung 114 geeignet ist, um eine ausreichend große Formklemmkraft zwischen der bewegbaren und der stationären Druckplatte 108, 102 aufzubringen.
Genauer beschrieben weisen die Formöffnungs- und -schließmechanismen 110, 110 Folgendes auf:
Erste Servomotoren 116, 116 als Formantriebselektromotor, die an den horizontal entgegengesetzten Seiten der hinteren Druckplatten 104 angeordnet sind, um sich parallel zu der Bewegungsrichtung der bewegbaren Druckplatten 108 zu erstrecken, insbesondere der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte 108.
Jede der ersten Kugelspindelwellen 118, 118 ist an ihrem axialen Ende der vorgeschobenen Seite durch die bewegbare Druckplatte 108 gestützt, sodass die erste Kugelspindelwelle 118 an ihrer Achse drehbar und in axialer Richtung unbewegbar ist. Die ersten Kugelspindelwellen 118, 118 sind an den Ausgangswellen des ersten Servomotors 116 bzw. 116 befestigt. Jeder der ersten Servomotoren 116 hat eine Kodiereinrichtung 120 zum Erfassen eines Betrags seiner Drehung.
Jeder Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 weist des Weiteren eine erste Kugelmutter 122, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle 118 steht und an der Seite der hinteren Druckplatte angeordnet ist, auf. Die ersten Kugelmuttern 122, 122 sind jeweils durch die Druckerzeugungszylindervorrichtungen 112, 112 gestützt, die an jeweiligen Seiten der hinteren Druckplatte 104 befestigt sind.
Jede der Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 weist einen zylindrischen Druckerzeugungszylinder 124 und einen Druckerzeugungskolben 126 auf, der innerhalb einer Bohrung des Druckerzeugungszylinders 124 hin- und herbewegbar ist. Die äußere Umfangsfläche des Druckerzeugungskolbens 126 und die innere Umfangsfläche des Druckerzeugungszylinders 124 wirken zusammen, um dazwischen eine Druckerzeugungskammer 128 zu definieren. Die Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 ist für die Bewegung des Druckerzeugungskolbens 126 in einer Richtung entfernt von der bewegbaren Platte 108 oder in Richtung des linken Endes des Druckerzeugungszylinders 124 gemäß 9 angeordnet, um das Volumen der Druckerzeugungskammer 128 zu verringern.
Die Druckerzeugungszylindervorrichtungen 112 weist des Weiteren eine Spiralfeder 130 auf, die zwischen den Druckerzeugungszylinder 124 und den Kolben 126 zwischengesetzt ist. Die Spiralfeder 130 ist geeignet, um eine Vorspannkraft auf den Druckerzeugungskolben 126 so aufzubringen, dass der Druckerzeugungskolben 126 gezwungenermaßen an dem rechten axialen Ende des Zylinders 124 gemäß 9 platziert wird, wodurch das Volumen der Druckerzeugungskammer 128 maximiert wird. Um den Druckerzeugungskolben 126 auf seiner zurückgezogenen Position mit einer hohen Stabilität zu halten, ist ein Sperrzylinder 132 als eine Sperreinrichtung an dem Druckerzeugungszylinder 124 angeordnet. Genauer gesagt weist der Sperrzylinder 132 einen Sperrstift 134 auf, der hin- und herbewegbar innerhalb einer Bohrung davon ist. Der Sperrstift 134 steht in Richtung des Druckerzeugungskolbens 126 durch ein Durchgangsloch vor, das an einer äußeren Umfangsfläche des Druckerzeugungszylinders 124 ausgebildet ist, und ist in Richtung des Druckerzeugungskolbens 126 und davon wegbewegbar. Somit wird der Sperrstift 134 in Eingriff mit dem Druckzylinderkolben 126 und außer Eingriff damit gebracht. Mit dem Sperrstift 134 im Eingriff mit dem Druckerzeugungskolben 126 wird der Druckerzeugungskolben 126 auf seiner zurückgezogenen Position mit einer hohen Stabilität gehalten. Diesbezüglich kann der Sperrzylinder 132 vorzugsweise als ein Luftzylinder ausgebildet sein.
Der Druckerzeugungskolben 126 ist ein Hohlzylinderelement mit einer Bohrung 136, wobei die erste Kugelmutter 122 verschraubt ist. Somit ist die erste Kugelspindelwelle 118 bewegbar innerhalb der Bohrung 136 des Druckerzeugungskolbens 126 und einer Bohrung des Druckerzeugungszylinders 124 angeordnet und erstreckt sich dort hindurch.
Mit dem Sperrzylinder 132 im Eingriff mit dem Druckerzeugungskolben 126 wird der erste Servomotor 116 betrieben, um die erste Kugelspindelwelle 118 zu drehen. Die Drehung der ersten Kugelspindelwelle 118 relativ zu der ersten Kugelmutter 122 wird in eine längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle 118 so umgewandelt, dass eine Antriebskraft zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 109, 108 in eine Richtung aufgebracht wird, in die die zwei Druckplatten 104, 108 einander gegenüberstehen. Demgemäß wird die bewegbare Druckplatte 108 in Richtung der stationären Druckplatte 102 und davon wegbewegt, um dabei die Form dazwischen zu öffnen und zu schließen.
Mit dem Sperrzylinder 132 außer Eingriff von dem Druckerzeugungskolben 126 wird andererseits der erste Servomotor 116 betrieben, um die erste Kugelspindelwelle 118 relativ zu der ersten Kugelmutter 112 zu drehen. Für diesen Fall verursacht die längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle 118 und der Mutter 122 die Gleitbewegung des Druckerzeugungskolbens 126 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 130, wodurch das Volumen der Druckerzeugungskammer 128 zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks darin verringert wird. Der erzeugte hydraulische Druck in der Druckerzeugungskammer 128 wird auf die Formklemmzylindervorrichtung 114 aufgebracht, wodurch die Formklemmzylindervorrichtung 114 angetrieben wird, um die Formklemmkraft zwischen der bewegbaren und der stationären Druckplatte 108, 102 aufzubringen.
Die Formklemmzylindervorrichtung 114 ist einstückig mit der hinteren Druckplatte 104 ausgebildet und weist einen Formklemmzylinder 138 auf, dessen Mittenachse mit der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte 108 ausgerichtet ist, und einen Formklemmpresskolben 142, der gleitfähig innerhalb einer Bohrung 140 des Formklemmzylinders 138 bewegbar ist. Wie bei der Formklemmvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels wirken der Formklemmzylinder 138 und der Formklemmpresskolben 142 zusammen, um dazwischen eine Formklemmkammer 144 zu definieren.
Wie bei der Formklemmvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ist eine Eingriffsvorrichtung 146 an die Endseite großen Durchmessers des Formklemmpresskolbens 142 fixiert. Die Eingriffsvorrichtung 146 weist ein Paar Mutterhälften 148, 148 auf, die einander in Durchmesserrichtung gegenüberstehen und innere Umfangsflächen haben, die mit einer Vielzahl erster Eingriffsvorsprünge 147 ausgebildet sind, die sich in ihre Umfangsrichtung erstrecken und voneinander in axiale Richtung mit konstanten Abständen beabstandet sind, und ein Paar Zylindervorrichtungen 150, 150, die geeignet sind, um die Mutterhälften 148, 148 in Durchmesserrichtung zu bewegen. Der Formklemmpresskolben 142 hat eine Bohrung 152, die sich in seine axiale Richtung erstreckt und an den Endseiten der Abschnitte großen und kleinen Durchmessers 142a, 142b offen ist. Ein mechanischer Presskolben 154 ist an einem seiner axial entgegengesetzten Endabschnitten an einer axialen Endseite der bewegbaren Druckplatte 108 befestigt, die von der stationären Druckplatte 102 entfernt ist, und erstreckt sich in eine Richtung, die von der stationären Druckplatte 102 entfernt ist, durch die Bohrung 152.
Wie bei dem Formöffnungs- und -schließzylinder 12 des ersten Ausführungsbeispiels ist ein mechanischer Presskolben 154 ein Hohlzylinderelement und ist bezüglich der bewegbaren Druckplatte 108 so positioniert, dass die Mittenachse des mechanischen Presskolbens 154 mit der geraden Linie ausgerichtet ist, die durch die Mitte der bewegbaren Druckplatte 108 verläuft. Der mechanische Presskolben 154 ist mit einer Vielzahl von zweiten Eingriffsringvorsprüngen 156 ausgebildet, die jeweils eine gezackte Querschnittsgestalt haben, die in axiale Richtung mit regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die ersten Eingriffsvorsprünge 147, 147 der Mutterhälften 148, 148, sind mit den zweiten Eingriffsringvorsprüngen 156 des mechanischen Presskolbens 154 eingreifbar. Während die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 147, 147, 156 einstückig und gezwungenermaßen im Eingriff miteinander sind, wird der erste Servomotor 116 betrieben, um die erste Kugelspindelwelle 118 relativ zu der ersten Kugelmutter 122 zum Erzeugen der Vorschubbewegung des Druckerzeugungskolbens 126 zu drehen, um den hydraulischen Druck in der Druckerzeugungskammer 128 zu erhöhen. Der erzeugte hydraulische Druck in der Druckerzeugungskammer 128 wird auf die Formklemmkammer 144 übertragen, wodurch der Formklemmpresskolben 142 in Richtung der bewegbaren Druckplatte 108 auf der Grundlage des erhöhten hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer 144 bewegt wird. Die Vorschubbewegung des Formklemmpresskolbens 142 wird durch den mechanischen Presskolben 154 auf die bewegbaren Druckplatte 108 übertragen, wodurch die Formklemmkraft zwischen den bewegbaren und stationären Druckplatten 108, 102 aufgebracht wird.
Bezüglich der hydraulischen Einheit 52 zum Regeln der Strömung des Arbeitsfluids zwischen der Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 und der Formklemmzylindervorrichtung 114, wie in 9 gezeigt ist, werden die bei dem erstem Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen verwendet, um die entsprechenden Elemente zu nennen, und keine Beschreibung dieser Elemente ist vorgesehen.
Wie in 10 gezeigt ist, ist der mechanische Presskolben 154 ebenso ein Hohlzylinderelement. Innerhalb einer Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 ist eine Auswerferkugelspindelwelle 160 als eine zweite Kugelspindelwelle angeordnet, um sich dort hindurch zu erstrecken. Die Auswerferkugelspindelwelle 160 ist an einem von axial entgegengesetzten Enden (insbesondere an dem rechten Ende) durch den mechanischen Presskolben 154 durch ein Lager 164 so gestützt, dass die Auswerferkugelspindelwelle 160 an ihrer Achse drehbar ist, während sie in axiale Richtung unbewegbar ist. Die Auswerferkugelspindelwelle 160 steht des Weiteren aus dem mechanischen Presskolben 154 in Richtung der bewegbaren Druckplatte 108 mit einer vorgegebenen axialen Länge vor. Ein vorstehendes Ende 166 wirkt als eine Kugelspindelwelle. Eine Auswerferkugelmutter 168 als eine zweite Kugelmutter steht im Gewindeeingriff mit dem vorstehenden Ende 166, während es an einer Auswerferplatte 170 befestigt ist, die in die bewegbare Druckplatte 108 eingebaut ist. Die Auswerferplatte 170 hat eine geeignete Anzahl vom Ausspitzstiften 172, die geeignet sind, ein Formprodukt aus der Form nach dem Formöffnungsvorgang auszuwerfen, wie nach dem Stand der Technik gut bekannt ist.
An dem anderen axialen Ende der Auswerferkugelspindelwelle 160 (insbesondere dem linken Ende gemäß 10) ist andererseits die Ausgangswelle eines Auswerferservomotors 162 als ein Auswerferelektromotor fest verbunden, um relativ zueinander nicht gedreht zu werden. Des Weiteren ist der Auswerferservomotor 162 innerhalb der Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 angeordnet und mit dem Abschnitt axial offenen Endes des mechanischen Presskolbens 154 verschraubt. Die Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 ist an ihrem rechten axialen Ende zu der Atmosphäre durch ein Verbindungsloch 174 offen, das durch einen Basisabschnitt des Lagers 164 ausgebildet ist, während sie an ihrem linken axialen Ende zu der Atmosphäre durch einen Hohlraum 176 offen ist, der zwischen der äußeren Umfangsfläche des Auswerferservomotors 162 und der Bohrung 158 ausgebildet ist, und ein Loch 178, das durch einen Flanschabschnitt 179 des Auswerferservomotors 162 ausgebildet ist. Das Vorsehen des Verbindungslochs 174, des Hohlraums 176 und des Lochs 178 unterstützt die Ventilation bzw. die Belüftung der Bohrung 158 aufgrund der Hin- und Herbewegung des mechanischen Presskolbens 154.
Der Auswerferservomotor 162 wird betrieben, um die Auswerferkugelspindelwelle 160 relativ zu der Auswerferkugelmutter 168 zu drehen, was eine geradlinige Bewegung der Auswerferkugelmutter 168 in axiale Richtung verursacht. Durch die geradlinige Bewegung des Auswerferstifts 172 in axiale Richtung wird die Auswerferplatte 170 in Richtung der bewegbaren Druckplatte 108 und von dieser wegbewegt, was eine Vorschub- und Rückzugbewegung des Auswerferstifts 172 in axiale Richtung gestattet.
Daher ist die Formklemmvorrichtung, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konstruiert ist, in der Lage, wünschenswerte Wirkungen wie die Formklemmvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels zu erzielen. Das heißt, dass die Formklemmvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Formöffnungs- und -schließvorgang mit einer relativ hohen Geschwindigkeit aufgrund der geradlinigen Bewegung der Formöffnungs- und -schließmechanismen 110, 110 gestattet, die direkt auf die bewegbare Druckplatte 108 aufgebracht sind. Die Formklemmvorrichtung ist ebenso in der Lage, eine ausreichend große Formklemmkraft auf die bewegbare Druckplatte 108 auf der Grundlage einer erhöhten hydraulischen Druckkraft aufzubringen, die durch Verwenden der hydraulischen Einheit einschließlich der Druckerzeugungszylindervorrichtungen 112, 112 und der Formklemmzylindervorrichtung 114 erzeugt wird.
Gemäß der Formklemmvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ist die erste Kugelspindelwelle 118 direkt mit der Ausgangswelle des Servomotors 116 in jedem Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 verbunden. Diese Anordnung gestattet eine Verringerung des Geräuschs und eine verbesserte Genauigkeit der Positionsregelung jeder Kugelspindelwelle 118 im Vergleich mit dem Fall, dass die erste Kugelspindelwelle und die Ausgangswelle des Servomotors mit einem geeigneten Übertragungselement wie zum Beispiel einem Riemen verbunden sind.
Außerdem ist die Formklemmvorrichtung, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konstruiert ist, so angeordnet, dass ein Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 und eine Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 an einer Seite der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet sind, während der andere Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 und die andere Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 an der anderen Seite der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet sind. Des Weiteren sind die ersten Servomotoren 116, 116 durch die bewegbaren Druckplatte 108 gestützt. Bei dieser Anordnung ist die axiale Länge der Formklemmvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels kleiner als die der Formklemmvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, was eine Verringerung der Größe der Formklemmvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ergibt.
Bei der Formklemmvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ist der Druckerzeugungskolben 126 der Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 auf seiner zurückgezogenen Position gehalten, während die bewegbare Druckplatte 108 in Richtung der stationären Druckplatte 102 und von dieser wegbewegt wird, mittels des Sperrstifts 134, der direkt mit der äußeren Umfangsfläche des Druckerzeugungskolbens 126 im Eingriff steht, ebenso wie mit der Vorspannkraft der Spiralfeder 130. Diese Anordnung stellt eine weitere verbesserte Stabilität des Formöffnungs- und -schließvorgangs sicher.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind eine Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 und eine Druckerzeugungszylindervorrichtung 112 an einer der entgegengesetzten Seiten der hinteren und bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet, während der andere Formöffnungs- und -schließmechanismus 110 und der andere Druckerzeugungszylinder 112 an den anderen Seiten der hinteren und der bewegbaren Druckplatte 104, 108 angeordnet ist, sodass die Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 wirksam zum Unterbringen des elektrisch betriebenen Auswerfermechanismus der Kugelspindelbauart genutzt werden kann. Diese Anordnung gestattet sowohl eine Elektrifizierung des Auswerfermechanismus als auch eine effektive Anordnung der Bauteile der Vorrichtung mit einer verbesserten Raumnutzung.
Darüber hinaus ist der Innenraum der Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 zu der Atmosphäre durch das Verbindungsloch 174 offen, das in einem der entgegengesetzten axialen Enden des mechanischen Presskolbens 154 ausgebildet ist, und der Hohlraum 176 und das Loch 178, die in dem anderen axialen Ende des mechanischen Presskolbens 154 ausgebildet sind, wobei dadurch die Belüftung des Innenraums des mechanischen Presskolbens 154 vereinfacht wird, wobei wirksam eine nicht wünschenswerte Erzeugung von Wärme in dem Servomotor 162, der innerhalb der Bohrung 158 des mechanischen Presskolbens 154 eingebaut angeordnet ist, verhindert oder verringert wird.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Formklemmvorrichtung, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konstruiert ist, wünschenswert den zweiten Servomotor 78 als elektrischen Positioniermotor aufweisen, der geeignet ist, um die Position des Formklemmzylinders 138 relativ zu der hinteren Druckplatte 104 in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens 154 einzustellen. Dadurch wird es möglich, die Eingriffsposition der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 147, 147, 156 einzustellen, wobei die Festlegung der Bezugsposition des Formklemmpresskolbens 142 mit Genauigkeit vereinfacht wird.
Während die eingesetzte Form an der Formklemmvorrichtung befestigt ist, kann die Eingriffsposition der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge vorzugsweise gemäß verschiedener Arten von Verfahren berechnet werden, die voneinander hinsichtlich eingesetzter Bezugspositionen und Ideen verschieden sind, und jedes Verfahren kann einsetzbar bei der vorliegenden Erfindung sein. Vorzugsweise kann ein Verfahren des Erhaltens einer Eingriffsposition, die durch den minimalen Hub des Formklemmpresskolbens von seiner mechanischen Nullposition vorgesehen ist, eingesetzt werden.
Bei der vorstehend erwähnten ? mechanischen Feineinstellung, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, sind die zweiten Eingriffsvorsprünge 86, 86 der Mutterhälften 80, 80 angeordnet, um mit den ersten Eingriffsvorsprüngen 88 des Formöffnungs- und -schließzylinders 12 in Eingriff zu gelangen, wobei der Formklemmpresskolben 66 in seiner zurückgezogenen Position gehalten ist. Jedoch ist die mechanische Feineinstellung der vorliegenden Erfindung nicht auf diese besondere Anordnung beschränkt, vorausgesetzt, die Eingriffsposition der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge 88, 86, 86 ist durch eine spezifische Winkelposition des ersten Servomotors 22 relativ zu der neutralen Winkelposition des ersten Servomotors 22 ermittelt.
Während die derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genau nur zum Zweck der Darstellung beschrieben sind, ist es verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Details des dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern dass diese auch mit verschiedenartigen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann einfallen, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung entnehmbar ist, kann die Formklemmvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, als eine Formklemmvorrichtung der Spritzgussmaschine eingesetzt werden. Bei der Formklemmvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebskraft zum Antreiben der bewegbaren Druckplatte in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser weg wirksam durch Verwenden eines Kugelspindelmechanismus erzeugt, der bezüglich der Konstruktion einfach ist. Dieser Kugelspindelmechanismus wird zusammen mit einem hydraulischen System verwendet, was eine Erzeugung einer ausreichend großen Formklemmkraft mit einem einfachen Mechanismus und einer hervorragenden Energieeffizienz gestattet. Somit wird die vorliegende Formklemmvorrichtung wirksam in der Industrie als eine neuartige Formklemmvorrichtung einer Hybridbauart verwendet, wobei der elektrische Antriebsmechanismus und das hydraulische System wirksam miteinander kombiniert sind, um als eine Antriebsquelle zu dienen.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist der Betrieb der Formklemmvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, beim Spritzgussbetrieb in der Industrie anwendbar. Dieses Verfahren gestattet wirksam eine sanfte Übertragung von dem Formschließbetrieb zu dem Formöffnungsbetrieb sowie eine Verringerung der Größe des Stoßes bei dem Druckverringerungsbetrieb.
Somit ist die Formklemmvorrichtung der Hybridbauart offenbart, bei der ein Antriebsmechanismus der Elektromotorbauart und ein Antriebsmechanismus der Hydraulikzylindervorrichtungsbauart in Kombination eingesetzt werden, um als eine Antriebsquelle zu dienen. Die offenbarte Vorrichtung hat einen neuartigen Aufbau und gestattet einen raschen Formöffnungs- und -schließbetrieb sowie einen Hochdruckformklemmbetrieb mit einem einfachen Mechanismus und einer hervorragenden Energieeffizienz. Die Druckerzeugungszylindervorrichtung wird durch den Kugelspindelmechanismus 18, 48 angetrieben. Der Druckerzeugungskolben 34 der Druckerzeugungszylindervorrichtung ist einstückig mit dem mechanischen Presskolben 12 bewegbar, sodass die bewegbare Druckplatte 14, die an dem mechanischen Presskolben 12 befestigt ist, in die Formöffnungs- und -schließrichtung bewegt wird. Der Druckerzeugungskolben 34 ist ebenso relativ zu dem mechanischen Presskolben bewegbar, sodass der in dem Druckerzeugungszylinder 40, die zwischen dem mechanischen Presskolben 12 und dem Druckerzeugungskolben 34 ausgebildet ist, erzeugte Fluiddruck auf die Formklemmkammer 76 der Formklemmzylindervorrichtung übertragen wird. Der in der Formklemmkammer 76 erzeugte Fluiddruck wird auf dem mechanischen Presskolben 12 aufgebracht, sodass der mechanische Presskolben 12 bewegt wird, um die Formklemmkraft zu erzeugen.
Zusammenfassung
1
Eine Formklemmvorrichtung der Hybridbauart, bei der ein Antriebsmechanismus der Elektromotorbauart und ein Antriebsmechanismus der Hydraulikzylindervorrichtungsbauart in Kombination eingesetzt werden, um als eine Antriebsquelle zu dienen, ist offenbart. Die offenbarte Vorrichtung hat einen neuartigen Aufbau und gestattet einen raschen Formöffnungs- und -schließbetrieb sowie einen Hochdruckformklemmbetrieb mit einem einfachen Mechanismus und einer hervorragenden Energieeffizienz. Die Druckerzeugungszylindervorrichtung wird durch den Kugelspindelmechanismus (18, 48) angetrieben. Ein Druckerzeugungskolben (34) der Druckerzeugungszylindervorrichtung ist einstückig mit einem mechanischen Presskolben (12) bewegbar, sodass eine bewegbare Druckplatte (14), die an dem mechanischen Presskolben 12 befestigt ist, in die Formöffnungs- und -schließrichtung bewegt wird. Der Druckerzeugungskolben (34) ist ebenso relativ zu dem mechanischen Presskolben bewegbar, sodass der in einem Druckerzeugungszylinder (40), die zwischen dem mechanischen Presskolben (12) und dem Druckerzeugungskolben (34) ausgebildet ist, erzeugte Fluiddruck auf die Formklemmkammer (76) der Formklemmzylindervorrichtung übertragen wird. Der in der Formklemmkammer (76) erzeugte Fluiddruck wird auf dem mechanischen Presskolben (12) aufgebracht, sodass der mechanische Presskolben (12) bewegt wird, um eine Formklemmkraft zu erzeugen.

Claims

Formklemmvorrichtung einer Spritzgussmaschine zum Klemmen einer Form, wobei die Formklemmvorrichtung Folgendes aufweist: eine stationäre und eine hintere Druckplatte, die beide fest an einer Basis der Spritzgussmaschine angeordnet sind, sodass die stationäre und die hintere Druckplatte einander mit einer Beabstandung dazwischen gegenüberstehen; eine bewegbare Druckplatte, die zwischen die stationäre und die hintere Druckplatte zwischengesetzt ist, sodass die bewegbare Druckplatte zwischen der stationären und der hinteren Druckplatte in eine Richtung bewegbar ist, in der die stationäre und die hintere Druckplatte einander gegenüberstehen; einen Antriebsmechanismus, der einen elektrischen Motor hat, der zwischen der hinteren Druckplatte und der bewegbaren Druckplatte angeordnet sowie betriebsfähig ist, um die bewegbare Druckplatte in Richtung der stationären Druckplatte und von dieser wegzubewegen; einen Formöffnungs- und -schließmechanismus einer elektrischen Kugelspindelbauart, die eine erste Kugelspindelwelle, die durch eine der bewegbaren und hinteren Druckplatten gestützt ist, eine erste Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle und durch die andere der bewegbaren und hinteren Druckplatten gestützt ist, und einen Formantriebselektromotor aufweist, der geeignet ist, die erste Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative längsgerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, wobei der Formöffnungs- und -schließmechanismus geeignet ist, die Form auf der Grundlage der relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu öffnen und zu schließen; eine Druckerzeugungszylindervorrichtung, die an der Seite der hinteren Druckplatte angeordnet ist und betriebsfähig ist, um einen hydraulischen Druck auf der Grundlage einer relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen; eine Formklemmzylindervorrichtung, die an der Seite der hinteren Druckplatte angeordnet ist und mit dem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der in der Druckerzeugungszylindervorrichtung erzeugt wird, wobei die Formklemmvorrichtung einen Formklemmpresskolben hat, der mit der bewegbaren Platte verbindbar ist; und eine Eingriffsvorrichtung, die betriebsfähig ist, den Formklemmpresskolben mit der bewegbaren Druckplatte in Eingriff zu bringen, wenn die Form geschlossen ist, um dadurch der bewegbaren Platte die Formklemmkraft aufzuprägen, die durch die Formklemmzylindervorrichtung auf der Grundlage der relativen längsgerichteten Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter erzeugt wird.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungszylindervorrichtung des Weiteren eine Vorspannvorrichtung aufweist, die geeignet ist, um einen Druckerzeugungskolben in Richtung einer vollständig zurückgezogenen Position davon vorzuspannen, um ein Volumen einer Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung zu vergrößern.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungszylindervorrichtung des Weiteren eine Sperrvorrichtung aufweist, die betriebsfähig ist, um den Druckerzeugungskolben fest mit einem Druckerzeugungszylinder der Druckerzeugungszylindervorrichtung zu verbinden, um eine Verschiebung des Druckerzeugungskolbens relativ zu dem Druckerzeugungszylinder zu verhindern.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein hydraulisches System, das einen hydraulischen Schaltkreis für eine Fluidverbindung zwischen einer Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung und einer Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung und ein Schaltventil zum alternativen Verbinden der Druckerzeugungskammer mit der Formklemmkammer und zum Trennen davon aufweist.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeugungskolben ein Hohlzylinderelement ist, wobei die Druckerzeugungskammer teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des hohlen Druckerzeugungskolbens definiert ist, wobei die Kugelspindelwelle in einer Bohrung des hohlen Druckerzeugungskolbens angeordnet ist und sich dort hindurch erstreckt, und wobei die erste Kugelmutter an dem hohlen Druckerzeugungskolben befestigt ist.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formklemmzylindervorrichtung so angeordnet ist, dass eine Mittenachse der Formklemmzylindervorrichtung mit einer Mittenachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist, und der Formklemmpresskolben ein Hohlzylinderelement aufweist, wobei die Vorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen mechanischen Presskolben, der an der bewegbaren Druckplatte befestigt ist und sich durch eine Bohrung des hohlen Formklemmpresskolbens erstreckt, wobei eine Eingriffsvorrichtung betriebsfähig ist, um den hohlen Formklemmpresskolben in Eingriff mit dem mechanischen Presskolben zu halten.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsvorrichtung eine Vielzahl erster Eingriffsvorsprünge, die an einer äußeren Umfangsfläche des mechanischen Presskolbens ausgebildet sind, sodass die ersten Eingriffsvorsprünge voneinander mit gleichmäßigen Abständen bzw. gleichmäßiger Teilung in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens beabstandet sind, und ein Eingriffselement, das eine Vielzahl von zweiten Eingriffsvorsprüngen hat und durch den Formklemmpresskolben so geschützt ist, dass das Eingriffselement unbewegbar in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens ist und in Richtung der äußeren Umfangsfläche des mechanischen Presskolbens und davon weg bewegbar ist, um die zweiten Eingriffsvorsprünge mit den ersten Eingriffsvorsprüngen in Eingriff und außer Eingriff zu bringen.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen elektrischen Positioniermotor, der geeignet ist, um das Eingriffselement relativ zu dem mechanischen Presskolben in axiale Richtung des mechanischen Presskolbens so zu bewegen, dass die zweiten Eingriffsvorsprünge des Eingriffselements geeignet zum Eingriff mit den ersten Eingriffsvorsprüngen des mechanischen Presskolbens positioniert werden.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung eine Betriebshublänge hat, die größer ausgeführt ist, als eine Summe einer Teilung der ersten Eingriffsvorsprünge und eines vergrößerten Betrags des axialen Abstands zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte aufgrund einer Aufbringung einer Formklemmkraft zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Presskolben ein Hohlzylinderelement aufweist, wobei die Formklemmvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: eine elektrisch betriebene Auswerfervorrichtung einer Kugelspindelbauart, die einen Auswerfer hat, der an der bewegbaren Platte befestigt ist, eine zweite Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist und an dem einen des mechanischen Presskolbens und des Auswerfers befestigt ist, eine zweite Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der zweiten Kugelspindelwelle ist und an dem anderen des mechanischen Presskolbens und des Auswerfers fixiert ist; und einen elektrischen Auswerfermotor, der geeignet ist, um die zweite Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative längsgerichtete Bewegung der zweiten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, um dadurch den Auswerfer anzutreiben.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Auswerfermotor fest innerhalb der Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist, und wobei der hohle mechanische Presskolben einen Luftströmungsdurchgang hat, der sich durch die Bohrung davon in axialer Richtung erstreckt.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungszylindervorrichtung eine Vielzahl von Druckerzeugungszylindervorrichtungen aufweist, die an einer Mittenachse der bewegbaren Platte angeordnet sind.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Druckerzeugungszylindervorrichtungen Folgendes aufweist: den Druckerzeugungskolben in der Gestalt eines Hohlzylinders; die Druckerzeugungskammer, die teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des hohlen Druckerzeugungskolbens definiert ist; die erste Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen Druckerzeugungskolbens angeordnet ist und sich dort hindurch erstreckt; die erste Kugelmutter, die an dem hohlen Druckerzeugungskolben befestigt ist; und den Formantriebselektromotor, der fest durch die bewegbare Platte gestützt ist und geeignet ist, um die erste Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen.
Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Presskolben einen hohlen mechanischen Presskolben aufweist und die erste Kugelspindelwelle in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist und sich dort hindurch erstreckt.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kugelspindelwelle axial unbewegbar durch die Basis der Spritzgussmaschine gestützt ist, durch die die stationäre Platte fest gestützt ist, wobei der Druckerzeugungskolben gleitfähig innerhalb der Bohrung des mechanischen Presskolbens bewegbar ist, um die Druckerzeugungszylindervorrichtung zu bilden, und wobei die erste Kugelmutter an dem Druckerzeugungskolben befestigt ist.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes aufweist: die erste Kugelspindelwelle des Formöffnungs- und -schließmechanismus, die durch die Basis der Spritzgussmaschine so gestützt ist, dass die erste Kugelspindelwelle an einer Achse davon drehbar ist und in axiale Richtung davon unbewegbar ist; den Formantriebselektromotor, der geeignet ist, die erste Kugelspindelwelle in eine vorwärtsgerichtete und rückwärtsgerichtete Richtung zu drehen; einen hohlen mechanischen Presskolben, der radial nach außen von der Kugelspindelwelle angeordnet ist und an einem der axial entgegengesetzten Enden davon an der bewegbaren Platte befestigt ist, sodass der hohle mechanische Presskolben in eine axiale Richtung davon relativ zu der Basis der Spritzgussmaschine bewegbar ist und an der Achse davon nicht drehbar ist; den Druckerzeugungskolben, der radial nach innen von dem mechanischen Presskolben angeordnet ist, sodass der Druckerzeugungskolben gleitfähig hin- und herbewegbar in eine axiale Richtung des mechanischen Presskolbens ist sowie an einer Achse des mechanischen Presskolbens nicht drehbar ist, wobei der Druckerzeugungskolben mit dem mechanischen Presskolben zusammenwirkt um eine Druckerzeugungskammer dazwischen zu definieren, deren Volumen durch eine Bewegung des Druckerzeugungskolbens in Richtung eines der entgegengesetzten Enden des mechanischen Presskolbens verringert wird, wobei der Druckerzeugungskolben und die Druckerzeugungskammer miteinander zusammenwirken, um die Druckerzeugungszylindervorrichtung zu bilden; eine Vorspannvorrichtung, die geeignet ist, um den Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtung relativ zu dem mechanischen Presskolben vorzuspannen, sodass der Druckerzeugungskolben in Richtung eines der axialen Enden des Druckerzeugungszylinders entfernt von der bewegbaren Platte vorgespannt wird; die erste Kugelmutter des Formöffnungs- und -schließmechanismus, die im Gewindeeingriff mit der ersten Kugelspindelwelle steht und an dem Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtung befestigt ist, wobei die Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander gedreht werden, um den Druckerzeugungskolben hin- und herzubewegen; den Formklemmzylinder, der radial nach außen von dem mechanischen Presskolben angeordnet ist und fest durch die Basis der Spritzgussmaschine gestützt ist; den Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung, der radial nach außen von dem mechanischen Presskolben und radial nach innen von dem Formklemmzylinder angeordnet ist, sodass der Formklemmpresszylinder gleitfähig in axiale Richtung des Formklemmzylinders bewegbar ist, wobei der Formklemmpresszylinder mit dem Formklemmzylinder zusammenwirkt, um dazwischen eine Formklemmkammer zu definieren; einen elektrischen Positioniermotor, der geeignet ist, um den Formklemmpresskolben relativ zu dem Formklemmzylinder zum Positionieren des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder in axiale Richtung des Formklemmzylinders zu bewegen; ein hydraulisches System, das einen hydraulischen Schaltkreis für eine Fluidverbindung zwischen der Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung und der Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung hat und gestattet, dass der in der Druckerzeugungskammer durch die relative links gerichtete Bewegung der ersten Kugelspindelwelle und der Mutter aufgrund einer Drehung der ersten Kugelspindelwelle erzeugte Druck auf die Formklemmkammer übertragen wird, um einen hydraulischen Druck in der Formklemmkammer zu erzeugen und den hydraulischen Druck auf den Formklemmpresskolben als eine hydraulische Antriebskraft aufzubringen; eine Eingriffsvorrichtung, die zwischen dem Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung und dem mechanischen Presskolben angeordnet ist und betriebsfähig ist, um den Formklemmpresskolben und den mechanischen Presskolben miteinander in Eingriff zu bringen, um die hydraulische Antriebskraft, die auf den Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung aufgebracht ist, auf den mechanischen Presskolben als eine Formklemmkraft aufzubringen.
Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Druckerzeugungszylindervorrichtungen einschließlich einer Vielzahl von Druckerzeugungszylindern, die an der hinteren Druckplatte befestigt sind und an einer Verlängerung einer Mittenachse der bewegbaren Druckplatte angeordnet sind, um sich parallel zu der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte zu erstrecken, eine Vielzahl von Druckerzeugungskolben, die jeweils eine hohlzylindrische Gestalt haben und gleitfähig innerhalb der Vielzahl der jeweiligen Druckerzeugungszylinder bewegbar sind, und eine Vielzahl von Druckerzeugungskammern, die teilweise durch äußere Umfangsflächen der hohlen Druckerzeugungskolben definiert sind und ein Volumen haben, das durch eine Gleitbewegung der Vielzahl der Druckerzeugungskolben in eine Richtung entfernt von der bewegbaren Platte verringert wird; eine Vielzahl von ersten Kugelspindelwellen, die an der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte angeordnet sind, um sich parallel zu der Mittenachse zu erstrecken und um in Bohrungen der Vielzahl der Druckerzeugungskolben jeweils angeordnet zu sein und sich dort hindurch zu erstrecken, wobei die Vielzahl der ersten Kugelspindelwellen axial unbewegbar an der bewegbaren Druckplatte befestigt ist; eine Vielzahl von Formantriebselektromotoren, die an der bewegbaren Druckplatte angeordnet sind und geeignet sind, um jeweils die ersten Kugelspindelwellen in vorwärtsgerichtete und rückwärtsgerichtete Richtungen zu drehen; eine Vielzahl von ersten Kugelmuttern, die an der Vielzahl der Druckerzeugungskolben befestigt sind und in Gewindeeingriff mit der Vielzahl der jeweiligen ersten Kugelspindelwellen stehen; eine Vielzahl von Vorspannvorrichtungen, die geeignet sind, um die Druckerzeugungskolben der Druckerzeugungszylindervorrichtungen jeweils in Richtung der bewegbaren Druckplatte in eine axiale Richtung vorzuspannen; die Formklemmzylindervorrichtung einschließlich dem Formklemmzylinder, der fest an der hinteren Platte angeordnet ist, sodass eine Mittenachse des Formklemmzylinders mit der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte ausgerichtet ist, wobei der Formklemmpresskolben, der eine hohlzylindrische Gestalt hat, gleitfähig innerhalb des Formklemmzylinders bewegbar ist, und wobei die Formklemmkammer teilweise durch eine äußere Umfangsfläche des Formklemmpresskolbens definiert ist und ein Volumen hat, dass durch eine Gleitbewegung des Formklemmpresskolbens in eine Richtung entfernt von der bewegbaren Druckplatte verringert wird; eine hydraulische Vorrichtung, die betriebsfähig ist, um eine Fluidverbindung zu den Druckerzeugungskammern für ein festes Positionieren der Druckerzeugungskolben relativ zu den Druckerzeugungszylindern zu unterbinden, sodass die bewegbare Druckplatte durch eine Drehung der ersten Kugelspindelwelle relativ zu der hinteren Druckplatte, die mit den Druckerzeugungszylindern zum Schließen und Öffnen der Form befestigt ist, bewegt wird, während sie betriebsfähig ist, eine Fluidverbindung zwischen den Druckerzeugungskammern und der Formklemmkammer zum Gestatten einer Gleitbewegung der Druckerzeugungskolben zu erlauben, sodass der in den Druckerzeugungskammern durch die Drehung der ersten Kugelspindelwellen erzeugte hydraulische Druck auf die Formklemmkammer der Formklemmzylindervorrichtung aufgebracht wird, wodurch eine hydraulische Antriebskraft auf den Formklemmpresskolben aufgebracht wird; einen mechanischen Presskolben, der fest an der bewegbaren Druckplatte angeordnet ist, um in Richtung der hinteren Druckplatte entlang der Mittenachse der bewegbaren Druckplatte vorzustehen, wobei sich der mechanische Presskolben durch eine Bohrung des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung erstreckt; die Eingriffsvorrichtung, die zwischen dem mechanischen Presskolben und dem Formklemmpresskolben der Formklemmzylindervorrichtung angeordnet ist und betriebsfähig ist, um den mechanischen Presskolben und den Formklemmpresskolben relativ zueinander zum Aufbringen der durch die Formklemmzylindervorrichtung erzeugten hydraulischen Antriebskraft auf den mechanischen Presskolben als die Formklemmkraft in Eingriff zu bringen, und eine elektrisch betriebene Auswerfervorrichtung der Kugelspindelbauart einschließlich einer Auswerferplatte, die an der bewegbaren Druckplatte befestigt ist, eine zweite Kugelspindelwelle, die in einer Bohrung des hohlen mechanischen Presskolbens angeordnet ist und mit einem von mechanischem Presskolben und Auswerfer befestigt ist, einer zweiten Kugelmutter, die im Gewindeeingriff mit der zweiten Kugelspindelwelle steht und mit dem anderen von mechanischem Presskolben und Auswerfer befestigt ist; und einem elektrischen Auswerfermotor, der geeignet ist, um die Kugelspindelwelle und die Mutter relativ zueinander zu drehen, um eine relative links gerichtete Bewegung der zweiten Kugelspindelwelle und der Mutter zu erzeugen, um dadurch den Auswerfer anzutreiben.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Vielzahl erster Eingriffsvorsprünge, die an dem einen von dem Formklemmpresskolben und der bewegbaren Druckplatte ausgebildet sind, sodass die Vielzahl der ersten Eingriffsvorsprünge voneinander mit regelmäßiger Teilung in eine Richtung beabstandet sind, in die der Formklemmpresskolben und die bewegbare Druckplatte relativ zueinander bewegt werden, und ein Eingriffselement aufweist, das an dem anderen von Formklemmpresskolben und bewegbarer Druckplatte ausgebildet ist sowie eine Vielzahl zweiter Eingriffsvorsprünge hat, die eingreifbar mit den ersten Eingriffsvorsprüngen sind, wobei das Eingriffselement in Richtung des ersten Eingriffselements und von diesem wegbewegt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ermitteln einer Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte, sodass die bewegbare Druckplatte, die mit einer Versuchsform befestigt ist, die eine Dicke hat, die kleiner als die einer eingesetzten Form ist, die befestigt werden soll, zu einer Formschließposition davon bewegt wird, und eine axiale Position der bewegbaren Druckplatte, die in der Formschließposition angeordnet ist, als eine Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte erhalten wird; Ermitteln einer Bezugsposition des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung, sodass eine axiale Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder eingestellt wird, um einen Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge sicherzustellen, und eine eingestellte axiale Position des Formklemmpresskolbens als die Bezugsposition des Formklemmpresskolbens erhalten wird; und Einstellen einer axialen Position des Formklemmpresskolbens, der mit der eingesetzten Form relativ zu dem Formklemmzylinder in axiale Richtung befestigt ist, auf der Grundlage der ermittelten Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte und der ermittelten Bezugsposition des Formklemmpresskolbens, um den Eingriff der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge sicherzustellen, wenn die mit der eingesetzten Form befestigte Druckplatte in der Formschließposition gehalten ist.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Einstellen der axialen Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder in axiale Richtung, sodass die ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge miteinander bei einem Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht werden, der von einer vollständig vorgeschobenen Position des Formklemmpresskolbens um zumindest einen axialen Abstand zurückgezogen ist, der einem erhöhten axialen Abstand zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte aufgrund einer Aufbringung einer Formklemmkraft zwischen der hinteren und der bewegbaren Druckplatte entspricht, und der am nächsten an einer Formschließposition des Formklemmpresskolbens für den Fall gelegen ist, dass die eingesetzte Form befestigt ist.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Berechnen einer Formdickendifferenz zwischen der Versuchsform und der eingesetzten Form; Erhalten einer Formschließposition des Formklemmpresskolbens, wenn die bewegbare Druckplatte mit der eingesetzten Form befestigt ist, auf der Grundlage der Formdickendifferenz und der Bezugsposition der bewegbaren Druckplatte; Erhalten eines Abstands zwischen der erhaltenen Formschließposition und der Bezugsposition des Formklemmpresskolbens der Formklemmzylindervorrichtung, und Erhalten eines Einstellbetrags der axialen Position des Formklemmpresskolbens relativ zu dem Formklemmzylinder der Formklemmzylindervorrichtung, der zum Sicherstellen des Eingriffs der ersten und zweiten Eingriffsvorsprünge erforderlich ist, auf der Grundlage des erhaltenen Abstands und einer Teilung der ersten Eingriffsvorsprünge.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Regeln eines Ausgangsdrehmoments des elektrischen Servomotors aufgrund eines Formklemmbetriebs auf der Grundlage eines Signals, das einen hydraulischen Druck in der Druckerzeugungskammer der Druckerzeugungszylindervorrichtung darstellt.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der ersten Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: Verringern eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer durch allmähliches Verringern eines Werts eines Ausgangsdrehmoments des elektrischen Servomotors auf einen vorbestimmten Wert, sodass eine Verringerung eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer beendet wird.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert ist, wobei der Formantriebselektromotor zum Antreiben der ersten Kugelspindelwelle einen elektrischen Servomotor aufweist, wobei das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweist: Verringern eines hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer durch allmähliches oder kontinuierliches Ändern einer Drehzahl des elektrischen Servomotors in eine Richtung zum Bewirken einer Verringerung des hydraulischen Drucks in der Formklemmkammer, bis zumindest eine der folgenden Bedingungen erfasst ist: dass eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, die zum Verringern des Drucks in der Formklemmkammer erforderlich ist, und dass der Druck in der Formklemmkammer auf eine vorbestimmte Höhe verringert wurde.
Regelungsverfahren eines Betriebs einer Formklemmvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Vorrichtung in einem der Ansprüche 2, 16 und 17 definiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Regeln eines Ausgangsdrehmoments des Servomotor unter Berücksichtigung einer Kraft, die an dem Druckerzeugungskolben gegen die Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung erzeugt wird, die darauf aufgebracht ist.