DE10219859A1

DE10219859A1 - Elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit für eine Spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE10219859A1
Application number: DE10219859A
Authority: DE
Inventors: Akira Yoshinaga; Jun Koike; Fumiyuki Kato; Makoto Nishizawa
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2022-05-04
Also published as: US6984120B2; DE10219859B4; JP4571337B2; JP2002326264A; US20020164396A1

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zu vermeiden, dass eine Klemmkraft stark ansteigt, wenn Formwerkzeuge bei einer elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit einer Spritzgussmaschine geklemmt werden. Eine stationäre Platte (3) und eine Rückplatte (2) sind an beiden Enden einer Basis (1) angeordnet. Eine bewegbare Platte (4) ist so angeordnet, dass sie auf eine stationäre Platte (3) gerichtet ist. Ein stationäres Formwerkzeug (5) ist an der stationären Platte (3) angebracht, wohingegen ein bewegbares Formwerkzeug (6) an der bewegbaren Platte (4) angebracht ist. Der Spitzenbereich einer Gewindestange (11) einer Kugelumlaufspindel (12) ist an der Rückfläche der bewegbaren Platte (4) über eine Lastzelle (15) befestigt. Eine Mutter (12) der Kugelumlaufspindel (10) ist in einem Gehäuse (8) untergebracht und wird durch das Lager (17) gestützt. Das Gehäuse (8) ist mit der Vorderfläche der Rückplatte (2) über die Schraubenfeder (9) verbunden. Wenn die Mutter (12) gedreht wird, wird die Gewindestange (11) angetrieben, so dass sie die bewegbare Platte (4) nach vorne und hinten bewegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Formwerkzeug-Klemmeinheit für eine Spritzgussmaschine und insbesondere auf die Struktur einer elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit, die direkt den Schub von einer Antriebsquelle auf eine bewegbare Platte überträgt, ohne einen Kniehebelmechanismus zu verwenden.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Fig. 2 zeigt eine schematische Struktur einer herkömmlichen elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit.

Eine stationäre Platte 3 und eine Rückplatte 62 sind an beiden Enden einer Basis 1 so angeordnet, dass sie aufeinander gerichtet sind. Eine bewegbare Platte 4 ist vor der Rückplatte 62 so angeordnet, dass sie auf die stationäre Platte 3 gerichtet ist. Ein stationäres Formwerkzeug 5 ist an der Vorderfläche der stationären Platte 3 angebracht, während ein bewegbares Formwerkzeug 6 an der Vorderfläche der bewegbaren Platte 4 angebracht ist.

Die Rückplatte 62 und die stationäre Platte 3 sind durch vier Verbindungsstangen 67 miteinander verbunden. Ein Durchgangsloch ist an jeder der vier Ecken der bewegbaren Platte 4 geformt. Die vier Verbindungsstangen 67 werden durch die entsprechenden Durchgangslöcher geführt. Die bewegbare Platte 4 bewegt sich verschiebbar nach hinten und vorne entlang der Führungsstange 67, d. h. in der Richtung zum Verklemmen und zum Lösen.

Die bewegbare Platte 4 ist an der Vorderfläche der Rückplatte 62 über eine Kugelumlaufspindel 70 angebracht. Insbesondere ist eine Lastzelle 75 an der Rückfläche der bewegbaren Platte 4 angebracht. Der vordere Bereich einer mit Gewinde versehenen Stange 71 einer Kugelumlaufspindel ist an der Rückfläche der Lastzelle 75 befestigt. Eine Mutter 72 der Kugelumlaufspindel wird drehbar durch die Rückplatte 62 über ein Lager 77 gestützt.

Ein Motor 80 ist unter der Basis 1 angeordnet. Eine Riemenscheibe 82 ist an der Endfläche (an der Seite in der Nähe des bewegbaren Formwerkzeugs) der Mutter 72 angebracht. Eine andere Riemenscheibe 81 ist an der Welle des Motors 80 angebracht. Ein Zahnradriemen 83 läuft um die zwei Riemenscheiben 81 und 82. Wenn der Motor 80 die Mutter 72 dreht, bewegt sich die Stange 71 mit Gewinde nach hinten und vorne entlang ihrer Achse, wodurch sie die bewegbare Platte 4 nach hinten und vorne entlang der Führungsstangen 67 bewegt.

Wie beschrieben, bewegt sich bei der herkömmlichen elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit die bewegbare Platte 4 durch die Kugelumlaufspindel 70, um die Formwerkzeuge zu verklemmen und zu lösen.

Probleme der herkömmlichen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit

Wenn die Formwerkzeuge durch die herkömmliche direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit verklemmt werden, wird die Reaktionskraft lediglich durch die vier Verbindungsstangen 67 aufgenommen. Die Verbindungsstangen 67 sind steif, da die gesamte Querschnittsfläche der Verbindungsstangen groß ist. Selbst wenn die Reaktionskraft auf die Verbindungsstangen aufgebracht wird, dehnen sich daher die Verbindungsstangen nicht sehr. Daher nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft (d. h. eine kompressive Spannung, die auf die Formwerkzeuge aufgebracht wird) stark unmittelbar zu, wenn die Formwerkzeugfläche des stationären Formwerkzeugs 5 in Kontakt mit derjenigen des bewegbaren Formwerkzeugs 6 kommt. Als Folge tritt ein Überschießen der Formwerkzeug-Klemmkraft auf. Daher wird es schwierig, die Klemmkraft genau zu steuern.

Da ferner eine übermäßig große Last auf strukturelle Teile der Formwerkzeug-Klemmeinheit aufgebracht wird, ist die Lebensdauer der Teile kurz.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme getätigt, die mit einer elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit einer herkömmlichen Spritzgussmaschine verbunden sind. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit vorzusehen, die genau eine Formwerkzeug-Klemmkraft steuern kann, indem verhindert wird, dass die Formwerkzeug-Klemmkraft stark ansteigt, wodurch das Überschießen der Formwerkzeug-Klemmkraft verhindert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit für eine Spritzgussmaschine vorgesehen, umfassend:
eine Basis;
eine Rückplatte, die an einem der Enden der Basis befestigt ist;
eine stationäre Platte, die am anderen Ende der Basis befestigt ist und ein stationäres Formwerkzeug hält;
eine bewegbare Platte, die an der Basis angebracht ist, so dass sie in Richtung auf die stationäre Platte gerichtet ist und ein bewegbares Formwerkzeug hält;
eine Kugelumlaufspindel, die eine Gewindestange und eine Mutter aufweist, wobei die Spitze der Gewindestange an der Rückfläche der bewegbaren Platte befestigt ist;
ein Gehäuse, das drehbar die Mutter stützt;
ein elastisches Element, das die Rückplatte und das Gehäuse verbindet und in der Richtung des Klemmens und des Lösens der Formwerkzeuge zusammenziehbar ist; und
einen Motor, der die Mutter der Kugelumlaufspindel dreht.

Vorzugsweise wird eine Schraubenfeder als elastisches Element verwendet.

Nun wird die Arbeitsweise der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der vorliegenden Erfindung erklärt.

Die bewegbare Platte wird vorwärts und rückwärts zur stationären Platte durch Bewegen der Kugelumlaufspindel bewegt. Wenn die Formwerkzeuge geklemmt werden, wird die bewegbare Platte in Richtung auf die stationäre Platte bewegt, um die Formwerkzeugflächen beider Formwerkzeuge in Kontakt miteinander zu bringen. Zu dieser Zeit wird die Reaktionskraft gegen die Formwerkzeug-Klemmkraft (kompressive Spannung, die auf die Formwerkzeugflächen aufgebracht wird) zur Rückplatte über die Kugelumlaufspindel und das elastische Element übertragen. Als Folge zieht sich die Gewindestange elastisch zusammen und gleichzeitig deformiert sich das elastische Element in der Kontraktionsrichtung.

Die Federkonstante des hier verwendeten elastischen Elements wird passend festgelegt, so dass sich das elastische Element verhältnismäßig mehr als die Gewindestange zusammenziehen kann. Dadurch nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in Kontakt miteinander durch das Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden. Auf diese Weise kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert werden. Als Ergebnis kann gemäß der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der Spritzgussmaschine der vorliegenden Erfindung das Überschießen der Formwerkzeug- Klemmkraft verhindert werden, wodurch die Klemmkraft genau gesteuert werden kann.

Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargestellt und gehen aus der Beschreibung hervor oder durch die Praxis der Erfindung. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können durch die Einrichtungen und Kombinationen realisiert und erreicht werden, die insbesondere unten herausgestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG VON EINIGEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG

Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden und mit ihr verbunden sind, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der oben stehenden allgemeinen Beschreibung und der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen untenstehend dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die eine schematische Struktur einer elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine schematische Struktur einer herkömmlichen elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine schematisches Struktur der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit einer Spritzgussmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. Die in den Figuren gezeigte Einheit umfasst eine Basis 1, eine Rückplatte 2, eine stationäre Platte 3, eine bewegbare Platte 4, ein stationäres Formwerkzeug 5, ein bewegbares Formwerkzeug 6, ein Gehäuse 8, eine Schraubenfeder 9 (elastisches Element), eine Kugelumlaufspindel 10, eine Gewindestange 11 der Kugelumlaufspindel und eine Mutter 12 der Kugelumlaufspindel.
Die stationäre Platte 3 und die Rückplatte 2 sind jeweils an beiden Enden der Basis 1 so angeordnet, dass sie aufeinander gerichtet sind. Die bewegbare Platte 4 ist vor der Rückplatte 2 so angeordnet, dass sie auf die stationäre Platte 3 gerichtet ist. Das stationäre Formwerkzeug 5 ist an der Vorderfläche der stationären Platte 3 angebracht, während das bewegbare Formwerkzeug 6 an der Vorderfläche der bewegbaren Platte 4 angebracht ist. Die bewegbare Platte 4 ist so gestaltet, dass sie auf der Basis 1 gleitet, so dass sie sich nach hinten und vorne bewegt (d. h. in den Richtungen zum Klemmen und Lösen der Formwerkzeuge).
Die bewegbare Platte 4 ist an der Vorderfläche der Rückplatte 2 über die Schraubenfeder 9 und die Kugelumlaufspindel 10 wie folgt angebracht. Das Gehäuse 8 ist vor der Rückplatte 2 angeordnet. Die Mutter 12 der Kugelumlaufspindel ist in dem Gehäuse 8 untergebracht. Das Gehäuse 8 ist mit der Vorderfläche der Rückplatte 2 durch ein Paar von Schraubenfedern verbunden, die an oberen und unteren Bereichen angebracht sind. Die Schraubenfeder 9 zieht sich entlang der Gewindestange 11 der Kugelumlaufspindel zusammen. Die Mutter 12 der Kugelumlaufspindel wird drehbar durch das Gehäuse 8 über ein Lager 17 gelagert. Eine Lastzelle 15 ist an der Rückfläche der bewegbaren Platte 4 befestigt. Der vordere Bereich der Gewindestange 11 ist an der Rückfläche der Lastzelle 15 befestigt.
Ein Motor 20 ist unter der Basis 1 angeordnet. Eine Riemenscheibe 22 ist an der Endfläche (in der Nähe der bewegbaren Platte) der Mutter 12 der Kugelumlaufspindel angebracht. Eine Riemenscheibe 21 ist an der Welle der Motors 20 angebracht. Ein Zahnriemen 23 läuft um die Riemenscheibe 21 und 22. Wenn die Mutter 12 durch den Motor 20 gedreht wird, bewegt sich die Gewindestange 11 entlang ihrer Achse, so dass sich die bewegbare Platte 4 nach vorne und hinten auf der Basis 1 bewegt. Auf diese Weise werden die Formwerkzeuge geklemmt und gelöst, indem die Kugelumlaufspindel 10 bewegt wird.
Wie oben beschrieben, ist bei der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug-Klemmeinheit die Kugelumlaufspindel 10an der Vorderfläche der Rückplatte 2 über die Schraubenfeder 9 angebracht. Wenn Formwerkzeuge geklemmt werden, wird die Kugelumlaufspindel 10 angetrieben, um die bewegbare Platte 4 in Richtung auf die stationäre Platte 3 zu bewegen. Als Folge kommt das stationäre Formwerkzeug 5 in Kontakt mit dem bewegbaren Formwerkzeug 6. Dabei wird die Reaktionskraft gegen die Klemmkraft (kompressive Spannung, die auf die Formwerkzeugflächen aufgebracht wird) auf die Rückplatte 2 durch die Gewindestange 11, die Mutter 12, das Gehäuse 8 und die Schraubenfeder 9 übertragen. Als Folge zieht sich die Gewindestange 11 elastisch zusammen und die Schraubenfeder 9 ebenfalls.
Die Federkonstante der Schraubenfeder 9 wird passend festgelegt, so dass die Schraubenfeder 9 sich im Verhältnis mehr als die Gewindestange 11 zusammenziehen kann. Dadurch nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in Kontakt miteinander beim Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden. Auf diese Weise kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert werden. Als Folge kann das Überschießen der Klemmkraft verhindert werden, so dass die Klemmkraft genauer gesteuert werden kann.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ein Paar von Schraubenfedern 9 über und unter der Gewindestange 11 in gleichem Abstand von der Stange angeordnet. Alternativ können vier Schraubenfedern an vier Ecken jeweils angeordnet werden oder ein Paar von Schraubenfedern an diagonal gegenüberliegenden Eckpositionen. Die Anordnung der Schraubenfedern kann auf verschiedene Weisen wie beschrieben modifiziert werden.
Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird keine Verbindungsstange verwendet, um die bewegbare Platte 4 zu stützen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine Formwerkzeug-Klemmeinheit angewendet werden, bei der zwei oder vier Verbindungsstangen verwendet werden.
Gemäß der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug- Klemmeinheit der Spritzgussmaschine der vorliegenden Erfindung ist die Kugelumlaufspindel, die direkt die bewegbare Platte bewegt, an der Vorderfläche der Rückplatte über das elastische Element angebracht. Daher nimmt die Formwerkzeug-Klemmkraft sanft zu, wenn die Formwerkzeugflächen in Kontakt miteinander durch Klemmen der Formwerkzeuge gebracht werden. Dementsprechend kann die Formwerkzeug-Klemmkraft genau gesteuert werden. Als Folge kann das Überschießen der Klemmkraft verhindert werden, wodurch die Klemmkraft genauer gesteuert werden kann. Ferner wird keine übermäßige Last auf die Teile der Formwerkzeug- Klemmeinheit aufgebracht, so dass die Lebensdauer der Teile verlängert werden kann.
Gemäß der elektrischen direkt wirkenden Formwerkzeug- Klemmeinheit der Spritzgussmaschine der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Verbindungsstangen zu umgehen, die gewöhnlich bei einer herkömmlichen Formwerkzeug-Klemmeinheit verwendet werden. Daher kann die Anzahl der Teile der Maschine verringert werden, und die Struktur der Maschine vereinfacht werden. Zusätzlich hat der Bediener einen einfacheren Zugang an die Formwerkzeuge im Vergleich zur herkömmlichen Maschine.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann direkt offensichtlich. Daher ist die Erfindung in ihrem breiten Rahmen nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen begrenzt, die hier gezeigt und beschrieben sind. Entsprechend können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit für eine Spritzgussmaschine, gekennzeichnet dadurch, dass sie umfasst:
eine Basis (1)
eine Rückplatte (2), die an einem der Enden der Basis (1) befestigt ist;
eine stationäre Platte (3), die am anderen Ende der Basis (1) befestigt ist und ein stationäres Formwerkzeug (5) hält;
eine bewegbare Formwerkzeug-Platte (4), die auf der Basis (1) angeordnet ist, so dass sie in Richtung auf die stationäre Platte (3) gerichtet ist und ein bewegbares Formwerkzeug (6) hält;
eine Kugelumlaufspindel (10), die eine Gewindestange (11) und eine Mutter (12) aufweist, wobei die Spitze der Gewindestange (11) an der Rückfläche der bewegbaren Platte (4) befestigt ist;
ein Gehäuse (8), das die Mutter (12) drehbar stützt;
ein elastisches Element (9), das die Verbindung zwischen der Rückplatte (2) und dem Gehäuse (8) herstellt und in der Richtung zum Klemmen und Lösen der Formwerkzeuge komprimierbar ist; und
einen Motor (20), der die Mutter (12) der Kugelumlaufspindel dreht.

2. Elektrische direkt wirkende Formwerkzeug-Klemmeinheit für eine Spritzgussmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (9) eine Schraubenfeder ist.