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TECHNISCHER BEREICH
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Ein Aspekt betrifft im Allgemeinen Formgebungssysteme (ist jedoch nicht darauf beschränkt).
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HINTERGRUND
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Das
US-Patent Nummer 6171092 (GALT, et al.) offenbart eine Formträgerplattenabtast- und -ausrichtvorrichtung. Die Vorrichtung dient zur Erfassung, ob Formträgerplatten in einer Formklemmvorrichtung während eines gesamten Formgebungsverfahrens parallel bleiben. Die Vorrichtung umfasst einen Rahmen, eine erste Formträgerplatte mit einer Fläche, die orthogonal zu einer vorgegebenen Achse verläuft, eine zweite Formträgerplatte mit einer Fläche, die der ersten Formträgerpatte entgegengesetzt ist, wobei die zweite Formträgerplatte entlang der vorgegebenen Achse hin- und herbewegt werden kann, Stellzylinder zum Hin- und Herbewegen der zweiten Formträgerplatte entlang der vorgegebenen Achse und Positionsgeber zum elektromagnetischen Erfassen der Positionen von einer Vielzahl von Punkten auf der Fläche der zweiten Formträgerplatte. Das Verfahren umfasst die Schritte des Aussendens von ersten und zweiten elektromagnetsichen Abfrageimpulsen von einer Steuerung, des Übertragens des ersten Impulses an eine erste Signalgeberstange, die relativ zur ersten Formträgerplatte feststehend ist, und des Übertragens des zweiten Impulses an eine zweite Signalgeberstange, das Erzeugen eines ersten Rücksignals, wenn der erste Impuls einen Magneten erreicht, der benachbart zur ersten Signalgeberstange angeordnet und relativ zu einem Ende der zweiten Formträgerplatte feststehend ist, und Erzeugen eines zweiten Rücksignals, wenn der zweite Impuls einen Magneten erreicht, der benachbart zum zweiten Signalgeber angeordnet und relativ zu einem gegenüberliegenden Ende der zweiten Formträgerplatte feststehend ist, Übertragen sowohl des ersten als auch des zweiten Rücksignals an die Steuerung, Messen der verstrichenen Zeit zwischen dem Aussenden eines jeden Impulses und der Ankunft des entsprechenden Rücksignals an der Steuerung und Bestimmen, basierend auf der verstrichenen Zeit, ob die gegenüberliegenden Flächen der zweiten Formträgerplatte und der ersten Formträgerplatte im Wesentlichen parallel sind.
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Die US-Patentanmeldung Nummer 2008/0174038 (GLAESENER, et al.) offenbart eine Formträgerplattenvorrichtung, ein Formgebungssystem und ein Verfahren zur Ausrichtung und Fluchtung von Formträgerplatten. Die Gravitations- und Trägheitskräfte auf die Vertikalität und das Absenken der Formträgerplatten werden durch eine Stellglied mit Kippsperre ausgeglichen.
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Genauer gesagt, und insbesondere durch die Positionierung einer schweren Formhälfte auf einer Formträgerplatte, tritt ein Kippen und ein Absenken der Vorderseite einer Formträgerplatte als Folge von mindestens einem der folgenden Umstände auf: i) die überhängende Masse der Formhälfte; ii) Trägheitskräfte ausgelöst durch einen Hub der Formträgerplatte. Ein unterhalb der Formträgerplatte befestigtes hydraulisches Stellglied dient entweder dazu, ein lediglich gravitationsbedingtes Absenken der Formhälfte durch Bereitstellen einer ausgleichenden nach oben gerichteten Kraft (relativ zu einer stabilen Klemmbasis) auszugleichen, oder seine nach oben gerichtete Kraft kann ansonsten dynamisch angepasst werden, um auch ein Schwenken oder Kippen der Formträgerplattenvorrichtung auszugleichen, das durch eine Hubzylinderbewegung und entsprechende Trägheits-/Eigendynamikkräfte ausgelöst wird. Bevorzugt misst und überträgt ein Niveaugeber ein Maß an Horizontalität/Vertikalität der Formträgerplatten an eine Maschinensteuerung, die wiederum ein Steuersignal zur Auslösung einer Veränderung des Zylinderdrucks in dem Stellglied mit Kippsperre erzeugt, wodurch im Wesentlichen eine kontinuierliche Fluchtung zwischen den Formhälften und ein verringerter Komponentenverschleiß erreicht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Der Erfinder ist einem Problem auf den Grund gegangen, das mit bekannten Formgebungssystemen einhergeht, durch welche unbeabsichtigter Weise Formkörper oder -teile mit schlechter Qualität hergestellt werden. Nach langem Forschen ist der Erfinder zu der Überzeugung gelangt, dass er das Problem versteht und eine Lösung dafür gefunden hat, wie unten aufgeführt.
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Eine Formträgerplatten-Parallelität verlängert die Lebensdauer einer Formvorichtung und verbessert die Qualität von Formkörpern. Bei bekannten Formgebungssystemen ist es der Maschinenbediener, der sicherstellen muss, dass das Formgebungssystem korrekt gewartet und regelmäßig auf Parallelität der Formauflageflächen der Formträgerplatten geprüft wird, die dazu verwendet werden, eine Formvorrichtung zu tragen. Diese Operation ist ein manuelles Verfahren und erfordert eine Stillstandzeit der Maschine sowie eine gute Fachkenntnis und Geräteausstattung, um fachgerecht durchgeführt zu werden. Diese Faktoren sind Gründe dafür, warum eine Formträgerplatten-Parallelität vernachlässigt wird. Wenn eine akzeptable Formträgerplatten-Parallelität nicht eingehalten wird, kann es zu einem ungleichmäßigen Eingriff der Formauflageseiten der Formträgerplatten sowie zu einem beschleunigten Formverschleiß kommen. Wenn eine akzeptable Formträgerplatten-Parallelität nicht eingehalten wird, kann es weiterhin zu einer ungleichmäßigen Belastung der Formvorrichtug kommen, was Formteilfehler, wie beispielsweise den Beginn einer Gratbildung an dem Formwerkzeug, zur Folge hat.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Formgebungssystem (100) bereitgestellt, das umfasst: eine Formträgerplattenvorrichtung (102) mit: (i) einer Formauflageseite (104) und (ii) einer zentralen Achse (106), die sich orthogonal von der Formauflageseite (104) erstreckt; und eine Erfassungsvorrichtung (108), die relativ zur zentralen Achse (106) positioniert ist, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) dazu ausgestaltet ist, mindestens teilweise, einen Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) zu erfassen.
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Andere Aspekte der Erfindung und Merkmale der nicht-beschränkenden Ausführungsformen werden sich für den Fachmann bei Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung der nicht-beschränkenden Ausführungsformen mit den dazugehörigen Zeichnungen ohne weiteres erschließen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die nicht-beschränkenden Ausführungsformen erschließen sich dem angesprochenen Fachmann unter Bezugnahme auf die nachstehende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen in vollem Umfang.
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Die 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, 3A, 3B stellen schematische Darstellungen von beispielhaften Formgebungssystemen (100) dar.
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Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und können durch Phantomlinien, schaubildliche Darstellungen und fragmentarische Ansichten illustriert sein. In manchen Fällen sind Einzelheiten, die nicht zum Verständnis der Ausführungsformen (und/oder Einzelheiten, die das Erkennen von anderen Einzelheiten schwierig werden lassen) dienen, weggelassen worden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER NICHT-BESCHRÄNKENDEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Die 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, 3A, 3B stellen schematische Darstellungen von beispielhaften Formgebungssystemen (100) dar. Das Formgebungssystem (100) kann Elemente aufweisen, die dem angesprochenen Fachmann bekannt sind, und diese bekannten Elemente werden hierin nicht beschrieben. Diese bekannten Elemente werden in den nachfolgenden Nachschlagebüchern mindestens teilweise beschrieben (beispielsweise): (i) ”Injection Molding Handbook” verfasst von OSSWALD/TURNG/GRAMANN (ISBN: 3-446-21669-2), (ii) ”Injection Molding Handbook” verfasst von ROSATO AND ROSATO (ISBN: 0-412-99381-3), (iii) ”Injection Molding Systems” 3. Version verfasst von JOHANNABER (ISBN 3-446-17733-7) und/oder (iv) ”Runner and Gating Design Handbook” verfasst von BEAUMONT (ISBN 1-446-22672-9). Es sei betont, dass im Sinne dieses Dokuments der Ausdruck ”aufweisen (nicht beschränkt sein auf)” dem Wort ”umfassend” entspricht. Das Wort ”umfassend” ist ein Übergangsausdruck oder -wort, der/das die Präambel eines Patentanspruchs mit den spezifischen Elementen verbindet, die in dem Anspruch dargelegt sind und eine Definition der tatsächlichen Erfindung geben.
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In Bezug auf alle Figuren (die 1A und 1B stellen ein vereinfachtes Beispiel dar) weist das Formgebungssystem (100) eine Kombination aus Folgendem auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt): (i) eine Formträgerplattenvorrichtung (102) und (ii) eine Erfassungsvorrichtung (108). Die Formträgerplattenvorrichtung (102) weist Folgendes auf (und ist jedoch nicht beschränkt auf): (i) eine Formauflageseite (104) und (ii) eine zentrale Achse (106), die sich orthogonal von der Formauflageseite (104) erstreckt. Die Erfassungsvorrichtung (108) ist relativ zur zentralen Achse (106) positioniert. Die Erfassungsvorrichtung (108) ist dazu ausgestaltet, einen Grad einer Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) mindestens teilweise zu erfassen. Der Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) kann eine Veränderung der Position der zentralen Achse (106) (mindestens teilweise) aufweisen. Man wird verstehen, dass der erfasste Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) eine Veränderung einer Position der zentralen Achse (106) mindestens teilweise (oder eines Abschnitts) aufweisen kann (jedoch nicht darauf beschränkt ist). Die Formauflageseite (104) ist dazu ausgestaltet, einen Abschnitt einer Formvorrichtung (207), wie in den 2A, 2B, 3A, 3B dargestellt, mindestens teilweise zu tragen. Eine technische Auswirkung des Formgebungssystems (100) sieht so aus, dass im Falle des Erfassens einer Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) (die erzeugt, identifiziert oder bestimmt wird) eine unbeabsichtigte Abnutzung der Formvorrichtung (207) verringert werden kann, vorausgesetzt dass die Maßnahmen oder Schritte zur Schadensbegrenzung (wie z. B. eine Anpassung der Einstellung des Formgebungssystems (100), die eine korrekte Ausrichtung der zentralen Achse (106) ermöglicht) bald nach dem Erfassen durchgeführt werden. Es ist zu berücksichtigen, dass die Formvorrichtung (207) ein Werkzeug ist, das von Zeit zu Zeit aufgrund von Abnutzung und Verschleiß ersetzt oder instandgesetzt werden muss. Eine Verlängerung der betrieblichen Lebensdauer der Formvorrichtung (207) trägt zur vorteilhaften Verringerung der Kosten bei, die in Verbindung mit dem Betrieb und der Wartung des Formgebungssystems (100) zur Herstellung von Formkörpern stehen. Sobald eine Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) erfasst wird, kann der Bediener oder Betreiber des Formgebungssystems (100) geeignete Maßnahmen oder Schritte zur Schadensbegrenzung einleiten, um die Ursache für die Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) zu bestimmen. Die Problemanalyse zur Bestimmung der Ursache kann beispielhalber die Unterstützung des Verkäufers des Formgebungssystems (100) und/oder die Inanspruchnahme einer Wissensdatenbank, wie beispielsweise einem Benutzerhandbuch, einem Referenzhandbuch, einer webbasierten Wissensdatenbank, etc., einschließen.
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Das Formgebungssystem (100) ist ein System, das in Übereinstimmung mit einem Formgebungsverfahren zur Herstellung durch Formen eines formbaren Rohmaterials mithilfe einer Formvorrichtung betrieben wird. Das Spritzgießen ist ein Herstellungsverfahren zur Erzeugung von Teilen aus thermoplastischen oder duroplastischen Materialien. Das Material wird einem Spritzgehäuse zugeführt, gemischt und in einen Werkzeughohlraum gepresst, wo es abkühlt und gemäß der Gestalt des Werkzeughohlraums, der durch eine Formvorrichtung definiert ist, aushärtet. Nachdem ein Produkt in der Regel von einem Produktdesigner oder einem Techniker entworfen ist, werden Formwerkzeuge von einem Formenbauer (oder Werkzeugmacher) aus Metall, für gewöhnlich entweder Stahl oder Aluminium, hergestellt und mit hoher Präzision zur Bildung der Merkmale des erwünschten Teils zerspant. Das Spritzgießen ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Teilen, angefangen von dem kleinsten Element hin zu gesamten Karosserieteilen von Autos. Eine Formvorrichtung ist ein ausgehöhlter Bock, der mit einem einer Flüssigkeit ähnlichen Material gefüllt ist. Die Flüssigkeit härtet aus oder verfestigt sich innerhalb des Formwerkzeugs und nimmt somit eine Form an. Der Hersteller, der die Formwerkzeuge herstellt, wird als Formenbauer bezeichnet. Ein Formtrennmittel wird typischerweise zur Erleichterung des Entfernens der ausgehärteten/verfestigten Substanz aus dem Formwerkzeug verwendet. Eine Spritzgießmaschine, die ein Beispiel für das Formgebungssystem (100) darstellt und auch als Spritzpressmaschine bekannt ist, eine Maschine zur Herstellung von Kunststoffartikeln durch das Spritzgießverfahren. Sie besteht aus zwei Hauptteilen: einer Einspritzeinheit und einer Klemmeinheit. Spritzgießmaschinen können die Formwerkzeuge entweder in horizontaler oder in vertikaler Position befestigen. Die Mehrheit der Maschinen ist horizontal ausgerichtet, es werden allerdings auch vertikale Maschinen in einigen Nischenanwendungen, wie z. B. beim Umspritzen, verwendet, wo die Maschine die Gravitation nutzt. Es gibt viele Möglichkeiten, die Werkzeuge an den Formträgerplatten zu befestigen. Die gängigste Befestigung ist das Einspannen von Hand (hierbei werden beide Hälften an die Formträgerplatten geschraubt); es werden jedoch auch hydraulische Klemmen (Unterlegkeile werden zur Fixierung des Werkzeugs verwendet) und es werden auch magnetische Klemmen verwendet. Die magnetischen und hydraulischen Klemmen werden verwendet, wenn ein schneller Werkzeugwechsel erforderlich ist. Manchmal wird ein Formgebungssystem (100) als Maschine bezeichnet. Maschinen werden primär anhand ihres Antriebssystems klassifiziert: hydraulisch, mechanisch, elektrisch oder hybdrid. Hydraulische Pressen waren früher die einzige verfügbare Option für Gießer, bis die erste vollelektrische Spritzgießmaschine eingeführt wurde. Mechanische Maschinen können das Umschaltsystem zum Aufbau von Tonnage auf die Klemmseite der Maschine verwenden. Eine Tonnage ist bei allen Maschinen erforderlich, so dass sich die Klemmseite der Maschine aufgrund des Einspritzdrucks nicht öffnet. Wenn sich das Werkzeug halb öffnet, wird ein Grat an dem Kunststoffprodukt erzeugt. Die Zuverlässigkeit von mechanischen Maschinentypen wird erhöht, während die Tonnage während jedem Arbeitszyklus verglichen mit hydraulischen Maschinen gleich ist. Hybrid-Spritzgießmaschinen nehmen für sich in Anspruch, die Vorteile der besten Merkmale sowohl von hydraulischen als auch von elektrischen Systemen zu verwenden. Tatsächlich verwenden sie nahezu dieselbe Menge an Strom wie eine standardmäßige Hydraulik. Oftmals wird ein Roboterarm zum Entfernen der spritzgegossenen Elemente verwendet, entweder durch Zugang von der Seite oder von oben. Jedoch ist es üblicher, dass die Teile aus dem Formwerkzeug über eine Rutsche in einen Behälter fallen.
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In 1A ist ein Fall dargestellt, bei welchem der Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) innerhalb eines akzeptablen Toleranz- oder Grenzbereichs liegt. Das bedeutet, dass der Grad der erfassten Veränderung, wie in 1A dargestellt, Null beträgt. Dies bedeutet, dass die Ausrichtung der zentralen Achse (106) im Wesentlichen parallel zum Boden oder der Unterseite als Bezugspunkt bleibt. Die in in 1A dargestellte Ausrichtung kann als Baseline-Ausrichtung für Vergleichszwecke verwendet werden. Die zentrale Achse (106) ist zentral durch die Formträgerplattenvorrichtung (102) positioniert. In 1B ist ein Fall dargestellt, bei welchem der Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) nicht innerhalb des akzeptablen Toleranz- oder Grenzbereichs liegt. Das bedeutet, dass die zentrale Achse (106) detektiert und als in ihrer Ausrichtung verändert dargestellt ist, und zwar relativ zur (beispielsweise) in 1A dargestellten Ausrichtung. Man erkennt, dass die Ausrichtung als Stelle oder Position relativ zu einem Bezugspunkt definiert ist. Die Formträgerplattenvorrichtung (102) kann jede Art von Formträgerplatten aufweisen. Eine Formträgerplatte ist eine Struktur, auf welcher Formhälften einer Formvorrichtung befestigt sein können. Eine bewegliche Formträgerplatte ist eine Struktur eines Formgebungssystems (100), die (beispielsweise) von einem hydraulischen Kolben oder einem mechanischen Umschalter bewegt werden kann. Eine stationäre Formträgerplatte ist eine Struktur, auf welcher eine Formhälfte befestigt werden kann, und diese Art von Formträgerplatte bewegt sich nicht während dem normalen Betrieb des Formgebungssystems (100).
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In 1C ist ein Beispiel des Formgebungssystems (100) dargestellt, bei welchem sich ein Kragelement (110) von der Formträgerplattenvorrichtung (102) entlang der zentralen Achse (106) erstreckt. Die Erfassungsvorrichtung (108) befindet sich an einer Position, die von der Formträgerplattenvorrichtung (102) beabstandet und entlang des Kragelements (110) befindlich ist. Im Allgemeinen ist die Erfassungsvorrichtung (108) relativ zum Kragelement (110) positioniert. Die Erfassungsvorrichtung (108) ist dazu ausgestaltet, einen Grad der Veränderung der Ausrichtung des Kragelements (110) mindestens teilweise zu erfassen, ganz gleich ob die Veränderung der Ausrichtung eine vertikal ausgerichtete Veränderung, eine horizontal ausgerichtete Veränderung oder eine Kombination aus horizontal ausgerichteter Veränderung und vertikal ausgerichteter Veränderung ist. Die Definition von auskragend ist eine hervorstehende Struktur, die an einem Ende abgestützt ist und eine Last, mindestens teilweise, an einer Position trägt, die von dem Ende, das abgestützt ist, oder entlang dessen Länge (mindestens teilweise) beabstandet ist.
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In den 2A, 2B, 3A sind andere Beispiele des Formgebungssystems (100) dargestellt, wobei die Formauflageseite (104) Folgendes aufweist (jedoch nicht darauf beschränkt ist): (i) eine stationäre Formauflageseite (206), und (ii) eine bewegliche Formauflageseite (204), die der stationären Formauflageseite (206) zugewandt ist. Die bewegliche Formauflageseite (204) und die stationäre Formauflageseite (206) sind dazu ausgestaltet, eine Formvorrichtung (207) zu tragen. Die Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) ist ein Maß für die Formseitenparallelität zwischen der stationären Formauflageseite (206) und der beweglichen Formauflageseite (204). Die stationäre Formauflageseite (206) ist der beweglichen Formauflageseite (204) zugewandt.
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Gemäß dem in den 2A und 2B dargestellten spezifischen Beispiel ist das Formgebungssystem (100) des Weiteren so angepasst, dass die Formträgerplattenvorrichtung (102) Folgendes aufweist (jedoch nicht darauf beschränkt ist): (i) eine bewegliche Formträgerplatte (224), (ii) eine stationäre Formträgerplatte (226) und (iii) eine die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228). Die 2A und 2B stellen eine Querschnittsansicht des Formgebungssystems (100) aus der Seitenansicht eines Bedieners dar. Die die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) stützt eine Axialbewegung der Spannsäule (230) ab. Die bewegliche Formträgerplatte (224) weist die bewegliche Formauflageseite (204) auf. Die stationäre Formträgerplatte (226) weist die stationäre Formauflageseite (206) auf. Die bewegliche Formträgerplatte (224) ist relativ zur stationären Formträgerplatte (226) beweglich. Die die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) ist von der beweglichen Formträgerplatte (224) beabstandet. Die Spannsäule (230) ist dazu ausgestaltet, die bewegliche Formträgerplatte (224) relativ zur stationären Formträgerplatte (226) zu bewegen, und ist auch dazu ausgestaltet, eine Spanntonnage auf die bewegliche Formträgerplatte (224) aufzubringen, in dem Falle, in dem die Formvorrichtung (207) geschlossen ist. Das Kragelement (110) weist beispielsweise eine Spannsäule (230) auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt), die sich zwischen der beweglichen Formträgerplatte (224) und der die Spannsäule tragenden Formträgerplatte (228) erstreckt. Ein Maschinenfuß (232) ist dazu ausgestaltet, die bewegliche Formträgerplatte (224), die stationäre Formträgerplatte (226) und die die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) zu tragen. Gemäß einer Option weist die Erfassungsvorrichtung (108) Folgendes auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt): eine Sensorvorrichtung (900), und eine Steuervorrichtung (902), die mit der Sensorvorrichtung (900) verbunden ist. Die Steuervorrichtung (902) weist Folgendes auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt): ein von der Steuerung verwendbares Medium, das von der Steuerung ausführbare Befehle konkret darstellt, die dazu ausgestaltet sind, die Steuerungsvorrichtung (902) dazu anzuweisen, bestimmte Aufgaben oder Verfahren durchzuführen. Das Verfahren zum Betreiben des Formgebungssystems (100) weist Folgendes auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt): (i) Empfangen eines Hinweissignals von der Sensorvorrichtung (900), wobei das Hinweissignal dazu ausgestaltet ist, eine Erfassung einer Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) bereitzustellen; und (ii) Bereitstellen eines Warnalarmhinweises, der darauf hinweist, dass eine Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) außerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs liegt. Die Sensorvorrichtung (900) ist eine Vorrichtung, die einen Impuls empfängt und auf den Impuls reagiert. Die Steuervorrichtung (902) ist eine Vorrichtung, die sich mit der Steuerung des Betriebs eines Geräts befasst. Es sei angemerkt, dass der Warnalarmhinweis nicht dazu verwendet werden muss, den normalen Betrieb des Formgebungssystems (100) anzuhalten, und dazu verwendet werden kann, lediglich eine Warnung an den Maschinenbetreiber bereitzustellen. Jedoch kann es andererseits in einigen Fällen gerechtfertigt sein, den Warnalarmhinweis zum Anhalten des normalen Betriebs des Formgebungssystems (100) zu verwenden, wenn dies erwünscht ist.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 2A weist die Sensorvorrichtung (900) eine Näherungssensorvorrichtung (950) auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt). Unter besonderer Bezugnahme auf 2B weist die Sensorvorrichtung (900) eine Laservorrichtung (952) auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt). Verschiedene Sensortechnologien können zur Messung der Verlagerung der Spannsäule (230) verwendet werden, wie beispielsweise (jedoch nicht beschränkt auf): mechanische, induktive, Wirbelstrom, Laser, Verlagerungssensor, etc. Die Sensorvorrichtung (900) kann zu einem Abschnitt der Spannsäule (230) hinzugefügt oder damit verbunden werden, so dass die Sensorvorrichtung (900) die Näherung der Spannsäule (230) (bis zu einem erwünschten Genauigkeitsgrad) beim Kokillenhub-, Tonnage- und Dekompressionszyklus des Formgebungssystems (100) messen kann. Die Spannsäule (230) weist durch ihre auskragende Ausgestaltung eine inhärente Vergrößerung auf. Während sich die bewegliche Formträgerplatte (224) auf einen parallelen Betrieb mit der stationären Formträgerplatte (226) bei Zyklen des Formgebungssystems (100) einstellt, wie z. B. Hub-, Tonnage- und/oder Dekompressionsphase, kann die Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) als lateral, vertikal oder eine Kombination aus laterial und vertikal erfasst werden, während die Spannsäule (230) entlang der Hubachse, welche die zentrale Achse (106) ist, bewegt wird. Die Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) wird durch die Spannsäule (230) an einer Stelle oder Position der Spannsäule (230) vergrößert, die von der beweglichen Formträgerplatte (224) beabstandet positioniert ist. Die Messung kann sowohl aus einer Amplitude als auch aus einer Ausrichtung bestehen, die durch die mehrfachen, auf einem Teil der Spannsäule (230) befestigten Sensoren erhalten werden.
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Die Überwachung der Formträgerplatten-Parallelität, während das Formgebungssystem (100) zur Herstellung von Formkörpern betrieben wird, trägt zur Verringerung der Stillstandzeit des Formgebungssystems (100) bei. Ohne die Erfassungsvorrichtung (108) müsste das Formgebungssystem (100) zur Erfassung von Formträgerplatten-Parallelität heruntergefahren werden, so dass eine manuelle Überprüfung des Formgebungssystems (100) durchgeführt werden kann. Aufgrund der automatisierten Art der Erfassungsvorrichtung (108), können abgetastete Daten auch gesammelt und über die Zeit überwacht werden, um einen Anhaltspunkt für die Stabilität der Formträgerplatten-Parallelität und/oder über die Zeit Verlagerungen für die erfasste Formträgerplatten-Parallelität (d. h. die erfasste Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106)) bereitzustellen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Steuervorrichtung (902) dazu ausgestaltet sein kann, eine Regelung zur Reaktion auf die abgetasteten Daten der Formträgerplatten-Parallelität bereitzustellen, die durch die Sensorvorrichtung (900) erzeugt werden, und dass sie auch dazu ausgestaltet sein kann, automatisch Anpassungen vorzunehmen und den Fall auszugleichen, in dem Nicht-Parallelitätsdaten erfasst werden. Die Steuerungsvorrichtung (902) kann dazu ausgestaltet sein, abgetastete Daten der Formträgerplatten-Parallelität bereitzustellen oder anzuzeigen (wie beispielsweise auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle), während die Spannsäule (230) den Formhub und das Aufbringen der Tonnage durchläuft, sowie umgekehrt (während Dekompression und offenem Formwerkzeug), wenn dies erwünscht ist. Für die Ausgabe der Sensorvorrichtung (900) kann ein Profil und eine Baseline, während den Hubbewegungen der beweglichen Formträgerplatte (224), erzeugt werden. Sobald die Formvorrichtung (207) geschlossen ist, wird eine Ablenkung der Spannsäule (230) nahe der Sensorvorrichtung (900) erfasst, und ein anschließendes Überwachen kann unter Aufbringen der Spanntonnage, mithilfe der Spannsäule (230), während des normalen Formgebungsbetriebs des Formgebungssystems (100) fortgesetzt werden. Um Maschine-Maschine-Abweichungen zu erfassen, wie beispielsweise Toleranz- und Fertigungsstapel, kann ein Kalibrierungsdurchgang durch Abbilden des Profils der Spannsäule (230) oder der zentralen Achse (106) bei vollem Kokillenhub durchgeführt werden. Das Baseline-Profil kann als Bezugspunkt Null für Messungen verwendet werden, die gemacht werden, sobald die Formvorrichtung (207) auf jeweils der stationären Formauflageseite (206) und der beweglichen Formauflageseite (204) der stationären Formträgerplatte (226) und der beweglichen Formträgerplatte (224) eingebaut ist.
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In den 3A, 3B ist ein weiteres Beispiel des Formgebungssystems (100) dargestellt. 3A stellt eine Querschnittsansicht von einer oberen Seite des Formgebungssystems (100) dar. 3B stellt eine Querschnittsansicht der zentralen Achse (106) und der Spannsäule (230) in dem Falle dar, dass für die Ausrichtung der zentralen Achse eine Null-Veränderung oder keine Veränderung erfasst wird, und in dem Falle einer erfassten Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106). Profilstege (250) erstrecken sich von der die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) zu der beweglichen Formträgerplatte (224) und hin zu der stationären Formträgerplatte (226). Die bewegliche Formträgerplatte (224) bewegt sich zwischen der stationären Formträgerplatte (226) und der die Spannsäule tragenden Formträgerplatte (228). Die die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) stützt eine lineare Bewegung der Spannsäule (230) ab. Das Ende der Spannsäule (230) ist an der beweglichen Formträgerplatte (224) befestigt. In dem Fall, dass der Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) Null beträgt, erstreckt sich die zentrale Achse (106) entlang einer zentralen Achse der Spannsäule (230) und parallel zu dem Maschinenfuß (232). In dem Fall, dass der Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) nicht Null beträgt (also bei einem Zustand der Veränderung der Ausrichtung), wird die zentrale Achse (106') im Winkel zur zentralen Achse (106), verbunden mit einer Null-Veränderung der Ausrichtung, gefluchtet. Es sei angemerkt, dass der erfasste Grad der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) eine Veränderung einer Position der zentralen Achse (106) mindestens teilweise (oder eines Abschnitts) enthalten kann.
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In 3B sind beispielhaft Sensorbefestigungsstellen dargestellt. Diese Stellen können zum Erfassen von vertikaler und lateraler Ablenkung der Spannsäule (230) verwendet werden. Die Formträgerplattenparallelität, wie in 3A zur besseren Veranschaulichung übertrieben dargestellt, wird beispielsweise durch Näherungssensoren entlang mehrfacher Achsen relativ zur zentralen Achse (106) erfasst. Sensoren können eine vertikale und laterale Bewegung der Spannsäule (230) für einen kombinierten Vektorindikator messen, der einen Hinweis auf den Grad der Parallelität der Formauflageseiten der beweglichen Formträgerplatten (224) und der stationären Formträgerplatten (226) bereitstellt.
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Durch Befestigen der Sensorvorrichtung (900) an der Spannsäule (230) wird eine vorteilhafte Vergrößerung des Grads der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) erreicht. Die Sensorvorrichtung (900) kann eine axiale Fluchtung der Spannsäule (230) während des Hubs überwachen, und jede beliebige Verlagerung hin zu einer Formträgerplatten-Parallelistät während des Aufbringens von Tonnage wird erfasst. Die Vektorsumme der vertikalen und lateralen Ablenkungen während des Formeingriffs können dazu verwendet werden, die Richtung anzugeben, in die die Formträgerplatten-Parallelität (d. h. die Ausrichtung der zentralen Achse (106)) korrigiert werden muss, sowie die Größenordnung der eventuell erforderlichen Korrektur. Die oben beschriebene Anordnung kann erfordern, dass die Formvorrichtung (207) gemäß einem akzeptablen Parallelitätsniveau hergestellt wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein nicht-paralleles Formwerkzeug von der Erfassungsvorrichtung (108) erfasst und der Betreiber wird darauf aufmerksam gemacht, dass die Formvorrichtung der Maschine nicht parallel ist und dies zu beschleunigtem Verschleiß des Werkzeugs oder Schaden an dem Formgebungssystem (100) führen könnte.
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Die Erfassungsvorrichtung (108) weist gemäß einer Option Näherungsmesssensoren auf (ist jedoch nicht darauf beschränkt), die dazu ausgestaltet sind, eine Abtrennung der Spannsäule (230) während mindestens eines Teils des Formgebungszyklus des Formgebungssystems (100), wie z. B. Schließen des Formwerkzeugs, Tonnage, Dekompression und Öffnen des Formwerkzeugs, zu überwachen, um eine Parallelität der Formträgerplattenseiten und einen Formeingriff zu überwachen. Für den Fall, dass eine vereinfachte Anordnung gerechtfertigt oder berechtigt ist (gemäß einer Option), arbeitet die Erfassungsvorrichtung (108) an der Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) lediglich während des Formeingriffs, d. h. wenn die Formvorrichtung (207), wie in 3A dargestellt, geschlossen ist. Gemessene Veränderungen bei der Abtrennung weisen darauf hin, dass die Formträgerplatten-Parallelität sowohl bezüglich der Größenordnung als auch der Richtung nicht mehr ausgerichtet ist. Diese Informationen stellen eine Rückmeldung an den Maschinenbediener bereit. Die Abstimmung einer Formträgerplatten-Parallelität kann eine manuelle Handlung sein, bei der eine Stillstandzeit der Maschine erforderlich ist, um die Abstimmung (vielleicht während einer geplanten Wartungszeit) auszuführen. Diese Erfassungsvorrichtung (108) verbessert die Produktivität des Formgebungssystems (100). Mithilfe der Erfassungsvorrichtung (108) kann eine periodische Fluchtungsdatenerfassung für die Erfassung der Abweichung und des Einschwingens über Zeit der Formträgerplatten-Parallelität verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Steuerungsvorrichtung (902) dazu ausgestaltet sein kann, automatisch die Konfiguration des Formgebungssystems (100) anzupassen, um eine erfasste Abweichung der Plattenparallelität außerhalb eines Toleranzbereichs zu korrigieren.
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Zusammenfassend ist zu berücksichtigen, dass die Erfassungsvorrichtung (108) die Überwachung der Plattenparallelität (beispielhaft) verbessert. Durch die Erfassungsvorrichtung (108) können Platten-Parallelitätsdaten von der Steuerungsvorrichtung (902), wie beispielsweise einer Maschinensteuerung, erhalten werden, während die Maschinensteuerung das Formgebungssystem (100) betreibt, und somit wird die Stillstandzeit des Formgebungssystems (100) verringert und die Produktivität erhöht. Für den Fall, dass die Erfassungsvorrichtung (108) auf dem Formgebungssystem (100) eingebaut ist, können auch niedrigere Anforderungen an die Fähigkeiten des Bedieners gestellt sein. Die Vorteile der Erfassungsvorrichtung (108) sind eine längere Verschleißzeit des Formwerkzeugs und verbesserte Qualität der Formteile.
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ZUSÄTZLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgenden Abschnitte werden als weitergehende Beschreibung der Beispiele des Formgebungssystems (100) angeboten: Abschnitt (1): Formgebungssystem (100), das Folgendes umfasst: eine Formträgerplattenvorrichtung (102) mit: (i) einer Formauflageseite (104), und (ii) einer zentralen Achse (106), die sich orthogonal von der Formauflageseite (104) erstreckt; und einer Erfassungsvorrichtung (108), die relativ zur zentralen Achse (106) positioniert ist, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) dazu ausgestaltet ist, eine Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) mindestens teilweise zu erfassen. Abschnitt (2): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, das des Weiteren Folgendes umfasst: ein Kragelement (110), das sich von der Formträgerplattenvorrichtung (102) entlang der zentralen Achse (106) erstreckt, und wobei die Erfassungsvorrichtung (108) beabstandet von der Formträgerplattenvorrichtung (102) positioniert ist, und wobei die Erfassungsvorrichtung (108) relativ zum Kragelement (110) positioniert ist, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) dazu ausgestaltet ist, die Veränderung der Ausrichtung des Kragelements (110) mindestens teilweise zu erfassen. Abschnitt (3): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei: die Formauflageseite (104) Folgendes umfasst: (i) eine stationäre Formauflageseite (206); und (ii) eine bewegliche Formauflageseite (204), die der stationären Formauflageseite (206) zugewandt ist, und die Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) ein Maß für die Formseitenparallelität zwischen der stationären Formauflageseite (206) und der beweglichen Formauflageseite (204) ist. Abschnitt (4): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Formauflageseite (104) eine bewegliche Formauflageseite (204) aufweist, die einer stationären Formauflageseite (206) zugewandt ist, wobei die bewegliche Formauflageseite (204) und die stationäre Formauflageseite (206) dazu ausgestaltet sind, eine Formvorrichtung (207) zu tragen; wobei die Formträgerplattenvorrichtung (102) Folgendes aufweist: (i) eine bewegliche Formträgerplatte (224) mit der beweglichen Formauflageseite (204), (ii) eine stationäre Formträgerplatte (226) mit der stationären Formauflageseite (206), wobei die bewegliche Formträgerplatte (224) relativ zur stationären Formträgerplatte (226) beweglich ist, und (iii) eine eine Spannsäule tragende Formträgerplatte (228); und wobei das Kragelement (110) eine Spannsäule (230) aufweist, die sich zwischen der beweglichen Formträgerplatte (224) und der die Spannsäule tragende Formträgerplatte (228) erstreckt. Abschnitt (5): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) Folgendes aufweist: eine Sensorvorrichtung (900); und eine Steuerungsvorrichtung (902), die mit der Sensorvorrichtung (900) verbunden ist. Abschnitt (6): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Steuerungsvorrichtung (902) Folgendes aufweist: ein von der Steuerung verwendbares Medium, das von der Steuerung ausführbare Befehle konkret darstellt, die dazu ausgestaltet sind, die Steuerungsvorrichtung (902) zu Folgendem anzuweisen: (i) Empfangen eines Hinweissignals von der Sensorvorrichtung (900), wobei das Hinweissignal dazu ausgestaltet ist, eine Erfassung einer Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) bereitzustellen; und (ii) Bereitstellen eines Warnalarmhinweises, der darauf hinweist, dass eine Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) außerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs liegt. Abschnitt (7): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) Folgendes aufweist: eine Sensorvorrichtung (900) mit einer Näherungssensorvorrichtung (950). Abschnitt (8): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Erfassungsvorrichtung (108) Folgendes aufweist: eine Sensorvorrichtung (900) mit einer Laservorrichtung (952). Abschnitt (9): Formgebungssystem (100) nach einem in diesem Paragraphen erwähnten Abschnitt, wobei die Steuerungsvorrichtung (902) Folgendes aufweist: ein von der Steuerung verwendbares Medium, das von der Steuerung ausführbare Befehle konkret darstellt, die dazu ausgestaltet sind, die Steuerungsvorrichtung (902) zu Folgendem anzuweisen: (i) Empfangen eines Hinweissignals von der Sensorvorrichtung (900), wobei das Hinweissignal dazu ausgestaltet ist, eine Erfassung einer Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) bereitzustellen; und (ii) Bereitstellen eines Warnalarmhinweises, der darauf hinweist, dass eine Erfassung der Veränderung der Ausrichtung der zentralen Achse (106) außerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs liegt.
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Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Vorrichtungen und Module miteinander verbunden sein können, je nachdem, ob dies für die gewünschten Funktionen und Aufgaben erforderlich ist, die innerhalb der Möglichkeiten des angesprochenen Fachmanns liegen, die solche Kombinationen und Permutationen ausführen, ohne jede einzelne davon im Detail beschreiben zu müssen. Man geht davon aus, dass alle wichtigen Aspekte der Erfindung in diesem Dokument bereitgestellt sind. Es wird davon ausgegangen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung auf den von den unabhängigen Ansprüchen/dem unabhängigen Anspruch bereitgestellten Umfang beschränkt ist, und es wird auch davon ausgegangen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf Folgendes beschränkt ist: (i) die abhängigen Ansprüche, (ii) die detaillierte Beschreibung der nicht-beschränkenden Ausführungsformen, (iii) die Zusammenfassung, (iv) den Abstract und/oder (v) die Beschreibung, die außerhalb dieses Dokuments bereitgestellt ist (d. h. außerhalb der unmittelbaren Anmeldung, wie eingereicht, weiterverfolgt und/oder erteilt). Es wird angemerkt, dass das Vorstehende einen Überblick über die nicht-beschränkenden Ausführungsformen (Beispiele) gibt. Die Beschreibung ist für bestimmte nicht-beschränkende Ausführungsformen (Beispiele) angefertigt. Es wird davon ausgegangen, dass die nicht-beschränkenden Ausführungsformen lediglich veranschaulichende Beispiele darstellen.
