DE60107741T2

DE60107741T2 - Formschliessmechanismus für Formmaschine

Info

Publication number: DE60107741T2
Application number: DE60107741T
Authority: DE
Inventors: Susumu Hino-shi Ito; Koichi Susono-shi Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: JP3330578B2; EP1136220A2; EP1136220A3; EP1136220B1; US6626658B2; DE60107741D1; JP2001260196A; US20010031292A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine, wie einer Spritzgießmaschine.
In einem herkömmlichen Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine, wie einer Spritzgießmaschine, sind für gewöhnlich eine stationäre Platte und eine rückseitige Platte durch vier Spurstangen miteinander verbunden, und zwischen der stationären Platte und der rückseitigen Platte ist eine bewegliche Platte angeordnet. Die bewegliche Platte hat vier Spurstangen-Durchtrittslöcher, und durch jedes dieser Löcher verläuft eine Spurstange.
An einer Seite der beweglichen Platte, die der stationären Platte gegenüberliegt, ist ein bewegbares Formteil angebracht, und an einer Seite der stationären Platte, die der beweglichen Platte gegenüberliegt, ist ein stationäres Formteil angebracht. Um ein Formklemmen oder eine Formfreigabe durchzuführen, wird die bewegliche Platte durch eine Antriebsquelle, wie einen Elektromotor und einen Hydraulikzylinder, hin zu oder fort von der stationären Platte bewegt.
Wenn die bewegliche Platte bewegt wird, dienen die Spurstangen als eine Führung. In das Spurstangen-Durchtrittsloch, das in der beweglichen Platte ausgebildet ist, ist ein Lagerfutter eingebaut, das als ein Gleitlager dient. Die Spurstange verläuft durch das Lagerfutter.
Ein Problem bei dem herkömmlichen Formklemm-Mechanismus besteht darin, dass wenn die Spritzgießmaschine über eine lange Zeitperiode hinweg benutzt wird, ein Zwischenraum oder ein Spiel zwischen dem Lagerfutter, das in das Durchtrittsloch eingebaut ist, das in der beweglichen Platte ausgebildet ist, und der Spurstange zunimmt. Als Ergebnis neigt sich die bewegliche Platte, die durch die Spurstangen geführt wird, so dass eine Seite des bewegbaren Formteils, das an der beweglichen Platte angebracht ist, und eine Seite des stationären Formteils, das an der stationären Platte angebracht ist, nichtparallel zueinander werden.
In dem Formfreigabeprozess tritt, wenn die Seite des bewegbaren Formteils nicht zu der Seite des stationären Formteils parallel ist, ein Phänomen derart auf, dass ein Teil der Seite des bewegbaren Formteils von einem Teil der Seite des stationären Formteils getrennt wird, während andere Teile der Seite des bewegbaren Formteils in Berührung mit anderen Teilen der Seite des stationären Formteils bleiben. Falls ein derartiges Phänomen auftritt, wenn ein Hochpräzisionsteil, wie eine Linse, unter Benutzung einer Spritzgießmaschine gegossen wird, wird eine Zugspannung, nämlich eine Zugbeanspruchung des Gießprodukts ausgeübt, so dass die Möglichkeit des Gießens eines mangelhaften Produkts zunimmt.
Um dieses Phänomen zu vermeiden, ist eine Technik vorgeschlagen worden, bei der ein gerade Führung auf einem Basisrahmen der Formmaschine vorgesehen ist, um die bewegliche Platte unter Benutzung der geraden Führung zu führen. Der Zweck dieser Technik besteht darin, zu verhindern, dass sich die bewegliche Platte neigt, so dass die bewegliche Platte parallel zu der stationären Platte gehalten wird.
Da die gerade Führung jedoch nicht den oberen Teil der beweglichen Platte hält, obwohl sie den unteren Teil (Basisrahmen-Seite) derselben hält und führt, kann sie die bewegliche Platte nicht davon abhalten, sich mit dem oberen Teil zu neigen. Außerdem besteht, obwohl die gerade Führung verhindern kann, dass sich die bewegliche Platte quer in bezug auf die Bewegungsrichtung der beweglichen Platte neigt, ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, eine Längsneigung zu verhindern.
Es sind weitere Vorschläge gemacht worden, welche die Benutzung von Keilnut-Nüssen und Keilnut-Wellen mit sich bringen, wie in den Druckschriften JP-A-7156232 u. JP-A-6241228.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Formklemm-Mechanismus einer Spritzgießmaschine zu schaffen, bei dem eine Seite eines bewegbaren Formteils, das an einer beweglichen Platte angebracht ist, parallel zu einem stationären Formteil gehalten wird, das an einer stationären Platte angebracht ist, um zu verhindern, dass sich die bewegliche Platte, die gleitet, während sie durch Spurstangen geführt wird, in bezug auf die Spurstangen neigt.
Im Sinne der vorstehend genannten Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Spurstangen-Durchtrittsloch eine Kugel/Keilnut-Nuss vorgesehen, das in der beweglichen Platte ausgebildet ist, und zumindest ein Teil der Spurstange, die in bezug auf die bewegliche Platte gleitet, ist als eine Kugel/Keilnut-Welle ausgebildet. Die Anzahl der Spur-stangen beträgt vier, und für jede Spurstange sind zwei oder mehrere der Kugel/Keilnut-Nussn vorgesehen, so dass eine Neigung der beweglichen Platte zuverlässiger verhindert werden kann. Auf diese Weise ist der Eingriff der Spurstangen in die bewegliche Platte als eine Kugel/-Keilnut-Verbindung ausgebildet. Dadurch wird ein Zwischenraum oder Spiel zwischen den Spurstangen und der beweglichen Platte beseitigt, so dass die Stellung der beweglichen Platte stets konstant gehalten werden kann.
Außerdem kann ein Loch zum Einsetzen eines Sensors zum Messen einer Zugspannung jeder Spurstange in der Spurstange längs der Axialrichtung von dem endseitigen zentralen Teil der Spurstange aus ausgebildet sein, um eine Messung und eine Einstellung einer Formklemmkraft, die durch die Spurstange entwickelt wird, vornehmen zu können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, trennt sich die gesamte Fläche der Seite des bewegbaren Formteils, das an der beweglichen Platte angebracht ist, da sich die bewegliche Platte selbst dann nicht neigt, wenn sie gleitet, während sie durch die Spurstangen geführt wird, wenn sich die Spritzgießmaschine in einem Formfreigabeprozess befindet, vorübergehend von der Seite des stationären Formteils, das an der stationären Platte angebracht ist. Daher wird keine Zugspannung, nämlich keine Zugbeanspruchung, auf ein Gießprodukt ausgeübt, so dass ein hochgenaues Produkt gegossen werden kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe zur Wirkung gebracht werden kann, wird im folgenden anhand eines Beispiels auf die vorliegenden Figuren Bezug genommen.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Formklemm-Mechanismus in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine erklärende, Ansicht einer Anordnung zur Zugspannungs-Messung für eine Spurstange in dem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt ein Beispiel für eine Kugel/Keilnut-Nuss, die in dem in 1 gezeigten Formklemm-Mechanismus benutzt wird.
Im folgenden wird ein Überblick über einen Formklemm-Mechanismus einer Spritzgießmaschine in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugsnahme auf 1 beschrieben.
Auf einem Basisrahmen 1 einer Spritzgießmaschine ist eine stationäre Platte 2 befestigt. An der stationären Platte 2 ist ein Ende jeder von vier Spurstangen 5 befestigt. Das andere Ende der Spurstange 5 verläuft durch eine rückseitige Platte 3, die auf dem Basisrahmen 1 gehalten ist.
Eine Seite der stationären Platte 2, die der rückseitigen Platte gegenüber steht, hat eine quadratische Form, und auch eine Seite der rückseitigen Platte 3, die der stationären Platte 2 gegenübersteht, hat eine quadratische Form. Ein Ende jeder der vier Spurstangen 5 ist an jeder von vier Ecken der stationäre Platte 2 befestigt, und das andere Ende derselben verläuft durch jede von vier Ecken der rückseitigen Platte 3. 1 zeigt nur zwei der vier Spurstangen 5.
Ein Ende der Spurstange 5 ist unter Benutzung eines Befestigungsmittels, wie einer Mutter, an der stationären Platte 2 befestigt, während andererseits das andere Ende der Spurstange 5 an der rückseitigen Platte 3 angebracht ist, so dass sich die rückseitige Platte 3 längs der Spurstange 5 über eine Formteildicken-Justiermutter 8 bewegen kann.
Die Formteildicken-Justiermutter 8 hat ein Ritzel 9, das an dieser befestigt ist. Zwischen den Ritzeln 9, die auf den vier Spurstangen 5 vorgesehen sind, ist eine Kette (nicht gezeigt) angeordnet, und die vier Ritzel 9 werden in Synchronismus mit jeder anderen zu ihrer Drehung durch ein Formteildicken-Justierantriebsmittel, wie einen Servomotor, (nicht gezeigt) angetrieben, wodurch die rückseitige Platte 3 in der Axialrichtung der Spurstange 5 auf dem Basisrahmen 1 bewegt wird. Durch die Bewegung der rückseitigen Platte 3 wird ein Abstand zwischen der rückseitigen Platte 3 und der stationären Platte 2 justiert. Als Ergebnis kann eine vorbestimmte Formklemmkraft zur Zeit des Formklemmens entsprechend der Dicke eines Formteils, das benutzt wird, gewonnen werden.
Ferner ist zwischen der stationären Platte 2 und der rückseitigen Platte 3 eine bewegliche Platte 4 angeordnet. Die bewegliche Platte 4 ist an vier Ecken derselben mit Spurstangen-Durchtrittslöchern ausgebildet. Durch jedes der Spurstangen-Durchtrittslöcher verläuft eine Spurstange 5.
Zwischen der rückseitigen Platte 3 und der beweglichen Platte 4 ist ein Kniegelenkmechanismus 11 vorgesehen. Wenn ein Kreuzkopf 11a des Kniegelenkmechanismus 11 durch eine Antriebsquelle 10, wie ein Servomotor, die an der rückseitigen Platte 3 befestigt ist, betätigt wird, bewegt sich die bewegliche Platte 4 in einer Richtung derart, dass sie sich fort von der rückseitige Platte 3 oder nahe an diese bewegt.
Auf einer Seite der stationären Platte 2, die der beweglichen Platte 4 gegenübersteht, ist ein stationäres Formteil (nicht gezeigt) montiert, während ein bewegbares Formteil (nicht gezeigt) auf einer Seite der beweglichen Platte 4, die der stationären Platte 2 gegenübersteht, montiert ist. Die Antriebsquelle 10 wird getrieben, um den Kniegelenkmechanismus 11 zu betätigen, so dass die bewegliche Platte 4 längs der Spurstangen 5 bewegt wird, wodurch das Öffnen und Schließen der Form (stationäres Formteil und bewegbares Formteil) und das Formteileklemmen durchgeführt werden.
Die zuvor beschriebene Konfiguration ist die gleiche wie diejenige eines herkömmlichen Formklemm-Mechanismus des Kniegelenktyps.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf jeder Spurstange 5 zumindest in einem Bereich, in dem die bewegliche Platte 4 gleitet, eine Kugel-Keilnut ausgebildet, was eine Kugel/Keilnut-Welle 7 schafft. Andererseits sind ein Paar von Kugel/Keilnut-Nüssen 6a u. 6b in jedem Durchtrittsloch vorgesehen, das in der beweglichen Platte 4 ausgebildet ist und durch das eine Spurstange 5 verläuft. Speziell sind gemäß der vorliegenden Erfindung anstelle eines Lagerfutters (Gleitlagers) in dem Spurstangen-Durchtrittsloch eine Vielzahl von Kugel/Keilnut-Nüssen vorgesehen. Ferner ist entsprechend diesen Kugel/Keilnut-Nüssen ein Bereich der Spurstange 5, der mit dem Spurstangen-Durchtrittsloch in der beweglichen Platte 4 in Eingriff steht, als die Kugel/Keilnut-Welle 7 ausgebildet. In dieser Hinsicht unterscheidet sich der Formklemm-Mechanismus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung von dem herkömmlichen Formklemm-Mechanismus.
3 zeigt ein Beispiel für eine Kugel/Keilnut-Nuss, die in dem in 1 gezeigten Formklemm-Mechanismus benutzt wird. Sie umfasst einen äußeren Zylinder 21, einen Käfig 22, einen Kugel-Anschlagring 23 und eine Dichtung 24. Eine Keilnutwelle 25 ist derart in die Kugel/Keilnut-Nuss eingesetzt, dass sich die Keilnutwelle 25 in der Axialrichtung der Kugel/Keilnut-Nuss bewegen kann. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet Kugeln.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind ein Paar von Kugel/Keilnut-Nüssen 6a u. 6b in jedem Spurstangen-Durchtrittsloch vorgesehen, das in der beweglichen Platte 4 ausgebildet ist. Die Anzahl von Kugel/Keilnut-Nüssen, die in jedem Spurstangen-Durchtrittsloch vorgesehen sind, ist jedoch nicht auf zwei begrenzt, und es können drei (oder mehr als drei) Kugel/Keilnut-Nüsse vorgesehen sein. Wenn die Anzahl von Kugel/Keilnut-Nüssen erhöht wird und damit die Länge des Eingriffs in die Kugel/Keilnut-Welle 7 zunimmt, kann eine Neigung der beweglichen Platte 4 sicherer verhindert werden. Als Ergebnis wird die Stellung des bewegbaren Formteils, das an der beweglichen Platte 4 angebracht ist, in bezug auf das stationäre Formteil, das an der stationären Platte 2 angebracht ist, zuverlässiger konstant gehalten.
Um die bewegliche Platte 4 längs der Spurstangen 5 gleiten lassen zu können, sind in jedem Spurstangen-Durchtrittsloch, das in der beweglichen Platte 4 ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kugel/Keilnut-Nüssen vorgesehen, und außerdem ist zumindest in einem Bereich, in dem die Spurstange mit dem Spurstangen-Durchtrittsloch in der beweglichen Platte 4 in Eingriff steht, eine Kugel-Keilnut auf jeder Spurstange 5 ausgebildet, um eine Kugel/Keilnut-Welle 7 zu schaffen. Eine Kugel (nicht gezeigt) greift in eine Kugel-Rollrille (der Kugel/Keilnut-Welle) ein, und auf die Kugel wird eine Vorlast ausgeübt. Daher tritt zwischen der Kugel/Keilnut-Welle 7 und der Kugel/Keilnut-Nuss 6a, 6b, die damit in Eingriff steht (damit zwischen der Spurstange 5 und der beweglichen Platte 4), kaum ein Zwischenraum (Spiel) auf. Überdies neigt sich die bewegliche Platte 4, da die Spurstange 5 an vier Ecken derselben durch diese verläuft, weder in Längsrichtung noch in Querrichtung in bezug auf die Bewegungsrichtung der beweglichen Platte 4 (der Axialrichtung der Spurstange 5).
Demzufolge wird die Stellung der beweglichen Platte 4 in bezug auf die stationäre Platte 2 selbst dann, wenn sich die bewegliche Platte 4 längs der Spurstangen 5 bewegt und sich in irgendeiner Position befindet, stets konstant gehalten. Insbesondere wird die Seite des bewegbaren Formteils, das an der beweglichen Platte 4 angebracht ist, parallel zu der Seite des stationären Formteils gehalten, das an der stationären Platte 2 angebracht ist. Als Ergebnis wird, wenn das bewegbare Formteil nach dem Gießen bewegt und von dem stationären Formteil freigegeben wird, um ein Gießprodukt (in dem Formfreigabeprozess) entnehmen zu können, die gesamte Fläche der Seite des bewegbaren Formteils vorübergehend von der gesamten Fläche der Seite des stationären Formteils getrennt. Ein Phänomen dergestalt, dass ein Teil der Seite des bewegbaren Formteils von einem Teil der Seite des stationären Formteils getrennt wird, während Teile des bewegbaren Formteils in Berührung mit anderen Teilen der Seite des stationären Formteils verbleiben, findet nicht statt. Daher kann ein Hochpräzisionsteil, wie eine Linse, mit hoher Genauigkeit gegossen werden.
Ferner ist jede der Spurstangen 5 derart mit einem Sensorloch 12 zum Einsetzen eines Sensors 13 zum Erfassen einer Zugspannung der Spurstange 5 ausgebildet, dass das Sensorloch 12 eine vorbestimmte Tiefe von einem Ende (Endseite der Seite der stationären Platte) der Spurstange 5 aus betrachtet hat.
2 zeigt eine erklärende Ansicht eines Zustands, in dem ein Sensor 13 in das Sensorloch 12 eingesetzt ist, um eine Zugspannung der Spurstange 5 erfassen zu können.
Der benutzte Sensor 13 (z. B. ein Zugspannungs-Sensor, hergestellt von Schlaepfer Sensoren Ltd., Schweiz) ist mit einem Zugspannungs-Messteil in einem stabartigen körperfernen Endteil 13a versehen. Der Durchmesser des körperfernen Endteils 13a, der mit dem Zugspannungs-Messteil versehen ist, nimmt durch Drehen des körpernahen Endteils zu, um das Zugspannungs-Messteil in enge Berührung mit der Innenumfangsoberfläche des Sensorlochs 12 in der Spurstange 5 zu bringen, wodurch eine Zugspannung der Spurstange gemessen wird.
Bei dem Formklemm-Mechanismus des Kniegelenktyps, der in 1 gezeigt ist, wird durch eine Verlängerung der Spurstangen 5 eine Formklemmkraft auf das Formteil ausgeübt. Dabei wird die Zugspannung der Spurstange 5 unter Benutzung des Sensor 13 gemessen, und die Position der rückseitigen Platte 3 wird derart justiert, dass eine voreingestellte Formklemmkraft erzeugt wird. In diesem Fall kann, wenn die Zugspannungen der Spurstangen 5 gleich sind (unter der Bedingung, dass die Materialien und die Durchmesser der Spurstangen 5 gleich sind), angenommen werden, dass eine angenähert gleiche Formklemmkraft auf die gesamte Seite des Formklemmteils ausgeübt wird. Wenn die Zugspannungen der Spurstangen 5 nicht gleich sind, kann angenommen werden, dass sich eine exzentrische Formklemmkraft entwickelt.
Die Sensoren 13 werden, wie zuvor beschrieben, nacheinander in dem Sensorloch 12 in jeder der Spurstangen 5 montiert, die Formteile werden geklemmt und die Zugspannungen werden nacheinander erfasst. Alternativ dazu werden die Sensoren 13 in den Sensorlöchern 12 in den Spurstangen 5 gleichzeitig montiert, die Formteile werden geklemmt und die Zugspannungen werden gleichzeitig gemessen. Dadurch werden die wirksamen Längen der Spurstangen 5 derart justiert, dass die Zugspannungen der Spurstangen 5 gleich sind, und es wird die voreingestellte Formklemmkraft erzeugt.
Bei dieser Justierung wird ein Formteildicken-Justiermotor getrieben, um die Muttern 8 der Spurstangen 5 derart über die Kette und die Ritzel 9 synchron zu drehen, dass die rückseitige Platte 3 bewegt wird, um einen Abstand zwischen der rückseitigen Platte 3 und der stationären Platte 2 zu ändern, wodurch die wirksamen Längen der Spurstangen 5 zum Entwickeln einer Formklemmkraft justiert werden. Ferner wird die Mutter 8 jeder der Spurstangen 5, um die Zugspannungen der Spurstangen 5 zu justieren und die Formklemmkraft, die sich bei jeder der Spurstangen 5 entwickelt, anzugleichen, individuell gedreht, um die wirksame Länge der einzelnen Spurstange 5 zu justieren.
Obwohl der Formklemm-Mechanismus des Kniegelenktyps anhand eines Beispiels in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung auf einen Formklemm-Mechanismus des Direkttyps angewendet werden, bei dem die bewegliche Platte direkt durch die Antriebsquelle, wie einen Hydraulikzylinder oder einen Servomotor, ohne Benutzung eines Kniegelenkmechanismus angetrieben wird.

Claims

Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine, der umfasst: eine stationäre Platte (2), die auf einem Basisrahmen (1) der Formmaschine befestigt ist, vier Spurstangen (5), wobei jeweils ein Ende derselben an der stationären Platte (1) befestigt ist, und eine bewegliche Platte (4), die mit einer Vielzahl von Spurstangen-Durchtrittslöchern ausgebildet ist, wobei jede der Spurstangen (5) durch ein jeweiliges der Spurstangen-Durchtrittslöcher verläuft, wobei die bewegliche Platte (4), an der auf einer Seite derselben ein bewegbares Formteil angebracht ist, längs der Spurstangen (5) bewegbar ist, um sich hin zu oder fort von der stationären Platte (2) bewegen zu können, an der auf einer Seite derselben ein stationäres Formteil angebracht ist, um dadurch ein Formklemmen oder eine Formfreigabe durchführen zu können, und wobei in einem Spurstangen-Durchtrittsloch in der beweglichen Platte (4) eine Kugel/Keilnut-Nuss (6a) vorgesehen ist und zumindest ein Teil der Spurstange (5), der mit der beweglichen Platte (4) in Eingriff steht, als eine Kugel/Keilnut-Welle (7) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Kugel/Keilnut-Nüsse (6a, 6b) in jedem der Spurstangen-Durchtrittslöcher in der beweglichen Platte (4) vorgesehen sind.
Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine nach Anspruch 1, wobei ein Sensorloch (12) zum Einsetzen eines Sensors (13) zum Erfassen einer axialen Zugspannung der Spurstange in jeder der Spurstangen (5) in axialer Richtung von der Endseite des zentralen Teils der Spurstange aus gesehen ausgebildet ist.
Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Formmaschine eine Spritzgießmaschine ist.
Formklemm-Mechanismus einer Formmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bewegliche Platte (4) durch Antreiben eines Kniegelenkmechanismus (11) längs der Spurstangen (5) bewegt wird.