DE602004009712T2 - Spannvorrichtung für eine Spritzgiessmaschine - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1761Means for guiding movable mould supports or injection units on the machine base or frame; Machine bases or frames

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannmechanismus einer Formmaschine.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein herkömmlicher Spannmechanismus einer Formmaschine (z. B. einer Spritzgussmaschine) enthält allgemein eine stationäre Platte und einen Endrahmen (auch als hintere Platte bezeichnet), die beide senkrecht auf der Basis der Formmaschine angebracht sind, eine Mehrzahl (normalerweise vier) Zugstangen, die die stationäre Platte und den Endrahmen verbinden, eine bewegliche Platte mit Durchgangsbohrungen, die jeweils die Zugstangen aufnehmen und die entlang der Zugstangen zwischen der stationären Platte und dem Endrahmen beweglich angeordnet ist, und eine Antriebseinheit (z. B. eine Kipphebeleinheit) für den Antrieb der beweglichen Platte. Eine bewegliche Form ist an der beweglichen Platte und eine stationäre Form an der stationären Platte angebracht. Die Antriebseinheit einschließlich einer Antriebsquelle wie ein Elektromotor oder ein Hydraulikzylinder bewegt die durch die Zugstangen geführte bewegliche Platte, wodurch die Formen gespannt werden. Im Allgemeinen ist ein Paar Gleitlagerbuchsen in jeder in der beweglichen Platte ausgebildeten Durchgangsbohrung angeordnet, und jede Zugstange verläuft gleitbar durch die Buchsen.
  • Beim herkömmlichen oben beschriebenen Spannmechanismus entsteht durch die Gleitlagerstruktur, die bei einem gegenseitig gleitbaren Abschnitt zwischen der beweglichen Platte und jeder Zugstange verwendet wird, unweigerlich Spiel zwischen der Innenumfangsfläche der Lagerbuchse und der Außenumfangsfläche der Zugstange, was zu Spiel im Gleitlager führt. Die bewegliche Platte neigt deshalb während des Bewegungsvorgangs zum Verkanten an den Zugstangen. Als Ergebnis besteht die Tendenz, dass die vorgeschriebene Parallelitätstoleranz zwischen der an der beweglichen Platte angebrachten beweglichen Form und der an der stationären Platte angebrachten stationären Form aufgrund des Bewegungsvorgangs der beweglichen Platte nicht eingehalten wird. Wenn sich die Parallelität z. B. beim Formöffnungsprozess in dem Moment, in dem die Formfreigabe durch die Trennung der beweglichen von der stationären Form erfolgt, verschlechtert hat, wird die zeitliche Formfreigabe des geformten Gegenstands an bestimmten Punkten der Formoberfläche der stationären oder beweglichen Form unregelmäßig. In dem Fall, in dem ein geformter Gegenstand mit hoher Präzision wie eine Linse zu formen ist, kann die zeitliche Formfreigabe auf grund der Zugspannung im geformten Gegenstand Belastungen etc. verursachen und so ein defekter geformter Gegenstand hergestellt werden.
  • Zur Lösung des obigen Problems ist bekannt, eine lineare Führung (LM-Führung (Handelsname)) auf der Basis der Formmaschine anzuordnen, um den Hub der beweglichen Platte zu führen, so dass die bewegliche Platte am Verkanten gehindert und die Parallelität zwischen der beweglichen und der stationären Platte aufrechterhalten wird. Bei der Lösung mit der linearen Führung wird die bewegliche Platte durch die lineare Führung an ihrem unteren Ende gelagert, so dass zwar das Verkanten im unteren Abschnitt der beweglichen Platte unterdrückt wird, aber es schwierig ist, Verkanten im oberen Abschnitt der beweglichen Platte zu unterdrücken. Außerdem kann die lineare Führung die bewegliche Platte an der Drehung um die Achse in der Bewegungsrichtung der beweglichen Platte (oder in axialer Richtung der Zugstange) hindern, aber es ist schwierig dafür zu sorgen, dass die lineare Führung die Drehung der beweglichen Platte um eine andere Achse senkrecht zur obigen Achse und parallel zur Formanbaufläche der Platte verhindert.
  • Andererseits kann beim Formspannprozess die stationäre und/oder die bewegliche Platte aufgrund der gegenseitigen Presskraft, die auf die stationäre und die bewegliche Form aufgebracht wird, verformt oder belastet werden. Wenn die stationäre und/oder bewegliche Platte einer Belastung unterliegt, kann die Formanbaufläche verformt werden, was ebenfalls in einer schlechteren Parallelität zwischen der stationären und der beweglichen Form resultieren kann und damit in einer Verschlechterung der Formgenauigkeit.
  • Als Lösung, mit der eine solche Belastung oder Verformung der Platte vermieden werden soll, offenbart das japanische Gebrauchsmuster, Veröffentlichung Nr. 2587035 ( JP2587035Y2 ) einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem zumindest eine der stationären und beweglichen Platten bei Betrachtung in Richtung der Plattendicke an einer Zwischenposition in den Bereichen der Zugstangen-Einführbohrungen, die in den vier Ecken der Platte ausgebildet sind, mit einer Nut versehen ist, die sich vom Außenumfang der Platte zu den Zugstangen-Einführbohrungen erstreckt. Gemäß dieser Anordnung wird eine auf die Formen aufgebrachte Presslast durch die Verformung in den Nutbereichen der Platte aufgenommen, so dass eine Verformung der Formanbaufläche der Platte vermieden wird.
  • Auch die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 8-258103 ( JP8-258103A ) offenbart einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem eine Lagerungs struktur der stationären Platte mit konischer Form ausgeführt ist, z. B. als Pyramide mit rechteckiger Grundfläche oder als Kegelstumpf. Gemäß dieser Anordnung wird aufgrund der konischen Form der Lagerungsstruktur verhindert, dass die während des Spannens der Form erzeugte Presslast als Biegemoment auf die Lagerungsstruktur wirkt, so dass eine Auslenkung oder Verformung der Lagerungsstruktur und der stationären Platte vermieden wird.
  • Des weiteren offenbart die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 11-170322 ( JP11-170322A ) einen Spannmechanismus einer Spritzgussmaschine, bei dem ein Abschnitt zur Verhinderung von Belastung (wie ein Kanal in einer Seitenkante) an der beweglichen Platte zwischen dem Arm des Kipphebelmechanismus und der Formanbaufläche vorgesehen ist. Gemäß dieser Anordnung wird eine während des Spannens der Form erzeugte Presslast durch eine Verformung des belastungsverhindernden Abschnitts der beweglichen Platte aufgenommen und so eine Verformung der Formanbaufläche verhindert.
  • Bei den obigen Beispielen aus dem Stand der Technik ist eine Struktur in der Platte oder in deren Lagerungsstruktur vorgesehen, die die während des Formeinspannprozesses erzeugte Presslast aufnimmt, um zu verhindern, dass die Platte insbesondere während des Spannens der Form belastet wird. Im Gegensatz dazu offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3330578 ( JP3330578B2 ) einen Spannmechanismus einer Formmaschine wie einer Spritzgussmaschine, bei dem anstelle der Gleitlagerstruktur eine Keilwelle mit Rillenkugellager als Führungsabschnitt für die bewegliche Platte an der Zugstange vorgesehen ist. Gemäß dieser Anordnung ermöglicht eine Führung mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, dass die bewegliche Platte relativ zur stationären Platte stets eine genaue translatorische Bewegung (oder eine Parallelverschiebung) ausführen kann, so dass die Parallelität zwischen der stationären und der beweglichen Form während eines Formöffnungsprozesses stabil gehalten werden kann. Bei dieser Anordnung muss die Keilwelle mit Rillenkugellager selbst unter dem Einfluss der Plattenspannung aufgrund der Presslast während des Spannens der Form eine lange Lebensdauer haben.
  • Die US-amerikanische Patentanmeldung Nr. 2003/017230 beschreibt eine Spanneinheit zur Gesenkeinspannung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einer beweglichen Platte und einer beweglichen Stützplatte. Gewindebolzen greifen in die Stützplatte ein, so dass die Drehung der Bolzen die Stützplatte antreibt und sie dann die bewegliche Platte zum Öffnen und Schließen der Gesenkteile bewegt.
  • Die deutsche Patentanmeldung Nr. 196 08 135 A1 beschreibt einen Gesenkspannmechanismus für eine Formmaschine mit einer beweglichen Platte, die vordere und hintere Teile aufweist, die durch ein zentrales Druckelement verbunden sind. Der verringerte Querschnitt des zentralen Druckelements gestattet eine gewisse relative Biegung der vorderen und hinteren Teile.
  • Die europäische Veröffentlichung Nr. 1 136 220 A1 offenbart einen Formspannmechanismus, der eine bewegliche Platte aufweist, die an Zugstangen mit einer Keilwelle mit Rillenkugellager geführt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spannmechanismus einer Formmaschine bereitzustellen, der die Parallelität zwischen einer stationären Platte und einer beweglichen Platte in einem Formspannprozess sowie in einem Formöffnungsprozess über eine lange Zeitspanne stabil halten kann.
  • Um die obige Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen Spannmechanismus einer Formmaschine bereit, der aufweist: eine Basis; eine stationäre Platte, die auf der Basis angebracht ist und eine stationäre Form trägt; eine Führungsstange, die relativ zur stationären Platte fest angeordnet ist und eine Führungslängsachse definiert; eine erste bewegliche Platte, die relativ zur stationären Platte beweglich entlang der Führungsachse angeordnet ist und eine bewegliche Form trägt; eine Lagerungsstruktur, die zwischen der Führungsstange und der ersten beweglichen Platte angeordnet ist und die erste bewegliche Platte auf der Führungsstange entlang der Führungsachse beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte, die von der ersten beweglichen Platte getrennt und relativ zur stationären Platte entlang der Führungsachse beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement, das die erste bewegliche Platte und die zweite bewegliche Platte miteinander verbindet; und einen Antriebsabschnitt zum Beaufschlagen der zweiten beweglichen Platte mit einer Antriebskraft, um die erste bewegliche Platte und die zweite bewegliche Platte entlang der Führungsachse zu bewegen. Das Verbindungselement verbindet die erste und zweite bewegliche Platte auf eine solche Weise, dass sie entlang der Führungsachse relativ zueinander verschieblich sind. Der Spannmechanismus hat ein Vorspannelement, das zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte angeordnet ist, wobei das Vorspannelement die erste und zweite bewegliche Platte entlang der Führungsachse elastisch aufeinander zu vorspannt.
  • Beim obigen Spannmechanismus kann die Lagerungsstruktur eine Keilzahneingriffsoberfläche aufweisen, die auf der Führungsstange vorgesehen ist, und eine Kugelkeilzahnmutter, die in der ersten beweglichen Platte bereitgestellt ist, wobei die Kugelkeilzahnmutter funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche in Eingriff gebracht werden kann, und die zweite bewegliche Platte enthält eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Führungsstange ohne mit der Keilzahneingriffsoberfläche in Eingriff zu kommen.
  • Der Spannmechanismus kann ferner einen auf der Basis an einer Stelle gegenüber der stationären Platte um die erste und zweite bewegliche Platte angebrachten Endrahmen aufweisen, und eine Führungsstange kann eine Zugstange aufweisen, die die stationäre Platte mit dem Endrahmen unter Spannung verbindet.
  • Alternativ kann der Spannmechanismus ferner einen auf der Basis an einer Stelle gegenüber der stationären Platte um die erste und zweite bewegliche Platte angebrachten Endrahmen aufweisen und eine von der Führungsstange getrennte Zugstange, die eine zweite Führungslängsachse definiert, die allgemein parallel zur Führungsachse der Führungsstange ist, wobei die Führungsstange die stationäre Platte mit dem Endrahmen unter Spannung verbindet. Bei dieser Anordnung kann die erste bewegliche Platte eine erste Durchgangsbohrung haben, die unabhängig von der Kugelkeilzahnmutter ist und sich entlang der zweiten Führungsachse erstreckt, die zweite bewegliche Platte kann eine zweite Durchgangsbohrung haben, die entlang der zweiten Führungsachse mit der ersten Durchgangsbohrung fluchtet, und die Zugstange kann von der ersten und zweiten Durchgangsbohrung aufgenommen werden.
  • Es ist außerdem von Vorteil, wenn die erste bewegliche Platte aus einem Material besteht, das eine höhere Steifigkeit hat als das der zweiten beweglichen Platte.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
  • 1 eine schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß eines ersten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 1 im gespannten Zustand der Form;
  • 3 eine schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß eines zweiten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4A eine schematische Draufsicht auf die erste und zweite bewegliche Platte im Spannmechanismus von 3;
  • 4B eine Seitenansicht der ersten und zweiten beweglichen Platte von 4A entlang dem Pfeil IV;
  • 5A und 5B schematische Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement in einem Spannmechanismus gemäß eines dritten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß des dritten Vergleichsbeispiels;
  • 7 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 6 im Zustand der Formöffnung;
  • 8 eine schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß eines vierten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
  • 9 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 8 im Zustand der Formöffnung;
  • 10 eine schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß eines fünften Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
  • 11 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 10 im Zustand der Formöffnung;
  • 12A und 12B schematische Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement und ein Vorspannelement in einem Spannmechanismus gemäß eines sechsten Vergleichsbeispiels, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, zeigen;
  • 13 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß eines sechsten Vergleichsbeispiels;
  • 14 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 13 im Zustand der Formöffnung;
  • 15A und 15B schematische Ansichten, die jeweils ein Verbindungselement und ein Vorspannelement in einem Spannmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 16 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 17 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 16 im Zustand der Formöffnung;
  • 18 eine schematische Vorderansicht eines Spannmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 19 eine schematische Vorderansicht des Spannmechanismus von 18 im Zustand der Formöffnung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Komponenten durch identische Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die grundlegenden Konzepte eines Spannmechanismus einer Formmaschine sind auf einen ersten Modus gerichtet, bei dem eine bewegliche Hilfsplatte (in dieser Anmeldung als erste bewegliche Platte bezeichnet) zwischen einer beweglichen Platte, die mit einem Antriebsabschnitt gekoppelt ist (in dieser Anmeldung als zweite bewegliche Platte bezeichnet) und einer beweglichen Form angeordnet ist, und bei dem eine keilverzahnte Kugelstruktur als Führungs- bzw. Lagerungsstruktur für die erste bewegliche Platte bereitgestellt ist, sowie auf einen zweite Modus, bei dem die erste und zweite bewegliche Platte miteinander unter Verwendung eines Verbindungselements in Eingriff stehen, wobei Spiel oder ein gegenseitiger Versatz sichergestellt ist. Gemäß den obigen grundlegenden Konzepten wird die Parallelität zwischen der stationären Platte und der ersten beweglichen Platte, die jeweils eine Form tragen, aufrechterhalten und die Verringerung der Lebensdauer der keilverzahnte Kugelstruktur aufgrund einer ungleichmäßigen Lastverteilung entlang einer Kugelkeilzahnmutter verhindert.
  • In den Zeichnungen zeigen die 1 und 2 einen Spannmechanismus 10 einer Formmaschine gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel, der das oben beschriebene erste Konzept verwirklicht. Der Spannmechanismus 10 enthält eine Basis 12; eine stationären Platte 14, die auf der Basis 12 angebracht ist und eine stationäre Form 16 trägt; eine Führungsstange 18, die relativ zur stationären Platte 14 fest angeordnet ist und eine Führungslängsachse 18a definiert; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a angeordnet ist und eine bewegliche Form 22 trägt; eine Lagerungsstruktur 24, die zwischen der Führungsstange 18 und der ersten beweglichen Platte 20 angeordnet ist und die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 miteinander verbindet; und einen Antriebsabschnitt 30 zum Beaufschlagen der zweiten beweglichen Platte 26 mit einer Antriebskraft, um die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 entlang der Führungsachse 18a zu bewegen. Der Spannmechanismus 10 enthält außerdem einen Endrahmen 32, der auf der Basis 12 an einer Stelle gegenüber der stationären Platte 10 um die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 angebracht ist.
  • Die Führungsstange 18 ist als Zugstange 18 ausgebildet, die die stationäre Platte 14 und den Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet. Beim dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden Oberflächen der stationären Platte 14 und des Endrahmens 32, die beide senkrecht auf der Basis 12 stehen, rechteckige Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 18 ist in jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet (1 zeigt nur zwei Zugstangen 18).
  • Jede Zugstange 18 ist an einem Ende an der stationären Platte 14 mittels eines Befestigungselements wie eine Mutter und am anderen Ende am Endrahmen 32 mittels einer die Formdicke einstellbaren Mutter 34 auf eine relativ verschiebliche Weise gesichert. An der die Formdicke einstellbaren Mutter 34 sind jeweils Ritzel 36 befestigt, und eine Kette (nicht dargestellt) ist um die Ritzel 36 gewickelt, die an den vier Zugstangen 18 vorgesehen sind. Wenn die Kette durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle zur Einstellung der Formdicke angetrieben wird, um die Muttern 34 der Zugstangen synchron zu drehen, wird der Endrahmen 32 auf der Basis 12 entlang den Zugstangen 18 verschoben. Dadurch wird der Abstand zwischen dem Endrahmen 32 und der stationären Platte 14 verstellt, so dass es möglich ist, die Spannkraft in Abhängigkeit von der Dicke der verwendeten Formen einzustellen.
  • Jede Zugstange (Führungsstange) 18 wird auf relativ bewegliche Weise von in der ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 ausgebildeten Durchgangsbohrungen so aufgenommen, dass sie miteinander entlang der Führungsachse 18a fluchten. Jede Zugstange 18 ist mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen, die durch mehrere Rippen oder Rillen versehen gebildet ist, die sich entlang der Führungsachse 18a zumindest über einen vorgegebenen Oberflächenbereich erstrecken, über den die erste bewegliche Platte 20 entlang der Zugstange 18 gleitet. Mit anderen Worten, die Zugstange 18 fungiert als Keilwelle in dem Bereich, der mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 ausgeführt ist. Andererseits ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Platte 20 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Die Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 und die entsprechende Kugelkeilzahnmutter 40 in der ersten beweglichen Platte 20 wirken zusammen, um die Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Beim dargestellten Beispiel ist ein Paar Kugelkeilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung der ersten beweglichen Platte 20 bereitgestellt.
  • Im Gegensatz dazu ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen Platte 26 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt, die nicht mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Jede Gleitlagerbuchse 42 nimmt die entsprechende Zugstange 18 mit einem geringen Spiel auf, wodurch die zweite bewegliche Platte 26 entlang der Führungsachse 18a geführt wird. Beim dargestellten Beispiel ist ein Paar Gleitlagerbuchsen 42 in jeder Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen Platte 26 bereitgestellt. Außerdem kann anstelle der Verwendung der Gleitlagerbuchsen 42 der Innendurchmesser jeder Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen Platte 26 größer gewählt werden als der Außendurchmesser der Zugstange 18, so dass die Durchgangsbohrung der zweiten beweglichen Platte 26 die Zugstange 18 berührungslos aufnehmen kann.
  • Das Verbindungselement 28 besteht aus einem Befestigungselement wie einer Schraube und fixiert die erste bewegliche Platte 20 lokal an der zweiten beweglichen Platte 26 an der Position des Verbindungselements 28. Beim dargestellten Beispiel sind zwei Verbindungselemente 28 an Stellen in der Nähe der Mitte der entsprechenden beweglichen Platten 20, 26 vorgesehen. Die lokale Fixierung durch das Verbindungselement 28 dient dazu, den Stoßflächen der beweglichen Platten 20, 26 eine geringfügige Gleitbewegung relativ zueinander zu verleihen, wenn die beweglichen Platten 20, 26 ausgelenkt werden.
  • Der Antriebsabschnitt 30 enthält eine Kipphebeleinheit 44, die zwischen dem Endrahmen 32 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet ist, sowie eine Antriebsquelle 46 wie einen Servomotor zum Antreiben eines Kreuzkopfes 44a der Kipphebeleinheit 44. Die Kipphebeleinheit 44 und die Antriebsquelle 46 sind am Endrahmen 32 angebracht, und ein Paar Arme 44b der Kipphebeleinheit 44 ist an den distalen Enden mit dem oberen bzw. unteren Endbereich der zweiten beweglichen Platte 26 verbunden.
  • Die stationäre Form 16 und die bewegliche Form 22 sind jeweils an einander gegenüberliegenden Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 angebracht. Wenn die Antriebsquelle 46 aktiviert ist, um die Kipphebeleinheit 44 anzutreiben, so dass die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 entlang den Zugstangen 18 in Richtung der Führungsachse 18a bewegt werden, werden die Formen 16, 22 zum Öffnen oder Schließen (Formöffnungs- oder Spannoperation) betätigt.
  • 2 zeigt einen gespannten Zustand der Form. Bei Beaufschlagung mit der vom Antriebsabschnitt 30 aufgebrachten Spannkraft werden die zweite bewegliche Platte 26 und die stationäre Platte 14 geringfügig verformt, was durch die strichpunktierten Linien beispielhaft angedeutet ist. Hierbei ist die zweite bewegliche Platte 26 direkt mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt, so dass ihre Belastung oder Verformung stärker wird. Im Gegensatz dazu ist die erste bewegliche Platte 20 nicht direkt mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt und die zweite bewegliche Platte 26 dazwischen angeordnet, so dass die Belastung oder Verformung der ersten beweglichen Platte 20 dank der geringfügigen Gleitbewegung zwischen den Stoßflächen der beweglichen Platten 20, 26 wie beschrieben ausgeglichen wird. Während des gespannten Zustands der Form wird deshalb die Belastung der Formanbaufläche 20a der beweglichen Platte 20 unterdrückt, und eine Verschlechterung der Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 kann deshalb verhindert werden.
  • Ferner neigt die zweite bewegliche Platte 26, die mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, in dem Zustand, in dem die stationäre Form 16 im Formöffnungszustand nicht mit der beweglichen Form 22 in Kontakt steht, dazu, unter dem Einfluss eines Herstellungsfehlers des Kipphebelmechanismus und/oder dessen Gewicht verformt oder belastet zu werden. Durch den Spannmechanismus 10 ist es während des Formöffnungszustandes außerdem möglich zu verhindern, dass die Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 auf die erste bewegliche Platte 20 übertragen wird, so dass die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie die Parallelität zwischen der stationären Form 16 und der beweglichen Form 22 beibehalten wird.
  • Außerdem wird im Spannmechanismus 10 die Lagerungsstruktur 24 zwischen der ersten beweglichen Platte 20 und den Zugstangen (oder Führungsstangen) 18 durch eine keilverzahnte Kugelstruktur gebildet wie bereits beschrieben. Bei der üblichen keilverzahnten Kugelstruktur besteht zwischen einer Keilwelle und einer Kugelkeilzahnmutter nahezu kein Spiel, da die Mehrzahl Kugeln mit der keilverzahnten Eingriffsfläche (z. B. einer Kugellaufrille) der Keilwelle unter einem gewissen Druck in Eingriff stehen. Die Lagerungsstruktur 24, die als eine solche keilverzahnte Kugelstruktur ausgeführt ist, dient dazu, das Spiel zwischen der Zugstange 18 und der ersten beweglichen Platte 20 im Wesentlichen zu beseitigen.
  • Beim dargestellten Beispiel werden ferner die Zugstangen 18 über die Länge der Keilwelle (oder die Keilzahneingriffsoberfläche 38) in den Kugelkeilzahnmuttern 40, die an den vier Ecken der ersten beweglichen Platte 20 vorgesehen sind, aufgenommen, so dass ein Verkanten der ersten beweglichen Platte 20 wirksam verhindert werden kann. Mit anderen Worten, die erste bewegliche Platte 20 ist durch die keilverzahnte Kugelstruktur mit den vier Zugstangen 18 fest verbunden, so dass die bewegliche Platte 20 stets relativ zur stationären Platte 14 eine genaue translatorische Bewegung (oder eine parallele Verschiebung) ausführen kann, ohne dass eine Drehung der ersten bewegliche Platte 20 um die Führungsachse 18a sowie entsprechende Drehungen um die senkrechte und waagrechte Achse senkrecht zur Führungsachse 18a verursacht werden. Es ist zu beachten, dass ein solcher eine Drehung verhindernder Effekt nicht nur durch die obige Konfiguration unter Verwendung der vier Zugstangen 18, sondern auch durch die andere Konfiguration erzielt werden kann, bei der mindestens zwei Zugstangen 18 verwendet werden, die entlang einer Diagonalen angeordnet sind.
  • Demzufolge werden die Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 ständig parallel gehalten, einschließlich während der Zustände des Formspannens und Formöffnens, und auch die Formoberflächen der stationären und beweglichen Formen 16, 22, die jeweils an den Formanbaufläche 14a, 20a angebracht sind, werden in einer korrekten Lagebeziehung gehalten. Insbesondere beim Freigabeschritt der Form ist es möglich, wirksam zu verhindern, dass die zeitliche Formfreigabe eines geformten Gegenstands an bestimmten Punkten der Formoberflächen unregelmäßig wird. Im Resultat kann zuverlässig verhindert werden, dass der geformte Gegenstand aufgrund unregelmäßiger oder nicht gleichförmiger zeitlicher Formfreigabe durch Belastung beeinträchtigt wird, so dass ein hochpräziser Gegenstand wie eine Linse auf äußerst vorteilhafte Weise geformt werden kann.
  • Außerdem wird zusätzlich zur Bereitstellung der oben beschriebenen keilverzahnten Kugelstruktur für die Lagerungsstruktur 24 die Belastung der ersten beweglichen Platte 20, die die bewegliche Form 22 trägt, ausgeglichen, da die erste bewegliche Platte 20 indirekt mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, was bereits beschrieben worden ist, so dass der Nachteil, dass die Kugelkeilzahnmutter 40 in der ersten beweglichen Platte 20 bei ungleichmäßig verteilter Last entlang der Führungsachse 18a in Kontakt mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 der entsprechenden Zugstange 18 kommt, ausgeschaltet werden kann. Als Ergebnis kann die Lebensdauer der Keilzahneingriffsoberfläche 38 der Zugstange 18 sowie der Kugelkeilzahnmutter erheblich verlängert werden.
  • Bei der oben beschriebenen Konfiguration können die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26, die miteinander verbunden sind, aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die erste bewegliche Platte 20 aus einem Material besteht, dessen Steifigkeit höher ist als die der zweiten beweglichen Platte 26. In diesem Zusammenhang bedeutet die höhere Steifigkeit, dass das Material einen großen longitudinalen Elastizitätsmodul hat. In dem Fall, in dem die zweite bewegliche Platte 26 z. B. aus Gusseisen mit Lamellengraphit oder einem Gusseisen mit Kugelgraphit besteht, kann die erste bewegliche Platte 20 aus einem Material hergestellt werden, das einen doppelt so großen longitudinalen Elastizitätsmodul hat, wie einem Walzstahl für allgemeine tragende Strukturen, einem unlegierten Stahl für allgemeine tragende Strukturen oder einem legierten Stahl für allgemeine Strukturen.
  • Die zweite bewegliche Platte 26 hat wegen der Bereitstellung z. B. der damit gekoppelten Kipphebeleinheit 44 eine relativ komplexe Struktur. Allgemein ist ein Material mit hoher Steifigkeit (oder einem großen longitudinalen Elastizitätsmodul) schwer zu bearbeiten, was zu einer Erhöhung der Produktionskosten führen kann, so dass es vorteilhaft ist, die zweite bewegliche Platte 26 aus einem Material mit geringerer Steifigkeit herzustellen, wodurch der Gießprozess vereinfacht wird. Die erste bewegliche Platte 20 hat dagegen eine relativ einfache Struktur und erfordert keine komplexe Bearbeitung. Deshalb kann die erste bewegliche Platte 20 aus einem Material mit hoher Steifigkeit hergestellt werden, so dass die Produktionskosten nicht ansteigen. Als Ergebnis kann ferner die Belastung der ersten beweglichen Platte 20 wirksam ausgeglichen werden, wodurch es möglich wird, die Parallelität zwischen der stationären und der beweglichen Form 16, 22 stabil aufrechtzuerhalten und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur zu erhöhen.
  • Es ist zu beachten, dass beim obigen Beispiel die Anzahl der in jeder eine Zugstange aufnehmenden Durchgangsbohrung der ersten beweglichen Platte 20 bereitgestellten Kugelkeilzahnmuttern 40 nicht auf zwei beschränkt ist wie in der Darstellung, son dern dass auch eine, drei oder mehr vorgesehen werden können. Wenn die Eingriffslänge der Kugelkeilverzahnung größer wird, z. B. indem die Anzahl der Kugelkeilzahnmuttern 40 größer wird, verbessert dies den Effekt, mit dem Verkanten oder Drehen der ersten beweglichen Platte 20 verhindert wird, was die translatorische Bewegung oder die parallele Verschiebung der ersten beweglichen Platte 20 noch besser stabilisiert.
  • Des weiteren können die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 auf der Basis 12 mittels bekannter Auflager 48 für die Platten (1) angeordnet werden, um ein Verkanten der beweglichen Platten 20, 26 unter Einsatz der Auflager 48 formschlüssig auszugleichen. Das Auflager 48 für die Platte kann eine Konstruktion haben, wie sie z. B. im U.S.-Patent Nr. 3,674,400 , am 4. Juli 1972 an Sauerbruch et al. erteilt, offenbart wird, dessen Lehre hiermit einbezogen wird.
  • 3 zeigt einen Spannmechanismus 50 gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem das oben erläuterte erste Konzept verwirklicht ist. Der Spannmechanismus 50 des zweiten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 10 des ersten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme, dass eine Zugstange und eine Führungsstange voneinander getrennt und eine keilverzahnte Kugelstruktur nur für die Führungsstange bereitgestellt sind. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 50 enthält eine Führungsstange 18, die relativ zur stationären Platte 14 fest angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24, die eine keilverzahnte Kugelstruktur hat und die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; und eine Zugstange 52, die von der Führungsstange 18 getrennt ist und eine zweite Führungslängsachse 52a definiert, die allgemein parallel zur Führungsachse 18a verläuft, wobei die Zugstange 52 die stationäre Platte 14 und den Endrahmen 32 unter Spannung miteinander verbindet.
  • Beim der dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden Oberflächen der stationären Platte 14 und des Endrahmens 32 rechteckige Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 52 ist in jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet. Auf die gleiche Weise wie die Zugstange 18 des ersten Vergleichsbeispiels ist jede Zugstange 52 an einem Ende an der stationären Platte 14 und am anderen Ende am Endrahmen 32 mittels einer die Formdicke einstellbaren Mutter 34 auf eine relativ verschiebliche Weise gesichert. Zwei Führungsstangen 18 sind jeweils an Stellen seitlich außerhalb eines Paares Zugstangen 52 angeordnet, die entlang einer Diagonalen angeordnet sind. Jede Führungsstange 18 ist an einem Ende an einer seitlichen Verlängerung 14b der stationären Platte 14 befestigt und am anderen Ende an der seitlichen Verlängerung 32a des Endrahmens 32 gleitbar gelagert.
  • Jede Führungsstange 18 wird auf eine relativ bewegliche Weise in einer Durchgangsbohrung aufgenommen, die in der seitlichen Verlängerung 20b der ersten beweglichen Platte 20 ausgebildet ist. Jede Führungsstange 18 hat eine Keilzahneingriffsoberfläche 38, die durch mehrere Rippen oder Rillen gebildet wird, die sich entlang der Führungsachse 18a zumindest über einen vorgegebenen Oberflächenbereich erstrecken, über den die erste bewegliche Platte 20 entlang der Zugstange 18 gleitet. Mit anderen Worten, die Zugstange 18 fungiert als Keilwelle in dem Bereich, der mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 ausgeführt ist. Andererseits ist jede Durchgangsbohrung, wie in den 4A und 4B dargestellt ist, in der ersten beweglichen Platte 20 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Die Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 und die entsprechende Kugelkeilzahnmutter 40 in der ersten beweglichen Platte 20 wirken zusammen, um die Lagerungsstruktur 24 zu bilden. Beim dargestellten Beispiel ist ein Paar Kugelkeilzahnmuttern 40 in jeder Durchgangsbohrung der ersten beweglichen Platte 20 bereitgestellt.
  • Jede Zugstange 52 wird auf eine relativ bewegliche Weise in einer Durchgangsbohrung, die sowohl in der ersten beweglichen Platte 20 als auch in der zweiten beweglichen Platte 26 ausgebildet ist, so aufgenommen, dass sie miteinander entlang der Führungsachse 52a fluchten. Jede Zugstange 52 ist ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen glatten Außenumfangsoberfläche. Wie aus den 4A und 4B zu ersehen ist, ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen Platte 26 zur Aufnahme der Zugstange 52 auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt. Jede Gleitlagerbuchse 42 nimmt die entsprechende Zugstange 52 mit einem geringen Spiel auf, wodurch die die zweite bewegliche Platte 26 entlang der Führungsachse 52a geführt wird. Andererseits nimmt die erste bewegliche Platte 20 die Zugstangen 52 in entsprechenden Durchgangsbohrungen 54 auf eine berührungslose Weise auf, wobei der Innendurchmesser jeder Durchgangsbohrung 54 größer ist als der Außendurchmesser der Zugstange 52.
  • Beim Spannmechanismus 50 wird also die erste bewegliche Platte 20 auf den Führungsstangen 18 durch die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur gelagert, während die zweite bewegliche Platte 26 mit den Zugstangen 52 über die Gleitlagerbuchsen 42 in Eingriff steht, und beide beweglichen Platten 20, 26 werden durch die Antriebsfunktion des Antriebsabschnitts 30 entlang der Führungsachse 18a (52a) bewegt. Es zeigt sich, dass der Spannmechanismus 50 mit der obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen aufweist, die im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 10 des ersten Vergleichsbeispiels sind. Ferner sind im Spannmechanismus 50 die Führungsstangen 18 getrennt von den Zugstangen 52 bereitgestellt, so dass die Funktion der Führungsstangen 18 und der Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur zur Aufrechterhaltung der Parallelität der ersten beweglichen Platte 20 getrennt von den Zugstangen 52 ausgeführt wird. Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass in den Zugstangen 52 eine Belastung oder Verformung z. B. durch eine vom Antriebsabschnitt 30 verursachte mechanische Spannung an die erste bewegliche Platte 20 übertragen wird, und so den Effekt zu verbessern, mit dem Verkanten oder Drehen der ersten beweglichen Platte 20 verhindert wird, was die translatorische Bewegung oder die parallele Verschiebung der ersten beweglichen Platte 20 noch besser stabilisiert. Außerdem kann die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur weiter verlängert werden.
  • Obwohl beim dargestellten Beispiel zwei Führungsstangen 18, die entlang einer Diagonalen angeordnet sind, verwendet werden, können zusätzliche Führungsstangen 18 entlang einer anderen Diagonalen verwendet werden. Bei dieser Anordnung sind die Kugelkeilzahnmuttern 40 auch in den beiden anderen Ecken der ersten beweglichen Platte 20 vorgesehen, was durch Strichlinien in 4B angedeutet ist. Außerdem ist die Führungsstange 18 nicht auf die dargestellte Konfiguration beschränkt, in der die stationäre Platte 14 mit dem Endrahmen 32 verbunden wird, sondern kann getrennt sowohl von der stationären Platte 14 als auch dem Endrahmen 32 angeordnet sein.
  • Obwohl die entsprechenden oben beschriebenen Vergleichsbeispiele auf die Konfiguration gerichtet sind, bei der die Kipphebeleinheit 44 im Antriebsabschnitt 30 verwendet wird, können die charakteristischen Anordnungen auch auf einen Spannmechanismus mit einem Antriebsabschnitt mit direkter Druckbeaufschlagung angewendet werden, wobei die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 direkt von der Antriebsquelle 46 angetrieben werden, bei der es sich um einen Hydraulikzylinder oder einen Servomotor ohne die Kipphebeleinheit 44 handeln kann. Es ist zu erse hen, dass auch bei dieser Konfiguration charakteristische Wirkungen, die denen der entsprechenden Ausführungsformen gleichwertig sind, erzielt werden können.
  • Die 5A bis 7 zeigen einen Spannmechanismus 60 gemäß einem dritten Vergleichsbeispiel, bei dem das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht ist. Der Spannmechanismus 60 des dritten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 10 des ersten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme, dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche Platte lagert, als eine Gleitlagerstruktur ausgebildet ist und dass die erste und zweite bewegliche Platte durch das Verbindungselement gegeneinander verschieblich miteinander verbunden sind. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 60 enthält eine stationäre Platte 14, die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a einer Führungsstange 18 angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer Gleitlagerstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; und ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind (6).
  • Wie aus 6 ersichtlich ist, ist die Führungsstange 18 im Spannmechanismus 60 als Zugstange 18 ausgeführt, die die stationäre Platte 14 und den Endrahmen unter Spannung miteinander verbindet. Beim dargestellten Beispiel haben die einander gegenüberliegenden Oberflächen der stationären Platte 14 und des Endrahmens 32 rechteckige Profile, und jeweils eine der vier Zugstangen 18 ist in jeweils einer der vier Ecken der gegenüberliegenden Oberflächen angeordnet. Jede Zugstange 18 wird auf relativ bewegliche Weise in der ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 ausgebildeten Durchgangsbohrungen so aufgenommen, dass sie miteinander entlang der Führungsachse 18a fluchten. Jede Zugstange 18 ist ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen glatten Außenumfangsoberfläche. Jede Durchgangsbohrung in der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 zur Aufnahme der Zugstange 18 ist mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt. Jede Gleitlagerbuchse 42 nimmt die entsprechende Zugstange 18 mit einem geringen Spiel gleitbar auf, wodurch die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a geführt werden. Beim Spannmechanismus 60 stehen also die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 mit den Zugstangen 18 über die Lagerungsstruktur 24, die eine Gleitlagerstruktur ist, in Eingriff und werden entlang der Führungsachse 18a durch die Antriebsfunktion eines Antriebsabschnitts 30 angetrieben.
  • Wie die 5A und 5B zeigen, besteht das Verbindungselement 28 aus einem Befestigungselement mit einem bauchigen Kopf 28a und einem Schaft 28b, etwa aus einer Schraube, und verbindet die erste bewegliche Platte 20 lokal mit der zweiten beweglichen Platte 26 auf eine gegeneinander verschiebliche Weise an der Position des Verbindungselements 28. Beim dargestellten Beispiel sind zwei Verbindungselemente 28 an Stellen in der Nähe der Mitte der entsprechenden beweglichen Platten 20, 26 vorgesehen (6).
  • Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge des Schafts 28b so in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert und mit der anderen Endlänge einschließlich des Kopfes 28a in der ersten beweglichen Platte 20 befestigt, dass sie entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind (6). Um diese relative Verschiebung (d. h. das "Spiel") sicherzustellen, ist die erste bewegliche Platte 20 mit gestuften Durchgangsbohrungen 62 versehen, von denen eine jede den Kopf 28a und den Schaft 28b des Verbindungselements 28 auf eine axial verschiebliche Weise aufnimmt, und parallel zur Führungsachse 18a der Zugstange 18 verläuft. Jede gestufte Durchgangsbohrung 62 hat einen Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser zur Aufnahme des Kopfes 28a des Verbindungselements 28 und einen Bohrungsabschnitt 62b mit kleinerem Durchmesser zur Aufnahme des Schaftes 28b des Verbindungselements 28. Der Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser der gestuften Durchgangsbohrung 62 hat eine axiale Länge, die von der erforderlichen Strecke der relativen Verschiebung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 abhängt. Vorzugsweise hat der Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser einen Durchmesser, der die Aufnahme des Kopfes 28a des Verbindungselements 28 mit einem darin definierten hinreichend großen Spalt gestattet. Außerdem hat der Bohrungsabschnitt 62d mit kleinerem Durchmesser vorzugsweise einen Durchmesser, der die Aufnahme des Schaftes 28b des Verbindungselements 28 mit einem darin definierten kleinen Spalt gestattet. Natürlich kann der Bohrungsabschnitt 62d mit kleinerem Durchmesser den Schaft 28b gleitbar aufnehmen.
  • 5A zeigt einen Zustand, in dem die zweite bewegliche Platte 26 in engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 20 steht (entsprechend dem in 6 darge stellten Formspannzustand), und 5B zeigt einen Zustand, in dem die zweite bewegliche Platte 26 von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt ist (entsprechend dem in 7 dargestellten Formöffnungszustand). Im Zustand von 5B liegt der Kopf 28a des Verbindungselements 28 an einer Schulterfläche 62c an der Grenzfläche zwischen dem Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser und dem Bohrungsabschnitt 62b mit kleinerem Durchmesser der gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen Platte 20 an, so dass die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 um nicht mehr als eine vorgegebene Verschiebungsstrecke voneinander beabstandet sein können.
  • Nunmehr sei auf 7 verwiesen, wonach dann, wenn die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in Richtung der Formöffnung (durch den Pfeil α gekennzeichnet) zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt, beginnt die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung zum Endrahmen 32, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
  • In dem Fall, in dem die zweite bewegliche Platte 26, die mit der Kipphebeleinheit 44 gekoppelt ist, aufgrund z. B. des Gewichts der Kipphebeleinheit 44 während des Formöffnungszustands, in dem die stationäre Form 16 nicht mit der beweglichen Form 22 in Kontakt steht, wie mit der Strichlinie in 7 angedeutet ist, belastet oder verformt wird, nimmt deshalb das "Spiel" zwischen den jeweiligen Verbindungselementen 28 und den gestuften Durchgangsbohrungen 62 eine solche Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 auf. Als Ergebnis kann sich die erste bewegliche Platte 20 in einer translatorischen oder parallelen Verschiebung bewegen, ohne durch die Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 beeinträchtigt zu werden, so dass die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie zwischen der stationären Form 16 und der beweglichen Form 22 aufrechterhalten wird.
  • Die Korrelation zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 und den Verbindungselementen 28 kann gegenüber der im dargestellten Beispiel umgekehrt werden. Mit anderen Worten, jedes Verbindungselement kann so ausgeführt sein, dass es mit einer Endlänge des Schafts 28b in der ersten beweglichen Platte 20 gesichert ist und an der anderen Endlänge einschließlich des Kopfes 28 gegenseitig verschieblich in einer gestuften Durchgangsbohrung (nicht dargestellt) aufgenommen wird, die in der zweiten beweglichen Platte 26 ausgebildet ist, so dass sie an der zweiten beweglichen Platte 26 entlang der Führungsachse 18a verschieblich befestigt ist.
  • Die 8 und 9 zeigen einen Spannmechanismus 70 gemäß einem vierten Vergleichsbeispiel, das das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht, im Zustand der Formspannung bzw. Formöffnung. Der Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 60 des dritten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme, dass die Lagerungsstruktur, die die erste bewegliche Platte lagert, als keilverzahnte Kugelstruktur ausgebildet ist. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 70 enthält eine stationäre Platte 14, die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a einer Führungsstange 18 angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; und ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind.
  • Die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur im Spannmechanismus 70 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 des ersten Vergleichsbeispiels (1). Die Führungsstange 18 ist deshalb als eine Zugstange 18 ausgeführt, die die stationäre Platte 14 und den Endrahmen unter Spannung miteinander verbindet, und jede der vier Zugstangen 18 ist zumindest über einen vorgegebenen Bereich, über den die erste bewegliche Platte 20 entlang der Zugstange 18 gleitet, mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Platte 20 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Dagegen ist jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen Platte 26 zur Aufnahme der Zugstange 18 mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt, die nicht mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Zugstange 18 in Eingriff gebracht werden kann.
  • Das Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 des dritten Vergleichsbeispiels, und zwei Verbindungselemente 28 sind an Stellen in der Nähe der Mitte der entsprechenden beweglichen Platte 20, 26 vorgesehen. Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A) in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert und wird mit der anderen Endlänge einschließlich des Kopfes 28a (5A) in einer gestuften Durchgangsbohrung 62 der ersten beweglichen Platte 20 so aufgenommen, dass sie an der ersten beweglichen Platte 20 entlang der Führungsachse 18a verschieblich befestigt ist (8).
  • Nunmehr sei auf 9 verwiesen, wonach dann, wenn die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in Richtung der Formöffnung (durch den Pfeil α gekennzeichnet) zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 entlang den Zugstangen 18 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt, beginnt die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
  • Es ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 70 mit der oben beschriebenen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 60 des dritten Vergleichsbeispiels sind. Ferner ist beim Spannmechanismus 70 die keilverzahnte Kugelstruktur als Lagerungsstruktur 24 für die erste bewegliche Platte 20 vorgesehen, so dass es möglich ist, die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie zwischen der stationären Form 16 und der beweglichen Form 22 aufrechtzuerhalten. Außerdem dient das Verbindungselement 28 dazu, der ersten beweglichen Platte 20 eine translatorische Bewegung frei von Belastung in der zweiten beweglichen Platte 26 zu gestatten, so dass die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur erheblich verlängert werden kann.
  • Die 10 und 11 zeigen einen Spannmechanismus 80 gemäß einem fünften Vergleichsbeispiel, das das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht, im Zustand der Formspannung bzw. Formöffnung. Der Spannmechanismus 80 des fünften Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung einer Zugstange getrennt von der Führungsstange. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 80 enthält eine Führungsstange 18, die relativ zu einer stationären Platte 14 ortsfest angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, die eine erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang ihrer Führungsachse 18a beweglich lagert; eine Zugstange 52, die von der Führungsstange 18 getrennt ist und eine zweite Führungslängsachse 52a allgemein parallel zur Führungsachse 18a definiert und die stationäre Platte 14 unter Spannung mit dem Endrahmen 32 verbindet; und ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind.
  • Die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur im Spannmechanismus 80 ist im Wesentlichen gleich der Lagerungsstruktur 24 des zweiten Vergleichsbeispiels (3). Jede der entlang einer Diagonalen angeordneten beiden Führungsstangen 18 ist deshalb zumindest über einen vorgegebenen Oberflächenbereich, über den die erste bewegliche Platte 20 entlang der Führungsstange 18 gleitet, mit einer Keilzahneingriffsoberfläche 38 versehen. Andererseits ist jede Durchgangsbohrung in der ersten beweglichen Platte 20 zur Aufnahme der Führungsstange 18 mit einer Kugelkeilzahnmutter 40 versehen, die funktional mit der Keilzahneingriffsoberfläche 38 auf der Führungsstange 18 in Eingriff gebracht werden kann. Jede der vier Zugstangen 52 ist ein Stangenelement mit einer im Wesentlichen glatten Außenumfangsoberfläche, und jede Durchgangsbohrung in der zweiten beweglichen Platte 26 zur Aufnahme der Zugstange 52 ist mit einer Gleitlagerbuchse 42 ausgeführt.
  • Das Verbindungselement 28 ist gleich dem Verbindungselement 28 des vierten Vergleichsbeispiels, und zwei Verbindungselemente 28 sind an Stellen in der Nähe der Mitte der entsprechenden beweglichen Platte 20, 26 vorgesehen. Jedes Verbindungselement 28 ist mit einer Endlänge eines Schafts 28b (5A) in der zweiten beweglichen Platte 26 gesichert und wird mit der anderen Endlänge einschließlich des Kopfes 28a (5A) in einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen Platte 20 so aufgenommen, dass sie an der ersten beweglichen Platte 20 entlang der Führungsachse 18a verschieblich angebracht ist (10).
  • Es zeigt sich, dass der Spannmechanismus 80 mit der obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen aufweist, die im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels sind. Ferner ist im Spannmechanismus 80 die Führungsstange 18 getrennt von der Zugstange 52 bereitgestellt, so dass verhindert werden kann, die Belastung oder Verformung der Zugstangen 52 auf die erste bewegliche Platte 20 zu übertragen und somit den Effekt, mit dem Verkanten oder Drehen der ersten beweglichen Platte 20 verhindert wird, zu verstärken, wodurch die Translation oder Parallelverschiebung der ersten beweglichen Platte 20 noch besser stabilisiert wird. Außerdem kann die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur weiter verlängert werden.
  • Die 12A bis 14 zeigen einen Spannmechanismus 90 gemäß eines sechsten Vergleichsbeispiels, das das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht. Der Spannmechanismus 90 des sechsten Vergleichsbeispiels hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements, das die erste und zweite bewegliche Platte voneinander weg elastisch vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 90 enthält eine stationäre Platte 14, die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a einer Führungsstange 18 angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind; und ein Vorspannelement 92, das zwischen der ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet ist und die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a elastisch voneinander weg vorspannt (13).
  • Wie aus den 12A und 12B ersichtlich ist, besteht das Vorspannelement 92 aus einem elastischen Element wie einer Druckschraubenfeder und spannt die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 an der Position des Verbindungselements 28 voneinander weg vor. Beim dargestellten Beispiel sind jeweils zwei als Druckschraubenfedern ausgebildete Vorspannelemente 92 an den zwei Verbindungselementen 28 vorgesehen, die sich an Stellen in der Nähe der Mitte der beweglichen Platten 20, 26 befinden (13).
  • Jedes Vorspannelement 92 liegt an einem Ende an der Oberfläche der zweiten beweglichen Platte 26 an, die zur ersten beweglichen Platte 20 weist, und wird mit der anderen Endlänge in einem Aufnahmebohrungsabschnitt 62d einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen Platte 20 aufgenommen, der in der Öffnung der Durchgangsbohrung 62, die zur zweiten beweglichen Platte 26 weist, als Vertiefung so ausgeführt ist, dass sie den Schaft 28b des Verbindungselements 28 umgibt, so dass das Vorspannelement 92 den Schaft 28b des Verbindungselements 28 umgebend angeordnet ist. Folglich spannen die Vorspannelemente 92 die erste bewegliche Platte 20 relativ zur zweiten beweglichen Platte 26 in Richtung der stationären Platte 14 vor (durch den Pfeil β gekennzeichnet).
  • In dem Zustand, in dem sich die zweite bewegliche Platte 26 in engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 20 befindet, wie in 12A dargestellt ist (entsprechend dem Formspannzustand von 13), wird das Vorspannelement 92 im Aufnahmebohrungsabschnitt 62d der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um die erste bewegliche Platte 20 in Richtung des Pfeils β vorzuspannen. Wenn sich die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 aus diesem Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 durch die Funktion des Verbindungselements 28 in einen voneinander getrennten Zustand gebracht, was bereits beschrieben worden ist (12B). In diesem Zustand (dem Formöffnungszustand von 14 entsprechend) liegt der Kopf 28a des Verbindungselements 28 an einer Schulterfläche 62c der gestuften Durchgangsbohrung 62 so an, dass die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in einer vorgegebenen relativen Position zueinander verankert werden, und deshalb wird das Vorspannelement 92 auch im Aufnahmebohrungsabschnitt 62d der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um die erste bewegliche Platte 20 in Richtung des Pfeils β vorzuspannen.
  • Nunmehr sei auf 14 verwiesen, wonach dann, wenn die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in Richtung der Formöffnung (durch den Pfeil α gekennzeichnet) zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden und bleibt deshalb ortsfest, bis sich die zweite bewegliche Platte 26 um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt hat. Wenn sich die zweite bewegliche Platte 26 um eine das "Spiel" überschreitende Strecke bewegt, beginnt die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
  • Dabei wird während einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment, in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung beginnt, die erste bewegliche Platte 20 weiter durch das Vorspannelement 92 zur stationären Platte 14 elastisch vorgespannt. Außerdem wird während einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen mit der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Platte 20 weiter durch das Vorspannelement 92 zur stationären Platte 14 elastisch vorgespannt. Es ist deshalb möglich, eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 durch die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 92 zu unterdrücken, die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 verursacht werden kann.
  • Es ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 90 mit der obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels sind. Ferner dient beim Spannmechanismus 90 das Vorspannelement 92 zur elastischen Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 voneinander weg, so dass es möglich ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 zuverlässig zu verhindern. Die erste bewegliche Platte 20 kann somit eine stabile und ruckfreie translatorische oder parallele Verschiebung während des Formöffnungsprozesses ausführen, ohne durch die Belastung und/oder das Verkanten der zweiten beweglichen Platte 26 beeinträchtigt zu werden, so dass die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie zwi schen der stationären Form 16 und der beweglichen Form 22 hochgenau aufrechterhalten werden kann und dadurch die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur verlängert wird.
  • Es ist zu beachten, dass das beschriebene Vorspannelement 92 im Spannmechanismus 60 (6) oder im Spannmechanismus 80 (10) eingesetzt werden kann. Mit dieser Konfiguration wird eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert. Außerdem kann ein Aufnahmebohrungsabschnitt zur Aufnahme des Spannelements 92 in der zweiten beweglichen Platte 26 vorgesehen werden.
  • Die 15A bis 17 zeigen einen Spannmechanismus 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Eifindung, die das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht. Der Spannmechanismus 100 der ersten Ausführungsform hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung eines Vorspannelements, das die erste und zweite bewegliche Platte aufeinander zu elastisch vorspannt. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 100 enthält eine stationäre Platte 14, die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a einer Führungsstange 18 angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind; und ein Vorspannelement 102, das zwischen der ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet ist und die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a elastisch aufeinander zu vorspannt (16).
  • Wie aus den 15A und 15B ersichtlich ist, besteht das Vorspannelement 102 aus einem elastischen Element wie einer Druckschraubenfeder und spannt die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 an der Position des Verbindungselements 28 elastisch aufeinander zu vor. Bei der dargestellten Ausführungsform sind jeweils zwei als Druckschraubenfedern ausgebildete Vorspannelemente 102 an den zwei Verbindungselementen 28 vorgesehen, die sich an Stellen in der Nähe der Mitte der beweglichen Platten 20, 26 befinden (16).
  • Jedes Vorspannelement 102 wird im Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser einer gestuften Durchgangsbohrung 62 in der ersten beweglichen Platte 20 aufgenommen und liegt an einem Ende an der Schulterfläche 62c der gestuften Durchgangsbohrung 62 und am anderen Ende am Kopf 28a des entsprechenden Verbindungselements 28 an, so dass das Vorspannelement 102 den Schaft 28b des Verbindungselements 28 umgebend angeordnet ist. Folglich spannen die Vorspannelemente 102 die erste bewegliche Platte 20 relativ zur zweiten beweglichen Platte 26 in Richtung des Endrahmens 32 vor (durch den Pfeil γ gekennzeichnet).
  • In dem Zustand, in dem sich die zweite bewegliche Platte 26 in engem Kontakt mit der ersten beweglichen Platte 20 befindet, wie in 15A dargestellt ist (entsprechend dem Formspannzustand von 16), wird das Vorspannelement 102 im Bohrungsabschnitt 62a mit größerem Durchmesser der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um die erste bewegliche Platte 20 in Richtung des Pfeils γ vorzuspannen. Wenn sich die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 aus diesem Zustand zum Endrahmen 32 bewegen, werden die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 durch die Funktion des Verbindungselements 28 in einen voneinander getrennten Zustand gebracht, was bereits beschrieben worden ist (15B). In diesem Zustand (dem Formöffnungszustand von 17 entsprechend) ist das Vorspannelement 102 auch im Bohrungsabschnitt 62a der gestuften Durchgangsbohrung 62 zusammengedrückt, um die erste bewegliche Platte 20 in Richtung des Pfeils γ vorzuspannen, und bewirkt somit eine Verringerung des Abstands zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26.
  • Nunmehr sei auf 17 verwiesen, wonach dann, wenn die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in Richtung der Formöffnung (durch den Pfeil α gekennzeichnet) zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang den Zugstangen gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, ist aber unter der elastischen Vorspannkraft der Vorspannelemente 102 zur zweiten beweglichen Platte 26 vorgespannt. Bevor die zweite bewegliche Platte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt hat, beginnt deshalb die erste bewegliche Platte 20 sich entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Kugelstruktur zum Endrahmen 32 zu bewegen, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
  • Dabei wird während einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment, in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung beginnt, sowie während einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen mit der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Platte 20 weiter durch die Vorspannelemente 102 zur zweiten beweglichen Platte 26 elastisch vorgespannt. Es ist deshalb möglich, eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 durch die elastische Vorspannkraft des Vorspannelements 102 zu unterdrücken, die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 verursacht werden kann.
  • Es ist offenkundig, dass der Spannmechanismus 100 mit der obigen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen identisch mit denen des Spannmechanismus 70 des vierten Vergleichsbeispiels sind. Ferner dienen beim Spannmechanismus 100 die Vorspannelemente 102 zur elastischen Vorspannung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 aufeinander zu, so dass es möglich ist, eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 zuverlässig zu verhindern. Außerdem dienen die Vorspannelemente 102 dazu, kleinstes Flankenspiel der Verbindungselemente 28 zu verhindern, das sonst aufgrund des gegenseitigen Kontakts zwischen dem Kopf 28a des Verbindungselements 28 und der Schulterfläche 62c der gestuften Durchgangsbohrung 62 entstehen kann. Die erste bewegliche Platte 20 kann somit eine stabile und ruckfreie translatorische oder parallele Verschiebung während des Formöffnungsprozesses ausführen, ohne durch die Belastung und/oder das Verkanten der zweiten beweglichen Platte 26 beeinträchtigt zu werden, so dass die Parallelität zwischen den Formanbauflächen 14a, 20a der stationären Platte 14 und der ersten beweglichen Platte 20 sowie zwischen der stationären Form 16 und der beweglichen Form 22 hochgenau aufrechterhalten werden kann und somit die Lebensdauer der keilverzahnten Kugelstruktur verlängert wird.
  • Es ist zu beachten, dass das beschriebene Vorspannelement 102 im Spannmechanismus 60 (6) oder im Spannmechanismus 80 (10) eingesetzt werden kann. Mit dieser Konfiguration wird eine instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 ebenfalls zuverlässig verhindert.
  • Die 18 und 19 zeigen einen Spannmechanismus 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das zweite Konzept des Spannmechanismus verwirklicht. Der Spannmechanismus 110 der zweiten Ausführungsform hat eine Konfiguration, die im Wesentlichen identisch mit der der Spannmechanismen 90, 100 des sechsten Vergleichsbeispiels und der ersten Ausführungsform der Erfindung ist, mit der Ausnahme der Bereitstellung beider Vorspannelemente 92, 102 im Spannmechanismus 90 bzw. 100. Entsprechende Komponenten sind deshalb mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Spannmechanismus 110 enthält eine stationäre Platte 14, die auf einer Basis 12 angebracht ist; eine erste bewegliche Platte 20, die relativ zur stationären Platte 14 beweglich entlang der Führungsachse 18a einer Führungsstange 18 angeordnet ist; eine Lagerungsstruktur 24 mit einer keilverzahnten Kugelstruktur, die die erste bewegliche Platte 20 auf der Führungsstange 18 entlang der Führungsachse 18a beweglich lagert; eine zweite bewegliche Platte 26, die von der ersten beweglichen Platte 20 getrennt und relativ zur stationären Platte 14 entlang der Führungsachse 18a beweglich angeordnet ist; ein Verbindungselement 28, das die erste bewegliche Platte 20 und die zweite bewegliche Platte 26 so miteinander verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse 18a verschieblich sind; und Vorspannelemente 92, 102, die zwischen der ersten beweglichen Platte 20 und der zweiten beweglichen Platte 26 angeordnet sind und die erste und zweite bewegliche Platte 20, 26 entlang der Führungsachse 18a elastisch voneinander weg vorspannen (d. h. in entgegengesetzten Richtungen).
  • Nunmehr sei auf 19 verwiesen, wonach dann, wenn die Kipphebeleinheit 44 angetrieben wird, um die zweite bewegliche Platte 26 und die erste bewegliche Platte 20 in Richtung der Formöffnung (durch den Pfeil α gekennzeichnet) zu bewegen, sich die zweite bewegliche Platte 26 zunächst entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Gleitlagerstruktur zum Endrahmen 32 bewegt. Dabei ist die erste bewegliche Platte 20 mit der zweiten beweglichen Platte 26 über das durch die Verbindungselemente 28 eingestellte "Spiel" verbunden, befindet sich aber in einem elastisch "schwimmenden" Zustand bezüglich der zweiten beweglichen Platte 26 unter den entgegengesetzten elastischen Vorspannkräften der Vorspannelemente 92, 102. Bevor die zweite bewegliche Platte 26 sich um die dem "Spiel" entsprechende Strecke bewegt, beginnt deshalb die erste bewegliche Platte 20 sich entlang den Zugstangen 18 gelagert durch die Lagerungsstruktur 24 mit der keilverzahnten Ku gelstruktur zum Endrahmen 32 zu bewegen, wobei sie durch die Verbindungselemente 28 gezogen wird, und damit werden die Formen 16, 22 geöffnet.
  • Dabei wird während einer Zeitspanne von dem Moment an, in dem die zweite bewegliche Platte 26 mit der Bewegung beginnt, bis zu dem Moment, in dem die erste bewegliche Platte 20 mit der Bewegung beginnt, sowie während einer Zeitspanne, in der sich die erste bewegliche Platte 20 zusammen mit der zweiten beweglichen Platte 26 durch die Verbindungselemente 28 bewegt, die erste bewegliche Platte 20 weiter durch die Vorspannelemente 92, 102 relativ zur zweiten beweglichen Platte 26 elastisch "schwimmend" gehalten. Es ist deshalb möglich, nicht nur eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20 durch die elastische Vorspannkraft der Vorspannelemente 92, 102 zu unterdrücken, die sonst aufgrund der Trennungswirkung der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 verursacht werden kann, sondern auch eine unbeabsichtigte instabile Bewegung der ersten beweglichen Platte 20, die sonst durch die Wirkung des gegenseitigen aneinander Anliegens der ersten und zweiten beweglichen Platte 20, 26 während der tranlatorischen Bewegung verursacht werden kann.
  • Es zeigt sich, dass der Spannmechanismus 110 mit der oben beschriebenen Konfiguration charakteristische Wirkungen hat, die im Wesentlichen identisch mit denen der oben beschriebenen Spannmechanismen 90, 100 sind, und ferner die Vorteile der Spannmechanismen 90, 100 aufweist.
  • Es ist zu beachten, dass die elastische Vorspannkraft der Vorspannelemente 92, 102 niedriger einzustellen ist als die Antriebskraft des Antriebsabschnitts 30, damit die Spannwirkung der Formen 16, 22 nicht nachteilig beeinflusst wird. Die Vorspannelemente 92, 102 können außerdem aus anderen elastischen Elementen als Federn gebildet werden, z. B. aus Kautschukelementen.

Claims (1)

  1. Spannmechanismus (10) einer Formmaschine mit: einer Basis (12); einer stationären Platte (14), die an der Basis (12) angebracht ist und eine stationäre Form (16) trägt; einer Führungsstange (18), die relativ zur stationären Platte (14) fest angeordnet ist und eine Führungslängsachse (18a) definiert; einer ersten beweglichen Platte (20), die relativ zur stationären Platte (14) entlang der Führungsachse (18a) beweglich angeordnet ist und eine bewegliche Form (22) trägt; einer Lagerungsstruktur (24), die zwischen der Führungsstange (18) und der ersten beweglichen Platte (20) angeordnet ist und die erste bewegliche Platte (20) auf der Führungsstange (18) entlang der Führungsachse (18a) beweglich lagert; einer zweiten beweglichen Platte (26), die von der ersten beweglichen Platte (20) getrennt und relativ zur stationären Platte (14) entlang der Führungsachse (18a) beweglich angeordnet ist; einem Verbindungselement (28), das die erste bewegliche Platte (20) und die zweite bewegliche Platte (26) miteinander verbindet; und einem Antriebsabschnitt (30) zum Beaufschlagen der zweiten beweglichen Platte (26) mit einer Antriebskraft, um die erste bewegliche Platte (20) und die zweite bewegliche Platte (26) entlang der Führungsachse (18a) zu bewegen; wobei das Verbindungselement (28) die erste und zweite bewegliche Platte (20, 26) auf eine solche Weise verbindet, dass sie relativ zueinander entlang der Führungsachse (18a) verschieblich sind; und wobei ein Vorspannelement (102) zwischen der ersten und zweiten beweglichen Platte (20, 26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (102) die erste und zweite bewegliche Platte (20, 26) entlang der Führungsachse (18a) elastisch zueinander vorspannt.
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