DE68912514T2 - Giessformklemmvorrichtung mit direktantrieb. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gießformklemmvorrichtung für die Verwendung bei einer Einspritzformmaschine, insbesondere auf eine Gießformkleminvorrichtung mit Direkantrieb für die Verwendung bei einer Kunststoffeinspritzforminaschine.
• Bei einer Kunststoffeinspritzformmaschine wird eine motorbetriebene Formklemmaschine von der Art verwendet, daß eine bewegbare Traverse durch einen Servomotor durch einen Kurbelmechanismus angetrieben wird. Eine Formklemmvorrichtung dieser Art hat einen Servomotor, der mit der Antriebswelle eines Kurbelmechanismus gekoppelt ist, der aus Komponenten wie einem Getriebe, Riemen und dgl. besteht, wie in der JP-A 60-115 419 offenbart ist.
• In diesem Zusammenhang kann während des Betriebs der Formklemmvorrichtung ein Spiel im Kraftübertragungsmechanismus auftreten, der zwischen dem Servomotor und dem Kurbelmechanismus angeordnet ist, und eine Verlängerung, Deformation und dgl. können bei seinen strukturellen Komponenten auftreten. In anderen Worten sind die Kraftübertragungsstabilität und ebenso die Betriebsreaktion der Formklemmvorrichtung niedrig. Demnach kann eine Drehungsabweichung zwischen dem Servomotor und der Antriebswelle des Kurbelmechanismus leicht vorkommen. Wenn die Drehungsabweichung an der Eingabeseite des Kurbelmechanismus auftritt, wird eine solche Abweichung im Kurbelmechanismus vergrößert, was einen großen Fehler beim Steuern der linearen Bewegung der bewegbaren Traverse zur Folge hat, die mit der Abgabeseite des Kurbelmechanismus gekoppelt ist. Darüberhinaus hat als Folge der Anordnung des Kraftübertragungsmechanismus zwischen dem Servomotor und dem Kurbelmechanismus die Formklemmvorrichtung Komponenten, deren Anzahl sehr groß ist, und demnach sind die Kosten für Produktion und Instandhaltung der Formklemmvorrichtung hoch.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb für die Verwendung bei einer Einspritzformmaschine vorzusehen, die eine erhöhte Stabilität in der Kraftübertragung hat und deren Bauteileanzahl klein ist, so daß sie eine gute Betriebsreaktion und Verläßlichkeit hat und niedrig bei den Kosten sein kann.
• Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, umfaßt erfindungsgemäß eine Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb, die auf einer Einspritzformmaschine montiert ist, die eine bewegliche Traverse hat, einen Servomotor und einen Kurbelmechanismus, der eine Antriebswelle hat, die direkt mit der Abgabewelle des Servomotors gekoppelt ist. Der Kurbelmechanismus arbeitet so, daß er die bewegbare Traverse aufgrund der Drehbewegung des Servomotors hin- und herbewegt.
• Wie oben erwähnt wird erfindungsgemäß, da die Abgabewelle des Servomotors direkt mit der Antriebswelle des Kurbelmechanismus gekoppelt ist, der Kraftübertragungsweg zwischen dem Servomotor und dem Kurbelmechanismus verkürzt, und die sich ergebende Formklemmvorrichtung hat eine kleine Anzahl von Bauteilen, wodurch demnach die Formklemmvorrichtung eine gute Betriebsreaktion und Verläßlichkeit hat und niedrig bei den Herstellungs- und Instandhaltungskosten ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, die eine Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
• Fig. 2 ist eine schematische Vorderansicht der Formklemmvorrichtung von Fig. 1.
• Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt eine Formklemmvorrichtung 1 mit Direktantrieb, die auf einer Kunststoffeinspritzformmaschine montiert ist, eine stationäre Traverse 3, die an einer Plattform 2 der Einspritzformmaschine befestigt ist, und eine hintere Traverse 5, die auf der Plattform für eine gleitende Bewegung über eine vorgegebene Entfernung zur Justierung der Formdicke montiert ist. Eine bewegliche Traverse 4, die zwischen diesen Traversen 3 und 5 angeordnet ist, ist für eine Hin- und Herbewegung auf der Plattform 2 und entlang von vier Spurstangen 6 angeordnet, die sich zwischen den Traversen 3, 5 parallel zueinander erstrecken. Zwischen der beweglichen Traverse 4 und der hinteren Traverse 5 sind ein Servomotor 10, der vorzugsweise aus einem AC-Servomotor besteht, und ein Kurbelmechanismus 20 angeordnet, um durch den Servomotor 10 angetrieben zu werden, um die bewegliche Traverse 4 hin- und herzubewegen.
• Ein Paar von Stützteilen 7 und 7', die sich in Richtung auf die bewegliche Traverse 4 erstrecken, sind jeweils gemeinsam mit der hinteren Traverse 5 am linken und rechten Endteil einer Endfläche der gleichen Traverse an einer Seite von ihr, die der beweglichen Traverse gegenüberliegt, befestigt. Eine Spurstangenmutter 8, die einen Teil einer Justiereinrichtung der Formdicke bildet, ist auf einer anderen Endfläche an einer Seite entfernt von der beweglichen Traverse der hinteren Traverse 5 angeordnet.
• Der Servomotor 10, der von der Art ist, daß er mit einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, um ein großes Drehmoment zu erzeugen, ist mit einer Servoschaltung (nicht gezeigt) verbunden, die wiederum mit einer numerischen Steuereinheit (nicht gezeigt) der Einspritzformmaschine verbunden ist. Ein Impulsentschlüssler 11, der auf dem Servomotor 10 vorgesehen ist, ist ebenfalls mit der Servoschaltung verbunden. Der Servomotor 10 ist an seinem Flansch 12 an der äußeren Seitenfläche 7a von einem der Stützteile durch Schrauben 9 befestigt, wobei seine Abgabewelle 13, die sich innerhalb eines Lochs 7b, das im Stützteil 7 gebildet ist, in der Richtung senkrecht zur Richtung ausdehnt, entlang der die bewegliche Traverse 4 bewegt wird.
• Der Kurbelmechanismus 20 hat eine Antriebswelle 21, die zwei Wellenteile 21a und 21b aufweist, die getrennt voneinander hergestellt sind. Die Antriebswellenteile 21a, 21b sind fluchtend mit der Abgabewelle 13 des Servomotors angeordnet, und sie erstrecken sich jeweils durch Löcher 7b und 7b', die in den Stützteilen 7 und 7' gebildet sind, und sie werden drehbar durch diese Teile 7, 7' durch Lager 30 usw. gelagert. Weiter ist der Antriebswellenteil 21a, der auf einer Seite gegenüber dem Servomotor angeordnet ist, an seinem äußeren Endteil rund um die Abgabewelle 13 durch eine Keilnutverzahnung befestigt, um gemeinsam mit der gleichen Abgabewelle zu drehen. Das heißt, daß die Antriebswelle 21 des Kurbelmechanismus 20 mit der Abgabewelle 13 des Servomotors direkt gekoppelt ist. Für diese Keilnutverbindung weist eines der Elemente 13, 21a Keile und das andere entsprechende Keilnuten auf.
• Der Kurbelmechanismus 20 weist weiter ein erstes Zwischenstück 22 auf, das aus zwei Zwischenstückteilen 22a und 22b besteht, die getrennt voneinander hergestellt sind. Diese Zwischenstückteile 22a, 22b sind mit den Antriebswellenteilen 21a und 21b jeweils gekoppelt, um gemeinsam mit diesen Wellenteilen zu drehen, die sich durch Löcher 22a' und 22b' erstrecken, die jeweils in den inneren Endteilen der Zwischenstückteile gebildet sind. Die Zwischenstückteile 22a, 22b sind durch einen Kurbelzapfen 23 miteinander gekoppelt, der gegenüberliegende Endteile aufweist, die fest in Löchern befestigt sind (eines davon ist durch das Bezugszeichen 22b' angedeutet), die in den jeweiligen äußeren Endteilen der Zwischenstückteile gebildet sind.
• Weiter hat der Kurbelmechanismus 20 ein zweites Zwischenstück 24, das sich zwischen den Antriebswellenteilen 21a, 21b und zwischen den Zwischenstückteilen 22a, 22b in der Richtung ausdehnt, entlang der die bewegliche Traverse bewegt wird, und der Kurbelzapfen 23 ist drehbar in einem Loch 24a befestigt, das in einem Endteil des Zwischenstücks 24 an dessen einer Seite gebildet ist, das der hinteren Traverse gegenüberliegt. Das zweite Zwischenstück 24 ist an seinem Endteil an dessen einer Seite gebildet, die der beweglichen Traverse mit Löchern 24b gegenüberliegt, in die entsprechend Endteile eines Verbindungsstabs eingepaßt sind, dessen gegenüberliegende Enden durch einen Träger 25 gelagert sind, der an einer Endfläche der bewegbaren Traverse 4 an dessen Seite befestigt ist, die der hinteren Traverse gegenüberliegt. Demzufolge ist der hintere traversenseitige Endteil des zweiten Zwischenstücks 24 so angeordnet, daß er gemeinsam mit dem Kurbelzapfen 23 rund um die Antriebswelle 21 rotieren kann, was eine Hin- und Herbewegung der beweglichen Traverse 4 zur Folge hat, die mit dem beweglichen traversenseitigen Ende des zweiten Zwischenstücks 24 gekoppelt ist, wenn die Antriebswelle 21 des Kurbelmechanismus 20 gemeinsam mit der Abgabewelle 13 des Servomotors dreht.
• Anschließend wird nun die Arbeitsweise der Formklemmvorrichtung 1 mit Direktantrieb erklärt. Nach dem Start der Formschließarbeit wird der Servomotor 10 angetrieben, so daß er in einer vorgegebenen Drehrichtung durch die Servoschaltung dreht, die auf ein Befehlssignal antwortet, das von der numerischen Steuereinheit geliefert wird, und auf ein Rückführungssignal, das vom Impulsentschlüssler 11 geliefert wird. Aufgrund der Drehbewegung des Servomotors werden ein Antriebswellenteil 21a, das rundherum angepaßt ist und direkt mit der Abgabewelle 13 des Servomotors 13 gekoppelt ist, der Antriebswelle 21 des Kurbelmechanismus 20, und eines anderen Antriebswellenteils 22b gemeinsam mit der Motorwelle 13 in Drehung versetzt, wobei der Wellenteil 21b mit dem früheren Wellenteil 21a über das eine Zwischenstückteil 22a des ersten Zwischenstücks, des Kurbelzapfens und des anderen Zwischenstückteils 22b gekoppelt ist. Als Folge davon werden der Kurbelzapfen 23 und der hintere traversenseitige Endteil des zweiten Zwischenstücks 24, das darin eingepaßt ist, rund um die Antriebswelle 21 gedreht, so daß das bewegliche traversenseitige Ende des zweiten Zwischenstücks 24 in die Formschließrichtung bewegt wird. Demzufolge wird die bewegliche Traverse 4, die mit dem gleichen Zwischenstückende über den Verbindungsstab 26 und den Träger 25 gekoppelt ist, geradlinig entlang der Spurstangen 6 in die Formschließrichtung von seiner in Fig. 1 gezeigten Formöffnungsendposition aus bewegt. Während dieses Betriebs antwortet die Formklemmvorrichtung 1, die mit dem Kurbelmechanismus 20 ausgerüstet ist, der direkt mit der Motorabgabewelle 13 gekoppelt ist und daher einen abgekürzten Kraftübertragungsweg zwischen ihm und dem Motor 10 sowie eine größere Stabilität bei der Kraftübertragung hat, auf den Betrieb des Motors 10 schnell und genau, so daß die Bewegungsposition der beweglichen Traverse 4 mit einer schnellen Reaktion genau gesteuert wird.
• Daraufhin wird, wenn der Kurbelzapfen 23 und der damit verbundene Endteil des zweiten Zwischenstücks 24 über eine Hälfte der Umdrehung rund um die Antriebswelle 21 von ihren Formöffnungsendpositionen wie in Fig. 1 gezeigt gedreht werden, der Formklemmendstatus erreicht, bei dem das erste und zweite Zwischenstück 22, 24 axial miteinander fluchten. In diesem Status verbleibt die Drehbewegung des Servomotors 10 angehalten.
• Während des Formklemmbetriebs wird eine Drehbewegungskraft, die durch den Servomotor 10 erzeugt wird, vergrößert und durch den Kurbelmechanismus 20 in eine geradlinige Bewegungskraft umgewandelt, um eine große Formklemmkraft zu erzeugen. Beispielsweise wird eine maximale Formklemmkraft in der Größenordnung von ungefähr 30 t erzeugt, und zwar mit einer tangentialen Kraft von ungefähr 1,5 t an dem Ort, bei dem der Kurbelzapfen 23 angeordnet ist, in dem Fall, daß das maximale Abgabedrehmoment des Servomotors 10 150 kgm ist, und die Entfernungen zwischen den Achsen der Antriebswelle 21 und der des Kurbelzapfens 23 und zwischen der Achse des Kurbelzapfens 23 und der des Verbindungsstabs 26 sind 100 mm bzw. 350 mm.
• Nach Beendigung des Formklemmens wird die Drehbewegung des Servomotors 10 in der oben erwähnten Richtung wieder gestartet. Aufgrund dieser Motordrehbewegung werden das erste Zwischenstück 22 und der Kurbelzapfen 23 des Kurbelmechanismus 20 rund um die Antriebswelle 21 angetrieben, um eine geradlinige Bewegung der beweglichen Traverse 4 in der Formöffnungsrichtung durch das zweite Zwischenstück 24, den Verbindungsstab 26 und den Träger 25 zu verursachen. Danach erreicht die bewegliche Traverse 1 ihre Formöffnungsposition von Fig. 1.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform begrenzt, und es können verschiedene Modifikationen davon ausgeführt werden. Obwohl beispielsweise der Servomotor 10 durch einen AC-Servomotor bei der oben erwähnten Ausführungsform gebildet wird, kann ein DC-Servomotor verwendet werden. Das erste Zwischenstück 22 kann durch eine Scheibe gebildet werden.

Claims (6)

1. Formklemmvorrichtung (1) mit Direktantrieb für den Gebrauch in einer Spritzgußmaschine, die eine bewegliche Traverse (4) hat, die umfaßt:

einen Servomotor (10), der eine Abgabewelle (13) hat; und

einen Kurbelmechanismus (20), der eine Antriebswelle (21) hat, die direkt mit der Abgabewelle (13) des Servomotors (10) gekoppelt ist, um die bewegliche Traverse (4) aufgrund der Drehbewegung des Servomotors (10) hin- und herzubewegen.

2. Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach Anspruch 1, bei der die Einspritzformmaschine eine hintere Traverse (5) hat und der Servomotor (10) an der hinteren Traverse (5) befestigt ist.

3. Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach Anspruch 2, die weiter umfaßt

ein Stützteil (7), das an der hinteren Traverse (5) befestigt ist und sich in Richtung auf die bewegliche Traverse (4) erstreckt;

wobei der Servomotor (10) am Stützteil (7) befestigt ist, wobei die Abgabewelle (13) des Servomotors (10), die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung ausdehnt, entlang welcher die bewegliche Traverse (4) bewegt wird, und die Abgabewelle (13) des Servomotors (10) und die Antriebswelle (13) des Servomotors (10) und die Antriebswelle (21) des Kurbelmechanismus (20) axial fluchtend ausgerichtet und ineinander eingepaßt sind, um sich gemeinsarn zu drehen.

4. Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach Anspruch 3, wobei der Stützteil (7) mit einem Loch (7b) gebildet ist, und wobei die Abgabewelle (13) des Servomotors (10) und die Antriebswelle (21) des Kurbelmechanismus (20) im Loch (7b) eingepast sind.

5. Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kurbelmechanismus (20) ein erstes Zwischenstück (22) aufweist, das an seinem inneren Endteil mit der Antriebswelle (21) gekoppelt ist; einen Kurbelzapfen (23), der mit einem äußeren Endteil des ersten Zwischenstücks (22) gekoppelt ist; und ein zweites Zwischenstück (24), das einen Endteil hat, der mit dem Kurbelzapfen (23) gekoppelt ist, und ein anderen Endteil, der mit der beweglichen Traverse (4) gekoppelt ist.

6. Formklemmvorrichtung mit Direktantrieb nach Anspruch 5, die weiter umfaßt:

einen Verbindungsstab (26), der entgegengesetzte Enden aufweist, die durch die bewegliche Traverse (4) gestützt sind;

bei der die Antriebswelle (21) ein Paar von Antriebswellenteilen (21a, 21b) hat, die axial fluchtend miteinander ausgerichtet sind; wobei das erste Zwischenstück (22) ein Paar von Zwischenstückteilen (22a, 22b) hat, die an ihren äußeren Endteilen durch den Kurbelzapfen (23) miteinander gekoppelt sind, wobei jeder Zwischenstückteil (22a, 22b) an seinem inneren Endteil mit einem der entsprechenden Antriebswellenteile (21a, 21b) gekoppelt ist, um sich im Einklang damit zu drehen;

wobei das zweite Zwischenstück (24), das sich zwischen dem Paar von Antriebswellenteilen (21a, 21b) und zwischen dem Paar von Zwischenstückteilen (22a, 22b) ausdehnt, einen Endteil hat, der durch den Kurbelzapfen (23) für eine relative Drehbewegung daran gestützt ist, und einen anderen Endteil, der durch den Verbindungsstab (26) für eine relative Drehbewegung daran gestützt ist.