DE69612235T2

DE69612235T2 - Spritzgiessmaschine mit zugehörigem Befestigungs-Spannzusammenbau und entsprechendes Steuersystem.

Info

Publication number: DE69612235T2
Application number: DE69612235T
Authority: DE
Inventors: Christopher W.M. Choi; Pierre Glaesener; Martin Richard Kestle
Original assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Current assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3177227B2; CA2177950A1; ATE206349T1; JPH11342519A; EP0904918A2; DE69636603D1; JP2941712B2; EP0904918A3; EP0841143A3; ATE200054T1; DE69615693T2; ATE341437T1; EP0747197A3; EP0841143A2; JPH09117944A; CA2177950C; EP0841143B1; DE69636603T2; DE69615693D1; EP0747197B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungs- /Schliesseinrichtung gemäss dem ersten Teil von Anspruch 1 und im besonderen auf Spritzgiessmaschinen, welche Führungssäulenschliesseinheiten verwenden, und vor allem auf eine Steuereinrichtung zum Steuern des Schliessens und Öffnens der Führungssäulenschliesseinheiten.
Der Stand der Technik umfasst viele Spritzgiessmaschinen, welche Führungssäulenschliesseinheiten zum Positionieren einer Platte für das Aufbringen von Schliesskräften verwenden. Steuereinrichtungen, welche Hydraulikflüssigkeit, Druckluft und elektrische Motoren in Kombination mit zahlreichen Schaltern und üblicherweise einer Steuereinheit verwenden, werden verwendet, um sowohl das Positionieren der Platten als auch das Aufbringen und Zurücknehmen von Schliesskraft zum Erreichen des Schliessens und Öffnens der Form zu steuern.
Die JP-61261-017 offenbart einen Schliessmechanismus für Spritzgiessmaschinen. Der Zweck der darin enthaltenen Steuereinrichtung besteht im Beibehalten einer parallelen Trennungslinie zwischen den Formen durch Messen der Entfernung, welche durch jeden Schliesszylinder jeder Führungssäule zurückgelegt wurde, und durch Beibehalten von im wesentlichen gleichen Entfernungen. Dementsprechend kann die Parallelität der Trennungslinie zwischen den Formen beibehalten werden, wenn der Einspritzdruck des geschmolzenen Harzes innerhalb der Form ungleich ist.
Die US-A 4,832,884 offenbart ein Verfahren zum Messen und Steuern der Schliesskraft einer Plastikspritzgiessmaschine.
Dementsprechend wird für eine Spritzgiessmaschine eine Schliesskraft für eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen gemessen. Aus den Messungen wird ein Mittelwert errechnet und falls der Mittelwert innerhalb eine vorgegebenen Toleranz liegt, findet keine Steuerunterbrechung statt. Liegt der Mittelwert jedoch ausserhalb der Toleranz, aber innerhalb eines Bereiches, welcher durch Alarmeinheiten begrenzt wird, erfolgt die Steuerunterbrechung durch schrittweises Ändern der installierten Höhe der Form, bis der eigentliche Wert, welcher für die Schliesskraft nach jedem Arbeitszyklus gemessen wird, innerhalb der gegebenen Toleranz liegt. Bei diesem Verfahren und dieser Einrichtung dient eine Kniehebeleinrichtung dem Erzeugen der Schliesskraft auf das erste und zweite Formteil. In diesem Fall wird die Kraft gemessen und falls die Kraft innerhalb einer Toleranzzone liegt, wird der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Formteil auf weniger oder keine Zunahme im Verhältnis zu der alten Kraft verändert.
Die US-A 4,966,738 offenbart ein Verfahren für die Einstellung von Formschliesskraft. Entsprechend diesem Verfahren wird eine Formkontaktposition ermittelt, bei welcher die Formhälften einer Form miteinander in Kontakt treten. Die Formtemperatur wird durch Thermoelementeinrichtungen erfasst, welche an den Formhälften angeordnet sind. Die Formdicke wird auf der Basis der Position erreicht, bei welcher eine bewegbare Platte und eine feststehende Platte der Spritzgiessmaschine miteinander in Kontakt treten. Nach dem Beginn des Formvorganges wird die Formtemperatur erfasst und die Grösse der Änderung in der Formdicke während einer Periode zwischen einem vorhergehenden Zyklus und einem laufenden Zyklus auf der Basis der Veränderung der Formtemperatur, der Formdicke und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Form errechnet. Eine Formkontaktposition für einen laufenden Zyklus wird auf der Basis der errechneten Werte erreicht. Dementsprechend wird, wenn die Form im laufenden Zyklus geschlossen ist, die bewegbare Platte um eine vorgegebene Grösse von der Formkontaktposition gegen die feststehenden Platte bewegt, um eine vorgegebene Formschliesskraft zu erzeugen. Bei diesem Verfahren richten sich die Messungen und die Einstellungen in erster Linie auf die Formposition und nicht auf die Position der Schliesseinheiten. Eine Schliesseinheit ist eine solche, welche funktioniert, um die bewegbare Platte gegen die feststehende Platte zu drücken. Das heisst, im Inneren von irgendeiner der Platten werden keine Führungssäulenschliesseinheiten zum Erzeugen der Schliesskraft verwendet.
Die US-A-5,147,661 offenbart eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Form für eine Kompressionsformmaschine. Die Vorrichtung zum Ausrichten einer Form weist eine Vielzahl von Zylinderantrieben zur Einstellung der Formposition auf, welche auf einer Maschinenbett angeordnet sind, wobei die Positionsanzeiger den Zylinderantrieben zur Einstellung der Formposition zum Erfassen der Hübe zugeordnet sind. Die Hydraulikquelle zum Antreiben der Zylinderantriebe zur Einstellung der Formposition und der Steuereinheit zum Steuern der Hübe der Kolbenstangen der Antriebe mit Bezug auf die Nullpunkte der Kolbenstangen der Antriebe ist im voraus bestimmt. Die Nullpunkte werden durch Plazieren der oberen Form in engem Kontakt mit der unteren Form entschieden und durch Ausfahren der Kolbenstangen der Antriebe, so dass die Kolbenstangen gegen die untere Oberfläche eines Gleitblockes gepresst werden.
Die Hübe der Kolbenstangen werden während einer Kompressionsformarbeit gesteuert, so dass die obere Form mit der unteren Form exakt parallel bleibt. Diese Vorrichtung bezieht sich auf Druckformen. Die Zylinderantriebe sind nicht innerhalb einer bewegbaren Formplatte positioniert und die Antriebe sind nicht auf den Führungssäulen aufgespannt. Der Hauptzweck der Maschine ist es, Parallelität zwischen der oberen und der unteren Form dadurch beizubehalten, dass die Antriebe direkten Druck auf die die obere Form stützende Oberfläche auszuüben, um dieselbe parallel zu der unteren Form zu halten.
Die US-A-5,338, 171 offenbart eine Formschliessvorrichtung mit einer Ausrichtvorrichtung. Die Vorrichtung weist eine feststehende Formplatte zum Halten eines feststehenden Formwerkzeuges auf, eine bewegbare Formplatte zum Halten eines bewegbaren Formwerkzeuges, einen Hydraulikzylinder zum Bewegen der bewegbaren Formplatte nach vorne und nach hinten in Bezug auf die feststehende Formplatte, und eine Führungssäule zum Schliessen mittels einer Befestigungsvorrichtung, welche in der bewegbaren Formplatte angeordnet ist. Eine oder mehrere Ausrichtvorrichtungen sind vorgesehen, um das bewegbare Formwerkzeug und das feststehende Formwerkzeug in solch einer Weise zu verbinden, dass eine erste Ausrichtung erfolgen kann. Die Formvorrichtung kann mit einem Führungsstift für die Sekundärausrichtung des bewegbaren Formwerkzeuges in Bezug auf das feststehende Werkzeug versehen sein, wenn das feststehende Werkzeug und das bewegbare Werkzeug an vorgegebenen Positionen angeordnet wurden. Vier Formschliessvorrichtungszylinder sind in den Ecken der feststehenden Formplatte vorgesehen, um eine Schliesskraft auf die feststehende und bewegbare Formplatte aufzubringen, nachdem die Befestigungsvorrichtung an der Führungssäule befestigt wurde. Bei dieser Vorrichtung sind die Führungssäulenbefestigungen und die Schliesseinheiten, während sie auf den Führungssäulen angeordnet sind, eine nahe der bewegbaren Platte und eine nahe der feststehenden Platte, getrennte Vorrichtungen, welche zu der Komplexität der Maschine betragen.
Die US-A-5,370,518 offenbart eine Vorrichtung zum Spritz- und Druckformen. Die Vorrichtung weist eine Einspritzvorrichtung und eine Druckformvorrichtung auf, wobei die Druckformvorrichtung eine feststehende Formplatte zum Halten eines feststehenden Formwerkzeuges aufweist sowie eine bewegbare Formplatte zum Halten eines bewegbaren Formwerkzeuges, Einrichtungen zum schnellen Aus- und Einfahren der bewegbaren Formplatte im Verhältnis zu der feststehenden Formplatte und Einrichtungen zum Schliessen der bewegbaren Formplatte an den Führungssäulen in einer Position, bei der die bewegbare Formplatte sich der feststehenden Formplatte nähert. Einrichtungen zum Befestigen der Formwerkzeuge, nachdem die bewegbare Formplatte an den Führungssäulen festgelegt ist, sind ebenfalls vorgesehen. Eine Einspritzvorrichtung zum Liefern eines geschmolzenen Plastikwerkstoffes in eine Formkammer zwischen dem feststehenden Formwerkzeug und dem bewegbaren Formwerkzeug löst das Liefern von geschmolzenem Plastikwerkstoff in die Formkammer aus, wenn das feststehende Formwerkzeug und das bewegbare Formwerkzeug in einem vorgegebenen Abstand voneinander getrennt sind. Der Plastikwerkstoff wird zusammengepresst und gezogen, während das bewegbare Werkzeug gegen das feststehende Werkzeug bewegt wird, nachdem eine vorgegebene Menge des geschmolzenen Plastikwerkstoffes in die Formkammer eingegeben wurde. Die Vorrichtung weist eine Vorrichtung in einer bewegbaren Formplatte zum Aufspannen auf die Führungssäulen auf. Die Vorrichtung weist jedoch keine kombinierte Einrichtung zum Vorgeben der Schliesskraft zwischen den Platten und zum Befestigen an den Führungssäulen auf, da die Schliesskraft durch separate Befestigungszylinder für das Formwerkzeug geliefert wird, welche auf den Führungssäulen, aber getrennt von den Befestigungen positioniert sind.
Eine Sicherungs-/Schliesseinrichtung der oben genannten Art ist in der GB-A-2 064 415 gezeigt. Dort ist eine Spritzgiessmaschine gezeigt, welche eine bewegbare Formaufspannplatte und eine feststehende Formaufspannplatte aufweist. Die bewegbare Platte wird in die geschlossene Position mittels Presszylindereinrichtungen bewegt. Das Schliessen wird gleichzeitig mit dem durchgehenden Hub in die geschlossene Position bewirkt. Während dem durchgehenden Hub in die geschlossene Position, wenn das Ende einer jeden der vier Säulen, welche an der bewegbaren Platte angeordnet sind, an die Decke einer Spannbüchse stösst, wird ein hydraulischer Schliesszylinder unter Druck gesetzt, nach dem das Verschieben des Öffnungskolbens im Inneren eines Zylinders die Arbeitsflüssigkeit in die Richtung des Schliesszylinders versetzt. Bei Beendigung des Schliesshubes wird der Formschliesshub durch einen Ansatz verursacht, welcher an der Positionsstange des Schliesszylinders angeordnet ist, wodurch ein Schalter umgelegt wird, so dass die Druckkammer des Schliesszylinders unter Druck gesetzt wird. Um die Form zu entfernen, werden der Öffnungszylinder und der Schliesszylinder gleichzeitig angetrieben.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Mängel der oben beschriebenen Vorrichtungen durch das Vorsehen einer Einrichtung gemäss Anspruch 1 zu überwinden.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Hauptziel dieser Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung zur Verwendung beim Steuern von Schliessmechanismen für Führungssäulen für Spritzgiessmaschinen vorzusehen.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung zur Verwendung mit Schliessmechanismen für Führungssäulen für eine Spritzgiessmaschine vorzusehen, wobei die Führungssäulenmechanismen so funktionieren, um mit den Führungssäulen in Eingriff zu kommen, sowie Schliesskräfte und auch Formöffnungskräfte vorzusehen.
Ferner ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, eine Steuereinrichtung vorzusehen, welche mit Schliessmechanismen zum Plazieren derselben in der richtigen, einstellbaren Startposition nach jedem Formvorgang arbeitet, um einheitlich ausreichenden Hub für das Formschliessen und das Formöffnen zu ermöglichen.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Steuerungseinrichtung vorzusehen, welche mit Schliessmechanismen zum Ausrichten der Startpositionen der Mechanismen zum Anpassen der verschiedenen Grössen der Formen und den jeweiligen Schliesshöhen arbeitet.
Die hier offenbarten Ziele und Vorteile werden durch eine Einrichtung gemäss dem zweiten Teil von Anspruch 1 erreicht. Die Einrichtung ist eine Sicherungs- /Schliesseinrichtung zur Verwendung mit Platten einer Formmaschine. Die Einrichtung umfasst Führungssäulen zum Verbinden der Platten; eine Vorrichtung zum Positionieren einer der Platten an den Führungssäulen, welche die Platten mit der jeweils anderen der Platten verbinden; und ein Sicherungs-/Schliessmechanismus zum kraftvollen Zusammenhalten der einen Platte mit der anderen Platte und an den Führungssäulen, um das kraftvolle Zusammenhalten einer der Platten mit der anderen Platte und den Führungssäulen aufrechtzuerhalten, und um eine der Platten von der anderen Platte und den Führungssäulen zu lösen.
Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Tandemspritzgiessmaschine, welche Sicherungs- /Schliessanordnungen aufweist in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Aufriss der Tandemspritzgiessmaschine wie in Fig. 1 gezeigt;
Fig. 3A zeigt einen detaillierten Querschnitt einer Sicherungs-/Schliessanordnung für die Verwendung in der Spritzgiessmaschine gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung, welcher die in Eingriff stehenden Zähne in der oberen Hälfte und die nicht in Eingriff stehenden Zähne in der unteren Hälfte darstellt, entlang der Linie 3A-3A in den Fig. 6A und 6B;
Fig. 3B zeigt eine teilweise Endsicht im Querschnitt einer Sicherung-/Schliessanordnung, welche mit der Spritzgiessmaschine gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet wird entlang der Linie 3B-3B in Fig. 3A;
Fig. 4 zeigt eine Endansicht der Spritzgiessmaschine nach Fig. 1 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung, welche die Sicherungs- /Schliessanordnungen und die Drehmechanismen dafür zeigt;
Fig. 5 zeigt einen Aufriss einer einzigen Spritzgiessmaschine in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A zeigt eine vergrösserte Ansicht des Drehmechanismus gemäss Fig. 4 in der nicht in Eingriff stehenden Position;
Fig. 6B zeigt eine vergrösserte Ansicht des Drehmechanismus gemäss Fig. 4 in der in Eingriff stehenden Position;
Fig. 7 zeigt ein schematisches Diagramm eines Steuerschaltsystems, welches sowohl dazu geeignet ist, die Schliess- und Formöffnungsaktivitäten der Spritzgiessmaschine gemäss den Fig. 1-6B zu steuern, als auch die Positionen der Sicherungs-/Schliesseinrichtungen in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zurückzusetzen;
Fig. 8A zeigt eine teilweise schematische Ansicht der bewegbaren Platte, der Sicherungs-/Schliessanordnung und der feststehenden Platte, welche die Positionen dieser Elemente darstellt, die in den Berechnungen einer Steuereinrichtung verwendet werden, und in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8B zeigt eine teilweise schematische Ansicht der bewegbaren Platte, der Sicherungs-/Schliessanordnung und der feststehenden Platte, welche die Positionsvariablen darstellt, die beim Berechnen einer einstellbaren Startposition verwendet werden, in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Bezugnehmend auf die Zeichnungen im Detail wird in Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Tandemspritzgiessmaschine gezeigt, welche in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt und mit 10 bezeichnet wird. Die Maschine 10 weist im wesentlichen eine feststehende Mittelplatte 12, eine bewegbare Endplatte 14, eine bewegbare Endplatte 16, eine Spritzeinheit 18, Führungssäulen 20a-20d (20c und 20d werden in Fig. 4 gezeigt), 21a-21d (21c und 21d werden nicht gezeigt) und 23a-23d (23c und 23d werden nicht gezeigt) zum Führen der bewegbaren Platten und Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a- 22d (22c und 22d werden in Fig. 4 gezeigt) auf.
Die Mittelplatte 12 ist an einer Basis befestigt und die bewegbaren Endplatten 14 und 16 sind mittels Positionierzylindern 25 bzw. 27 von der Mittelplatte 12 weg und zu ihr hin bewegbar, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Mittelplatte 12 hat eine Formseite 24, welche eine erste feststehende Formhälfte 26 aufweist, und eine Formseite 28, welche eine zweite feststehende Formhälfte 30 aufweist. Zusätzlich weist die feststehende Mittelplatte 12 einen ersten Heisskanal 32 zum Dirigieren der Schmelze zu der ersten feststehenden Formhälfte 26 und einen zweiten Heisskanal 34 zum Dirigieren der Schmelze zu der zweiten feststehenden Formhälfte 30 auf. Anschlussflansche 36a und 36b erstrecken sich von der Seite der feststehenden Mittelplatte zum wechselnden Verbinden mit der Spritzeinheit 18. Alternativ dazu könnte eine einzige feststehende Verbindung mit einem Verteilungsventil verwendet werden, um das Harz zu einer der Seiten der Mittelplatte und der jeweiligen Form zu führen. Die bewegbaren Platten 14 und 16 weisen jede eine bewegbare Formhälfte 29 bzw. 31 auf, um die Formen nach dem Schliessen mit den feststehenden Formhälften 26 bzw. 30 zu bilden.
Bezugnehmend auf Fig. 1 und Fig. 2, welche einen Aufriss der Maschine 10 nach Fig. 1 zeigt, erstrecken sich Führungssäulen 20a-20d (20c wird nicht gezeigt) von der feststehenden Mittelplatte 12 gegen die bewegbare Endplatte 14 und vier Führungssäulen 21a-21d (21d wird nicht gezeigt) erstrecken sich von der feststehenden Mittelplatte 12 gegen die bewegbare Endplatte 16. Die Führungssäulen 20a-20d und 21a-21d sind in den Ecken der feststehenden Mittelplatte 12 angeordnet, so dass sie sich, wenn die Form geschlossen ist, durch die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d (22c wird nicht gezeigt) bzw. 23a-23d (23c wird nicht gezeigt) erstrecken und durch oder innerhalb der bewegbaren Endplatten 14 bzw. 16 getragen werden. Die Führungssäulen sind vorzugsweise feststehend, während die bewegbaren Platten relativ dazu bewegbar sind und auf Gleitbacken getragen werden, Backe 23a wird in Fig. 3A gezeigt.
Jede der Platten 14 und 16 weist vier Bohrungen 35a-35d (35c wird nicht gezeigt) bzw. 37a-37d (37c wird nicht gezeigt) auf, welche durch die gestrichelten Linien in den Fig. 1 und 2 dargestellt werden, und in welchen sich die Schliess- und Sicherungsanordnungen 22a-22d bzw. 23a-23d befinden. Die bewegbaren Platten 14 und 16 weisen bevorzugt Befestigungen auf ihrer nach aussen weisenden Oberfläche auf, welche in Fig. 4 gezeigt werden, um die Sicherungs- bzw. Schliessanordnungen festzulegen.
Die Sicherungs-/Schliessanordnungen funktionieren sowohl zum Greifen als auch zum Eingreifen in die Führungssäulen und bringen während der Formeinspritzung Druck auf die Formhälften auf. Dementsprechend weist jede der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d und 23a-23d, von einem allgemeinen Standpunkt aus, einen Mechanismus zum sicheren und positiven Eingreifen in die Führungssäule auf, wobei der Mechanismus ferner fähig ist, Druck auf die Platten zu leiten, um die Formhälften während dem Spritzgiessen zusammenzudrücken. Bevorzugt ist jede Sicherungs- /Schliessanordnung aus einem Körperelement geformt, welches eine Ausgestaltung aufweist, die als eine einzige Einheit bewegbar ist, um die Führungssäulen zu sichern und Schliessdruck zwischen den Platten aufzubringen.
Jede der Sicherungs-/Schliessanordnungen, der Bohrungen und der Führungssäulen ist im wesentlichen dieselbe und dementsprechend wird nur eine Sicherungs-/Schliessanordnung 22a, Bohrung 35a und Führungssäule 22a im Detail zusammen mit ihren zugeordneten Elementen beschrieben, und, falls nicht besonders vorgesehen, ist dies so zu verstehen, dass die Beschreibungen gleichermassen die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22b-22d, die Bohrungen 35b-35d und die Führungssäulen 20b-20d und ihre zugeordneten Elemente betrifft.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel der Sicherungs- /Schliessanordnungen wird eine Sicherungs- /Schliessanordnung 22a an der nach aussen weisenden Seite der bewegbaren Endplatte 14 und innerhalb der Bohrung 35a angeordnet, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt und wie oben beschrieben. Bezugnehmend auf die Fig. 3A und 3B besitzt die Führungssäule 20a, damit die Sicherungs- /Schliessanordnung 22a der Platte 14 mit der Führungssäule 20a zusammenwirkt, einen sich längs erstreckenden Endbereich, welcher eine Vielzahl von räumlich getrennten Vorsprüngen in der Form von Zähnen 38a aufweist, die durch sich in Längsrichtung erstreckenden Aussenrinnen 40a getrennt werden, wie in Fig. 4 und detaillierter in Fig. 6A für die Säule 20a gezeigt. Dementsprechend befindet sich am Ende der Führungssäule 20a eine gezahnte Aussenfläche, wie in Fig. 3A gezeigt. Die gezahnte Aussenfläche der Führungssäule 20a ist in der Form von längsgerichteten äusseren Zahnreihen 39a, welche sich in der axialen Richtung der Führungssäule erstrecken, wobei die Zähne 38a bevorzugt in einer radialen Richtung auf der Führungssäule ausgerichtet sind und durch einen Freiraum in der axialen Richtung getrennt werden. Jede der Zahnreihen, wie die Zahnreihe 39a, ist radial von einer anderen Zahnreihe über eine äussere, sich axial erstreckende Rinne, wie die in Fig. 4 gezeigte Aussenrinnen 40a, getrennt. Die äusseren Zahnreihen 39a und die Rinnen 40a der Führungssäule 20a sind dazu geeignet, um mit den inneren Zähnen und Rinnen der Sicherungs-/Schliessanordnung 22a in Eingriff zu kommen und sich auszurichten, wie unten besprochen, um einen schliessenden Eingriff mit der Säule 20a zu bewirken.
Die Sicherungs-/Schliessanordnung 22a ist in der Bohrung 35a positioniert und darin über einen Rückhaltering 41a und Befestigungen 42a gesichert, wie in Fig. 3A gezeigt. Die Sicherungs-/Schliessanordnung 22a umfasst ein Element in der Form eines Kolbens 44a, welcher dazu geeignet ist, um in der Bohrung 35a und koaxial zu einer Führungssäule 20a positioniert zu werden, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt. Der Kolben 44a weist eine Aussenfläche 46a und eine Innenfläche mit axial sich erstreckenden Zähnen 48a auf, welche durch einen Freiraum in der axialen Richtung getrennt werden, der dazu geeignet ist, um mit den Zähnen 38a der Zahnreihen 39a der Führungssäulen 20a in Eingriff zu kommen. Ein geringes axiales Spiel ist zwischen den Zähnen 38a der Führungssäulen 20a und den inneren Zähnen 48a des gezahnten Kolbens 44a vorgesehen, um eine relative Bewegung und ein Einstellen von Positionsfehlern während dem Zusammenwirken der Zähne zu erlauben.
In Fig. 3A zeigt die obere Hälfte der Figur den schliessenden Eingriff der Zähne 38a der Führungssäule 20a mit den inneren Zähnen 48a des Kolbens 44a, und das Spiel, welches durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 dargestellt ist, während die untere Hälfte keinen Eingriff zeigt. Die inneren Zähne 48a werden von einer Vielzahl von gleichmässig radial getrennten und axial sich erstreckenden inneren Zahnreihen, wie 49a, gebildet, welche durch innere Rinnen 51a radial voneinander getrennt werden, wie in Fig. 6A gezeigt, und durch einen Freiraum axial getrennt werden.
Um eine relative Bewegung zwischen der Sicherungs- /Schliessanordnung 22a und der Führungssäule 20a zu erreichen, weisen die äusseren Zahnreihen 39a der Führungssäule 20a eine geringere radiale Breite auf als die inneren Rinnen 51a des Kolbens 44a, und die äusseren Rinnen 40a der Führungssäule 20a weisen eine grössere radiale Breite auf als die inneren Zahnreihen 49a des Kolbens 44a und ermöglichen somit ausreichend Freiraum für die axiale Bewegung dazwischen. Während dem Eingriff oder ausser Eingriff der Zahnreihen 39a mit den Zahnreihen 49a erstrecken sich die Zähne 38a nicht in die ganze Tiefe der Freiräume zwischen den inneren Zähnen 48a bzw. den Rinnen 51a und lassen so einen Spielraum zwischen den Zähnen und der Kolbenbohrung. Ein Spielraum besteht auch bevorzugt zwischen den Zähnen 48a und den innersten Oberflächen der Führungssäule 20a, d. h. der Oberflächen, welche durch die Freiräume zwischen den Zähnen 38a oder der Oberfläche der Rinnen 40a bestimmt werden.
Die Aussenfläche 46a des Kolbens 44a weist eine Stufenform auf, welche bevorzugt einen Basisteil 50a hat, das einen grösseren Durchmesser als eine Halsteil 52a aufweist. Die Bohrung 35a ist so geformt, um den Kolben 44a eng an dem Basis- und Halsteil aufzunehmen. Dementsprechend hat die Bohrung 35a einen schmaleren Bohrungsbereich 54a, welcher einen Durchmesser aufweist, der nur wenig grösser ist als der Durchmesser des Halsteils 52a, und einen breiteren Bohrungsbereich 56a, welcher einen Durchmesser aufweist, der nur wenig grösser ist als der Durchmesser des Basisteils 50a des Kolbens 44a. Der schmalere Basisbereich 54a und der breitere Basisbereich 56a sind kreisförmig und durch einen dazwischenliegenden Bohrungsbereich 58a getrennt, welcher halbkugelförmig, konisch zulaufend, stufenförmig oder einen anderen Formtyp aufweist, dessen Wahl nicht entscheidend ist. Der dazwischenliegende Bohrungsbereich 58a beginnt bei dem schmaleren Bohrungsbereich 54a, erstreckt sich nach aussen hin zu seinem maximalen Durchmesser genau vor dem breiteren Bohrungsbereich 56a. Der maximale Durchmesser des dazwischenliegenden Bohrungsbereiches 58a ist geringer als der Aussendurchmesser des breiteren Bohrungsbereiches 56a und der Basisteil 50a des Kolbens 44a. Dementsprechend wird eine Fläche 60a zwischen dem dazwischenliegenden Bohrungsbereich 58a und dem breiteren Bohrungsbereich 56a geformt, gegen welche eine axial hindurchlaufende Oberfläche 62a des Kolbens 44a stossen kann.
Noch immer bezugnehmend auf die Fig. 3A und 3B sind Dichtungen 64a zwischen dem schmaleren Bohrungsbereich 54a und dem Halsteil 52a und Dichtungen 69a zwischen dem breiteren Bohrungsbereich 56a und dem Basisteil 50a des Kolbens 44a vorgesehen. Der dazwischenliegende Bohrungsbereich 58a ist dementsprechend grösser im Durchmesser als der Übergangsbereich 59a zwischen dem Basisteil 50a und dem Halsteil 52a des Kolbens 44a, welche teils durch die axial hindurchlaufende Oberfläche 62a bestimmt werden. Dementsprechend ist ein Freiraum 66a zwischen der Bohrung 35a und dem Kolben 44a in der Nähe des dazwischenliegenden Bohrungsbereiches 58a vorgesehen. Dieser Freiraum 66a ist für die Einführung von Druckluft, Hydraulik- oder eines anderen Fluids zweckmässigerweise mittels Dichtungen 64a und 69a abgedichtet, um einen Schliessdruck gegen die Oberfläche 62a des Kolbens 44a zu erhalten, um die bewegbare Platte 14 während dem Spritzformen gegen die feststehende Mittelplatte 12 zu drücken. Zusätzliche Dichtungen 63a sind bevorzugt zwischen dem Rückhaltering 41a und dem Kolben 44a vorgesehen. Der Schliessdruck wird durch Aufheben des Hydraulikdrucks in dem Freiraum 66a und durch Einbringen von Hydraulikflüssigkeit unter Druck in die Kammer 65a gegen eine Oberfläche 67a des Kolbens 44a aufgehoben. Bevor der Druck in dem Freiraum 66a gegen die Oberfläche 62a aufgebracht wird, um die bewegbare Platte 14 gegen die feststehende Mittelplatte 12 zu drücken, sollten erst die inneren Zahnreihen 49a des Kolbens 44a mit den äusseren Zahnreihen 39a der Führungssäule 20a in Eingriff kommen. Solch schliessender Eingriff und ausser Eingriff der inneren Zahnreihen 49a mit den äusseren Zahnreihen 39a wird über einen Rotationsmechanismus 68, wie in Fig. 4 gezeigt, bewerkstelligt.
Der Rotationsmechanismus 68 wird zum Drehen der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d verwendet und ist im wesentlichen derselbe wie der Rotationsmechanismus (nicht gezeigt), welcher mit den Sicherungs-/Schliessanordnungen 23a-23d verwendet wird. Dementsprechend wird nur der Rotationsmechanismus 68 im Detail beschrieben, wobei dies so zu verstehen ist, dass die Beschreibung sich gleichermassen auf den Rotationsmechanismus bezieht, welcher für die Sicherungs-/Schliessanordnungen 23a-23d verwendet wird.
Wie in der Endansicht gemäss Fig. 4 gezeigt, in der die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d in der bewegbaren Platte angeordnet sind, besteht der Rotationsmechanismus bevorzugt in der Form einer Hebelanordnung, welche sich zwischen allen vier Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d an der bewegbaren Endplatte 14 erstreckt und mit allen verbunden ist. Der Rotationsmechanismus 68 verbindet im Besonderen die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a und 22b und die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22c und 22d. Die Hebelanordnung des Rotationsmechanismus 68 weist einen oder mehrere, bevorzugt ein Paar, Kolben/Zylindereinheiten 70 und 71 auf, welche an einem Verbindungsstück 72 zwischen zwei der Sicherungs-/Schliessanordnungen angeordnet sind, d. h. der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a und 22c.
Beide Kolben/Zylindereinheiten 70 und 71 und die zugehörige Verbindung sind im wesentlichen dieselben und dementsprechend wird nur eine Kolben/Zylinderanordnung 70 und die zugehörige Verbindung im Detail beschrieben, wobei dies so zu verstehen ist, dass sich die Beschreibung gleichermassen auf die Kolben/Zylinderanordnung 71 bezieht, wobei die Anordnung 71 im wesentlichen das Spiegelbild der Anordnung 70 darstellt.
Das nicht bewegbare Ende der Kolben/Zylinderanordnung 70 ist gelenkig an dem Verbindungsstück 72 angeordnet, und das Ende der Kolbenstange 73 der Kolben/Zylinderanordnung erstreckt sich gegen die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22b.
Die Kolbenstange 73 erstreckt sich von der Kolben/Zylinderanordnung 70 und ist mittels einer Gelenkanordnung an der Stirnfläche 77a des Kolbens 44a befestigt. Ein Hebelarm 80 ist an der Gelenkanordnung 76 angeordnet, welche sich um einen Bolzen 78 dreht, der an der Stirnfläche 77a befestigt ist. Der Hebelarm 80 überquert einen Teil der Stirnfläche 77a des Kolbens 44a und ist mit einem anderen Bolzen 82 an der Stirnfläche 77a verbunden. Die Bolzen 78 und 82 sind bevorzugt um ungefähr 90º räumlich voneinander an der Stirnfläche 77a des Kolbens 44a getrennt. Der Bolzen 78 ist bevorzugt an der Aussenseite 83 der vertikalen Mittellinie der Sicherungs- /Schliessanordnung 22a positioniert. Ein zweiter Hebelarm 84, welcher die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a und 22b verbindet, erstreckt sich von dem Bolzen 82 und ist an der Stirnfläche 77b des Kolbens 44b festgelegt. Der Hebelarm 84 ist drehbar an der Sicherungs-/Schliessanordnung 22b über einen Bolzen 86 angeordnet, wobei der Bolzen 86 an der Sicherungs-/Schliessanordnung 22b nahe der Aussenseite 87 der vertikalen Mittellinie der Sicherungs- /Schliessanordnung 22b positioniert ist.
Die gestrichelten Linien in Fig. 4 kennzeichnen die Bewegung des Drehmechanismus 68 nach dem Antreiben der Kolben/Zylinderanordnungen 70 und 71. Die durchgezogenen Linien zeigen die Kolben in der Position, in der die inneren Zahnreihen 49a-49d der Kolben 44a-44d nicht mit den äusseren Zahnreihen 39a-39d der Führungssäulen 20a-20d in Eingriff stehen. Die gestrichelten Linien der Sicherungs- /Schliessanordnungen zeigen dagegen den Eingriff der inneren Zahnreihen 49a-49d der Kolben 44a-44d mit den äusseren Zahnreihen 39a-39d der Führungssäulen 20a-20d. Dieser Eingriff und dieser Aussereingriff werden in den Fig. 6A und 6B detaillierter gezeigt. Dabei zeigt Fig. 6A die Sicherungs-/Schliessanordnung 22a in der Position ausser Eingriff, d. h. die Zahnreihen 39a und 49a sind nicht ineinandergreifend, und Fig. 6B zeigt die Sicherungs- /Schliessanordnung 22a in der in Eingriff stehenden Position, bei der die Zahnreihen 39a und 49a ineinandergreifen. Dementsprechend können, nach gleichzeitigem Antrieb der Kolben/Zylinderanordnungen 70 und 71, die inneren Zahnreihen 49a-49d bzw. die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d synchron mit den äusseren Zahnreihen 39a-39d bzw. Führungssäulen 20a-20d ineinandergreifen oder ausser Eingriff gelangen, um die bewegbaren Platten 14 und 16 in im wesentlichen geschlossene Positionen vor dem Aufbringen der gewünschten Schliesskraft Mittels Druck gegen die Oberflächen 62a-62d (gezeigt in Fig. 3; 62b-62d werden nicht gezeigt) der Kolben 44a-44d (44b-44d werden nicht gezeigt) zu schliessen.
Die gesamt verfügbare Hublänge des Kolbens 44a ist zumindest die gesamte Steigung der Zahnreihen plus dem Spiel plus die maximale Erstreckung der Führungssäulen. Dies ermöglicht, die Schliesshöhe auf jeden Punkt zwischen Maximum und Minimum einzustellen, obwohl der Eingriff zwischen den Zähnen der Führungssäule und den Zähnen des Kolbens von einer feststehenden Steigung ist.
Während der Drehmechanismus 68 im Detail als eine Hebelanordnung beschrieben worden ist, ist es so zu verstehen, dass anderen Typen von Drehmechanismen verwendet werden können, wie zum Beispiel Kettenräder, Gurte und Ketten, direkt synchronisierte Antriebe, und Zahnstangen- und Zahnräderanordnungen.
Während die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d der vorliegenden Erfindung für die Verwendung in einer Tandemspritzgiessmaschine beschrieben worden sind, welche eine feststehende Mittelplatte und zwei bewegbare Endplatten aufweist, so sind die Sicherungs- /Schliessanordnungen in keiner Weise auf solch eine Verwendung begrenzt. Die Anordnungen 22a-22d können in einer ähnlichen Weise, wie oben für die Tandemspritzgiessmaschine beschrieben, integriert sein, welche eine feststehende Endplatte und bewegbare Platten aufweist, die gegen die feststehende Endplatte bewegbar sind. Die Verwendung der Sicherungs-/Schliessanordnungen ist also machbar und denkbar für andere Variationen von Tandemmaschinen.
Ferner können die Sicherungs-/Schliessanordnungen ebenso in einer Nicht-Tandemmaschine 210 verwendet werden, wie in Fig. 5 gezeigt, d. h. in Spritzgiessmaschinen, welche eine einzige feststehende Formplatte 214 und eine bewegbare Platte 212 oder jede andere Variation davon aufweisen. Dementsprechend stellt Fig. 5 die Verwendung der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d, hier die Anordnungen 222, der vorliegenden Erfindung mit einer Nicht-Tandemmaschine 210 dar. Die obige Beschreibung der Sicherungs-/Schliessanordnungen, der Drehmechanismen und der zusätzlichen Teile der Spritzgiessmaschine sind ebenso auf eine Nicht-Tandemmaschine anwendbar und hierin integriert. Alternativ dazu können die Anordnungen 222 an einer feststehenden Platte 214 angeordnet sein und Führungssäulen an der bewegbaren Platte 212 festliegen.
Bezugnehmend auf Fig. 7 wird die Steuerungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Steuereinrichtung 100 ist dazu geeignet, um jede Sicherungs-/Schliessanordnung 22a-22d (22c und 22d werden in Fig. 7 nicht gezeigt) individuell zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 100 weist im wesentlichen eine Steuerung 102 auf sowie ein Vier-Wege-Servo-Ventil 104, bevorzugt ein hochdynamisches Servoventil, welches zur Steuerung der axialen Bewegungen aller vier Sicherungs- /Schliesseinrichtungen verwendet wird, Cartridge-Ventile 106a-106d, welche zum Einschalten und Ausschalten der Bewegungen jeder der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a- 22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) verwendet werden, eine Vielzahl von Messeinrichtungen für die lineare Position (107a-107d (107c und 107d werden nicht gezeigt), bevorzugt lineare Messwandler zum Messen der Position der Sicherungs-/Schliessanordnungen, ein Druckwandler zum Messen des Drucks der Schliessanordnungen, ein Entriegelungsventil 108, um die Trennung der Hydraulikzufuhr von den Schliessanordnungen zu erleichtern, um Bewegungen des Schliesskolbens zu verhindern und die Schliesskraft beizubehalten, wenn dieselbe erreicht wird, eine geschlossene Regelkreissteuerung (Schleifenkontroler) 110 zum Steuern des Schliessdrucks, eine Überwachungslogik 112 zur Verwendung mit Messeinrichtungen 107a-107d (107c und 107d werden nicht gezeigt) für die lineare Position, um die Positionen der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) zu messen, und ein Steuerverteiler 114 für die Sicherungs-/Schliessanordnungen zum Drehen der Sicherungs-/Schliessanordnungen in Eingriff mit den Führungssäulen. Die Steuerung 102 (schematisch dargestellt) arbeitet mit diesen Elementen und anderen unten offenbarten Elementen, um ein System zum komplizierten Steuern der Bewegungen der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) aufzuzeigen.
Die Steuerung 102 (schematisch dargestellt) ist dazu geeignet, um die Arbeiten der verschiedenen Ventile und anderer Elemente in der Steuerungseinrichtung 100 zu koordinieren. Die Cartridg-Ventile 106a-106d für jede der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) funktionieren so, damit jede der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d eine Schliesskraft auf die Formhälften 30 und 31 ausüben kann. Die Cartridg-Ventile 106a-106d liefern den Freigabestatus zu den Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt), wenn es sich bestätigt, dass sich die Sicherungs- /Schliessanordnungen im Eingriff mit den Führungssäulen 20a-20d (20c und 20d werden nicht gezeigt) befinden. Sensoren (nicht gezeigt) werden verwendet, um solch einen Eingriff der Sicherungs-/Schliessanordnungen mit den Führungssäulen zu bestätigen. Der Eingriff der Sicherungs- /Schliessanordnugen 22a-22d (22c und 22d werden in Fig. 7 nicht gezeigt) mit den Führungssäulen wird über den Kontrollverteiler 114 für die Sicherungs- /Schliessanordnungen bewirkt, welcher Druckfluid für den Drehmechanismus 68 liefert, der die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) in Eingriff mit den Führungssäulen dreht. Unter der Kontrolle der Steuerung 102 wird der Verteiler 114 aktiviert, wenn die Ausgangsstellung, wie weiter oben beschrieben, erreicht wird. Einmal freigegeben, wird der Status des freigegebenen Zustandes durch Endschalter (nicht gezeigt) bestätigt, welche in den vier Cartridge-Ventilen 106a-106d angeordnet sind. Ein offener Status für jedes der Cartridge-Ventile bildet einen Schliesszustand für das Schliessen. Ein Verlust dieses Status, welcher durch die Steuerung 102 erfasst wird, bedeutet einen Fehlzustand und der Schliessvorgang wird beendet und die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) werden in einem Behälter entlüftet.
Das Servoventil 104 ist dazu geeignet, um eine vorgegebene Menge an Hydraulikflüssigkeit oder dergleichen zu den Sicherungs-/Schliessanordnungen zu liefern, wenn die Steuerung 102 bestätigt, dass die Cartridge-Ventile 106a- 106d jede der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) freigegeben haben. Die geschlossene Regelkreissteuerung 110 (schematisch dargestellt) ist vorgesehen, um die Menge des Anstiegs der Hydraulikflüssigkeit zu regulieren, welche durch Servoventil 104 geliefert wird, und dementsprechend die Höhe des Ansteigens der Schliesskraft. Die geschlossene Regelkreissteuerung 110 bewirkt die Steuerung für das System zum schnellen Aufbau des Schliessdrucks bis der Druck einen erforderlichen Einstellungspunkt erreicht. Die geschlossene Regelkreissteuerung 110 hindert auch den Schliessdruck am Überschreiten des vorgeschriebenen Einstellungspunktes.
Die Steuerung 102 weist auch eine zusätzliche Überwachungslogik 112 (schematisch dargestellt) auf, welche die Sicherungs-/Schliessanordnungen daran hindert, ungleiche Schliesskräfte relativ zu einander aufzubauen. Solch eine Ungleichheit könnte mechanische Schäden verursachen. Die Messeinrichtungen 107a-107d (107c und 107d werden nicht gezeigt) für die lineare Position, wie lineare Wandler, werden in Verbindung mit der Überwachungslogik 112 verwendet, um die Positionen von jeder der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d (22c und 22d werden nicht gezeigt) jederzeit zu messen, und sind nahe den Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d, wie gezeigt, positioniert. Die Steuerung 102 ist mit einer vorgeschriebenen, maximal erlaubten Positionsabweichung versehen und dementsprechend werden die Messungen der Wandler 107a-107d (107c und 107d werden nicht gezeigt) für die lineare Position verwendet, um jede der Sicherungs-/Schliessanordnungen innerhalb der vorgeschriebenen Abweichung zu halten. Sollte die maximale Abweichung, welche durch die Wandler gemessen wurde, den maximal erlaubten Wert überschreiten, wird der Schliessprozess beendet und die Sicherungs- /Schliessanordnungen werden zu einem Behälter hin entlüftet.
Der vorgeschrieben Grad des Schliessdruckes kann durch das Servoventil 104 unter der geschlossenen Regelkreissteuerung kontinuierlich reguliert werden oder kann durch ein Entriegelungsventil 108 beibehalten werden, um die Abweichung des Schliessdrucks von dem vorgeschriebenen Grad zu vermeiden, bis das Formverfahren vervollständigt ist. Näherungsschalter 116, welche in Fig. 7 schematisch dargestellt sind und durch die Steuerung 102 überwacht werden, sind dem Drehmechanismus 68 zum Bestimmen der Winkelausrichtung der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a- 22d zugeordnet, um eine richtige Ausrichtung mit den Führungssäulen 20a-20d zu sichern.
Bezugnehmend auf die Fig. 1-8 wird die Funktionsweise der Spritzgiessmaschine 10 im Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beim Betrieb, mit besonderem Bezug auf die Fig. 6, 8A und 8B, der Tandemmaschine 10, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird der Drehmechanismus 68 für zumindest eine der bewegbaren Platten 14 und 16, wie in Fig. 4 gezeigt, so gestellt, dass die Vielzahl von Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d bzw. 23a-23d nicht mit den Führungssäulen 20a-20d bzw. 21a-21d in Eingriff stehen, d. h., dass die Rinnen der Führungssäulen und der Sicherungs-/Schliessanordnungen auf die Zähne der Sicherungs-/Schliessanordnungen bzw. der Führungssäulen ausgerichtet sind und somit die Bewegung der einen der bewegbaren Platten 14 und 16 relativ zu den Führungssäulen und der feststehenden Mittelplatte 12, wie in Fig. 6A gezeigt, ermöglicht ist. Nur als Beispiel, die bewegbare Platte 14 wird erst in die formgeschlossene Position, wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt, während die bewegbare Platte 16 in einer formoffenen Position, wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, bleibt. Um die formgeschlossenen Position der Formhälften 26 und 29, wie in Fig. 2 gezeigt, zu erreichen, wird die bewegbare Formhälfte 29 mittels des Positionierzylinders 25 in Eingriff mit der ersten feststehenden Formhälfte 26 bewegt. Zusätzlich wird die Spritzeinheit 18 in Eingriff mit dem Anschlussflansch 36a des ersten Heisskanals 32, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt, gebracht oder alternativ dazu wird ein Verteilerventil verwendet, um den Fluss zu den Formhälften 26 und 29 zu dirigieren. Während der Bewegung der bewegbaren Endplatte 14 ist der Drehmechanismus 68 für die bewegbare Platte 14 dementsprechend in der Position, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 4 gezeigt, und die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d sind relativ zu den Führungssäulen 20a-20d bewegbar.
Wenn die erste feststehende Formhälfte 26 und die erste bewegbare Formhälfte 29 in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Position sind, durch die Steuerung der Steuerungseinrichtung 100 und im Besonderen der Steuerung 102, und durch die Einschaltung des Kontrollverteilers 114 für die drehbaren Sicherungs-/Schliessanordnungen, wird der Drehmechanismus 68 mittels der Kolben/Zylinderanordnung 70 und 71 angetrieben, so dass die inneren Zahnreihen 49a-49d der Kolben 44a-44d in Eingriff mit den äusseren Zahnreihen 39a-39d der Führungssäulen 20a-20d gedreht werden. Der Antrieb des Drehmechanismus 68 wird nur vollzogen, wenn alle Sicherungs-/Schliessanordnungen 22 in ihrer Ausgangsstellung positioniert sind. Die Näherungsschalter 116, welche durch die Steuerung 102 überwacht werden und dem Drehmechanismus 68 zugeordnet sind, werden verwendet, um die Winkelausrichtung der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d zu bestimmen und die richtige Ausrichtung mit den Führungssäulen 20a-20d vor der Drehung sicherzustellen.
Aufgrund von thermischen Auswirkungen, wie Ausdehnung, auf die Platten und den Körper der Spritzgiessmaschine während dem Formen kann sich die optimale Start- oder Ausgangsposition der Sicherungs-/Schliessanordnungen verändern und muss dementsprechend wiederbestimmt werden nach jedem Formzyklus, wie unten beschrieben.
Die Ausgangs- oder einstellbare Startposition kann mit Bezug auf die Fig. 8A und 8B bestimmt werden. Jeder Kolben 44 weist eine Nullposition auf, die als C&sub0; bezeichnet wird, welche die Position des Kolbens vollständig zurückgezogen und in der Schliessrichtung bezeichnet. Jeder Kolben weist auch eine vollständig davon entfernte, nicht geschlossene Position auf, welche als Maximalposition Cmax bezeichnet wird, deren Wert auch den mechanischen Hub des Kolbens 44 definiert. Wenn eine der bewegbaren Platten 14 und 16 durch den Zylinder 25 bzw. 27 (gezeigt in Fig. 7) positioniert wird, weisen die bewegbaren Platten bevorzugt einen Abstand von der feststehenden Platte gleich der maximalen Schliesshöhe für die verwendete Form plus einem Versatz auf, welcher vorzugsweise 30 mm sein kann. Bei dieser Position, und wenn der Kolben vollständig zu seiner maximalen Position Cmax ausgefahren ist, sind die Enden der Führungssäulen 20 bevorzugt auf gleicher Höhe mit der Aussenfläche des Basisteils 50 des Kolbens 44. Beim Berechnen der Ausgangs- oder Startposition des Kolbens 44 werden, zusätzlich zu C&sub0; und Cmax, einige andere Variablen verwendet.
Wie in Fig. 8B gezeigt, bezeichnet Cal die Ausgangsposition der Hubkolbens 44 bei maximaler Schliesshöhe. Aufgrund der mechanischen Ausgestaltung kann Cal definiert werden als Cmax - Versatz, bevorzugt 30 mm, so dass bei dieser Position der Kolben, wenn die bewegbare Platte in maximaler Schliesshöhe ist, ausreichend Hub aufweist, um ein Schliessen und maximales Öffnen der Form vorzusehen sowie auch ausreichend Spielraum für die Sicherungs- /Schliessanordnung. Der Spielraum G für die Sicherungs- /Schliessanordnung, welcher als der Spielraum zwischen inneren Zähnen 48 bzw. den Zähnen 38 des Kolbens 44 bzw. der Führungssäule 20 bezeichnet wird, wird auch beim Bestimmen der Ausgangsposition des Schliesskolbens bei unterschiedlichen Schliesshöhen verwendet. P definiert die Steigung der Zähne des Kolbens 44 und der Führungssäule 20, Cmin bezeichnet einen minimalen Schliesshub, welcher auf der Ausdehnung der Führungssäulen bei einem vorgegebenen Druck basiert, Ccushion definiert einen Dämpfungsabstand, welcher vorgesehen ist, damit der Kolben 44 nicht am Ende gegen die Wände der Bohrung 35 stösst, wenn das Schliessen ausgeführt wird. Die folgende Tabelle listet die mechanischen Masse der oben besprochenen Parameter für besonders kleine und grosse Schliesseinheiten auf.
Die Steuerung 102 verwendet die oben genannten Variablen beim Berechnen der Start- oder Ausgangsposition Chome für jeden Sicherungs-/Schliessmechanismus mittels Computerprogramm, welches einen lesbaren Computercode aufweist. Die Steuerung 102 verwendet bevorzugt die folgenden Formeln, welche in dem Code zum Berechnen der Ausgangs- oder einstellbaren Startposition vorgesehen sind und welche einen ausreichenden und optimalen Hub für das Schliessen und Öffnen der Form ermöglicht. Die Formeln lauten wie folgt: Algorithmus 1:
Für die oben genannten Berechnungen, welche durch die Steuerung 102 verwendet werden, wird die tatsächliche Schliesshöhe Shactual direkt von der Maschine gemessen, wenn die Formhälften 26 und 29 geschlossen sind. In Übereinstimmung mit den oben genannten Formeln, welche durch die Steuerung 102 verwendet werden, werden die Sicherungs-/Schliessanordnungen in ihren optimalen Ausgangspositionen an den Führungssäulen positioniert, so dass der notwendige Formöffnungshub und der Schliesshub vorgesehen werden.
Zusätzlich können die oben genannten Formeln zusammen mit den folgenden Formeln verwendet werden, um zu gewährleisten, dass ein minimales Volumen in den Kammern der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d gehalten wird, so dass Schliesszeit und Strammheit der Sicherungs- /Schliessmechanismen minimiert werden, wenn der maximale Formöffnungshub nicht benötigt wird. Die Formeln lauten wie folgt: Algorithmus 2:
Um sich von den Situationen, wenn die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d nicht vollständig gedreht haben, zu erholen, ohne mögliche Schäden an den mechanischen Anordnungen aufgrund der Bewegung ohne vollständigen Spielraum, werden die folgenden Algorithmen verwendet, um Ausgestaltungsparameter vorzusehen, welche mögliche Schäden für die mechanischen Anordnungen, die hier offenbart werden, zu minimieren. Wird die mechanische Ausgestaltung des Systems berücksichtigt, so wird der vollständige Spielraum der Sicherungs-/Schliessanordnung immer erfüllt, falls die folgende Beziehung genügend ist, in der:
Ctarget = Position des Spielraums der Sicherungs- /Schliessanordnung
Shactual = Aktuelle Formposition (Aktuelle Schliesshöhe)
Cact = Aktuelle Position des Schliesszylinders
Shmax - Position des Hubes bei maximaler Formschliesshöhe
n = ganze Zahl (0, 1, ...)
(Shmax - Ccal) - (Shx - Ctarget) = n X P
Das Problem wird reduziert, um ein Ctarget zu finden, welchem im geringsten Abstand von Cact liegt. Hierzu lautet der Algorithmus wie folgt: Algorithmus 3:
Der oben genannte Algorithmus wird für die Berechnung des Spielraumes für die Sicherungs-/Schliessanordnung verwendet, während die Algorithmen 1 und 2 für die Berechnung der Ausgangsposition verwendet werden. Der Grund dafür, dass nicht die Berechnungsalgorithmen für die Ausgangsposition für den Spielraum der Sicherungs- /Schliessanordnung verwendet werden, liegt darin, dass der Algorithmus 3 den Formöffnungshub nicht in die Berechnung mit einbezieht.
In dem Fall des Verlustes des "Sicherungs- /Schliessanordnung in Eingriff" Status und des "Sicherungs- /Schliessanordnung nicht in Eingriff" Status wird die eigentliche Schliesszylinderposition Cact mit dem Ziel Ctarget für den Spielraum der Sicherungs-/Schliessanordnung verglichen. Falls die absolute Differenz kleiner oder gleich G ist, dann wird die Steuerung die Schliesszylinder zu der Zielposition des Spielraumes der Sicherungs- /Schliesszylinderanordnung bewegen, bevor die Sicherungs- /Schliessanordnung zu einer nicht in Eingriff stehenden Position gedreht wird. Jedoch werden die Sicherungs- /Schliessanordnungen, falls die Berechnung für die absolute Differenz mehr als G beträgt, ohne Bewegung des Schliesszylinders herausgedreht. Die letztere Situation lässt auf den möglichen Kontakt der Zähne der Sicherungs- /Schliessanordnungen und der Führungssäulen schliessen. Dieses Steuerungsschema wird angewendet, wenn das Formschliessen oder Formöffnen während des manuellen Betriebes ausgelöst wird. Die Strategie wird eingeschlagen, um aus einer Blockagesituation herauszukommen und die mechanischen Schäden für die Maschine zu minimieren.
Um einen wirkungsvolleren Betrieb während dem automatischen Zyklus zu erreichen, wird der Spielraum der Sicherungs- /Schliessanordnung nach dem Formöffnen durch einen Hub des Formhubzylinders über eine kleine Entfernung G in die Öffnungsrichtung wiedererreicht. Da die Schliesskolben am Ende des Formöffnungsbetriebes in Verbindung mit den Führungssäulen stehen, wird das Öffnen der bewegbaren Platte durch einen Hub von G den notwendigen Spielraum der Sicherungs-/Schliessanordnung gewährleisten. Die Wiederpositionierung der Schliesskolben auf der Ausgangsposition wird durchgeführt, nachdem die Sicherungs/Schliessanordnungen in eine nicht in Eingriff stehende Position gedreht wurden.
Die anfängliche Position der Formhälften wird durch Bewegen der bewegbaren Platte in einer schrittweisen Art erreicht bis die Zahnreihen 39a-39d bzw. 49a-49d in Position zum Ineinandergreifen stehen. Der Rotationsmechanismus unter der Direktion des Verteilers 114 dreht die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d in Eingriff mit den Führungssäulen 20. Die in Eingriff stehende Position der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d ist durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 dargestellt. Solch ein Eingriff der äusseren Zahnreihen 39a-39d der Führungssäulen 20a-20d mit den inneren Zahnreihen 49a-49d der Kolben 44a- 44d wird ebenfalls in der oberen Hälfte von Fig. 3A für die Anordnung 22a und in Fig. 6B für die Anordnung 22d dargestellt.
Stehen die inneren Zahnreihen 49a-49d mit den äusseren Zahnreihen 39a-39d in Eingriff und steht die erste feststehende Formhälfte 26 in formendem Eingriff mit der ersten bewegbaren Formhälfte 29 (wie in Fig. 1 gezeigt), kann Druck auf die Formhälften über die Sicherungs- /Schliessmechanismen 22a-22d durch das Servoventil 104 aufgebracht werden. Dementsprechend wird jedes der Cartridge-Ventile 106a-106d betätigt, um die Schliessbewegung durch die Kolben 44a-44d der Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d zu ermöglichen. Ist die Freigabe einmal durch die Steuerung 102 mittels Endschalter (nicht gezeigt) erfasst, welche in den Cartridge-Ventilen 106a-106d installiert sind, so wird das Servoventil 104 betätigt, um Druckflüssigkeit zu den Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d zu liefern. Falls jedoch der Freigabestatus der Cartridge-Ventile durch die Steuerung 102 als Nichtfreigabe erfasst wird, ein Fehlzustand, wird die Schliessaktion durch die freigegebene Sicherungs- /Schliessanordnung 22a beendet und die Anordnung 22a wird in einem Behälter entlüftet. Die Nichtfreigabe tritt auf, wenn die Sicherungs-/Schliessanordnung die Ausgangsposition erreicht oder wenn die lineare Position der Anordnungen 22a-22d zu weit von einem Mittelwert abweicht, wie unten im Detail besprochen.
Falls kein Fehlzustand erfasst wird, und nochmals bezugnehmend auf die Fig. 1 und 3A, wird Hydraulikdruck oder dergleichen über das Servoventil 104 mit einer vorgegebenen Flussrate gegen die longitudinale Querfläche 62a-62d (62b-62d werden nicht gezeigt) von jeder Sicherungs-/Schliessanordung 22a-22d aufgebracht. Der Hydraulikdruck gegen die Fläche 62a-62d drängt die erste feststehende Formhälfte 26 und die erste bewegbare Formhälfte 29 abdichtend aneinander in Vorbereitung für das Spritzformen und bewegt den Kolben 44 durch den Hub, welcher zwischen der Ausgangs- oder Startposition Chome und der benötigten Schliessposition berechnet wurde, wie in den Fig. 8A und 8B gezeigt. Zusätzlich werden alle Spielräume zwischen den jeweiligen Zähnen der Schliesskolben 44 und der Führungssäulen 20 aufgehoben. Durch das Servoventil 104 unter dem Kommando des Kontrolers 110 wird die Schliesskraft zwischen den Formhälften aufgebaut. Das bedeutet, dass die Steigungsrate der Schliesskraft durch das Servoventil 104 unter der Überwachung der geschlossenen Regelkreissteuerung 110 reguliert wird. Der Druckaufbau wird daher auf einem vorgegebenen Level durch die geschlossene Regelkreissteuerung 110 gehalten. Wird die Kraft zwischen den Formhälften mittels jeder Sicherungs-/Schliessanordnung 22a-22d und auf den richtigen Levels mittels der geschlossenen Regelkreissteuerung 110 gehalten, wird die Schmelze über die Spritzeinheit 18 durch einen ersten Heisskanal 32 zum Durchführen des Formvorganges eingespritzt.
Während den gleichzeitigen Bewegungen der vier Schliesskolben ist es wesentlich, dass sich alle Schliesskolben synchron bewegen. Dafür wird die synchrone Tätigkeit durch eine Funktion überwacht, welche Synchronisationsmonitor 112 genannt wird, wie in Fig. 7 dargestellt. Die Funktion wird gestartet, wenn der Schliessdruck einen minimalen Schwellenwert während den gleichzeitigen Bewegungen aller vier Kolben überschreitet. Beim Start der Überwachungslogik werden die eigentlichen Positionen aller Schliesskolben als Startpositionen eingelesen. Bei jeder Stichprobe der Funktion wird die Veränderung der Position hinsichtlich der Startposition von jedem Kolben berechnet und der Mittelwert der Veränderung mit der Veränderung der Position des Kolbens verglichen. Während des Schliessens werden jederzeit die Positionen von allen vier Kolben 44 durch lineare Messeinrichtungen 107a- 107d in Verbindung mit der Überwachungslogik 112 gemessen, wie in Fig. 7 gezeigt. Unter der Leitung der Steuerung 102 dürfen diese Positionen nur von einem Mittelwert abweichen, welcher bevorzugt bei 5 mm angesetzt ist. Sollte irgendeine Abweichung von irgendeinem Kolben diesen maximal erlaubten Mittelwert überschreiten, so wird die Schliessbewegung durch die Steuerung 102 abgebrochen und alle Sicherungs- /Schliessanordnungen 22 werden zu einem Behälter entlüftet.
Bezugnehmend auf Fig. 7 behält das Entriegelungsventil 108 während dem Schliessen, ist einmal der Schliessdruck erreicht, die gewünschte Schliesskraft bei dem notwendigen Druck bei bis das Spritzformen vervollständigt und die Kühlungszeit abgelaufen ist. Nach der Kühlung wird das Entriegelungsventil 108 mittels der Steuerung 102 abgeschaltet und alle Cartridge-Ventile 106 werden geöffnet, um es dem Schliessdruck zu ermöglichen, auf einen geringen Level für das Schliessen zu dekomprimieren. Deshalb wird der Druck in den Kammern 66 für Entspannen der Formen reduziert. Für eine sanfte Dekompression und ein Entspannen ohne einen hydraulischen Schock wird die Dekompression bevorzugt so vollzogen, dass sie einer Skurvigen Zeitsteigung folgt. Ähnlich wie beim Schliessen können die Positionen der Kolben 44a-44d während der Dekompression durch Überwachung durch lineare Messeinrichtungen 107 und Logik 112, durch die Steuerung 102 kontrolliert, synchronisiert werden.
Nach der Dekompression werden die Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d dazu verwendet, die Form zu öffnen. Die Kolben 44a-44d werden im Eingriff mit den Führungssäulen 20a-20d gehalten und die Sicherungs- /Schliessanordnungen werden in die entgegengesetzte Richtung mittels Druckflüssigkeit über das Servoventil 104 und gegen die Oberflächen 67a-67d (67b-67d werden nicht gezeigt) der Kolben 44a-44d gedrückt, wie in Fig. 3A gezeigt. Der axiale Spielraum G zwischen den in Eingriff stehenden Zähnen des Kolbens 44 und der Führungssäule 20 dient bevorzugt als der Freiraum für ein anfängliches Öffnen der Formhälften. Dementsprechend ist die Flusskontrolle durch das Servoventil 104 für das Entspannen im wesentlichen ähnlich der Flusskontrolle mittels des Servoventils 104 während dem Schliessen, ausgenommen dass das Fluid in die entgegengesetzten Richtungen gerichtet wird. Während des gesamten Vorganges des Öffnens der Formen wird die Überwachungslogik 112 verwendet, um die synchrone Bewegung zwischen allen Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d zu sichern.
Ist das Formöffnen einmal vervollständigt, werden die Zähne der Kolben 44a-44d mittels des Drehmechanismus 68, welcher durch den Steuerungsverteiler 114 für Sicherungs- /Schliessanordnungen gesteuert wird, aus dem Eingriff mit den Zähnen der Führungssäulen 20a-20d gedreht. Wurde dieses ausser Eingriff bringen der Zähne durchgeführt, kann der Positionier-Zylinder 25 betätigt werden, um die erste bewegbare Formhälfte 29 von der ersten feststehenden Formhälfte 26 weg zu bewegen, so dass die geformte Einheit durch die Auswurfeinrichtung 88 ausgeworfen werden kann, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, wobei die Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt ist. In Vorbereitung für die nachfolgende Schliessequenz ist es notwendig, die Kolben 44 wieder in die Ausgangs- oder Startposition zu bringen.
Das Repositionieren kann stattfinden, so lange die Kolben 44a-44d ausser Eingriff mit den Führungssäulen 20a-20d stehen. Das Repositionieren kann beginnen, selbst wenn das Formöffnen nicht vervollständigt ist. Das teilweise gleichzeitige Repositionieren oder sequentielle Repositionieren kann verwendet werden, um die Kolben 44a- 44d zu repositionieren.
Für das teilweise gleichzeitige Repositionieren " und bezugnehmend auf die Fig. 3A, 7, 8A und 8B, ist das Verfahren in zwei Schritte aufteilbar, welche eine Grobregelung und Feinregelung umfassen. Um die Grobregelung zu beginnen, geben die Cartridge-Ventile 106a-106d alle Kolben 44a-44d frei, um gegen ihre Ausgangs- oder einstellbare Startpositionen mittels des Servoventils 104, welche Druckflüssigkeit zu den Kolben richten, bewegt zu werden. Ein Fenster oder Schwellenwert wird definiert, welcher sich in enger Nähe zu dem Ziel befindet, welcher aber durch einen Abstand definiert ist, welcher gross genug ist, um einen Überhub der Schliesskolben zu verhindern. Wenn jeder Schliesskolben 44a-44d sein Fenster oder Schwellenwert erreicht, wird eine Entscheidungslogik verwendet, um zu bestimmen, ob zu einer Feinregelung übergegangen oder bei dem Fenster angehalten werden soll. Die Entscheidung basiert darauf, ob irgendein anderer Schliesskolben 44 freigegeben ist. Falls alle anderen Schliesskolben freigegeben sind, wird ein Kolben zu einer Feinregelung übergehen, wenn das Fenster erreicht ist. Andernfalls wird, falls zumindest ein anderer Kolben freigegeben wird, der Kolben deaktiviert, wenn das Fenster erreicht ist. Auf diesem Weg wird die Kontinuität der Bewegung von zumindest einem Schliesskolben 44a-44d beibehalten. Falls die Schliesskolben sich auf unterschiedlichen Seiten der Zielposition befinden, werden nur die Schliesskolben der einen Seite gegen die Zielposition bewegt. Wenn alle Kolben auf der selben Seite repositioniert werden, dann beginnen die verbleibenden Kolben auf der anderen Seite die Repositionierung.
In Übereinstimmung mit den oben genannten Berechnungen hat die Steuerung 102 die Ausgangs- oder Startposition berechnet und die linearen Messeinrichtungen 107 zusammen mit der Überwachungslogik 112 berechnen fortlaufend eine Entfernung, die jeder Kolben 44a-44d zu überwinden hat, um die Ausgangs- oder einstellbare Startposition zu erreichen, wie von den oben besprochen Berechnungen vorgegeben. Wie oben besprochen ist die Steuerung 102 mit einem Fenster oder Schwellenwert versehen, welcher eine vorgeschriebene Entfernung definiert, welche die Kolben 44 zu der Ausgangs- oder Startposition zu überwinden haben. Wenn ein Kolben 44a-44d eine Position erreicht hat, bei der die Entfernung zu der Ausgangs- oder Startposition weniger als der Schwellenpositionswert aufweist und alle anderen Kolben deaktiviert sind, schaltet die Steuerung 102 die geschlossene Regelkreissteuerung 110 auf Feinregelung.
Während der Feinregelung arbeitet die geschlossene Regelkreissteuerung 110, um die Flusseinstellung des Servoventils 104 bevorzugt auf ein Viertel seiner Grobregelungseinstellung zu reduzieren, um eine sanfte kontinuierliche Bewegung des führenden Schliesskolbens zu sichern. Wenn der führende Schliesskoben seine Ausgangs- oder einstellbare Startposition erreicht hat, wird er mittels des Cartridge-Ventils 106 deaktiviert und dabei eine weitere Bewegung des ersten Kolbens verhindert. Nach dem ersten der Kolben 44a-44d wird ein anderer der verbleibenden noch zu positionierenden Kolben aktiviert und für die Feinregelung ausgewählt. Eine Anzahl con Auswahlkriterien könnte verwendet werden. Zum Beispiel kann die Auswahl darauf basieren, welcher Kolben sich näher an der Ausgangs- oder einstellbaren Startposition befindet. Einmal ausgewählt, wird ein anderer Kolben durch das Cartridge-Ventil 106 aktiviert und mittels Druckflüssigkeit durch das Servoventil 104, welches schlussendlich durch die Steuerung 110 gesteuert wird, an seiner Ausgangs- oder Startposition positioniert. Dieses Verfahren wird für alle Kolben 44a-44d weitergeführt, bis alle Kolben 44a-44d an ihrer Ausgangs- oder Startposition positioniert sind.
Für die sequentielle Repositionierung wird eine dem teilweise gleichzeitigen Versuch ähnliche Strategie, wie oben beschrieben, verwendet, ausgenommen, dass alle Sicherungs/Schliessanordnungen 22 eine nach der anderen, also sequentiell, repositioniert werden. Das bedeutet, dass jede Anordnung, wie oben beschrieben, angesteuert wird, jedoch sequentiell, so dass Grob- und Feinregelung ganz an jeder Anordnung durchgeführt werden, eine nach der anderen.
Bei der Tandemmaschine 10, wie in Fig. 1 gezeigt, wird, wenn die Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d gelöst sind und die bewegbare Formhälfte 29 zu der Öffnungsstellung bewegt wird, die andere bewegbare Formhälfte 31 mittels des Zylinders 27 geschlossen und mittels der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22a-22d gespannt und zwar durch denselben Vorgang, wie oben besprochen für die Formhälften 26 und 29 und Sicherungs- /Schliessanordnungen 22a-22d unter der Kontrolle der Steuerungen 102 und 110. Die Spritzeinheit 18 wird in schliessenden Eingriff mit den Anschlussflanschen 36 des zweiten Heisskanals 34 bewegt oder die Ventilrichtung wird für die einzuspritzende Schmelze geändert und bildet eine Formeinheit in den Formhälften 30 und 31. Die Sicherungs- /Schliessanordnungen 23a-23d (23c und 23d werden nicht gezeigt) sind in derselben Weise, wie oben beschrieben, ausgestaltet und funktionieren in derselben Weise und werden in derselben Weise, wie oben beschrieben, repositioniert.
Die Formhälften 26, 29 und 30, 31 können unabhängig voneinander geöffnet, geschlossen, gespannt und entspannt werden. Jede Seite der feststehenden Platte 12 kann als eine vollständig unabhängige Maschine betrieben werden oder sie können in irgendeiner der vielzähligen Wege koordiniert und synchronisiert werden. Fig. 5 zeigt eine Einzelformspritzgiessmaschine, wobei die Bezugszahlen, welche ähnlich denen für die Maschine 10 verwendeten sind, ähnliche Elemente bezeichnen und nicht im Detail hier beschrieben werden, wobei Bezug auf die vorherige Beschreibung genommen wird. Die Maschine 210 weist eine feststehende Platte 214 und eine bewegbare Platte 212 auf. Die Spritzgiessmaschine 210 weist Sicherungs- /Schliessanordnungen 222, welche ähnlich den oben beschriebenen für die Tandemmaschine sind, in der bewegbaren Platte 212 auf, die gleich ausgestaltet und funktionieren wie oben beschrieben hinsichtlich der Sicherungs-/Schliessanordnungen 22, den Führungssäulen 20 und dem Drehmechanismus 68, ausgenommen, dass nur ein Satz der Sicherungs-/Schliessanordnungen, Führungssäulen und ein Drehmechanismus verwendet wird.
Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und gezeigten Darstellungen begrenzt ist, welche als lediglich veranschaulichend angesehen werden können, um die Erfindung auf die beste Weise auszuführen, wie durch die Ansprüche definiert, welche aber zugänglich sind für Veränderungen der Form, Grösse, Anordnung der Teile und Einzelheiten des Betriebes.

Claims

1. Ein Sicherungs-/Schliessystem zur Verwendung mit Platten (12, 14, 16, 212, 214) einer Formmaschine (10, 210) umfasst:

Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) zum Führen der Platten (14, 16, 212);

Bewegungseinrichtungen (25, 27) zum Positionieren einer der Platten (14, 16, 214) relativ zu einer andereh der Platten (12, 212); Sicherung-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a- 222d) zum kraftvollen Zusammenhalten der einen Platte mit der anderen Platte und an den Führungssäulen (20a-20d, 21a- 21d, 220a-220d), um das kraftvolle Zusammenhalten einer der Platten mit der anderen Platte und den Führungssäulen aufrechtzuerhalten und um eine der Platten vom der anderen Platte und den Führungssäulen zu lösen;

diese Sicherungs-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23aa-23d, 222a-222d) umfassen Bauelemente (44a-44d, 244a-244d), welche eine Einrichtungen zum Fetslegen der einen der Platten (12, 14, 16, 212, 214) an zumindest einer der Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) aufweist; die Einrichtung zum Festlegen ist in den und aus dem Eingriff mit zumindest einer Führungssäule (20a-20d, 21a- 21d, 220a-220d) drehbar;

die Platten (14, 16, 214) weisen Bohrungen (35a-35d, 37a- 37d, 235a-235d) zur Aufnahme der Bauelemente (44a-44d, 244a-244d) auf;

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bauelement (44a-44d, 244a-244d) eine Struktur, welche als eine einzelne Einheit bewegbar ist, und eine äussere Ausgestaltung (59a-59d, 62a-62d, 67a-67d) aufweist, welche so ausgebildet ist, dass zwei Räume (65a-65d, 66a-66d) zwischen der äusseren Ausgestaltung (59a-59d, 62a-62d, 67a- 67d) und den Bohrungen (35a-35d, 37a-37d, 235a-235d) zur Aufnahme von unter Druck stehendem Fluid gebildet werden;

ein Raum (66a-66d) für das Aufrechterhalten des kraftvollen Zusammenhaltens einer der Platten mit der anderen Platte und der andere Raum (65a-65d) für das Lösen einer der Platten von der anderen Platten bestimmt ist.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Bewegungseinrichtung eine der Platten (14, 16, 214) auf den Führungssäulen (20a- 20d, 21a-21d, 220a-220a) der Platten positioniert.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine der Platten eine bewegbare Platte (14, 16, 214) und eine andere der Platten eine feststehende Platte (12, 212) umfasst und ferner:

Einrichtungen zum Bestimmen einer einstellbaren Startposition (102) der Sicherungs-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) und der bewegbaren Platte (14, 16, 214), dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbare Startposition einen genügenden Hub für die bewegbare Platte (14, 16, 214) zum Schliessen der Form und zum Öffnen der Form gewährleistet;

Einrichtungen zum Einstellen (102) der einstellbaren Startposition zum Erreichen grösserer Genauigkeit der einstellbaren Startposition für die Sicherung- /Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) und die bewegbare Platte (14, 16, 214), wobei die Einstelleinrichtung (102) Einrichtungen zum Aktivieren (104) der Sicherungs-/Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a- 23d, 222a-222d) zum Entwickeln der Schliesskraft der Sicherungs-/Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a-23d, 222a- 222d) beinhaltet;

Einrichtungen zum Überwachen und Steuern der Position der Sicherungs-/Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a-23d, 222a- 222d) und der bewegbaren Platte (14, 16, 214); und Einrichtungen zum Aufrechterhalten (108) der Schliesskraft auf einem vorgeschriebenen Level zwischen der bewegbaren Platte (14, 16, 214) und den Führungssäulen (20a-20d, 21a- 21d, 220a-220d) und zwischen der bewegbaren Platte (14, 16, 214) und der feststehenden Platte (12, 212).

4. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst:

die andere der Platten, welche eine feststehende Platte (212) umfasst, weist zumindest eine feststehende Formhälfte (226) auf;

die eine der Platten weist eine bewegbare Platte (214), die relativ zu der feststehenden Platte (212) bewegbar ist und eine Formhälfte (229) aufweist, welche geeignet ist, um mit der feststehenden Formhälfte (226) in Eingriff zu gelangen, um eine erste Form zu bilden;

eine Einheit zum Anliefern von Schmelze zu der ersten Form; und

die Führungssäulen (220a-220d), welche sich zwischen der feststehenden Platte (212) und der bewegbaren Platte (214) erstrecken.

5. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst:

eine andere der Platten besitzt eine feststehende Platte (12), welche zumindest zwei feststehende Formhälften (26, 30) aufweist, wobei die zumindest zwei Formhälften (26, 30) auf gegenüberliegenden Seiten der feststehenden Platte (12) angeordnet sind;

die eine der Platten umfasst eine bewegbare Platte (14, 16), welche relativ zu der feststehenden Platte (12) bewegbar ist und eine bewegbare Formhälfte (29, 31) aufweist, die geeignet ist, um mit einer der feststehenden Formhälften (26, 30) in Eingriff zu gelangen, um eine erste Form zu bilden;

ein andere bewegbar Platte (14, 16), welche gegen die feststehende Platte (12) bewegbar ist und eine andere bewegbare Formhälfte (29, 31) aufweist, die geeignet ist, um mit der anderen der feststehenden Formhälften (26, 30) in Eingriff zu gelangen, um eine zweite Form zu bilden;

Einrichtungen (18) zum Anliefern der Schmelze zu der ersten und zweiten Form;

ferner die Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d) zum Erstrecken zwischen und zum Verbinden der feststehenden Platte (12) und einer anderen bewegbaren Platte (14, 16);

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der bewegbaren Platte (14, 16), die eine andere bewegbare Platte (14, 16) oder die feststehende Platte (12) eine der Sicherungs- /Schliesseinrichtungen und der Einrichtungen zum Sichern (44a-44d) beinhaltet.

6. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (44a-44d, 244a- 244d) einen Aufbau aufweist, welcher als eine einzelne Einheit zum Festlegen der Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) und zum Übertragen einer Schliesskraft auf die Platten (12, 14, 16, 212, 214) bewegbar ist, wobei das Bauelement (44a-44d, 244a-244d) geeignet ist, um an zumindest einer der Platten (12, 14, 16, 212, 214) angeordnet zu werden, und welche Einrichtungen zum Sichern (44a-44d, 244a-244d) und Einrichtungen zum Übertragen der Schliesskraft auf die Platten zum Schliessen der Platten während des Formens beinhaltet.

7. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Führungssäule (20a-20d, Zla-21d, 220a-220d) einen eingreifbaren Bereich (38a-38d) beinhaltet, wobei der eingreifbare Bereich (38a- 38d) ein erster gezahnter Bereich ist, welcher an einem Ende von zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) vorgesehen ist und das Bauelement eine Muffe (44a-44d, 244a-244d) ist, welche relativ zu der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) koaxial positioniert ist, wobei die Muffe (44a-44d, 244a-244d) einen inneren gezahnten Bereich (49a-49d) aufweist, nahe der zumindest einer Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a- 220d) und einem äusseren Bereich, wobei der innere gezahnte Bereich (49a-49d) geeignet ist, um mit dem ersten gezahnten Bereich zusammenzuwirken.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste gezahnte Bereich ein äusserer Bereich ist, welcher an einem Ende von zumindest einer Führungssäule (20a-20d, 21a- 21d, 220a-220d) vorgesehen ist, wobei der erste gezahnte Bereich äussere Zahnreihen (39a-39d) aufweist, die sich in einer axialen Richtung auf der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) erstrecken und jede der äusseren Zahnreihen (39a-39d) durch eine axial sich erstreckenden äusseren Rinnen (40a-40d) radial von zumindest einer anderen der äusseren Zahnreihen (39a-39d) getrennt ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der innere gezahnte Bereich axial sich erstreckende innere Zahnreihen (49a-49d) aufweist, wobei jede der inneren Zahnreihen (49a-49d) mittels einer axial sich erstreckenden inneren Rinnen (51a-51d) radial getrennt von zumindest einer anderen inneren Reihe ist, und dadurch gekennzeichnet, dass nach Drehung des Bauelements und der Muffe (44a-44d, 244a-244d) in einen schliessenden Eingriff mit zumindest einer Einrichtung zum Verbinden (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) die inneren Zahnreihen (49a-49d) mit den äusseren Zahnreihen (39a-39d) in Eingriff kommen und die inneren Rinnen (51a-51d) sich im wesentlichen mit den äusseren Rinnen (40a-40d) ausrichten, und dadurch gekennzeichnet, dass nach Drehung des Bauelements und der Muffe (44a-44d, 244a-244d) aus dem schliessenden Eingriff mit der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) die inneren Zahnreihen (49a-49d) sich mit den äusseren Rinnen (40a-40d) ausrichten und die inneren Rinnen (51a-51d) sich mit den äusseren Zahnreihen (39a-39d) ausrichten.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Rinnen (51a-51d) eine grössere radial sich erstreckende Breite haben als die äusseren Zahnreihen (39a- 39d) und die äusseren Rinnen (40a-40d) eine grössere radial sich erstreckende Breite haben als die inneren Zahnreihen (49a-49d).

11. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbaren Platten (14, 16, 214) geeignet sind, um in die Richtungen gedrückt zu werden, um das Schliessen mit zumindest einer der anderen der bewegbaren Platten (14, 16) oder der feststehenden Platte (12, 212) zu erreichen, und dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbaren Platten (14, 16, 214) die Bohrungen (35a-35d, 37a-37d, 235a-235d) zur Aufnahme der Einrichtungen zum Sichern (44a-44d, 244a-244d) aufweisen, wobei die Einrichtungen zum Übertragen, welche einen äusseren Bereich (59a-59d, 62a-62d, 67a-67d) aufweist, der so ausgestaltet ist, um die Räume (65a-65d, 66a-66d) zwischen dem äusseren Bereich (59a-59d, 62a-62d, 67a-67d) und einer der Bohrungen (35a-35d, 37a-37d, 235a- 235d) zu bilden und so ausgestaltet ist, um Bereiche (62a- 62d, 67a-67d) aufzuweisen, welche sich im wesentlichen quer zu diesen Richtungen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Räume (65a-65d, 66a-66d) für die Einführung von unter Druck stehendem Fluid und die Bereiche (62a-62d, 67a- 67d) für die Aufnahme von Druck durch das unter Druck stehende Fluid dagegen zum Bewegen der bewegbaren Platten (14, 16, 214) in diese Richtungen vorgesehen sind.

12. Das System nach Anspruch 7 umfasst ferner Einrichtungen zum Drehen (68) des Bauelements (44a-44d, 244a-244d) relativ zu der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a- 21d, 220a-220d) zum Anordnen der eingreifbaren Einrichtung (49a-49d) in den und aus dem schliessenden Eingriff mit der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a- 220d), wobei die Einrichtung zum Drehen (68) eine Verbindungseinheit (78, 80, 82, 84, 86) umfasst, welche mit dem Bauelement (44a-44d, 244a-244d) verbunden ist, welche ferner eine Mehrzahl von synchronisierten Verbindungsantriebsmechanismen (70, 71) zum Antreiben der Verbindungseinheit (78, 80, 82, 84, 86) zum synchronen Anordnen des Bauelements (44a-44d, 244a-244d) in den und aus dem schliessenden Eingriff mit der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a-220d) beinhaltet, wobei jeder der synchronisierten Verbindungsantriebsmechanismen eine Kolben- und Zylindervorrichtung (70, 71) beinhaltet, welche mit einer Vielzahl von Verbindungsstangen (78, 80, 82, 84, 86) verbunden ist, welche die Verbindungseinheit zum Antreiben der Verbindungsstangen (78, 80, 82, 84, 86) bilden und verursachen, dass die Einrichtung zum Sichern (44a-44d, 244a-244d) in den und aus dem schliessenden Eingriff mit der zumindest einen Führungssäule (20a-20d, 21a-21d, 220a- 220d) gebracht wird.

13. Das System nach Anspruch 3 umfasst ferner Einrichtung (106a-106d) zum Ausschalten und Einschalten der Sicherungs- /Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d), wobei die Einrichtung zum Ausschalten und Einschalten (106a-106d) ein Steuerventil für jede der Sicherungs- /Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) umfasst.

14. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungs-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) durch unter Druck stehendes Fluid angetrieben werden, wobei die Einrichtung zum Antreiben (104) ein Mehr- Wege-Ventil (104) zum Lenken des unter Druck stehenden Fluids zu den Sicherungs-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) umfasst.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Überwachen und Steuern (110) eine geschlossene Schleifendrucksteuereinrichtung (110) zum Steuern des Anstiegsgrades der Schliesskraft durch das Steuern des Öffnens des Mehr-Wege-Ventils (104) umfasst.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Schleifendrucksteuereinrichtung (110) Logikeinrichtungen (112) zum Bestimmen einer maximal erlaubten Abweichung der relativen Position bei einer Vielzahl von Sicherungs-/Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) und zum Beenden des Antriebes beinhaltet, falls die maximal erlaubte Abweichung überschritten wird.

17. Das System nach Anspruch 16 beinhaltet ferner Einrichtungen zum Messen der linearen Position (107a-107d) von jeder der Vielzahl von Sicherungs- /Schliesseinrichtungen (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Messen (107a-107d) mit der Logikeinrichtung (112) in Wirkverbindung steht.

18. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen einer einstellbaren Startposition und die Einrichtung zum Einstellen eine Steuerung (102) mit Computerprogrammprodukteinrichtung zum Bestimmen der einstellbaren Startposition umfassen.

19. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Aufrechterhalten (108) ein Entriegelungsventil (108) umfasst, welches dazu da ist, um die Schliesskraft beizubehalten.

20. Das System nach Anspruch 13 umfasst ferner Einrichtungen zum Drehen (68) der Sicherungs- /Schliesseinrichtung (22a-22d, 23a-23d, 222a-222d) in Eingriff mit den Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d, 220a- 220d) und Einrichtungen (116) zum Bestimmen der Winkelposition der Sicherungs-/Schliesseinrichtung (22a- 22d, 23a-23d, 222a-222d) zum Erzielen einer richtigen Ausrichtung mit den Führungssäulen (20a-20d, 21a-21d, 220a- 220d).

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bestimmen der Winkelposition Näherungsschalter (116) umfasst, welche bei der Einrichtung zum Drehen (68) zum Feststellen einer vorgeschriebenen Winkelausrichtung angeordnet sind.