JP2006007778A - 射出成形装置のための閉鎖ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性材料、熱硬化性材料またはエラストマー材料を加工するための射出成形機のための閉鎖ユニット１であって、バー２によって間隔を有して保持された２つの固定板３，４の間に、これらの固定板に対して可動な型板５が配置されており、固定板の１つと可動の型板とにそれぞれ射出成形型６，７の一部が配置されており、固定板の１つと可動の型板との間に、閉鎖力を形成する力形成エレメント８が配置できるようになっており、バーが、鉛直方向で配置されている形式のものを改良して、先行技術の欠点を解消する。
【解決手段】力形成エレメント８のシリンダ１２が、可動の型板５と結合されており、力形成エレメントのピストン１３が、力形成エレメントの軸方向でみて鉛直方向下向きに延びており、ロックエレメント９が、板状に形成されていて、かつガイド１５内で、水平方向可動に支承されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性材料、熱硬化性材料またはエラストマー材料を加工するための射出成形機のための閉鎖ユニットであって、バーによって間隔を有して保持された２つの固定板の間に、これらの固定板に対して可動な型板が配置されており、固定板の１つと可動の型板とにそれぞれ射出成形型の一部が配置されており、固定板の１つと可動の型板との間に、閉鎖力を形成する力形成エレメントが配置できるようになっており、バーが、鉛直方向で配置されており、力形成エレメントが、可動の型板に取り付けられており、固定板の１つにロックエレメントが配置されており、ロックエレメントが、制御されて、固定板の１つに、力形成エレメントのためのストッパを形成するか、または力形成エレメントの少なくとも一部が固定板に進入するかもしくは固定板を通過するための開口を解放するようになっており、力形成エレメントが、ハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムとして形成されている形式のものに関する。

このような形式の射出成形機のための閉鎖ユニットは、たとえば米国特許第４８７５８４９号明細書から公知である。前掲明細書に記載の、ゴム製品を製作するための機械は、いわゆる縦型機械であり、これの意味するところによれば、型の閉鎖運動は鉛直に延びている。これによって全体として省スペースの構成手段が達成される。なぜならば機械の基準面は、横型機械と比べて小さくなっているからであり、横型機械では、射出型の開閉に際して水平方向の運動が行われる。

米国特許第４８７５８４９号明細書から公知の射出成形機では、機械の上位領域に、２部分から形成された射出型が配置されており、ここでは型の一部が開閉時に前述の鉛直運動を及ぼす。ゴム材料を射出する際に型をクランプ（締め付け）することを目的として閉鎖力を及ぼすために、ハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムが機械の下位部分に配置されている。必要な閉鎖力に基づいて、力形成エレメントが極めて大きくなっているので、人間工学的に有利な操作のために、機械は、機械室の床の溝に配置するか、または作業員が台に載って作業する必要がある。

このような欠点を低減するために、構成手段が公知であり、ここでは閉鎖力を及ぼすための力形成エレメントは、多くの場合ハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムとして形成されており、力形成エレメントは、射出成形機に不動に配置されておらず、型の閉鎖方向に対して横向きに移動することができる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開１８１５７１２号明細書には、射出成形機が開示されており、ここでは力形成エレメント全体が、運動エレメントによって、射出成形機の、機械バーによって規定された内部から、閉鎖運動方向に対して垂直に離間移動することができる。これによって型の開閉時に型の必要な開放ストロークを行うことができ、それも力形成ユニットが型の障害となることはない。

同様の構成手段は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９１２２４０号明細書、ドイツ連邦共和国特許公開第１００６５９０号明細書およびドイツ連邦共和国特許第１０１００００１号明細書に開示されている。

後者の明細書の構成手段では、射出成形型を開放するために、力形成ユニットは、機械の内部領域から離間旋回されるので、可動の型板はトラブルなく下向きに移動することができる。

離間移動可能な力形成ユニットを用いて作動するこれら全ての構成手段は、特にエラストマーから成形部品を生産する際に縦型機械に関して生じる欠点を有している。

型の閉鎖方向に対して横向きの力形成ユニットの挿入移動および挿出移動は、大きな質量体の移動を意味しており、これによって機械の必要生産速度に基づいて、結果として大きな動的問題を発生させる慣性力が生じる。力形成ユニットの移動時間が機械のサイクルタイムひいては機械の生産性に直接的な影響を有しているので、慣性力を制御するのに制御技術的に高いコストが必要であり、これに応じて構造が割高になる。

さらに記載の慣性力と、力形成ユニットに作用する横加速度とによって、特にハイドロリック式の構成要素のシールシステムにとって不都合な振動が生じる。したがってこのようなシステムの耐用寿命は、振動のない場合と比べて短くなっている。

さらなる欠点によれば、このような形式の構成手段では、可動の型板の支持は、力形成ユニットのピストンの直径に制限されており、このことは型および機械全体の成形特性に関して不都合である。

さらにまた挿出移動可能な圧力片で固定板の１つに作動する構成手段が公知であり、ここでは圧力片は、閉鎖力を及ぼす圧力クッションと協働する。比較的コストの高い構造であることは別として、得られる操作高さは依然として十分に低くなってはいない。この場合さらに可動の型板は局所的にしかたわみに対して支持されていないので、型は、達成しようとする比較的大きな面積で支持して共通保持（締め付け）されることはない。
米国特許第４８７５８４９号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開１８１５７１２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９１２２４０号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第１００６５９０号明細書 ドイツ連邦共和国特許第１０１００００１号明細書

したがって本発明の課題は、このような公知の先行技術を鑑みて、冒頭で述べたような形式の射出成形機のための閉鎖ユニットを改良して、先行技術の欠点を有していないようなものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、力形成エレメントのシリンダが、可動の型板と結合されており、力形成エレメントのピストンが、力形成エレメントの軸方向でみて鉛直方向下向きに延びており、ロックエレメントが、板状に形成されていて、かつガイド内で、水平方向可動に支承されている。

本発明の課題を鑑みると、簡単に形成することができ、したがって安価に製作可能であり、満足できる程度に低い縦型機械の作業高さを保証するような構造が所望されるので、機械室床に溝が不要で、また機械作業員のための台も不要である。さらに可動の型板は最適な形式で支持されるようになっているので、型板のたわみは小さく維持することができる。その上力形成エレメントの横運動は回避できるようになっているので、特に力形成エレメントのシールシステムは保護され、ユニットの耐用寿命は高くなっている。

有利には、力形成エレメントは、ハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムとして形成されている。この場合特に力形成エレメントのシリンダは、可動の型板と結合されており、力形成エレメントのピストンは、力形成エレメントの軸方向でみて鉛直方向下向きに延びている。さらにピストンの、鉛直方向で下位に配置された端部は、ロックエレメントのストッパに当接するために形成することができる。このような実施形態によって、可動の型板への有利な力導入が保証される。

ロックエレメントは、板状に形成することができ、かつガイド内で水平方向可動に支承することができる。

ロックエレメントは、有利には駆動手段によって、閉鎖位置と開放位置との間で移動可能である。閉鎖位置では、ロックエレメントは、力形成エレメントが載設するためのストッパを形成するので、固定板と可動の型板との間に閉鎖力を及ぼすことができる。これに対して開放位置では、力形成エレメントの少なくとも一部が固定板に進入するかもしくはこれを貫通するために設けられた開口は、解放されるので、力形成エレメントは、固定板に進入するか、または固定板を貫通することができる。この場合駆動手段は電気式の駆動手段として形成することができる。選択的に駆動手段はハイドロリック式の駆動手段として形成されている。有利には、駆動手段は、閉鎖位置もしくは開放位置に関する、速度制御式かつ／または位置制御式の移動のために形成されている。

それぞれ大幅に異なる型組付高さを調節するために、別の実施例によれば、ロックエレメントが着脱可能な少なくとも２つの部分エレメントから組み合わされているので、ロックエレメントの、鉛直方向で測定される有効高さは変化させることができる。

本発明の別の実施形態によれば、可動の型板が冷却手段を備えている。

本発明の開示内容によって、本発明の根底を成す課題は完全に解決される。これの意味するところ、射出成形機のために適当に形成された閉鎖ユニットは、様々な利点を有している。

機械の構成は、比較可能なシステムと比べて大幅に簡略化されているので、機械は安価に製作可能である。

機械作業員のための操作高さは、満足できる程度に低くなっているので、機械室床における溝、または作業員のための台は省略することができる。

可動の型板の支持は最適であるので、型板のたわみは僅かであり、このことは型半部の協働に有利に働く。さらにハイドロリック圧は均等荷重として作用される。

ロックエレメントの移動は、技術的に容易なので極めて簡単に実現可能である。

力形成エレメント、つまり特にハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムは、横加速および振動にさらされないので、ユニットの高い耐用寿命が保証されている。

次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１には、射出成形機の閉鎖ユニット１を示した。図１には、２つの固定板３，４（上位の板３および下位の板４）を備えた閉鎖ユニット１の基本構造を示しており、これらの固定板３，４は４つのバー２によって間隔を有して保持されている。バー２は、鉛直に配置（鉛直方向Ｖ）されているので、閉鎖ユニットもしくはこれに基づいて形成される射出成形機は縦型機械として形成されている。

両方の固定板３，４の間で、バー２に沿って案内される可動の型板５が配置されている。単数または複数の運動エレメント１７は、射出成形プロセスの要求に応じて可動の型板５を鉛直方向で移動させる。上位の固定板３の下面と可動の型板５の上面とに、それぞれ射出成形型の半部６，７が配置されている。可動の型板５が最上位の位置に移動されると、型６，７は閉鎖されて、射出プロセスを行うために準備された状態になる。可動の型板５の、下方に移動された位置では、両方の型半部６，７は分離され、射出成形された成形部品を取り出すために型６，７は開放される。

ここで述べておくと、図１の左半部には、型６，７が十分な程度閉鎖された状態を概略的に示しており、これに対して図１の右半部には、開放された型６，７を示した。

運動エレメント１７は、型開閉運動が迅速に行えるように設計されている。もちろん運動エレメント１７によって、型６，７を閉鎖保持するのに必要な型閉鎖力を及ぼすことはできない。このためにハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムの構成をした力形成エレメント８が設けられている。ここでは力形成エレメント８はシリンダ１２から成っており、シリンダ１２は閉鎖ユニット１全体の軸方向に相当する軸方向１４を有しており、つまりシリンダ１２ひいては力形成エレメント８は、個々の独立エレメントとして閉鎖ユニット１にセンタリングして配置されている。さらに図面から判るように、シリンダ１２は可動の型板５に堅固に取り付けられていて、型板５が鉛直運動する際に型板５と共に上下に移動する。

力形成エレメント８のシリンダ１２にピストン１３が配置されている。作動液で適当に負荷することによって、シリンダ１２に対するピストン１３の挿入移動もしく挿出移動が実現される。

型６，７をクランプするための閉鎖力を及ぼすために、以下の過程が進行する。

下位の固定板４の上面にロックエレメント９が配置されており、ロックエレメント９は、閉鎖運動Ｖに対して垂直に、つまり水平方向Ｈで可動に配置されている。図２から判るように、ガイド１５が設けられており、ガイド１５は水平方向Ｈのロックエレメント９の並進運動を許容する。ロックエレメント９の移動は、単に概略的に示した駆動手段１６によって行われる。

下位の固定板４には、孔の構成をした開口１１が設けられている。開口１１は、ピストン１３が鉛直方向下向きに固定板４に進入できるように設計されているので、これによって十分な程度の型の開放ストロークが存在しているにもかかわらず、全体として閉鎖装置１の低い構造高さが達成され、また低い操作高さが達成される。

ロックエレメント９は、図１において符号Ａで示した閉鎖位置で、開口１１をカバーしていて、そうしてピストン１３の進入を防止するように位置決めされている。図１において符号Ｂで示した、開放位置を規定する別の位置では、ロックエレメント９は開口１１を解放するので、ピストン１３は固定板４に進入するか、もしくは板４を通過することができる。

閉鎖位置Ａでは、ロックエレメント９はその上面でストッパ１０を形成しており、ストッパ１０はピストン１３のための載設部を成す。ピストン１３は、型６，７に閉鎖力が及ぼされて、ロックエレメント９が開口１１上に移動された状態で、ストッパ１０に当接するので、閉鎖力を及ぼすことができる。ロックエレメント９は閉鎖力をピストン１３から固定板４に伝達する。

型６，７を開放するために、ロックエレメント９は、図２に示した開放位置Ｂに戻されるので、その時点では開口１１は解放されており、ピストン１３は開口１１に進入することができる。

図１の左半部と右半部との比較から判るように、閉鎖ユニット１の程度の大きな開放ストロークにもかかわらず、閉鎖ユニットの鉛直方向の小さな構造高さが提供され、特に操作高さは低いままである。したがって閉鎖ユニットは機械室（作業場）の床に設けた溝に収容する必要はなく、また原則として機械作業員のための台は不要である。

詳しい図示は省略したが、ロックエレメント９は、鉛直方向Ｖでみて上下に配置された複数の板部分から形成することができる。所望の型高さに調節するために、板部分は除去されるかまたは補足され、これによって規定の型高さを有する特定の型６，７のために最適な構造高さを簡単な形式で達成することができる。

図示の閉鎖装置１は、特にゴム材料（エラストマー）の加工される射出成形機で使用される。

図示の実施例は、ハイドロリックシステムの構成をした力形成エレメント８で示しているが、本発明の原理は、別の閉鎖システム、たとえばトグルの構成をした機械式の力形成エレメントでも適用させることができる。

射出成形機の閉鎖ユニットを示す正面図である。 図１のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 閉鎖ユニット、 ２ バー、 ３ 固定板、 ４ 固定板、 ５ 型板、 ６，７ 型半部、 ８ 力形成エレメント、 ９ ロックエレメント、 １０ ストッパ、 １１ 開口、 １２ シリンダ、 １３ ピストン、 １４ 軸方向、 １５ ガイド、 １６ 駆動手段、 １７ 運動エレメント、 Ｖ 鉛直方向、 Ｈ 水平方向、 Ａ 閉鎖位置、 Ｂ 開放位置

Claims (6)

1. 熱可塑性材料、熱硬化性材料またはエラストマー材料を加工するための射出成形機のための閉鎖ユニット（１）であって、
   バー（２）によって間隔を有して保持された２つの固定板（３，４）の間に、これらの固定板（３，４）に対して可動な型板（５）が配置されており、固定板の１つ（３）と可動の型板（５）とにそれぞれ射出成形型（６，７）の一部が配置されており、固定板の１つ（４）と可動の型板（５）との間に、閉鎖力を形成する力形成エレメント（８）が配置できるようになっており、バー（２）が、鉛直方向（Ｖ）で配置されており、力形成エレメント（８）が、可動の型板（５）に取り付けられており、固定板の１つ（４）にロックエレメント（９）が配置されており、ロックエレメント（９）が、制御されて、固定板の１つ（４）に、力形成エレメント（８）のためのストッパ（１０）を形成するか、または力形成エレメント（８）の少なくとも一部が固定板（４）に進入するかもしくは固定板（４）を貫通するための開口（１１）を解放するようになっており、力形成エレメント（８）が、ハイドロリック式のピストン−シリンダ−システムとして形成されている形式のものにおいて、
   力形成エレメント（８）のシリンダ（１２）が、可動の型板（５）と結合されており、力形成エレメント（８）のピストン（１３）が、力形成エレメント（８）の軸方向でみて鉛直方向下向きに延びており、ロックエレメント（９）が、板状に形成されていて、かつガイド（１５）内で、水平方向（Ｈ）可動に支承されていることを特徴とする、射出成形機のための閉鎖ユニット。
2. ピストン（１３）の、鉛直方向（Ｖ）でみて下位に配置された端部が、ロックエレメント（９）のストッパ（１０）に載設するために形成されている、請求項１記載の閉鎖ユニット。
3. ロックエレメント（９）が、駆動手段（１６）によって、閉鎖位置（Ａ）と開放位置（Ｂ）との間で移動可能になっている、請求項１または２記載の閉鎖ユニット。
4. 駆動手段（１６）が、電気式の駆動手段として形成されている、請求項３記載の閉鎖ユニット。
5. 駆動手段（１６）が、ハイドロリック式の駆動手段として形成されている、請求項３記載の閉鎖ユニット。
6. 駆動手段（１６）が、閉鎖位置（Ａ）および開放位置（Ｂ）に関する、速度制御式かつ／または位置制御式の移動のために形成されている、請求項３から５までのいずれか１項記載の閉鎖ユニット。

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