(57)【要約】【課題】型保持力も締付力も検知可能な、簡単で、価格的にも妥当で、しかも、信頼性の高い測定システムを提供する。【解決手段】プラスチック及びその他の可塑化可能な材料を加工するための射出成形機の型締ユニットであって、可動型支持体とともに、射出成形型を受容する型固定空間を形成する静置型支持体と、前記可動型支持体を運動させて前記射出成形型の開放、送り及び閉鎖を周期的に行うための及び締付力を印加するための少なくとも１つの締付装置と、前記締付装置の支持装置と、型保持力及び少なくとも前記射出成形型の締付時に現れる締付力を検知するセンサ手段とを有する形式の型締めユニットが提供される。この型締ユニットにおいて、前記型保持力をも前記締付力をも検知する前記センサ手段は、前記締付装置の支持装置に配された少なくとも１つの高分解能表面伸びセンサであることを特徴とする。【選択図】図１
2005506223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック及びその他の可塑化可能な材料を加工するための射出成形機の型締ユニットであって、
・可動の型支持体（１１）とともに、射出成形型（Ｍ）を受容する型締空間（Ｒ）を形成する静置の型支持体（１０）と、
・前記可動型支持体（１１）を運動させて前記射出成形型（Ｍ）の開放、送り及び閉鎖を周期的に行うための及び締付力を印加するための少なくとも１つの締付装置（１２）と、
・前記締付装置（１２）の支持装置と、
・工具（型）保持力（Werkzeugsicherungskraft）及び少なくとも前記射出成形型の締付時に現れる締付力を検知するセンサと
を有する形式のものにおいて、
前記工具（型）保持力をも前記締付力をも検知する前記センサ手段は、前記締付装置（１２）の支持装置に配された少なくとも１つの高分解能表面伸びセンサ（１３）であること
を特徴とする型締ユニット。
【請求項２】
前記センサ手段は、前記締付装置の支持装置の中心部に配されるただ１つのセンサ（１３）によって構成されること
を特徴とする請求項１に記載の型締ユニット。
【請求項３】
前記センサ手段は、力を検知するためのただ１つの測定範囲を有すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の型締ユニット。
【請求項４】
前記支持装置は、前記静置型支持体（１０）から見て可動型支持体（１１）の後方に配されると共に力伝達手段を介して該静置型支持体（１０）と結合する支持要素（１４）であること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項５】
前記支持装置は、前記静置型支持体（１０）によって構成されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項６】
前記締付装置（１２）は、トグルレバー機構であること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項７】
前記伸びセンサ（１３）は、機械的増幅処理手段を有する静的測定センサであること
を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項８】
前記伸びセンサ（１３）は、デーントラフォ（Ｄｅｈｎｔｒａｆｏ）であること
を特徴とする請求項７に記載の型締ユニット。
【請求項９】
前記締付力の最大値は、前記伸びセンサ（１３）の測定範囲の８０％〜９０％であること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のセンサ手段により型締ユニットの力を検知する方法において、
締付装置（１２）の支持装置に配される少なくとも１つの高分解能表面伸びセンサ（１３）は、機械的増幅処理手段によって及びリセットなしで測定を行うこと
を特徴とする方法。
【請求項１１】
前記伸びセンサ（１３）は、ただ１つの測定範囲によって測定を行うこと
を特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【０００１】
本出願は、２００１年１０月２４日に出願したドイツ特許出願１０１ ５１ ３５２．６を基礎として優先権を主張する。かくして、当該ドイツ特許出願の開示内容が本出願の対象をもなすことは明らかである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、プラスチック及びその他の可塑化可能な材料を加工するための射出成形機の型締ユニットであって、工具（型）保持力及び少なくとも締付力を検知するセンサ手段を有する形式の型締ユニットに関する。更に、本発明は、請求項１の上位概念に対応する型締ユニット及び請求項１０の上位概念に対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の型締ユニットは、既知である（例えば特開平９−２５４２１８号参照）。この型締めユニットでは、トグルレバー（リンク）機構の範囲に、帯状ストレインゲージ（Dehnungsmessstreifen）が配される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トグルレバーの駆動ラインにセンサを設ける場合、トグルレバーの変速比を同時に動的に計算に入れなければならないと云う欠点が現れる。加速力が大きく、場合によっては温度変動も大きい可動部材に、及び更には供給路の機械的負荷に設置する場合は、測定原理に関し、著しい不都合が生ずる。
【０００６】
更に既知の直接駆動型液圧式射出成形機の場合は、工具（型）保持力も締付力／閉鎖力も液圧を介して監視することができる。しかしながら、トグルレバー駆動系または偏心カム（Exzenter）やスラストクランク（Schubkurbel）等の他の動的力伝達手段を有する射出成形機の場合、このような監視を行うことは不可能である。この場合、準静的締付力及び動的工具（型）保持力（型保持力）は、異なる部位において異なるセンサによって測定される。この場合、当業界では、通常のセンサ（複数）によっては、締付力を大きくするという要求を実現すると同時に、当該センサ手段によって十分に正確な型保持力を測定するために高分解能を実現することは、不可能であると考えられている。
【０００７】
型保持力を測定するための通常のセンサとしては、ピエゾ抵抗システム、即ち、僅かな伸びも極めて良好に検出可能な半導体ストレインゲージがある。しかしながら、型保持力のためのセンサの測定要素を過大に伸張させないようにするために、センサは、大抵、大きい締付力が作用しない部位に配される。
【０００８】
締付力、更には閉鎖力を測定する通常のセンサとしては、帯状ストレインゲージ−タイバー測定リング（Holmmessring）、タイバー測定ピン（Holmmessduebel）、圧電センサまたはピエゾ抵抗センサがある。
【０００９】
表面伸び（変位）センサとしては、例えば、バウマー・センソプレス（Baumer Sensopress）のデーントラフォ（Dehntrafo）DSRT 1200が知られている。これは、静的測定のための増幅器を組込んだ表面伸びセンサである。このデーントラフォは、機械的な（機械的原理による）伸び増大処理ないし増幅（Dehnungsueberhoehung）ファクタ４を有する（なお、伸び増大処理ないし増幅とは、伸びの実際の測定値を増幅して実際の値より大きい値で提示するセンサの能力をいう。従って、そのファクタ（倍率）が４とは、例えば、実際の伸びが１ｍｍであれば、センサにより４ｍｍとして提示される。）。このデーントラフォは、添付の製品マニュアルのデータによると、サイクル時間の長いプレスおよび質量測定に適し、更には、剛な構造の伸び測定にも適する。このため、原理的に、サイクル時間の短い射出成形機に対する適性は排除される。
【００１０】
それゆえ、本発明の課題は、上記の先行技術を出発点とし、工具（型）保持力（Werkzeugsicherungskraft）も締付力も検知可能な、簡単で、価格的にも妥当で、しかも、信頼性の高い測定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する型締ユニット、及び請求項１０の特徴部に記載の特徴を有する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
当業界における上記見解と異なり、本発明では、高分解能センサ、即ち、工具（型）保持力を十分正確に測定するために十分適合的なセンサを使用する。尤も、このようなセンサは、締付力の検知にも適合化される。双方の目的に対する適合性は、特に、センサの設置部位によって、即ち締付装置の支持装置の範囲にセンサを設置することによって達成される。かくして、センサは、型締ユニットの実質的に非可動の部分に配されるため、センサは、少なくとも動的影響は受けない。この設置態様にもとづき、機械的伸びの小さいこの非可動部分において、アクセス性が良好であること以外に、当該部分に現れる機械的負荷が明らかに小さいという利点が得られる。型保持（確保）力（Formsicherungskraft）の測定時の測定誤差は、型（ないし型支持体）の平行性が欠如すること又は射出成形品が偏って形成されることによって引き起こされるが、センサの位置によって最小化される。
【００１３】
更なる利点は、従属請求項から明らかである。
【００１４】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例に過ぎず、本発明の技術的思想を図示の態様に限定することは意図しない。
【実施例】
【００１５】
図１に、プラスチック及びセラミック材料又は粉体材料のようなその他の可塑化可能な材料を加工する射出成形機の型締ユニットＦの側面図を示した。装置支持フレーム１５上には、可動の型支持体１１とともに射出成形型Ｍを受容するための型締（固定）空間Ｒを形成する静置の型支持体１０が配設される。射出成形型Ｍの開放、送り及び閉鎖を周期的（サイクリック）に行うため、少なくとも１つの締付装置１２が配設される。駆動ユニット１９を作動することにより、可動型支持体１１を静置型支持体１０の方向へ駆動し、型締後、即ち２つの半型を相互に当接した後、締付力を加える。これは、図示の実施例の場合、締付装置によって行うが、原理的には−従来技術から既知の如く−直列的に締付作業を実施することができる。即ち、まず、第１締付装置によって型を閉じ、次いで、第２締付装置によって締付力を印加する。
【００１６】
締付装置１２は、図示の実施例では、トグルレバー（リンク）機構、好ましくは５点トグルレバーから形成されるが、駆動ユニット１９によって作動される。締付装置１２は、作動時、支持装置によって支持される。図示の実施例では、支持装置は、支持要素１４によって構成される。
【００１７】
センサ手段は、工具（型）保持力（Werkzeugsicherungskraft）及び少なくとも射出成形型の締付時に生じる締付力を検知するセンサ１３として構成される。工具（型）保持力に関しては、工具（型）の損傷や、締付過程を停止させることとなる急激な抵抗が、送り時に生じないことが保証されるべきである。他方、締付力の検知は、成形品の相応の品質を確保するために必要である。型が閉じられると、射出成形ユニットＳ（これについてはノズルおよび可塑化シリンダ１６のみを図示した）によって、可塑化されたプラスチックが、射出成形型の型キャビティ内に射出注入される。
【００１８】
工具（型）保持力及び締付力を検知するセンサ手段は、少なくとも１つの高分解能表面伸び（変位）センサ（以下では、センサ１３と呼ぶ）である。このセンサは、分解能が非常に大きいので、工具（型）保持力を確実に且つ十分正確に検知することができる。双方の検知をできる限り支障なく実施するため、センサは、締付装置１２の支持装置に、好ましくは射出軸線ｓ−ｓに調心して配設される。場合によっては射出軸線ｓ−ｓへのフィードバックを考慮（Rueckrechnung）するために、応力場が既知であれば、他の配置も可能である。更に、本発明に応じ、工具（型）保持力も締付力も検知可能であることが保証される限りにおいて、複数のセンサを設けることも可能である。
【００１９】
図示の実施例自体は、センサとして、ただ１つのセンサ１３をすべての力を検知するために使用する。この場合、このセンサは、ただ１つの測定範囲によって、力範囲全体にわたって測定を行うことができる。かくして、センサの測定範囲は締付力ないし閉鎖力に適合されているので、工具（型）保持力の信号は、工具（型）運動の如何なる時点においても、飽和しない。換言すれば、使用者は、プロクラミング可能な保持力のパラメータについて、締付力の最大値まで数値範囲を許容する（設定する）ことができる。即ち、測定範囲の切換は不要である。このように静的に測定を行うセンサ１３は、型締ユニットＦの支持要素１４の中心部に配設される。支持要素１４は、図示の３プレート式装置の場合、静置型支持体１０から見て可動型支持体１１の後方に位置する。支持要素１４は、力伝達手段を介して静置型支持体１０と結合する。力伝達手段は、図示の実施例の場合、可動型支持体の案内にも同時に利用される案内バー（タイバー）１８である。力伝達手段は、案内バーの代わりに、例えば型締（固定）空間Ｒの周辺に力を伝達するＣ字型装置（C-Buegel）等の装置として構成することも可能である。また、図示してない他の実施例では、静置型支持体が、同時に、締付装置の支持要素としても構成されるような、例えば可動型支持体が静置型支持体１０へ向かって牽引されるような２プレート式装置に本発明の原理を適用することができる。
【００２０】
センサ１３によって、締付力も型保持力も測定できる。間接的な力測定によって、所望の測定値に比例する信号が得られる。とくに用途に適合された帯状（ワイヤ）ストレインゲージセンサは、伸びの機械的な（機械的原理に基づく）増大処理（Ueberhoehung）ないし増幅を行う。デーントラフォを使用するのが好ましい。測定範囲は、締付力の最大値が、最大信号値ないし幅の凡そ８０％〜凡そ９０％に到達する（含まれる）よう選択される。プロクラミング可能な最小型保持力は、信号伝達の品質および後置の信号評価の分解能によって実質的に限定される。しかしながら、通常、この分解能は、型保持力をも十分正確に検知するために、十分なものある。
【００２１】
機械的伸びの小さい非可動部分にセンサ１３を組込むことにより、まず、良好なアクセス性が達成されるが、更には、機械的負荷も明らかにより減少される。型（ないし型支持体）の平行性の欠如又は射出成形品の偏った形成によって引き起こされる型保持力の測定時の測定誤差は、センサの中心位置によって最小化される。全ての範囲に対し１つのセンサを使用するので、使用者は、型保持力もまた任意にプロクラミング（して制御）することができる。
【００２２】
増幅回路を後置する場合、センサの機械的な伸び増大処理ないし増幅によって、周期（サイクル）毎にドリフトを補償するリセット回路を不要とすることができる。準静的締付力の周期的（サイクリック）な測定を行うために、一連の測定過程（カスケード）（Messkette）をリセットしようとすれば、リセットに必要な時間にわたって無力状態（力が生じない状態）を現出することが必要となるであろう。この時間には、少なくとも、増幅器のリセット時間（一般に数ｍｓ）、並びにシステムの堅牢性およびサイクル動力学に同じく依存するシステムの振動除去のための時間が含まれる。このため、サイクル時間は長くなってしまうであろう。通常は、プラスチック射出成形機の型締ユニットのような周期的（サイクリック）に作動する装置の場合、このような無力状態を達成することはできない。
【００２３】
締付装置１２の支持装置におけるセンサ１３の組込位置は、通常、有利には型保持力の測定のため、測定誤差の最小化に関し都合が良いように選択されるべきである。更に、当該組込位置は、センサ１３の機械的、熱的負荷の観点から並びにそのアクセス性の観点から、都合が良いように選択されるべきである。
【００２４】
本発明の上記の各態様に対し、従属請求項に実質的に等価の範囲において種々の修正、変更および適合化をなし得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】プラスチックを加工する射出成形機の型締ユニットの一例の部分的に断面を示した側面図。
【符号の説明】
【００２６】
１０    静置型支持体
１１    可動型支持体
１２    締付装置
１３    センサ
１４    支持要素
１５    装置支持フレーム
１６    可塑化シリンダ
１７    トグルレバー
１８    タイバー（Holm）
１９    駆動ユニット
Ｆ      型締ユニット
Ｍ      射出成形型
Ｒ      型締（固定）空間
Ｓ      射出成形ユニット
ｓ−ｓ  射出軸線
【国際公開パンフレット】
2005506223.tif 000003
2005506223.tif 000004
2005506223.tif 000005
2005506223.tif 000006
2005506223.tif 000007
2005506223.tif 000008
2005506223.tif 000009
2005506223.tif 000010
2005506223.tif 000011
2005506223.tif 000012
2005506223.tif 000013
2005506223.tif 000014
2005506223.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月25日(2003.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック及びその他の可塑化可能な材料を加工するための射出成形機の型締ユニットであって、
・可動の型支持体（１１）とともに、射出成形型（Ｍ）を受容する型締空間（Ｒ）を形成する静置の型支持体（１０）と、
・前記可動型支持体（１１）を運動させて前記射出成形型（Ｍ）の開放、送り及び閉鎖を周期的に行うための及び締付力を印加するための少なくとも１つの締付装置（１２）と、
・前記締付装置（１２）の支持装置と、
・少なくとも前記射出成形型の締付時に現れる締付力を検知すると共に、前記締付装置（１２）の前記支持装置に配される伸びセンサと
を有する形式のものにおいて、
工具（型）保持力（Werkzeugsicherungskraft）をも前記締付力をも検知する前記伸びセンサは、力を検知するためのただ１つの測定範囲を有するただ１つの高分解能表面伸びセンサ（１３）によって構成されること
を特徴とする型締ユニット。
【請求項２】
前記ただ１つのセンサ（１３）は、前記締付装置の支持装置の中心部に配されること
を特徴とする請求項１に記載の型締ユニット。
【請求項３】
前記支持装置は、前記静置型支持体（１０）から見て可動型支持体（１１）の後方に配されると共に力伝達手段を介して該静置型支持体（１０）と結合する支持要素（１４）であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の型締ユニット。
【請求項４】
前記支持装置は、前記静置型支持体（１０）によって構成されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項５】
前記締付装置（１２）は、トグルレバー機構であること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項６】
前記伸びセンサ（１３）は、機械的増幅処理手段を有する静的測定センサであること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項７】
前記伸びセンサ（１３）は、デーントラフォ（Ｄｅｈｎｔｒａｆｏ）であること
を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の型締ユニット。
【請求項８】
前記締付力の最大値は、前記伸びセンサ（１３）の測定範囲の８０％〜９０％であること
を特徴とする請求項７に記載の型締ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載のセンサ手段により型締ユニットの力を検知する方法において、
締付装置（１２）の支持装置に配される１つの高分解能表面伸びセンサ（１３）は、機械的増幅処理手段によって及びリセットなしで、ただ１つの測定範囲によって測定を行うこと
を特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
この種の型締ユニットは、既知である（例えばＥＰ００２４５１８Ａ１参照）。この型締めユニットでは、締付力及び閉鎖力を検出するために、締付装置の支持装置に、支持要素の曲げ変形を測定するための複数の変形測定装置が配される。測定点間に伸びロッドのような更なる補助手段が配される限りにおいて、変形測定装置として、伸び測定バンドないし帯状ストレインゲージも配される。これによっては、射出注入過程時に生成する力のすべてが測定されるか否か、及びセンサの分解能がどの程度大きいかについては、解決されていない。ＪＰ０９２５４２１８Ａでは、トグルレバー（リンク）機構の範囲に、帯状ストレインゲージ（Dehnungsmessstreifen）が配される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５４２１８号公報
【特許文献２】
ＥＰ００２４５１８Ａ１


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
それゆえ、本発明の課題は、上記の先行技術を出発点とし、工具（型）保持力（Werkzeugsicherungskraft）も締付力も十分に正確に検知可能な、簡単で、価格的にも妥当で、しかも、信頼性の高い測定システムを提供することにある。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する型締ユニット、及び請求項９の特徴部に記載の特徴を有する方法が提供される。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
当業界における上記見解と異なり、本発明では、高分解能センサ、即ち、型保持力を十分正確に測定するために十分適合的なセンサを使用する。尤も、このようなセンサは、ただ１つの測定領域による締付力の検知にも適合化される。双方の目的に対する適合性は、特に、センサの設置部位によって、即ち締付装置の支持装置の範囲にセンサを設置することによって達成される。かくして、センサは、型締ユニットの実質的に非可動の部分に配されるため、センサは、少なくとも動的影響は受けない。この設置態様にもとづき、機械的伸びの小さいこの非可動部分において、アクセス性が良好であること以外に、当該部分に現れる機械的負荷が明らかに小さいという利点が得られる。型保持（確保）力（Formsicherungskraft）の測定時の測定誤差は、型（ないし型保持器）の平行性が欠如すること又は射出成形品が偏って形成されることによって引き起こされるが、センサの位置によって最小化される。




【国際調査報告】
2005506223.tif 000016
2005506223.tif 000017
2005506223.tif 000018
2005506223.tif 000019
2005506223.tif 000020
2005506223.tif 000021