DE10146800A1 - Elektromechanische Spannvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektromechanische Spannvorrichtung mit hydraulischer Unterstützung beschrieben. Ein von einem Elektromotor angetriebenes Schubgetriebe verschiebt zwei Spannbacken entlang einer Führungseinrichtung gegeneinander. Die eine Spannbacke ist in zwei gegeneinander verschiebbare Teilbacken geteilt. Zwischen den Teilbacken ist eine Kammer für die Aufnahme von Druckmittel gebildet. Die erste Teilbacke ist entlang der Führungseinrichtung verschiebbar und gegenüber dieser verriegelbar. Eine Teilbacke ist mit einem ersten Zylinder versehen, der mit dem Abtrieb des Schubgetriebes gekoppelt ist. Zum Schließen der Spannvorrichtung zieht das Schubgetriebe in einem ersten Schritt die Teilbacken gegen die andere Spannbacke, in einem zweiten Schritt fördert das Schubgetriebe bei gegenüber der Führungseinrichtung verriegelter erster Teilbacke Druckmittel aus dem ersten Zylinder in die Kammer zwischen den beiden Teilbacken. Zum Öffnen der Spannvorrichtung zieht ein zweiter, zwischen den beiden Teilbacken angeordneter Zylinder in einem ersten Schritt bei gegenüber der Führungseinrichtung verriegelter erster Teilbacke die Teilbacken gegeneinander, danach drückt das Schubgetriebe in einem zweiten Schritt bei von der Führungseinrichtung entriegelter erster Teilbacke die mit ihm gekoppelte Teilbacke unter Mitnahme der anderen Teilbacke in Öffnungsrichtung. Die Spannvorrichtung ist für Fertigungsmaschinen, insbesondere für Spritzgießmaschinen, vorgesehen.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer elektromechanischen Spannvorrichtung mit hydraulischer Unterstützung für eine Fertigungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine.

Dabei geht die Erfindung von einer elektromechanischen Spann­ vorrichtung mit hydraulischer Unterstützung aus. Derartige Spannvorrichtungen werden für Fertigungsmaschinen, z. B. Spritzgießmaschinen, verwendet. Die Spannvorrichtung weist zwei Spannbacken auf, an denen jeweils eine Teilform einer geteilten Form gehalten ist. Ein von einem Elektromotor ange­ triebenes Schubgetriebe verschiebt die Spannbacken entlang einer Führungseinrichtung gegeneinander. Die erste Spannbacke ist in zwei Teilbacken geteilt, die in Richtung der Führungs­ einrichtung gegeneinander verschiebbar sind. Die Teilbacken greifen derart ineinander, daß zwischen ihnen eine Kammer für die Aufnahme von Druckmittel gebildet ist. Die erste Teil­ backe ist entlang der Führungseinrichtung verschiebbar. Der Abtrieb des Schubgetriebes greift an einer der Teilbacken an. Zum Schließen der Spannvorrichtung zieht das Schubgetriebe in einem ersten Schritt eine Teilbacke unter Mitnahme der ande­ ren Teilbacke gegen die zweite Spannbacke, in einem zweiten Schritt fördert das Schubgetriebe bei gegen die Führungsein­ richtung verriegelter erster Teilbacke Druckmittel in die Kammer zwischen den beiden Teilbacken. Beim Schließen der Spannvorrichtung wird das Schubgetriebe auf Zug beansprucht. Beim Öffnen der Spannvorrichtung wird das Schubgetriebe dagegen auf Druck beansprucht. Dabei ist zum Aufreißen der Teilformen eine wesentlich größere Kraft erforderlich als für das daran anschließende Auseinanderfahren der die Teilformen tragenden Spannbacken. Das Schubgetriebe muß daher entspre­ chend der zum Aufreißen der Form erforderlichen hohen Kraft dimensioniert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrich­ tung mit hydraulischer Unterstützung zu schaffen, bei der das Schubgetriebe nur entsprechend der für das Auseinanderfahren der Spannbacken erforderlichen Kraft dimensionieren zu werden braucht, ohne daß eine Überlastung des Schubgetriebes beim Aufreißen der Form erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Durch die hydraulische Unterstützung während des Aufreißvorgangs läßt sich die Druckkraft, die der Elektromotor auf die Schubstange ausübt, derart begrenzen, daß während des Aufreißvorgangs keine unzulässig große Durch­ biegung der Schubstange erfolgt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzel­ heiten anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Aufbau einer ersten erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 den Aufbau einer zweiten erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung in vereinfachter Darstellung und

Fig. 3 das Blockschaltbild einer Steuerung für die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spannvorrichtungen.

Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung in vereinfachter Darstellung. Die Spannvorrich­ tung weist eine ortsfeste Spannbacke 11 und eine entlang einer Führungseinrichtung 12 verschiebbare Spannbacke 13 auf. Die Führungseinrichtung ist aus zwei Holmen 12a und 12b gebildet, die mit einer Rastteilung versehen sind. Zur Ver­ riegelung der verschiebbaren Spannbacke 13 mit der Führungs­ einrichtung 12 greift eine nur schematisch dargestellte Rast­ vorrichtung 15, die durch ein Signal y_V3 gesteuert ist, in eine Rastung des Holms 12a ein. In entsprechender Weise greift eine weitere gesteuerte Rastvorrichtung, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Fig. 1 nicht darge­ stellt ist, in eine Rastung des Holms 12b ein. Die Spannbacke 13 ist aus zwei ineinander greifenden Teilbacken 16 und 17 gebildet, die in Richtung der Führungseinrichtung 12 gegen­ einander verschiebbar sind. Die Rastvorrichtung 15 ist an der Teilbacke 16 gehalten. Die Teilbacken 16 und 17 schließen eine Kammer 20 für die Aufnahme von hydraulischem Druckmittel zwischen sich ein. Zwischen den Spannbacken 11 und 13 ist eine aus zwei Teilformen 21 und 22 bestehende Form 23 gehal­ ten. Die erste Teilform 21 ist an der Spannbacke 11 gehalten. Die andere Teilform 22 ist an der Teilbacke 17 gehalten. Ein Elektromotor 25, der an der ortsfesten Spannbacke 11 gehalten ist, treibt ein Schubgetriebe 26 an. Dem Elektromotor 25 ist von einer in der Fig. 3 dargestellten Maschinensteuerung ein Drehzahl-Sollwert n_s als Eingangsgröße zugeführt. Der von dem Elektromotor 25 aufgenommene Strom i_Mi ist ein Maß für die auf die Schubstange 27 wirkende Kraft. Der Strom i_Mi ist der in der Fig. 3 dargestellten Steuereinrichtung als Eingangs­ signal zugeführt. Das Schubgetriebe 26 formt die Drehbewegung des Elektromotors 25 in eine Längsbewegung der Schubstange 27 um, die den Abtrieb des Schubgetriebes 26 bildet. Eine Kupp­ lung 28 verbindet die Schubstange 27 über eine Kolbenstange 31 mit dem Kolben 32 eines Gleichgangzylinders 33. Entspre­ chend der Veröffentlichung "Grundlagen und Komponenten der Fluidtechnik - Der Hydraulik Trainer, Band 1" der Mannesmann Rexroth GmbH, RD 00290/10.91 (2. Auflage, 1991), Seiten 124 bis 125, ist hier als Gleichgangzylinder ein doppeltwirkender Zylinder mit beidseitigen Kolbenstangen bezeichnet, bei dem die Durchmesser der beiden Kolbenstangen auch unterschiedlich groß sein können. Der Gleichgangzylinder 33 ist an der ver­ schiebbaren Teilbacke 17 gehalten. Auf der von der Schubstan­ ge 27 abgewandten Seite ist der Kolben 32 mit einer zweiten Kolbenstange 34 verbunden. Die Kolbenstange 34 taucht in eine weitere Kammer 35 ein. Die Kammer 35 ist über ein erstes Rückschlagventil 36 mit der stangenseitigen Kammer 40 eines Differentialzylinders 41 verbunden. Zusätzlich ist die Kammer 35 über ein Nachsaugventil 42 mit einem Tank 43 verbunden. Der Differentialzylinder 41 ist an der Teilbacke 16 gehalten. Er ist über eine Kolbenstange 45 mit der Teilbacke 17 ver­ bunden. Der Kolben des Differentialzylinders 41 ist mit dem Bezugszeichen 46 versehen und die bodenseitige Kammer mit dem Bezugszeichen 47. Ein Wegumformer 50 formt das Ausgangssignal eines Wegaufnehmers 51, der mit dem Kolben 46 verbunden ist, in ein elektrisches Signal x_i um, das ein Maß für die Posi­ tion des Kolbens 46 und damit auch ein Maß für den Abstand zwischen den Teilbacken 16 und 17 ist. Ein Druckumformer 52 formt den Druck in der Kammer 40 in ein diesem entsprechendes elektrisches Signal p_i um. Eine hydraulische Steuereinrich­ tung in Form eines Proportionalventils 53 steuert in Abhän­ gigkeit von einem Stellsignal y_V1 den Druckmittelfluß von einer Pumpe 54 zu dem Differentialzylinder 41 und von diesem zum Tank 43. Zwischen der Pumpe 43 und dem Proportionalventil 41 ist ein Rückschlagventil 55 angeordnet. Ein Druckbegren­ zungsventil 56 begrenzt in üblicher Weise den Ausgangsdruck der Pumpe 54. Zwischen der Pumpe 54 und dem Gleichgangzylin­ der 33 ist eine hydraulische Steuereinrichtung in Form eines Schaltventils 60 mit drei Schaltstellungen angeordnet. Das Schaltventil 60 steuert in Abhängigkeit von einem Stellsignal y_V2 den Druckmittelfluß von der Pumpe 54 zu dem Gleichgang­ zylinder 33 und von diesem zu dem Tank 43. Mit den Bezugs­ zeichen 62, 63 und 64 sind Dichtungen bezeichnet.

Um die Teilbacke 17 gleichmäßig mit Kraft zu beaufschlagen, ist zusätzlich zu dem Elektromotor 25 ein weiterer Elektro­ motor 25* vorgesehen, der über ein Schubgetriebe 26*, eine Schubstange 27* und eine Kupplung 28* mit der Kolbenstange 31* eines dem Gleichgangzylinder 33 entsprechenden weiteren Gleichgangzylinders verbunden ist. Mit 45* ist die Kolben­ stange eines dem Differentialzylinder 41 entsprechenden weiteren Differentialzylinders bezeichnet. Aufbau und Druck­ mittelversorgung des weiteren Gleichgangzylinders und des weiteren Differentialzylinders entsprechen den bereits oben beschriebenen Zylindern.

Die Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer Steuerung für die obere Hälfte der in der Fig. 1 dargestellten Spannvorrich­ tung. Die Steuerung der mit einem * versehenen Komponenten der unteren Hälfte der in der Fig. 1 dargestellten Spannvor­ richtung erfolgt in entsprechender Weise. In einer übergeord­ neten Maschinensteuerung 70 sind die für die Steuerung des Arbeitsablaufs der Fertigungsmaschine erforderlichen Para­ meter und Sollwerte gespeichert. Die Maschinensteuerung 70 führt dem Elektromotor 25 den Drehzahl-Sollwert n_s zu. Die Maschinensteuerung 70 bestimmt über das Stellsignal y_V2 die Stellung des Steuerkolbens des Schaltventils 60 und steuert über das Stellsignal y_V3 die Rastvorrichtung 15. Die Maschi­ nensteuerung 70 führt einer elektrischen Steuereinrichtung 71 einen Positions-Sollwert x_s für die Position des Kolbens 46, einen Strom-Sollwert i_Ma für den Elektromotor 25, einen Schwellenwert i_Mu für die Umschaltung von Positionsregelung auf Kraftregelung, ein Stellsignal y_V10 und ein Umschaltsig­ nal y_u zu. Der Strom-Sollwert i_Ma bestimmt den Maximalwert der Kraft, mit der der Elektromotor 25 die Schubstange 27 gegen die Teilbacke 17 drückt. Wie oben bereits beschrieben, sind der Steuereinrichtung 71 von der in der Fig. 1 darge­ stellten Spannvorrichtung der Strom-Istwert i_Mi des Elektro­ motors 25, der Positions-Istwert x_i des Kolbens 46 und der Druck-Istwert p_i in der Kammer 40 als elektrische Spannungs­ signale zugeführt. Der Strom-Istwert i_Mi ist hier ein Maß für die Kraft, mit der der Elektromotor 25 die Schubstange 27 gegen die Teilbacke 17 drückt. Der Positions-Istwert x_i des Kolbens 46 ist ein Maß für den Abstand zwischen den Teil­ backen 16 und 17 der Spannbacke 13. Die Steuereinrichtung 71 verarbeitet diese Signale zu dem Stellsignal y_V1, das die Stellung des Steuerkolbens des Proportionalventlis 53 be­ stimmt. Ein Differenzbildner 75 bildet aus dem Strom-Sollwert i_Ma und dem Strom-Istwert i_Mi des Elektromotors 25 eine Regeldifferenz x_di. Ein Differenzierglied 76 bildet aus dem Druck-Istwert p_i die zeitliche Ableitung des Druck-Istwerts. Zur Verbesserung des Regelvorgangs wird dieses Signal in einer Recheneinrichtung 77 mit der Regeldifferenz x_di ver­ knüpft und einem Kraftregler 78 zugeführt, der ein Stellsig­ nal y_K für einen Kraftregelkreis bildet. Ein Differenzbildner 80 bildet aus dem Positions-Sollwert x_s und dem Positions- Istwert x_i des Kolbens 46 eine Regeldifferenz x_dx, die einem Positionsregler 81 zugeführt ist. Der Positionsregler 81 bildet ein Stellsignal y_x für einen Abstandsregelkreis. Eine Umschalteinrichtung 83 mit zwei gesteuerten Umschaltern 84, 85 führt dem Proportionalventil 53 entweder das Stellsignal y_K, das Stellsignal y_x oder ein konstantes Stellsignal y_V10 als Stellsignal y_V1 zu. Ein Vergleicher 88 schaltet den Umschalter 84 in die untere Stellung, wenn der Strom-Istwert i_Mi des Elektromotors 25 größer als der Schwellenwert i_Mu ist. Der Schwellenwert i_Mu ist so gewählt, daß er zwischen dem größten beim Verfahren der Spannbacke 13 auftretenden Wert und dem Wert i_Ma liegt. Befindet sich gleichzeitig der Umschalter 85 in der oberen Stellung, ist das dem Propor­ tionalventil 53 zugeführte Stellsignal gleich dem Stellsignal y_K und der Kraftregelkreis ist wirksam. Ist der Strom-Istwert i_Mi des Elektromotors 25 kleiner als der Schwellenwert i_Mu, schaltet der Vergleicher 88 den Umschalter 84 in die obere Stellung. Befindet sich der Umschalter 85 gleichzeitig in der oberen Stellung, ist das dem Proportionalventil 53 zugeführte Stellsignal gleich dem Stellsignal y_x und der Abstandsregel­ kreis ist wirksam. Befindet sich der Umschalter 85 aufgrund eines von der Maschinensteuerung 70 abgegebenen Stellsignals y_u, das einem Magneten 89 zugeführt ist, in der unteren Stel­ lung, sind sowohl der Kraftregelkreis als auch der Abstands­ regelkreis unterbrochen. Das dem Proportionalventil 53 zuge­ führte Stellsignal ist gleich dem konstanten Stellsignal y_V10, das so gewählt ist, daß sich der Steuerkolben des Pro­ portionalventils 53 in einer neutralen Stellung, in diesem Fall in der Mittelstellung befindet. In dieser Stellung sind die Kammern 40 und 47 des Differentialzylinders 41 gedrosselt miteinander, mit der Pumpe 54 und mit dem Tank 43 verbunden.

Zum Schließen der Spannvorrichtung zieht das Schubgetriebe 26 in einem ersten Schritt die mit ihm gekoppelte Teilbacke 17 gegen die ortsfeste Spannbacke 11. Die Teilbacke 17 nimmt dabei die Teilbacke 16 mit. Da beim Verfahren der Teilbacken 16 und 17 der von dem Elektromotor 25 aufgenommene Strom i_Mi kleiner als der Schwellenwert i_Mu ist, ist dem Proportional­ ventil 53 das Stellsignal y_x zugeführt und der Abstandsregel­ kreis, der den Abstand zwischen den Teilbacken 16 und 17 kon­ stant hält, ist wirksam. Der Kolben 32 des Gleichgangzylin­ ders 33 liegt dabei am rechten Anschlag an, er kann aber auch in einer Zwischenlage eingespannt sein. Hat die Teilbacke 17 die Spannbacke 11 erreicht, verriegelt die Maschinensteuerung 70 die Rastvorrichtung 15. Die Maschinensteuerung 70 schaltet den Steuerkolben des Schaltventils 60 in die Stellung, in der die rechte, mit dem Bezugszeichen 92 versehene Kammer des Gleichgangzylinders 33 mit der Kammer 20 verbunden ist. Zieht der Elektromotor 25 nun in einem zweiten Schritt den Kolben 32 weiter in Schließrichtung, wird aus der Kammer 92 Druck­ mittel in die Kammer 20 verdrängt und die Teilbacke 17 wird dabei gegen die Spannbacke 11 gepreßt. Die Flächenverhält­ nisse der druckbeaufschlagten Flächen sind so gewählt, daß eine Erhöhung der von dem Elektromotor 25 auf den Kolben 32 ausgeübten Kraft erfolgt. In diesem Schritt wird die Schub­ stange 27 auf Zug beansprucht. Da die Schubstange 27 bei Zug­ beanspruchung mit einer größeren Kraft beaufschlagt werden kann als bei einer Druckbeaufschlagung zulässig ist, ist eine Begrenzung der von dem Elektromotor 25 auf die Schubstange 27 ausgeübten Zugkraft nicht erforderlich.

Das Öffnen der Spannvorrichtung erfolgt ebenfalls in zwei Schritten. In dem ersten Schritt bleibt die Rastvorrichtung 15 verriegelt. Der Steuerkolben des Schaltventils 60 ist in eine Stellung geschaltet, in der die Kammer 20 zum Tank 43 entlastet ist. Die zum Öffnen der Form 23 erforderliche Kraft ist größer als die Kraft, die die Schubstange 27 bei Druck­ beaufschlagung übertragen kann, ohne sich unzulässig durchzu­ biegen. Der von dem Elektromotor 25 aufgenommene Strom i_Mi steigt auf einen Wert an, der größer als der Schwellenwert i_Mu ist. Der Vergleicher 88 schaltet den Umschalter 84 daher in die untere Stellung, in der der Kraftregelkreis wirksam ist. Die Pumpe 54 beaufschlagt die Kammer 40 mit Druckmittel und unterstützt hierdurch die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft. Der Kraftregler 78 steuert das Proportionalventil 53 so an, daß der von dem Elektromotor 25 aufgenommene Strom i_Mi gleich dem Schwellenwert i_Ma ist. Zusätzlich unterstützt aus der Kammer 35 verdrängtes Druckmittel, das der Kammer 40 über das Rückschlagventil 36 zugeführt ist, das Aufreißen der Form 23. Ist die Form 23 aufgerissen, entriegelt die Maschinen­ steuerung 70 für den zweiten Schritt des Öffnungsvorgangs die Rastvorrichtung 15. Der von dem Elektromotor 25 beim Verfah­ ren der Spannbacke 13 in Öffnungsrichtung aufgenommene Strom i_Mi ist kleiner als der Schwellenwert i_Mu. Somit schaltet der Vergleicher 88 den Umschalter 84 wieder in die obere Stel­ lung, d. h. von Kraftregelung auf Abstandsregelung. Alter­ nativ zu der Abstandsregelung kann dem Proportionalventil 53 während des zweiten Schritts des Öffnungsvorgangs das Stell­ signal y_V10 zugeführt werden, das den Steuerkolben des Pro­ portionalventils 53 in die Mittelstellung schaltet.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau einer zweiten erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in schematischer Darstellung. Diese Spann­ vorrichtung entspricht in ihren wesentlichen Teilen der in der Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung. Gleiche Bauteile sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 versehen. Die in der Fig. 2 dargestellte Spannvorrichtung weist ebenfalls eine ortsfeste Spannbacke 11 und eine aus zwei Teilbacken 16 und 17 gebildete, entlang einer Führungs­ einrichtung 12 verschiebbare Spannbacke 13 auf. Die Führungs­ einrichtung 12 ist in gleicher Weise wie in der Fig. 1 auf­ gebaut. Zwischen den Teilbacken 16 und 17 ist eine Kammer 20 für die Aufnahme von hydraulischem Druckmittel ausgebildet. An den Teilbacken 16 und 17 sind zwei Teilformen 21 bzw. 22 einer Form 23 gehalten. An der Teilbacke 17 ist ein Differen­ tialzylinder 95 gehalten. Ein mit einer Kolbenstange 96 ver­ bundener Kolben 97 teilt den Differentialzylinder 95 in eine stangenseitige Kammer 98 und in eine bodenseitige Kammer 99. An der ortsfesten Spannbacke 11 ist ein Elektromotor 25 gehalten. Ein Schubgetriebe 26 formt die Drehbewegung des Elektromotors 25 in eine Längsbewegung der Schubstange 27 um, die eine Kupplung 28 auf die Kolbenstange 96 des Differen­ tialzylinders 95 überträgt. Ein Schaltventil 60, dessen Stel­ lung durch ein Stellsignal y_V2 bestimmt ist, verbindet die Kammer 98 in einer ersten Stellung mit einer Pumpe 54 und in einer zweiten Stellung mit der Kammer 20. In der Mittelstel­ lung des Schaltventils 60 ist sowohl die Kammer 98 als auch die Kammer 20 abgesperrt. Anstelle des Schaltventils 60 mit drei Schaltstellungen läßt sich ein 2-Wege-Schaltventil ver­ wenden, wenn die Mittelstellung des Schaltventils 60 nicht benötigt wird. Die Kammer 99 ist unabhängig von der Stellung des Schaltventils 60 ständig mit dem Tank 43 verbunden. Wie in der Fig. 1 ist ein Differentialzylinder 41 an der Teil­ backe 16 gehalten, dessen Kolbenstange 45 mit der Teilbacke 17 verbunden ist. Das Proportionalventil 53 steuert den Druckmittelfluß von der Pumpe 54 zu den Kammern 40 und 47 des Differentialzylinders 41 entsprechend dem Stellsignal y_V1. Die mit einem * versehenen Bauteile sind - wie im Zusammen­ hang mit der Fig. 1 beschrieben - vorgesehen, um die Teil­ backe 17 gleichmäßig mit Kraft zu beaufschlagen.

Die Steuerung der in der Fig. 2 dargestellten Spannvorrich­ tung erfolgt in gleicher Weise wie die Steuerung der in der Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung durch die in der Fig. 3 dargestellte elektrische Steuereinrichtung 71 in Verbindung mit der übergeordneten Maschinensteuerung 70. Die Steuerein­ richtung 71 erhält von der in der Fig. 2 dargestellten Spannvorrichtung den Positions-Istwert x_i des Kolbens 46, den Druck-Istwert p_i in der Kammer 40 und den Strom-Istwert i_Mi des Elektromotors 25. Die in der Fig. 2 dargestellte Spann­ vorrichturig erhält von der Steuereinrichtung 71 das Stellsig­ nal y_V1 für das Proportional 53 und von der Maschinensteue­ rung 70 das Stellsignal y_V2 für das Schaltventil 60, das Stellsignal y_V3 für die Rastvorrichtung 15 sowie den Dreh­ zahl-Sollwert n_s für den Elektromotor 25. Die Verknüpfung der einzelnen Signale erfolgt in der gleichen Weise wie oben im Zusammenhang mit der Steuerung der in der Fig. 1 dargestell­ ten Spannvorrichtung beschrieben.

Die auf die Schubstange 27 wirkende Kraft kann - wie oben beschrieben - aus dem von dem Elektromotor 25 aufgenommenen Strom i_Mi ermittelt werden. Es ist aber auch möglich, die auf die Schubstange 27 wirkende Kraft mit einem im Kraftfluß angeordneten Kraftsensor direkt zu erfassen oder über eine Druckmessung in der stangenseitigen Kammer des Gleichgang­ zylinders 33 oder in der Kammer 20 zu ermitteln.

Claims (15)

1. Elektromechanische Spannvorrichtung mit hydrauli­ scher Unterstützung für eine Fertigungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfaßt:

• - zwei Spannbacken (11, 13), an denen jeweils eine Teilform (21, 22) einer geteilten Form (23) gehalten ist,
• - eine (11) der Spannbacken ist ortsfest und die andere (13) ist gegenüber dieser Spannbacke verschiebbar angeordnet,
• - ein von einem Elektromotor (25) angetriebenes Schubgetriebe (26) bewegt die verschiebbare Spannbacke (13) entlang einer Führungseinrichtung (12),
• - die verschiebbare Spannbacke (13) ist in zwei Teilbacken (16, 17) geteilt, die in Richtung der Führungseinrichtung (12) gegeneinander verschiebbar sind, zwischen den Teil­ backen (16, 17) ist eine Kammer (20) für die Aufnahme von Druckmittel gebildet,
• - die erste Teilbacke (16) ist entlang der Führungseinrich­ tung (12) verschiebbar und gegenüber dieser verriegelbar,
• - eine (17) der beiden Teilbacken ist mit einem ersten Zylin­ der (33) versehen, dessen Kolben (32) mit dem Abtrieb (27) des Schubgetriebes (26) gekoppelt ist,
• - zum Schließen der Spannvorrichtung zieht das Schubgetriebe (26) in einem ersten Schritt die mit ihm gekoppelte Teil­ backe (17) unter Mitnahme der anderen Teilbacke (16) gegen die ortsfeste Spannbacke (11), in einem zweiten Schritt fördert das Schubgetriebe (26) bei gegenüber der Führungs­ einrichtung (12) verriegelter erster Teilbacke (16) Druck­ mittel aus dem ersten Zylinder (33) in die Kammer (20) zwischen den beiden Teilbacken (16, 17),
• - zum Öffnen der Spannvorrichtung zieht ein zweiter, zwischen den beiden Teilbacken (16, 17) angeordneter Zylinder (41) in einem ersten Schritt bei gegenüber der Führungseinrich­ tung (12) verriegelter erster Teilbacke (16) und druckent­ lasteter Kammer (20) zwischen den Teilbacken (16, 17) die zweite Teilbacke (17) gegen die erste Teilbacke (16), nach dem Öffnen der Form (23) drückt das Schubgetriebe (26) in einem zweiten Schritt bei von der Führungseinrichtung (12) entriegelter erster Teilbacke (16) die mit ihm gekoppelte Teilbacke (17) unter Mitnahme der ersten Teilbacke (16) in Öffnungsrichtung.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilbacken (16, 17) bei geschlossener Spannvorrichtung von einander beabstandet sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Regelkreis vorgesehen ist, der den Abstand zwischen den beiden Teilbacken (16, 17) während des ersten Schritts des Schließvorgangs konstant hält.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (12) mit einer Rastteilung versehen ist, mit der eine an der ersten Teilbacke (16) gehaltene Rastvorrichtung (15) zusammenwirkt.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinder (41) in dem ersten Schritt des Öffnungsvorgangs derart mit Druckmittel beaufschlagt ist, daß sich der Abstand zwischen den beiden Teilbacken (16, 17) verringert.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schubgetriebe (26) den Öffnungsvorgang unterstützt, wobei die Druckmittelbeaufschlagung des zweiten Zylinders (41) derart gesteuert ist, daß die Kraft, die das Schubgetriebe (26) auf die zweite Teilbacke (17) ausübt, einen vorgebbaren Schwellenwert (i_Ma) nicht überschreitet.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der von dem Elektromotor (25) aufgenommene Strom (i_Mi) einem Kraftregler (78) als Istwert für die von dem Schubgetriebe (26) auf die zweite Teilbacke (17) ausge­ übte Kraft zugeführt ist und daß dem Kraftregler (78) der vorgebbare Schwellenwert (i_Ma) als Sollwert für diese Kraft zugeführt ist.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aus dem Istwert des von dem Elektromotor (25) aufgenommenen Stroms (i_Mi) und dem vorgebbaren Schwel­ lenwert (i_Ma) gebildeten Regeldifferenz (x_di) die zeitliche Ableitung des Drucks (p_i), mit dem der Kolben (46) des zweiten Zylinders (41) beaufschlagt ist, überlagert ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position (x_i) des Kolbens (46) des zweiten Zylinders (41) einem Positionsregler (81) als Istwert für den Abstand zwischen den beiden Teil­ backen (16, 17) zugeführt ist und daß dem Positionsregler (81) ein den Abstand zwischen den beiden Teilbacken (16, 17) bestimmender Sollwert (x_s) zugeführt ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 in Verbin­ dung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stell­ signal (y_x) des Positionsreglers (81) einer hydraulischen Steuereinrichtung (53) zugeführt ist, wenn der von dem Elek­ tromotor (25) aufgenommene Strom (i_Mi) kleiner als ein zwei­ ter Schwellenwert (i_Mu) ist, und daß der hydraulischen Steu­ ereinrichtung (53) das Stellsignal (y_K) des Kraftreglers (78) zugeführt ist, wenn der von dem Elektromotor (25) aufgenom­ mene Strom (i_Mi) größer als der zweite Schwellenwert (i_Mu) ist, wobei der zweite Schwellenwert (i_Mu) so gewählt ist, daß er zwischen dem für das Verfahren einer Spannbacke (13) maxi­ mal erforderlichen Strom und dem ersten Schwellenwert (i_Ma) liegt.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine neutrale Stellung der hydraulischen Steu­ ereinrichtung (53) vorgesehen ist, in der die Kammern (40, 47) des zweiten Zylinders (41) über Drosseln miteinander sowie mit der Pumpe (54) und dem Tank (43) verbunden sind.

12. Spannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Umschalteinrichtung (83) vorgesehen ist, die der zweiten hydraulischen Steuereinrichtung (53) das Stellsignal (y_x) des Positionsreglers (81), das Stellsignal (y_K) des Kraftreglers (78) oder ein konstantes Stellsignal (y_V10) für die neutrale Stellung zuführt.

13. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maschinensteue­ rung (70) vorgesehen ist, die die einzelnen Schritte des Arbeitsablaufs der Fertigungsmaschine steuert.

14. Spannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die für die Steuerung des Arbeitsablaufs der Fertigungsmaschine erforderlichen Parameter und Sollwerte in der Maschinensteuerung (70) gespeichert sind.

15. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder ein Gleichgangzylinder (33) ist, dessen von dem Schubgetriebe (26) abgewandte Kolbenstange (34) in eine weitere Kammer (35) eintaucht, daß die weitere Kammer (35) über ein erstes Rückschlagventil (36) mit einer Kammer (40) des zweiten Zylinders (41) verbunden ist und daß die weitere Kammer (35) des Gleichgangzylinders (33) über ein Nachsaugventil (42) mit Tank (43) verbunden ist.