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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem
für eine
Spritzgiessmaschine mit einem motorisch angetriebenen Hebelsystem
für die
kontrollierte Formbewegung und für
den Schliesskraftaufbau, ferner eine Druckgießmaschine mit einem solchen
Antriebssystem.
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Der Formschluss ist ein zentraler
Teil einer Spritzgiessmaschine und insofern sehr anspruchsvoll,
als einerseits enorme Kräfte
für die
Formanpressung aufgebracht und andererseits höchste Anforderungen an die
Bewegungskontrolle gestellt werden. Die Formbewegung ist im Hinblick
auf den eigentlichen Spritzgiessprozess eine Verlustzeit. Das Bestreben
ist deshalb, die Formbewegungen in möglichst kurzer Zeit sowohl
beim Formöffnen
wie beim Formschliessen durchzuführen.
Unabhängig
der Antriebsmittel haben sich für
den Formschluss Kurbel- und Kniehebelsysteme, in der Folge zur Vereinfachung
auch Hebelsystem genannt, am besten bewährt. Die neue Erfindung geht
denn auch von Kurbel- und Kniehebelsystemen, in Kombination mit
einem motorischen Antrieb, aus. Ein elektromotorischer Antrieb hat
den enormen Vorteil, dass damit im Vergleich zu einem hydraulischen
Antrieb mit Hydraulikzylindern Verlustenergien durch Bremsenergierückgewinnung
in hohem Ausmass vermeidbar sind. Mit dem motorischen Antrieb kann
die Formbewegung bis zu höchsten
Anforderungen durchgeführt und
kontrolliert werden. Kurbel- und Kniehebelsysteme gestatten, in
der Nähe
der Totlage maximale Kräfte
für die
Formanpressung aufzubringen. Man unterscheidet bei Spritzgiessmaschinen
zwei Typen, die sogenannten holmlosen Maschinen und Spritzgiessmaschinen
mit Holmen.
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Die 1 und 2 sowie 3a und 3b zeigen schematisch
Kurbel- und Kniehebelsysteme des Standes der Technik, im Sinne von
Schulbeispielen. Die 1 zeigt
den klassischen Kurbeltypus und die 2 einen
sinngemässen
Exzenterantrieb. Die beiden Lösungen
gemäss 1 und 2 arbeiten identisch, vorausgesetzt,
dass alle entsprechenden geometrischen Abmessungen identisch sind.
Die 1 und 2 zeigen nur den Bereich
Formschluss 2 einer Spritzgiessmaschine 1 . Das
Maschinenbett 13 ist angedeutet. Eine Endstütze 3 weist
eine Verankerung 4 mit einer Lagerstelle 5 für die Kurbelwelle 6 auf.
Eine Kurbel 7 ist mittels Keilverbindung 8 starr mit
der Kurbelwelle 6 verbunden, so dass die Kurbel 7 die
Drehbewegung der Kurbelwelle 6 zwangsweise mitmacht. Ein
Pleuel 9 ist über
ein Drehgelenk 10 mit der Kurbel 7 sowie über eine
Lagerstelle 11 mit der beweglichen Formplatte 12 verbunden.
Wenn die Endstützenplatte 3 gegenüber dem
Maschinenbett 13 verankert und die Antriebsplatte 12 gleitfähig auf dem
Maschinenbett abgestützt
ist, wie mit Rollen 14 angedeutet ist, führt die
Antriebsplatte 12 zwangsweise eine Linearbewegung entsprechend
der Drehbewegung der Kurbel 7 durch. Der Unterschied der 2 liegt allein in einer
Exzenterscheibe 15. In den 1 und 2 ist der Antrieb für die Kurbelwelle 6 nicht dargestellt.
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Die 3a und 3b zeigen eine Spritzgiessmaschine,
jedoch ohne Spritzaggregat. Die 3a zeigt
die beiden Formhälften 20 und 21 in
geschlossener und die 3b in
geöffneter
Position, mit einem vollen Öffnungsweg
mit den Bezugszeichen 22. Die Formhälfte 20 ist starr
verbunden mit der beweglichen Antriebsplatte 12. Sowohl
die Endstützplatte 3 wie
auch die Endstütze 23 ist
mittels Schraubverbindung 24 mit dem Maschinenbett 13 fest
verbunden. Die Kräfte
aus dem Schliesskraftaufbau werden über Holmen 30 abgefangen,
welche über
Verankerungen 27 und 28 die Entdstützplatte 3 mit
der Endstütze 23 verbinden.
Die Antriebsplatte 12 ist über Lagerstellen 29 auf
den Holmen 25 und 26 gleitfähig gelagert. Die 3a und 3b zeigen ein klassisches Kniehebelsystem
mit einem ersten Hebel 31 sowie einem zweiten Hebel 32.
Der erste Hebel 31 ist über
ein Drehlager 33 mit der Endstützplatte 3 und der
zweite Hebel 32 mit der beweglichen Antriebsplatte 12 über ein Drehlager 34 verbunden.
Beide Hebel 31 und 32 sind über das Kniegelenk 35 verbunden,
wobei an dem Kniegelenk die Kolbenstange 36 eines hydraulischen Zylinders 37 angreift.
Der hydraulische Zylinder 37 ist über einen Drehzapfen 25 gelenkig
dem Maschinenbett 13 gegengehalten, so dass durch die Kolbenbewegung
das Kniegelenk 35 zwischen einer gestreckten und einer
angezogenen Lage bewegbar ist. Über die
Betätigung
des Zylinders 37 bzw. der Kolbenstange 36 wird
die bewegliche Formhälfte
zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt. In den 3a und 3b ist das Spritzaggregat nur als Bezugszeichen 26 angedeutet.
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Wichtig ist in jedem Fall, dass der
Kraftangriff der Kurbel bzw. des Kniegelenkes über die Lagerstelle 11 bzw. 34 möglichst
etwa in der virtuellen Bewegungsachse 40 der beweglichen
Form liegt. Dadurch können
zusätzliche
Seitenkräfte
aus den grossen Kräften
des Formschlusses und entsprechende Belastungen auf die Lagerstellen
der beweglichen Antriebsplatte 12 vermieden werden.
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Die 4a und 4b zeigen das Kniehebelsystem
der 1 und 2 in vergrösserter
Form. Nur als ein Beispiel ist in der 4a die
Kraft PDW aus dem Antriebsmoment eingezeichnet.
Entsprechend der momentanen Wirkrichtung kann PD in
eine vertikale Kraft PD–V sowie eine horizontale
Kraft PD–H aufgeteilt werden.
Diese Kräfte
müssen
von der Maschinenkonstruktion abgefangen werden. Die horizontale Kraft
wird für
die Formbewegung gebraucht. Völlig anders
ist die Auswirkung der Vertikalkraft PD–V.
Diese muss direkt über
die Lagerstelle 41 abgefangen werden. Das gleiche gilt
für die
Krafteinwirkung auf das Drehgelenk. Die Kraft Ps–w kann auch hier aufgeteilt
werden in eine Horizontalkraft Ps–H sowie eine Vertikalkraft
Ps–V.
Mit der Horizontalkraft Ps–H wird
die bewegliche Formträgerplatte 2 verschoben. Über die
Lagerstellen 42 muss je die halbe Kraft von Ps–V auf den
Ständer 1 aufgenommen
werden. Mit dem Buchstaben W soll angedeutet werden, dass es sich
um eine wechselnde Kraft handelt. Der Haupteinflussfaktor auf die
Kräfteaufteilung
sowie die Grösse
der Kraft ergibt sich aus der jeweiligen Stellung der Hebel zwischen
der zurückgezogenen
und der gestreckten Knielage sowie der erforderlichen Beschleunigungs-Verschiebe-
und Anpresskraft für die
bewegliche Formträgerplatte 2.
Mit in die Rechnung müssen
die Seitenkräfte
infolge der Vertikalkraft PD–V und Ps–v und der
entsprechenden Reibkräfte
der Lagerstellen 41 und 42 genommen werden.
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In der 5 ist
mit der dünnen
ausgezogenen Linie 45 der theoretische Kraftverlauf der
Kurbel dargestellt. Die dicke Linie 44 zeigt die F/S-Kennlinien
der Dehnung der Säulen.
Betrachtet man den Kraftverlauf eines Kniehebels bis in die Totpunktnähe bzw.
bis kurz vor der vollständig
gestreckten Lage gemäss 5, dann erkennt man die
geradezu ideale Anpassung an den Kraftbedarf für die Formbewegung sowie den
Druckaufbau für
die Formanpressung. Letzterer stimmt mit der maximalen Kraftübersetzung
des Kniehebels in Totpuntknähe überein.
Es ergibt sich aus den bisherigen Ausführungen Kurbel- und Kniehebelsysteme
sind eine optimale Kraftübersetzung
in Bezug auf den Kräfteaufbau
für die
Formbewegung sowie den Druckaufbau für die Formanpressung. Kurbel-
und Kniehebelsysteme des Standes der Technik bauen jedoch relativ
lang und benötigen
verhältnismässig grosse
Motoren. Es treten stets wechselnde Vertikalkräfte auf, welche direkt die Reibkräfte für die verschiebbaren
Teile beeinflussen.
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Der Erfindung wurde nun die Aufgabe
gestellt, einen Formschluss zu entwickeln, der die Vorteile eines
Kurbel- bzw. Kniehebelsystems nutzen kann, möglichst kurz baut und die Verwendung
von kleineren Motoren zulässt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment und
das Gegenmoment in einem Hebelsystem übertragen wird mit wenigstens
zwei gegenläufigen
Doppelkurbeln, mit beidseits von dem Antrieb abstehenden Kurbelhebeln
mit je einer Pleuel zur Erzeugung einer gestreckten und einern angezogenen Lage.
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Gemäss einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung werden die seitlichen Kräfte bzw. die Querkärfte mit
einem Hebelsystem bestehend aus je zwei auf jeder Maschinenseite
scherenartig angeordneten Doppelkniehebeln ausgeglichen. Dabei wird das
Längenverhältnis jedes
Kurbelhebels (a, c) zu dem Pleuel (b, d) gleich oder im Verhältnis nach
der Formel (a : b = c : d) festgelegt.
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Vorteilhafterweise wird das Gewicht
des Antriebs in der angezogenen Lage und in der gestreckten Lage über feste
Maschinenbettteile getragen.
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Das erfindungsgemässe Antriebssystem ist dadurch
gekennzeichnet, dass das Hebelsystem wenigstens zwei gegengleiche
Doppelkurbeln aufweist, mit beidseits von dem Antrieb abstehenden
Kurbelhebeln mit je einer Pleuel zur Erzeugung einer gestreckten
und einer angezogenen Lage, wobei vom Antrieb sowohl das Antriebsmoment
wie das Gegenmoment direkt nutzbar ist für die Umsetzung der rotativen
Bewegung des Antriebes in die Linearbewegung sowie dem Scliesskraftaufbau
der Form. Aus geometrisch zwingenden Gründen nutzt eine Doppelkurbel
alle Vorteile sowohl eines Kurbel- wie eines Kniehebelsystems. Die
neue Erfindung erlaubt verschiedene Lösungswege. Im Zentrum der neuen
Lösung
ist die gleichzeitige und direkte Ausnutzung sowohl des Antriebsdrehmomentes
wie auch des Gegenmomentes für
die Umsetzung der rotativen Bewegung in die Linearbewegung, dies
im Gegensatz zu den Lösungen
des Standes der Technik, wo das Gegenmoment auf feststehende Teile
der Maschine abgefangen wird.
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Das Hebelsystem kann zweifach oder
vierfach ausgestaltet werden, wobei der elektromotorische Antrieb
als Torque- oder als Getriebemotor ausgebildet und zentral etwa
in einer virtuellen Bewegungsachse der Form angeordnet ist. Die
vierfache Anwendung der Doppelkurbel hat den enormen Vorteil, dass
entsprechend einer Scherenkonstruktion keine Quer- oder Seitenkräfte mehr
erzeugt werden.
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Alle Lösungen haben gemeinsam, dass
gegenüber
dem Stand der Technik kleinere Motoren, insbesondere Motoren mit
kleinerem Abtriebsdrehmoment verwendet werden können. Die Baulänge des
Formschlusses wird wesentlich kürzer,
oder es kann ein viel grösserer
Hub erreicht werden. Entgegen einer anfäng-lichen Vermutung wird der
konstruktive Aufbau wesentlich weniger komplex. Dies liegt vor allem
auch daran, dass das Hebelsystem aus vielen gleichen Teilen besteht.
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Die Doppelkurbel baut sehr kurz,
da die Hebelbewegung auf zwei Seiten gleichzeitig ausgenützt wird.
Ein Kernstück
der neuen Lösung
liegt darin, dass der Antrieb im Zentrum der Doppelkurbel angeordnet
ist, wobei das Hebelsystem mit gegengleichen Kurbeln ausgebildet
und vom Antrieb als Drehbewegungszentrum antreibbar ist. Die neue
Erfindung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen.
Es wird dazu auf die Ansprüche
7 bis 22 Bezug genommen.
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Das vierfache Hebelsystem wird scherenartig
und vorzugsweise symmetrisch zu einer virtuellen Formbewegungsachse
wirkend je auf einer Maschinenseite ausgebildet ist, wobei die vier
Hebelsysteme mit dem Antrieb eine gemeinsame Drehbewegungsaxe aufweisen.
Vorteilhafterweise wird wenigstens ein Hebelsystem von dem Rotor
und wenigstens ein zweites Hebelsystem von dem Stator eines Hohlwellenmotores
und entsprechen-den Abtriebswellen antreibbar.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltung
wird der Antrieb als Getriebemotor mit einer Antriebswellle und
das Getriebe verschwenkbar ausgebildet. Dabei ergeben sich wiederum
zwei Lösungsmöglichkeiten.
Der Antrieb kann als Getriebemotor mit zwei gegenlaufenden Antriebswellen,
oder als Getriebemotor mit zwei gleichlaufenden Antriebswellen mit
verschwenkbarem Getriebe ausgebildet werden. Ein enormer Vorteil
der neuen Lösungen
liegt darin, dass diese sowohl für
eine Holmmaschine wie für
auch eine holmlose Maschine einsetzbar sind.
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Die Lösung mit dem scherenartigen
Hebelsystem hat den ganz besonderen Vorteil, dass alle Seitenkräfte während der
ganzen Formbewegung total ausgeglichen werden. Durch den Wegfall
der wechselnden Vertikalkomponenten der Kräfte aus dem neuen Hebelsystem
ergeben sich konstante Reibkräfte
und somit ideale Voraussetzungen für eine bessere Kontrolle für die Steuerung/Regelung des
elektromotorischen Antriebes in Bezug auf die Formbewegung. Dies
ist interessant im Hinblick auf die grossen Kräfte der Beschleunigung und
Verzögerung
der Formbewegung und ganz besonders wichtig im Hinblick auf die
Formsicherung im Falle einer Störung
beim Formschliessen, z.B. wenn zwischen den Formen noch Fremdteile
sind. Die vom motorischen Antrieb aufzubringenden Bewegungskräfte sind
sehr nahe an den idealisierten Annahmen aus der Kurbelbewegung.
Es ergeben sich sehr vorteilhafte konstruktive Konzepte, wobei das
Hebelsystem einerseits an einer Endstützplatte mit dem Maschinenständer und andererseits
mit der beweglichen Antriebsplatte verbunden und der motorische
Antrieb im Hebelsystem getragen wird. Weil der Antriebsmotor dabei
mit dem Maschinenbett keine direkte Verbindung mehr hat und gelenkig
zwischen Stützplatte
und Formträgerplatte
getragen ist, werden neben dem Gewicht des motorischen Antriebes
im wesentlichen nur noch Horizontalkräfte erzeugt. Das Gewicht des Antriebes
wird in angezogener Lage durch das Hebelsystem getragen. In gestreckter
Lage kann das Gewicht z.B. durch Auflaufen auf eine Stützplatte
abgefangen werden.
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Vorzugsweise weist das Hebelsystem
einen am elektromotorischen Antrieb gelagerten Doppelantriebshebel
und an den beiden Abtriebsseiten des Doppelantriebshebels einen Übertriebshebel
auf. Dabei bildet das Hebelsystem mit einer, mit dem Maschinenständer verbundenen
Endstützplatte
sowie einer beweglich auf dem Maschinenständer gelagerten Antriebsplatte
eine Formschluss-Baugruppe. Die Formschluss-Baugruppe wird mit der beweglich auf dem
Maschinenständer
gelagerten Formträgerplatte über Säulen eine
Einbauhöhenverstellung
verbunden. Die Säulen
sind wie an sich bekannt, über
einen motorischen Verstellantrieb zur Einbauhöhenstellung in ihrer wirksamen
Länge einstellbar.
Mit einem motorischen Verstellantrieb wird die Lànge den Erfordernissen angepasst.
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Die neue Erfindung eignet sich besonders, um
holmlose Spritzgiessmaschinen zu bauen. Die Kräfte aus dem Formschluss werden
dabei über Ständerteile
abgefangen. Gleicherweise gestattet die neue Erfindung aber auch,
eine Holmmaschine auszubilden. Dabei wird die Endstützplatte
mit der düsenseitigen
Formaufspannplatte über
die Holmen verbunden. Die ganze Formschluss-Baugruppe wird verschiebbar
auf dem Maschinenständer
abgestützt.
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In der Folge wird die Erfindung nun
an Hand einiger Ausführungsbeispiele
mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es zeigen:
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die 1 und 2 zwei Hebelsysteme des Standes
der Technik, die 1 als
klassischen Kurbelantrieb und die 2 als
Exzenterantrieb;
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die 3a und 3b eine Holmmaschine des Standes
der Technik mit einem Kurbelantrieb;
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die 4a und 4b den Kurbelantrieb in grösserem Massstab,
die 4a in angezogener
und die 4b in gestreckter
Lage;
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die 5 ein
bekanntes Diagramm der Kräfte
eines Kniehebels über
dem letzten Teilstück
des Weges der bewegbaren Form vor der Totpunktlage;
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die 6a und 6b die neue Erfindung mit zwei
Doppelkurbeln, symmetrisch zu der virtuellen Bewegungsachse der
Form angeordnet;
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die 7 schematisch
die Aktions- und Reaktionskräfte
gemäss
neuer Erfindung;
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die 8a vereinfacht
und teils schematisch ein Grundriss der neuen Erfindung gemäss Pfeil
VIII der 6a und 6b;
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die 8b stark
vereinfacht einen Torquemotor in grösserem Massstab;
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die 9a und 9b die neue Lösung bei
einer holmlosen Maschine;
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die 10a, 10b und 10c die neue Lösung bei einer Holmmaschine;
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die 11a und 11b diagrammatisch je ein Konzept
mit zweifachem und vierfachem Hebelsystem;
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die 12a – 12d eine Lösung mit
Torquemotor sowie zweifachem Hebelsystem;
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die 13a – 13d eine Lösung mit
Torquemotor sowie vierfachem Hebelsystem;
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die 14a – 14d eine Lösung mit
Getriebemotor und zwei gegenlaufenden Antriebswellen und zweifachem
Hebelsystem;
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die 15a – 15d eine Lösung mit
Getriebemotor und einer Antriebswelle und zweifachem Hebelsystem;
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die 16a – 16d eine Lösung mit
Getriebemotor und vierfachem Hebelsystem;
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die 17a und 17b zwei Ausgestaltungen für den Antrieb
mit einer Mittelplatte einer Doppelmaschine.
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In der Folge wird auf die 6a und 6b sowie die 7 Bezug genommen. Die beiden 6a und 6b zeigen zwei kreuzweise angeordnete
Doppelkurbel 38, 39. In der 7 ist ein vorderer Doppelkurbel 38 zu
einem hinteren Doppelkurbel 39 symmetrisch zu einer virtuellen
Formbewegungsachse 40 angeordnet. In der 7 ist strichpunktiert in Quaderform in
schematischer Darstellung die räumliche Erstreckung
bezüglich
der wichtigsten Gelenke mit einer gemeinsamen Bewegungsachse 42 des
elektromotorischen Antriebes (mit Pfeilen MMot 43 und 44)
in der Mitte. Das vordere seitliche Rechteck R1 hat die vier Eckpunkte
unten links (R1 – ul),
unten rechts (R1 – ur),
oben links (R1 – ol)
und oben rechts (R1 – or).
Sinngemäss
hat das hintere seitliche Rechteck R2 die vier Eckpunkte unten links
(R2 – ul), unten
rechts (R2 – ur),
oben links (R2 – ol)
und oben rechts (R2 – or).
Jede der zwei Doppelkurbeln 38, 39 weist einen
beidseits von dem Antrieb abstehenden Kurbelhebel 45 auf.
An den beiden Abtriebsseiten des Kurbelhebel 45 ist je
ein Pleuel 46 und 47 mit einem entsprechenden
Hebelgelenk 48 und 49 angeordnet. Alle entsprechenden
Teile des hinteren Hebelsystems sind mit dem selben Bezugszeichen,
jedoch zusätzlich
mit einem *) bezeichnet. Aus der 7 ist
ersichtlich, dass die beiden Hebelsysteme 38 und 39 je
gegengleich angeordnet sind. Von links nach rechts betrachtet ist
der Pleuel 46 nach unten und der Pleuel 46* nach
oben geneigt. Der Kurbelhebel 45 ist nach oben und der
Kurbelhebel 45* von oben nach unten gerichtet.
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Das Sinngemässe gilt für den Pleuel 47, 47*. In
Bezug auf die zuvor beschriebenen Quaderformen befindet sich das
Hebelgelenk 48 in der Ecke R1 – ul und das Hebelgelenk 48* in
der Ecke R2 – ol.
Das Hebelgelenk 49 ist in der Ecke R1 – or und das Hebelgelenk 49* in
der Ecke R2 – ur.
Wichtig für
die Funktion des ganzen Formschlusses ist neben der je entgegengesetzten
Ausrichtung der beiden Hebelsysteme 38 und 39 auch
der je entgegengesetzte Drehsinn. Für das Strecken des Hebelsystems 38 bewegt
sich dieser um ein Antriebszentrum 50 im Uhrzeigersinne,
wohingegen das Hebelsystem 39 sich um ein Antriebszentrum 51 im
Gegenuhrzeigersinn bewegt. Die beiden Antriebszentren 50 und 51 liegen auf
einer gemeinsamen Drehbewegungsachse 52, welche gemäss 6a und 6b gleichzeitig die Bewegungsachse des
motorischen Antriebs 53 ist. Im Gegensatz zur schematisierten
Darstellung der 7 zeigen
die beiden 6a und 6b die Hebelsysteme in körperlicher
Ausgestaltung. Dabei sind die beiden Hebelsysteme 38 und 39 in
einer teilweise gestreckten Lage.
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Die 8a zeigt
einen teils schematisierten Grundriss der Formschlussseite einer
Spritzgiessmaschine entsprechend der Lösung gemäss den 6a, 6b und 7. Aus der 8 ist erkennbar, dass die beiden Hebelsysteme 38 und 39 symmetrisch
in Bezug auf die Formbewegungsachse 40 angeordnet sind.
Beim Antriebsmotor handelt es sich um einen Hohlwellen- oder Torquemotor 53 mit
einem Rotor 54 sowie einem Stator 55. Der Rotor 54 stellt
mit einer Abtriebswelle 55 das Antriebszentrum 51 des
Hebelsystems 39 und der Stator 55 mit einer Abtriebswelle 56 Antriebszentrum 50 des
Hebelsystems 38 dar. Rotor 54 und Stator 55 haben,
wie bereits in der 8 erkennbar
ist, je einen entgegengesetzten Drehsinn. An bedeutet den Antrieb
des Ausstossers.
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Die 8b zeigt
stark vereinfacht einen Torquemotor in grösserem Massstab. Je nach gewähltem Konzept
werden die Hebelsysteme mit dem Rotor oder Stator verbunden.
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Die 9a und 9b zeigen die ganze Formseite
einer holmlosen Spritzgiessmaschine mit einem erfindungsgemässen Formschluss,
ohne das Spritzaggregat Sp.A. Die 9a zeigt
das ganze Hebelsystem in angezogener Stellung. Die 9b zeigt das Hebelsystem in gestreckter
Lage. Die Ständerkonstruktion
weist einen Kraftaufnahmeträger 60 auf, welcher über die
beiden Endstützen 61 und 62 die grossen
Kräfte
aus dem Druckaufbau für
die Formanpressung übernimmt.
Im Zwischenraum zwischen einer Antriebsplatte 63 sowie
einer beweglichen Formträgerplatte 64 ist
ein Verstellantrieb 65, 66, 67 angeordnet.
In den 9a und 9b ist zusätzlich eine
Ausstossereinrichtung 68 dargestellt. Eine Formträgerplatte
69 stützt sich
direkt auf den Kraftaufnahmeträger 60 ab
und ist gegenüber
einer Endstütze 62 über eine
Gelenkstelle 70 sowie einen Gelenkschuh 71 in Bezug
auf die Horizontalkräfte
aus dem Formschluss gehalten. In der 9a ist
die Formbewegungsachse 40 eingezeichnet. Man erkennt, dass
die Horizontalkräfte
aus dem Formschluss über
die Formbewegungsachse 40 laufen. Die beiden Formhälften 20 und 21 sind
symmetrisch zu der Formbewegungsachse 40 angeordnet. Die
Drehzentren 72, 73 und die Antriebszentren 50, 51 liegen
ebenfalls zumindest angenähert
in der Formbewegungachse 40. Es ergibt sich damit für die holmlose
Maschine eine ideale Kraftverteilung in Bezug auf die grossen horizontalen
Kräfte
aus dem Druckaufbau für
Formanpressung.
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Die 10a sowie 10b und 10c zeigen den erfindungsgemässen Formschluss
bei einer Holmmaschine. Der Ständer 1 weist
eine Mittelstütze 80 auf,
auf welcher die feste Formträgerplatte 23 ortsfest verankert
ist, wie mit entsprechender Schraubverbindung 82 angedeutet
ist. Auf der linken Bildhälfte
ist eine ganze Formschlussbaugruppe mit einem Klammerzeichen 84 markiert.
Die Formschlussbaugruppe 84 besteht im Wesentlichen aus
einer Endstützplatte 85,
der beweglichen Formträgerplatte 2,
dem Doppelkurbelantrieb 86 sowie dem Holmen 30,
welche bis zu der festen Formträgerplatte 23 geführt sind. Das
Kniehebelsystem hat die identische Funktion wie bei der Lösung gemäss den 6a, 6b und 7,
so dass darauf Bezug genommen wird. Die Endstützplatte 85 sowie
die bewegliche Formträgerplatte 2 sind
je über
Schiebelagerstellen 33 sowie 87 auf Gleitschienen 88 geführt.
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Die 11a entspricht
der 7 und zeigt ein
zweifaches Hebelsystem. Die Aktions- und Reaktionskräfte F aus
der Formbewegung sowie der Druckaufbau für die Formanpressung werden
durch die beiden Hebelsysteme 38 und 39 je zur
Hälfte
aufgebracht (F/2).
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Die 11b zeigt
vier Doppelkurbeln 38, 38', 39, 39' scherenartig
angeordnet. Sinngemäss
zu der 11a besteht die
Lösung
gemäss 11b aus je zwei gegengleichen
Hebelsystemen vorne und hinten, wobei jedoch in der 11b in beiden Bildebenen vorne und hinten
das Hebelsystem nochmals verdoppelt ist, wobei auf jeder Seite die
Hebelsysteme gegengleich angeordnet sind. Die Aktions-Rekationskräfte F teilen
sich gemäss 11b in viermal je F/4 auf.
Der ganz besondere Vorteil der Lösung
gemäss 11b liegt darin, dass bedingt
durch die scherenartige Ausgestaltung der gegengleichen Kurbeln
auf jeder Seite keine Vertikalkräfte
erzeugt werden. Diese werden durch die vierfach- bzw. scherenartige
Anordnung im Gesamthebelsystem ausgeglichen. Es entsteht dadurch
eine Art Doppelkurbelschere, bestehend je aus einem vorderen Hebelsystem 38, 38' sowie einem
hinteren Hebelsystem 39, 39'.
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In der Folge wird nun auf die 12 und 13 Bezug genommen, bei welchen der Antrieb
als Torquemotor 90 bzw. 91 ausgebildet ist. Die 12a und 12b zeigen in Ansicht und Grundriss die
gestreckte Lage eines zweifachen Hebelsystems und die 12c und 12d die angezogene Lage eines zweifachen
Hebelsystems. Die 13a und 13b sinngemäss Ansicht
und Grundriss der gestreckten Lage eines vierfachen Hebelsystems
und die 13c und 13d die angezogene Lage eines
vierfachen Hebelsystems. Die 12a bis 12d entsprechen den 6, 7 und 8.
Bei den 13a bis 13d ist die Abtriebswelle 55, 55' und 56, 56' je doppelt
mit entsprechendem Drehsinn entsprechend der 11b dargestellt.
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Die 14 zeigt
eine weitere Ausgestaltung mit einem zweifachen Hebelsystem sowie
einem Getriebe 92 mit Getriebemotor 93 mit zwei
gegenlaufrenden Abtriebswellen 94 und 95. Dargestellt
ist ebenfalls die gestreckte und angezogene Lage in Ansicht und
Grundriss.
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Die 15a bis 15d zeigt sinngemäss zu den 14a bis 14d eine Ausgestaltung mit einem zweifachen
Hebelsystem sowie einem Getriebe 96 mit nur einer Abtriebswelle 94.
Das Hebelsystem 38 ist direkt mit dem Gehäuse des
Getriebes 96 verbunden. Um die gegengleiche Bewegung der
beiden Hebelsysteme 38, 39 sicherzustellen, muss
in diesem Fall das Getriebe selbst eine entsprechende Drehbewegung
durchführen
(Pfeil 98, 98').
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Die 16 zeigt
als weitere Ausgestaltung ein vierfaches Hebelsystem mit einem Getriebe 99 mit
beidseits zwei gegenläufigen
Abtrieben. Wie bei der 15 wird
ein Abtrieb durch das Gehäuse 97 selbst
sichergestellt.
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Ein weiterer Ausgestaltungsgedanke
für die neue
Lösung
liegt darin, dass die Drehbewegungsachse 52 nicht wie in
den bisherigen Darstellungen horizontal, sondern vertikal angeordnet
wird. Vom Konzept her der Kraftübertragung ändert dies
nichts. Der grosse Vorteil einer vertikalen Anordnung liegt darin,
dass die Gewichtskräfte
aus dem ganzen Kniehebelsystem mit dem elektromotorischen Antrieb
etwas einfacher direkt, z.B. entweder gegenüber dem Endschild 73 oder
gegenüber
der beweglichen Formträgerplatte 2 abgestützt werden
können.
Alle Lagerstellen werden dabei von den Gewichtskräften entlastet.
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Die 17a und 17b zeigen die Anwendung der
neuen Lösung
bei holmlosen Doppel-maschinen, mit entsprechend zwei Spritzschnecken 39 (nicht dargestellt).
In beiden Föllen
wird die Formöffnungs- und
Schliessbewegung mit dem erfindungsgemässen Antriebssystem durchgeführt. In
der 17a ist das Formmittelteil 100 fest
mit dem Maschinenbett verbunden. Die beiden Formträgerplatten 101 und 102 sind
verschiebbar angeordnet. Die 17b zeigt
eine Lösung
bei der die Formträgerplatte 104 fest
auf dem Maschinenbett verankert ist. Das Formmittelteil 105 bewegt
sich mit halber Geschwindigkeit im Verhältnis zu der beweglichen Formträgerplatte 103.
Beide Lösungen
nutzen voll die Vorteile der neuen Lösung. Wenn die Relativbewegung
der beiden Formöffnungen
ungleich sein soll, dann können
die Längenverhältnisse
von Kurbelhebel und Pleuel exakt auf die gewünschten Verhältnisse
angepasst werden. Es wird dabei vorgeschlagen, die Verhältnisse
nach der Formel a : b = c : D vorzusehen (11).
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Wie bereits ausgeführt, gestattet
die neue Erfindung, unabhängig
des Einsatzes bei holmlosen oder Holmmaschinen, die prinzpiellen
Vorteile eines Kniehebels zu nutzen und die bei nur einfachen Kniehebeln
des Standes der Technik entstehenden Querkräfte zu vermeiden. Die Schiebelager
können
einfacher gebaut werden, und es entstehen nahezu keine wechselnden
Auflagekräfte
für die
Schiebelager, so dass die Bewegungskräfte sowie die Bewegungen als
solche auf einer höheren
Qualitätsstufe
beherrschbar sind. Die neue Lösung
kann auch als Antriebssystem für
Druckgiessmaschinen eingesetzt werden, auch hier sinngemäss den Formbewegungen
bei Spritzgiessmaschinen, so dass alle Vorteile gleicherweise nutzbar
sind.