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DE29805025U1 - Produktionsmaschine mit elektrischen Antrieben für den Einsatz in der Kunststoffindustrie - Google Patents

Produktionsmaschine mit elektrischen Antrieben für den Einsatz in der Kunststoffindustrie

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DE29805025U1
DE29805025U1 DE29805025U DE29805025U DE29805025U1 DE 29805025 U1 DE29805025 U1 DE 29805025U1 DE 29805025 U DE29805025 U DE 29805025U DE 29805025 U DE29805025 U DE 29805025U DE 29805025 U1 DE29805025 U1 DE 29805025U1
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Siemens AG
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Description

GR 98 G 3192
Beschreibung
Produktionsmaschine mit elektrischen Antrieben für den Einsatz in de;r Kunststoffindustrie
5
Die ,Erfindung betrifft eine Produktionsmaschine für den Einsatz in der KunststoffIndustrie, wie Kunststoffspritzgießmaschinen, Extrusionsmaschine, Blasformmaschine, aufweisend:
- Bewegliche Formelemente für die Formung eines Kunststoffteils
- zumindest ein Materialzuführungselement zum Hohlraum des Formelements
- einen elektrischen Antrieb für die Bewegung der Formelemente
- einen elektrischen Antrieb für das Materialzuführungselement
- einen elektrischen Antrieb für die Bewegung des·· Materialzuführungselements .
Aus der WO 91/00418 ist eine dem vorstehenden entsprechende Produktionsmaschine bekannt. Es ist Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Produktionsmaschine technisch und kostenmäßig zu verbessern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest einer der elektrischen Antriebe als elektrischer Direktantrieb ausgebildet ist. Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird vorteilhaft erreicht, daß die Antriebe mit der Maschinenmechanik ohne Kupplungselemente verbunden werden können. Der Einbau ist platzsparend und damit wirtschaftlicher. Weiterhin verbessert sich die Maschinendynamik.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die elektrischen Direktantriebe als Einbaumotoreinheiten ausgebildet sind. So ist eine besonders platzsparende Antriebskonstruktion möglich.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten permanenterregt ausgebildet sind. So wird eine besonders günstige Ausbildung der Einbaumotoreinheiten erreicht, und die Leistungsdichte des Antriebs erhöht. 5
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten als Synchronmotoreinheiten ausgebildet sind. So ergibt sich vorteilhaft die Einsatzmöglichkeit bekannter Werkzeugmaschinen-Regelungen und Steuerungen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten flüssigkeitsgekühlt ausgebildet sind. So ergibt sich eine besonders günstige Ausbildung der Kühlung. Die erreichbare Leistungsdichte ist hoch.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten ohne Übertragungsmittel,, wie Riemen, Getriebe, Hydraulikelemente oder Zahnstange, arbeitend ausgebildet sind. So ergibt sich eine kompakte Konstruktion durch den Wegfall von Übertragungselementen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten massenminimiert ausgebildet sind. So ergibt sich vorteilhaft eine hohe Dynamik der Einbaumotoreinheiten.
In weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß anstelle von Synchronmotoreinheiten Asynchronmotoreinheiten vorgesehen sind. So ist die vorteilhafte Verwendung von besonders kostengünstigen Antriebseinheiten möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten weitere Komponenten, wie Lagegeber, Kupplungsflansche oder Spannfutter aufweisen. So wird vorteilhaft ein einfach anzuschließender Komplettantrieb geschaffen.
98 G 3192 ·: : : : : .·
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten luftgekühlt ausgebildet sind. So ergibt sich eine besonders einfache Kühlung.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einbaumotoreinheiten als Linearmotoren ausgebildet sind. So ergibt sich vorteilhaft eine besonders einfache Linear-Antriebseinheit für bewegliche Teile.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erfindungsgemäßen Direktantriebe eine digitale Regelung aufweisen. So ist vorteilhaft die Verwendung üblicher . Werkzeugmaschinensteuerungen und -Regelungen möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die erfindungsgemäßen Direktantriebe eine digitale Regeleinheit mit analoger oder digitaler Schnittstelle für die Führungsgröße aufweisen. So ist vorteilhaft die Verwendung üblicher Sensoren mit analogen Ausgängen möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß die erfindungsgemäßen Direktantriebe eine digitale Schnittstelle aufweisen. So ist vorteilhaft eine Einbindung in übliche digitale Steuer- und Regelsysteme möglich.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert aus denen ebenso wie aus ihrer Beschreibung auch weitere erfinderische Einzelheiten entnehmbar sind. Im einzelnen zeigen:
FIG 1 eine erfindungsgemäße Einbaumotoreinheit in der Ausführung mit einem permanenterregten Synchronmotor in 3D-Darstellung und
FIG 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einbaumotoreinheit .
35
In FIG 1 ist mit 1 der Motorteil der Einbaueinheit bezeichnet. 2 bezeichnet einen Montageflansch und 3 die Hohlwelle.
GR 98 G 3192 " · · * '· ·' #· *·*·
Es ergibt sich eine kompakte Konstruktion durch Wegfall von Riemen, Getriebe, Hydraulikkomponenten und Kupplungen. Hohe Leistungsdichte durch Flüssigkeitskühlung. Hohe Genauigkeit am Werkstück durch steifen Antriebsstrang. Ein zusätzlicher Lagegeber entfällt. Einfache Spindelkonstruktion mit 90% weniger Verlustleistung im Rotor, d.h. wesentlich geringere Lageerwärmung. Höherer Wirkungsgrad und weniger Kühlleistung.
Weiterhin ergibt sich eine kompaktere Maschinenkonstruktion mit einem höheren Drehmoment (ca. 60%) bei gleichem Aktivteilvolumen. Die Folge sind bessere Arbeitsergebnisse.
Die thermische Ausnutzbarkeit ist bei Nenndrehzahl um bis zu 70% und bei Maximaldrehzahl bis zu 100% höher. Dabei liegt eine höhere Überlastbarkeit (keine Kippgrenze) und geringere Nebenzeiten von ca. 50% vor.
In FIG 2 bezeichnet 4 die Hohlwelle, 5 den Läufer, 6 die Hülse, 7 den Luftspalt und 8 den Ständer einer erfindungsgemäßen Einbaumotoreinheit in permanenterregter Bauart.
Allgemein ist zu den Einbaumotoreinheiten in permanenterregter Ausführung folgendes zu bemerken:
Die erheblich reduzierte Wärmeentwicklung kommt der Spindelausdehnung und -lagerung zugute. Die Läuferverlustleistung ist - bei gleicher Nennleistung - gegenüber einer Asynchronmaschine um ca. 90% reduziert. Der Rotor wird lediglich von der Reibung der Lager und den Dichtelementen erwärmt. Dazu kommt noch die Luftreibung sowie die Wärme der Wicklung bzw. Wickelköpfe, die durch Konvektion übertragen wird. Außerdem ist der Kühlaufwand gering. Ein nicht zu vernachlässigender Punkt, wenn man 1 Watt Kühlleistung mit einer DM an Aufwand zugrundelegt.
Die Aufstellfläche der Maschine, die reduziert werden kann, ist ein wichtiger Gesichtspunkt. Im unteren Drehzahlbereich
GR 98 G 3192
ist die Drehmomentdichte gegenüber der Asynchronmaschine um bis zu 80% höher.
Die Produktivität der Maschine steigt sowohl durch eine höhere Leistungsdichte (bei gleichem Bauvolumen) im oberen Drehzahlbereich, was kürzere Nebenzeiten (z.B. Hochlauf) bringt, als auch durch die Reduzierung des Massenträgheitsmomentes bei gleicher Leistung. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, entsprechende Einbaumotoreinheiten in der Ausführung als Standardantriebseinheiten zu verwenden. Diese Standardantriebseinheiten sind bekannt und werden unter dem Markennamen "SIMODRIVE IFE" von der Siemens AG vertrieben. Zum Betrieb entsprechender Einbaumotoren steht eine entsprechende Regelungssoftware zur Verfügung. Diese Software ist auf den heute bekannten Hardwarekomponenten des SIMODRIVE 611 lauffähig. Zum Einsatz kommen FE-Einbaumotoren mit der CNC-Steuerung SINUMERIK 840D und dem Umrichtersystem SIMODRIVE 611 mit digitaler Regelung. Bei diesen Komponenten handelt es sich um Erzeugnisse der Firma Siemens AG, die bisher noch nicht für den Antrieb von Kunststoffmaschinen verwendet wurden.

Claims (14)

98 G 3192 '; :..;.: j \ Schutzansprüche
1. Produktionsmaschine für den Einsatz in der Kunststoffindustrie, wie Kunststoffpritzgießmaschine, Extrusionsmaschine, Blasformmaschine, aufweisend:
- bewegliche Formelemente für die Formung eines Kunststoffteils
- zumindest ein Materialzuführungselement zum Hohlraum der Formelemente
- einen elektrischen Antrieb für die Bewegung der Formelemente
- einen elektrischen Antrieb für das Materialzuführungselement
- einen elektrischen Antrieb für die Bewegung des Materialzuführungselemente
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der elektrischen Antriebe als elektrischer -'Direktantrieb ausgebildet ist.
2. Produktionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrischen Direktantriebe als Einbaumotoreinheiten ausgebildet sind.
3. Produktionsmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten permanenterregt ausgebildet sind.
4. Produktionsmaschine nach Anspruch 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten als Synchron-Motoreinheiten ausgebildet sind.
5. Produktionsmaschine nach Anspruch 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten flüssigkeitsgekühlt ausgebildet sind.
6. Produktionsmaschine nach Anspruch 2, 3, 4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumo-
GR 98 G 3192 'III
toreinheiten ohne Übertragungsmittel, wie Riemen, Getriebe, Hydraulikelemente oder eine Zahnstange, arbeitend ausgebildet sind.
7. Produktionsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten massenminimiert ausgebildet sind.
8. Produktionsmaschine nach einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten als Asynchron-Motoreinheiten ausgebildet sind.
9. Produktionsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten Zusatz-Komponenten, wie Lagegeber, Kupplungsflansche oder Spannfutter aufweisen.
10. Produktionsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Einbaumotoreinheiten luftgekühlt ausgebildet sind.
11. Produktionsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumotoreinheiten als Linearmotoren ausgebildet sind.
12. Produktionsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktantriebe eine digitale Regelung aufweisen.
13. Produktionsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Direktantriebe eine digitale Regeleinheit mit analoger Schnittstelle aufweisen.
GR 98 G 3192
14. Produktionsraaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktantriebe eine digitale Regeleinheit mit digitaler Schnittstelle aufweisen.
5
DE29805025U 1998-03-19 1998-03-19 Produktionsmaschine mit elektrischen Antrieben für den Einsatz in der Kunststoffindustrie Expired - Lifetime DE29805025U1 (de)

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